一种应用三参数自洽迭代算法的新型水淹层测井评价方法

摘要

本发明提供一种应用三参数自洽迭代算法的新型水淹层测井评价方法，所述方法根据已知水淹级别和测井响应的关系，确定水淹级别的测井识别标准，根据该标准初步判别评价层的水淹级别，然后根据水淹级别赋定产水率初值，以产水率、含水饱和度、混合地层水电阻率为迭代变量，以含水饱和度与产水率、混合地层水电阻率与产水率两个统计关系为迭代计算关系式，以前后两次计算含水率的容许偏差为迭代控制条件进行迭代计算，并根据最终计算结果确定目标层的含水率、混合地层水电阻率和含水饱和度这些参数及最终的水淹级别。

权利要求

1.一种应用三参数自洽迭代算法的新型水淹层测井评价方法，所述方法根据已知水淹级别和测井响应的关系，确定水淹级别的测井识别标准，根据该标准初步判别评价层的水淹级别，然后根据水淹级别赋定产水率初值，以产水率、含水饱和度、混合地层水电阻率为迭代变量，以含水饱和度与产水率、混合地层水电阻率与产水率两个统计关系为迭代计算关系式，以前后两次计算含水率的容许偏差为迭代控制条件进行迭代计算，并根据最终计算结果确定目标层的含水率、混合地层水电阻率和含水饱和度这些参数及最终的水淹级别，其中，所述迭代计算过程中针对混合地层水电阻率和产水率关系的确定，采用模拟现场注水采油过程通过实验统计建立混合地层水电阻率和产水率的关系模型，或者采用通过在多井中使用地层测试得到与产水率数据相应的地层流体样品，实验测试混合地层水电阻率后统计建立混合地层水电阻率和产水率的关系模型。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

根据岩心分析资料及测井资料计算储层地质参数；

依据测井识别水淹级别的标准，对储层水淹级别进行定性初步识别；

根据水淹级别，设定含水率初值；

根据混合地层水电阻率与含水率的关系，计算混合地层水电阻率；

根据阿尔奇公式计算储层含水饱和度；

根据产水率和含水饱和度的关系，反算储层含水率；

根据含水率重新判定水淹级别。

3.根据权利要求2所述的方法，其中通过利用相对渗透率和电阻率联测装置采用混合地层水离散采样和比例稀释及电阻率测量方法测量得到岩心驱替过程中混合地层水电阻率，所述混合地层水离散采样采用量筒来离散取得油水混合液样辅以离心方法分离油水来累积计量出油体积和出水体积部分，所述比例稀释及电阻率测量是按某一比例向离心提纯的混合地层水加入蒸馏水使其体积足够大以满足电解质溶液电阻率测量装置测量电阻率的需要，然后再转化为稀释前的电阻率以最终确定混合地层水电阻率。

说明书

一种应用三参数自洽迭代算法的新型水淹层测井评价方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石油测井评价技术，主要应用水淹层混合地层水电阻率、含水饱和度、产水率的三参数自洽迭代算法定性识别水淹层水淹级别和定量评价水淹层参数。技术背景

[0002] 水淹层测井评价包括水淹级别定性识别和储层参数定量评价两部分。水淹级别划分主要使用含水率和驱油效率两个指标，以含水率最为常用。储层定量评价的核心参数为含水饱和度及含水率，其难点是确定不同水淹级别的饱和度和混合地层水电阻率。

[0003] 目前，已有人采用迭代算法应用于水淹层的测井评价。如，一种方式是将混合地层水电阻率、剩余油饱和度、相对渗透率、产水率方程联立，通过迭代算法求解各参数；一种方式是在宏观水淹机理及双地层水电阻率模型的基础上，采用“多重迭代回归”方法求解未知地层水电阻率情况下的含水饱和度；另一种方式是采用变倍数多倍注入水物质平衡法来计算混合地层水电阻率，并根据阿尔奇公式和经验方程来计算含水饱和度和产水率，通过迭代不断修正混合地层水电阻率值，当两次迭代计算的混合地层水电阻率达到精度要求时结束。

[0004] 但是上述方法存在以下问题：1)在确定混合地层水电阻率时，均假设为原始地层水与n倍体积注入水的混合过程，这与实际地层水矿化度的动态变化情况不符(实际的过程是采出污水回注，与假设情况有很大差异)，导致理论确定的混合地层水电阻率和产水率的关系不准确；2)在迭代的计算的过程中，没有考虑水淹层定性识别与定量评价的统一，导致迭代计算的水淹层参数与测井定性识别结论产生矛盾。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种通过循环迭代实现水淹层定性识别与储层参数定量计算自洽统一的测井评价技术，以改善水淹层的测井评价效果。其中，“自洽”是指用迭代结束后的产水率或驱油效率确定最终的水淹级别以实现水淹级别结论与定量计算产水率或驱油效率的一致。迭代过程中针对混合地层水电阻率和产水率关系的确定，采用两种方案：一种是模拟现场注水采油过程通过实验统计建立混合地层水电阻率和产水率的关系模型；一种是通过在多井中使用地层测试得到与产水率数据相应的地层流体样品，实验测试混合地层水电阻率后统计建立混合地层水电阻率和产水率的关系模型。

[0006] 本发明的目的通过以下方式实现：

[0007] 首先，考察已知水淹级别(有确定的产水率或驱油效率)和测井响应的关系，确定水淹级别的测井识别标准。根据该标准初步判别评价层的水淹级别。

[0008] 其次，根据水淹级别赋定产水率初值，以产水率、含水饱和度、混合地层水电阻率为迭代变量，以含水饱和度与产水率、混合地层水电阻率与产水率2个统计关系为迭代计算关系式，以前后两次计算含水率的容许偏差为迭代控制条件进行迭代计算，并根据最终计算结果确定目标层的含水率、混合地层水电阻率和含水饱和度等参数及最终的水淹级别。附图说明：

