測(cè)井解釋第五章

§0緒論§1若干重要基本知識(shí)的回顧§2地層泥質(zhì)性質(zhì)及其含量的確定§3巖性和孔隙度的確定§4飽和度的確定§5滲透率和生產(chǎn)能力§0緒論§1若干重要基本知識(shí)的回顧§2地層泥質(zhì)性質(zhì)及其含量的確定§3巖性和孔隙度的確定§4飽和度的確定§5滲透率和生產(chǎn)能力滲透率和生產(chǎn)能力已知地層的有效孔隙度和含油氣飽和度，還不能對(duì)儲(chǔ)集層生產(chǎn)能力和對(duì)產(chǎn)出流體的含水量進(jìn)行

。要解決這些問(wèn)題，還必須知道地層的滲透率、

水飽和度等參數(shù)。滲透率是決定地層流體能否產(chǎn)出的主要因素，而

水飽和度與地層含水飽和度的相互關(guān)系，是決定地層能否無(wú)水產(chǎn)油氣的主要因素。一、滲透率的確定二、生產(chǎn)能力和含水率滲透率和生產(chǎn)能力1.根據(jù)電阻率確定滲透率

巖石滲透率和巖石顆粒粗細(xì)或孔徑大小有關(guān)，顆粒愈細(xì)和孔徑愈小，則滲透率愈?。硪环矫嬉?、滲透率的確定，巖石顆粒愈細(xì)和孔徑愈小，孔隙中量愈多．在飽含油的地層，只含有水的含水，地層的電阻率由

水含量決定．因此，根據(jù)巖石電阻率可以估算純油層的滲透率．1.根據(jù)電阻率確定滲透率在油水過(guò)渡帶，由于隨著高出

水面距離的增加，含水飽和度Sw逐步減小，導(dǎo)致地層電阻率增加．假設(shè)地層孔隙度是均勻的，地層電阻率從水面處的R0增加到水飽和情況下的最大值Rt．根據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)，電阻率的過(guò)渡變化與深度呈線性關(guān)系．一、滲透率的確定1.根據(jù)電阻率確定滲透率一、滲透率的確定值可用于估計(jì)地層w2.32K

C

a

h

滲透率的大?。疂B透率與電阻率梯度及原油密度、水的密度之間有下列關(guān)系（引自斯侖貝謝公司，1991）：C=常數(shù)，一般約為20左0R

1a

D

R（g/cm3）；（g/cm3）．右；R0

——100％含水地層的電阻率（

·m

）；w——地層水密度h

——烴的密度電阻率變化梯度

R

/2.判斷油層是否為

水飽和的方法對(duì)于一定的巖石類型，φ與Swi交會(huì)的點(diǎn)會(huì)得到一個(gè)相關(guān)性很好的、近似雙曲線的圖形．這一事實(shí)可用于確定僅含水的層段．由測(cè)井資料求出的φ和Swi值所作的交會(huì)圖，如下圖所示:一、滲透率的確定2.判斷油層是否為

水飽和的方法僅含

水層段的點(diǎn)落在圖的左下方，大致與Swiφ=C表示的雙曲線相符合，其中C對(duì)于一定的巖石類型和粒級(jí)是常數(shù)．落在這條線右上方的點(diǎn)是來(lái)自過(guò)渡帶層，說(shuō)明它們將出水，其中有些可能帶有油，有些也可能沒(méi)有.圖中虛線是畫在交會(huì)圖上的滲透率曲線．一、滲透率的確定2.判斷油層是否為水飽和的方法一、滲透率的確定2.判斷油層是否為

水飽和的方法當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)自不同的巖性地層時(shí)，C

=Swiφ

為不同值，對(duì)于每種巖性可以分別找出被

水飽和的曲線下圖是對(duì)石灰?guī)r和白云巖數(shù)據(jù)做出的，近似得到兩條分離的雙曲線．因?yàn)榘自茙r相對(duì)石灰?guī)r來(lái)說(shuō)巖石比面小而且有較高的滲透率．巖石比面與巖石孔隙的幾何形狀及巖石的粘土含量等因素有關(guān)．巖石比面愈大說(shuō)明孔隙尺寸愈小、孔隙結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，孔隙表面對(duì)流體流動(dòng)的阻滯作用愈大，因此水飽和度愈高，滲透率愈?。弧B透率的確定2.判斷油層是否為水飽和的方法一、滲透率的確定3.利用孔隙度和

水飽和度估算滲透率一般來(lái)說(shuō)，孔隙度越大，滲透率也會(huì)越大，一、滲透率的確定而對(duì)于

力愈大，水飽和度，巖石顆粒愈細(xì)，毛細(xì)管壓水飽和度就愈高，滲透率就愈低。用孔隙度和

水飽和度計(jì)算滲透率較為通用的公式是Wyllie和Rose

具有如下形式的一般關(guān)系式:wi)b(SaK

C3.利用孔隙度和在Wyllie和Rose水飽和度估算滲透率一般關(guān)系的基礎(chǔ)上，一、滲透率的確定不同研究

又提出了各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：Tixier公式：31K

21K

2Swi250Timur公式：

2.25Swi

100Coates-Dumanoir公式：1K

2wiw4

Sw300

wCoates公式：12

(1

S

)K

2

70

wi

Swi4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率由于滲透率與儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)十分密切，因此，碎屑巖地層的滲透率有可能成為在某種程度上反映地層孔隙幾何形態(tài)的粒度中值的函數(shù)．粒度中值是說(shuō)明巖石顆粒大小的量．在碎屑巖粒度組分累積曲線上，累積百分含量為50％所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑為粒度中值，用毫米表示，符號(hào)為Md一、滲透率的確定4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率由于滲透率與儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)十分密切，因此，碎屑巖地層的滲透率有可能成為在某種程度上反映地層孔隙幾何形態(tài)的粒度中值的函數(shù)．粒度中值是說(shuō)明巖石顆粒大小的量．在碎屑巖粒度組分累積曲線上，累積百分含量為50％所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑為粒度中值，用毫米表示，符號(hào)為Md一、滲透率的確定4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率根據(jù)我國(guó)八個(gè)油田4573塊巖心的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率的公式（等，1987），lg

K

D1

1.7lg

Md

7.1lg式中D1為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，主要與砂巖地層壓實(shí)程度有關(guān)，一般隨壓實(shí)程度的增加而呈規(guī)律性地增大．一、滲透率的確定4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率實(shí)踐證明該公式能夠提供與巖心分析相關(guān)性較好的滲透率值，在有利條件下其平均相對(duì)誤差約在30％左右，式中粒度中值可應(yīng)用自然伽馬曲線按下式計(jì)算，lg

Md

C0

C1JGR式中：ΔJGR為自然伽馬相對(duì)值；C0，C1為地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)系數(shù)．C0為所選取的自然伽馬最小值層段的平均粒度中值的對(duì)數(shù)值，C1

=-1.75-C0．一、滲透率的確定4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率根據(jù)我國(guó)六個(gè)油田1774塊巖心實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建立了用孔隙度和粒度中值計(jì)算Swi的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式有兩種形式（

，1991）．對(duì)于高、中孔隙度（φ≥20％），一、滲透率的確定3wi

0

dAlg

S

A

(1.5lg

M

3.6)

lg

式中A0和A3與地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)有關(guān)，主要取決于砂巖的膠結(jié)程度、孔隙度變化范圍和巖石潤(rùn)濕性，A0的變化范圍在0.18~0.36．A0與A3選值要匹配．4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率對(duì)于高孔隙度（φ≥0.25）疏松親水砂巖地層A0=0.18，A3

=0.18~0.2之間；中等膠結(jié)砂巖，φ在0.2~0.3之間時(shí)，A0=

0.36，A3

=

0.1左右；若φ

=0.2左右時(shí)，A0

=

0.36，A3

=

0.08~0.09。一、滲透率的確定4.利用孔隙度和粒度中值計(jì)算滲透率對(duì)于低孔隙度（φ

<20％）砂巖，一、滲透率的確定23

B

)

1

dlg(1

Swi

)

B0

(0.98lg

MB式中B0，B2，B3是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與地區(qū)特點(diǎn)有關(guān)，B0

=0~0.15，B2

=3.3~1.0，B3主要與壓實(shí)程度和潤(rùn)濕性有關(guān)，一般隨壓實(shí)和親油而增大，數(shù)值變化在0.7~0.8間．一、滲透率的確定5.核磁測(cè)井確定滲透率根據(jù)核磁測(cè)井回波串反演結(jié)果得到的T2譜分布，利用所謂截止值T2c，可以分別確定出孔隙中