[0009] 图1为一种混合地层水电阻率、含水饱和度、产水率自洽迭代算法流程图。

[0010] 图2为GD油田Z层水淹级别测井识别标准图。

[0011] 图3为GD油田X井Z油层岩心驱替实验中混合地层水电阻率与含水率的实验统计关系图。

[0012] 图4为含水率与驱油效率关系图。

[0013] 图5为GD油田X井(密闭取心检查井)Z层的测井解释成果图。

[0014] 图6为GD油田Y井(密闭取心检查井)Z层的测井解释成果图。

具体实施方式

[0015] 为了验证该方法的适用性，下面具体以GD油田Z层为例详细说明本发明的技术和特点，但是这些实施例并非用于限定本发明的保护范围。

[0016] 首先介绍一下岩心驱替实验过程中混合地层水电阻率的实验测量方法。该方法是在现有相对渗透率和电阻率联测装置和方法的基础上做技术改进，在不影响产水率、相对渗透率、电阻率、饱和度等参数测量的前提下应用“混合地层水离散采样”和“比例稀释及电阻率测量”方法来实验测量得到岩心驱替过程中混合地层水电阻率。其中：“混合地层水离散”采样不再采用常用装置的油水分离器和天平“连续”计量出油体积和出水体积，而是采用量筒来“离散”取得油水混合液样辅以离心方法分离油水来累积计量出油体积和出水体积部分，从而实现“离散”提取与注入体积、产水率、柱塞样电阻率相对应的混合地层水样的目的，可有效避免驱替前的原始水和先期驱替排出的地层水的干扰；“比例稀释及电阻率测量”是按某一比例向离心提纯的混合地层水加入蒸馏水使其体积足够大以满足电解质溶液电阻率测量装置测量电阻率的需要，然后再转化为稀释前的电阻率以最终确定混合地层水电阻率。上述技术路线能够克服现测量装置存在的弊端，精确测量得到混合地层水的电阻率。

[0017] 具体实现如下：

[0018] 首先，改变出油体积、出水体积计量装置和计量方法并提纯混合地层水样，这是本发明方法得以实现的根本。具体实现方式是：1)尽量缩短岩心出口端管线的长度，以减小出口端管线死体积内的残留液体对混合地层水的干扰以及对出油体积和出水体积的测量误差；2)不再使用油水分离器和电子天平来计量出油体积和出水体积，改为使用一组精度为0.025mL量筒“离散”收集油水；3)采用离心方法分离油水以得到某一时间的出油体积和出水体积并提纯得到混合地层水样。

[0019] 其次，使用蒸馏水对不同时间获取的混合地层水样稀释至能够满足盐水电阻率测量装置的测量要求，然后测量得到稀释后混合地层水的电阻率。

[0020] 最后，根据稀释比例反算得到稀释前混合地层水的电阻率。

[0021] 实例1：GD油田X井Z层

[0022] 下面详细说明其实现流程：

[0023] 1)根据岩心分析资料及测井资料计算该层某一深度点泥质含量SH为18％，束缚水饱和度Swi为20％，孔隙度φ为36％，渗透率K为1500mD。

[0024] 2)依据测井识别水淹级别的标准(图2)，对储层水淹级别进行定性初步识别，初步判断为中水淹。水淹级别标准为：弱水淹：F2≥0.75*F1；中水淹：0.75*F1-1≤F2＜0.75*F1；强水淹：F2＜0.75*F1-1。

[0025] 3)含水率初始值选择fw1＝0.7(弱水淹fw1＝0.3；中水淹fw1＝0.7；强水淹fw1＝0.9)。

[0026] 4)根据实 验建立 的混合 地层水 电阻率 与含水 率的关系 式Rw ＝2 2
1.1537fw-2.4326fw+1.8215(图3)，计算混合地层水电阻率为0.72Ω*m，相关系数为R ＝
0.95；

[0027] 5)已知该地区阿尔奇参数m＝1.42，n＝1.61，利用阿尔奇公式计算储层含水饱和度Sw为48％；

[0028] 6)根据计算的含水饱和度Sw和束缚水饱和度Swi，按照实验建立的含水率与含水饱和度的关系式 (图4)，计算含水率fw2为0.82，相关系数为2
R ＝0.74；

[0029] 7)比较fw2与fw1的大小，若满足关系式abs(fw2-fw1)＜0.05，则进行下一步，说明水淹级别定性识别与储层定量评价结果一致，否则，令fw1＝fw2，重复步骤4)-6)。

[0030] 8)根据最终确定的含水率fw2为0.74，判定水淹层水淹级别为中水淹，同时输出含水饱和度为33％、混合地层水电阻率为0.66Ω*m。该深度点测井计算结束，进行下一点测井计算。

[0031] 9)经过测井数据批处理后，解释结果见图5。图中，CAL为井径曲线(In)，SP为自然电位曲线(mV)，GR为自然伽马曲线(API)，RT为原状地层电阻率曲线(Ω*m)，RXO为冲洗带电阻率曲线(Ω*m)，AC为声波时差曲线(μs/ft)，SW为测井计算储层含水饱和度曲线(小数)，SIRR为测井计算束缚水饱和度曲线(小数)，PERW为测井计算储层渗透率曲线(mD)，FW为测井计算储层产水率曲线(小数)。

[0032] 实例2：GD油田Y井Z层

[0033] 根据岩心分析资料及测井资料计算该层某一深度点泥质含量SH为21％，束缚水饱和度Swi为23％，孔隙度φ为34％，渗透率K为1380mD。计算过程同上，经过测井数据批处理后，解释结果见图6。