水和毛細(xì)管

水含量．水含量時(shí)，不要求巖石處于束用這種方法確定縛水飽和狀態(tài)．T2譜上T2小于T2c的孔隙中的流體均處于被

狀態(tài)，nBVI

Pii1對(duì)應(yīng)于孔隙中微毛細(xì)管水，而Tt譜中大于Tt的孔隙中的流體是可動(dòng)的，即mnFFI

Piin5.核磁測(cè)井確定滲透率另外一種根據(jù)T2譜確定BVI和FFI的方法，是假定每一種孔隙，無(wú)論孔徑大小，都有一定的水被在孔隙壁上，在儲(chǔ)層壓力條件下不能流動(dòng)，不同的只是不同孔徑時(shí)

水所占比例不同．只要能求出不同孔徑時(shí)水的比例因子，便可以計(jì)算出水含量一、滲透率的確定BVI

Ci

PiiFFI

(1

Ci

Pi

)i式中Ci（i

=

1，2，…，n）為

水分布系數(shù)，可以由實(shí)驗(yàn)確定．5.核磁測(cè)井確定滲透率一、滲透率的確定根據(jù)BVI，F(xiàn)FI和孔隙度，不難按下列關(guān)系計(jì)算水飽和度，SwiBVIwi

1

FFIS或：根據(jù)得到的Swi，可以利用上述式中任何一個(gè)選定的公式計(jì)算滲透率．6.有效滲透率和相對(duì)滲透率的確定如果已確定出

水飽和度和含水飽和度，就可巖石對(duì)其所含的各種流體的相對(duì)滲透率和有效滲透率．Jone

Park

J等（1945）

關(guān)系式對(duì)于砂巖和一、滲透率的確定泥質(zhì)砂巖可以得到合理的估計(jì)值，rw

S3

S

w wi

1

S

wi

Krowi)2(1

S

)

2.1

w

(1

SKKw

Krw

KKo

Kro

K7.利用地層測(cè)試器確定滲透率地層測(cè)試器是一種電纜式井壁流體取樣器和測(cè)試儀器．重復(fù)式地層測(cè)試器RFT模塊式地層測(cè)試器MDT一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT一、滲透率的確定儀器封隔器推靠到井壁上流動(dòng)閥門打開(kāi)流體進(jìn)入取樣室壓力傳感器記錄數(shù)據(jù)7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT壓力數(shù)據(jù)包括流體流動(dòng)時(shí)降壓數(shù)據(jù)和流動(dòng)測(cè)試后流體壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)，其壓力測(cè)試流程圖如右圖所示。一、滲透率的確定利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT使用地層測(cè)試器估算滲透率，就是根據(jù)流體流動(dòng)時(shí)的降壓數(shù)據(jù)和流動(dòng)測(cè)試后的壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析確定的．壓降分析：在使用RFT儀器中非常小的

試室進(jìn)

試時(shí)，由于

室容積很小，在測(cè)試過(guò)程中只涉及少量流體流動(dòng)．這時(shí)進(jìn)入RFT儀器的流動(dòng)模式可認(rèn)為是呈球形或半球形的，稱為球形幾何模式．一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT一、滲透率的確定也就是說(shuō)在這種情況

動(dòng)壓力的是從點(diǎn)源(探管直徑很小，看成是點(diǎn)源)出發(fā)，以球形(不考慮井眼)或半球形(考慮井眼)向外

(等壓面是球形或半球形)，流體流動(dòng)范圍內(nèi)的地層介質(zhì)可以看成是均勻的各向同性的，并且有效取樣孔徑比流體流動(dòng)范圍小很多．在這種情況下，壓力降和滲透率的關(guān)系可以簡(jiǎn)化為:dp2

r

P

Cq

K一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT使用不同取樣管時(shí)，式中的常數(shù)項(xiàng)將代入不同的值．當(dāng)使用“標(biāo)準(zhǔn)”RFT取樣管，并采用油田通用單位時(shí)，常數(shù)為5660（引自斯侖貝謝，1991）．于是:dK

5660

qP滲一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT右圖是RFT一個(gè)典型壓力記錄．它使用的是標(biāo)準(zhǔn)取樣管，利用圖上記錄的數(shù)據(jù)給出一個(gè)利用雙

室壓降分析計(jì)算滲透率實(shí)例：P1

2050

psiT1

1

0.65cm3

/

s1q

1015.4P2

4470

psiT2

26.1q

10

cm3

/

s7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT這口井使用油基鉆

鉆進(jìn)，井內(nèi)泥漿黏度mPa?s．計(jì)算出的降壓滲透率為：一、滲透率的確定d1K

5660

0.65

0.25

0.45103

μm24470d

22025K

56601.64

0.25

0.52103

μm2在這個(gè)例子中，兩個(gè)滲透率值符合的很好．7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT如果不利用

試室而用較大的采樣室測(cè)試時(shí)，由于

流體樣品較多（如10

dm3或

），因此流體流動(dòng)產(chǎn)生的壓力擾動(dòng)范圍比較大，被涉及的地層介質(zhì)范圍也較大．在這個(gè)范圍內(nèi)可能存在介質(zhì)不均勻，如夾有非滲透的薄層．將會(huì)顯著降低垂向滲透率，造成流體流人RFT儀器的流動(dòng)模式成為柱形，即流體主要沿徑向流動(dòng)．對(duì)于這種流動(dòng)模式稱為柱形模式或徑向流動(dòng)幾何模式．一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT徑向流動(dòng)幾何模型的降壓滲透率公式的導(dǎo)出，與導(dǎo)出球形幾何模型公式的方法類似．其表達(dá)式簡(jiǎn)化為:一、滲透率的確定

600qdKhP式中h是被測(cè)試層段的間隔（厚度），是指—個(gè)滲透率層段的上下邊界或界限間距離．實(shí)際上，h與測(cè)試取樣管的關(guān)系似乎比和地層的關(guān)系更密切．7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑴重復(fù)式地層測(cè)試器RFT壓力恢復(fù)分析:滲透率也可通過(guò)分析流動(dòng)測(cè)試的壓力恢復(fù)記錄來(lái)估算．預(yù)測(cè)試壓力恢復(fù)的探測(cè)半徑比壓降的探測(cè)半徑更大．如果壓力計(jì)的分辨率足夠高而且壓力恢復(fù)記錄的時(shí)間足夠長(zhǎng)，那么它的探測(cè)半徑可以深入到侵入帶以外地層中．當(dāng)RFT的兩個(gè)試室充滿時(shí)，隨著向內(nèi)壓力

的進(jìn)展，取樣器中的壓力升高到地層原始靜壓力Pe．因此，滲透率的計(jì)算受流動(dòng)(及壓力)的幾何特征影響．流動(dòng)的幾何特征可以通過(guò)壓力隨時(shí)間的變化率來(lái)識(shí)別．一、滲透率的確定7.利用地層測(cè)試器確定滲透率⑵模塊式電纜地層測(cè)試器MDT單探測(cè)器模塊由探測(cè)器部件、

試室、應(yīng)變和石英壓力計(jì)以及電阻率和溫度傳感器組成，其工作原理與RFT相同．在MDT儀器中，雙探測(cè)器模塊的兩個(gè)探測(cè)器按徑向相對(duì)的方式安裝在心軸上．其中一個(gè)探測(cè)器，通常稱為交換探測(cè)器用來(lái)抽取流體，而另一個(gè)探測(cè)器稱為水平探測(cè)器用來(lái)監(jiān)測(cè)壓力瞬變值，沒(méi)有采樣功能．雙監(jiān)測(cè)器模塊的主要用途是同垂直監(jiān)測(cè)器一起通過(guò)局部層間干擾試井，或稱為層間非穩(wěn)態(tài)試井(IPTT)來(lái)測(cè)定水平滲透率Kh、垂直滲透率Kv和儲(chǔ)存系數(shù)(φCt)．一、滲透率的確定一、滲透率的確定二、生產(chǎn)能力和含水率滲透率和生產(chǎn)能力二、生產(chǎn)能力和含水率1.生產(chǎn)能力有了地層測(cè)試器或其他測(cè)井方法確定的有效滲透率，以及從地層測(cè)試器或其他資料得到的地層壓力值，便可以生產(chǎn)能力，通常生產(chǎn)能力是用生產(chǎn)率表示，它是井眼壓力降低的函數(shù)．用通用單位，液體流動(dòng)的定律可表示為：Q

541.86Kh(Pe

Pw

)

ln

re

r

w

二、生產(chǎn)能力和含水率1.生產(chǎn)能力對(duì)于氣體流，上面關(guān)系式變?yōu)椋篞

gB

lnr

w

式中：Q——流量（m3/d）；——考慮天然氣從儲(chǔ)集層到地表環(huán)境變化發(fā)生膨脹的體積系數(shù)。2ZPsTmgTs

(Pe

Pw

)B

1.生產(chǎn)能力理想情況下，儲(chǔ)集層壓力可從地層測(cè)試器測(cè)井結(jié)果或鉆井測(cè)試資料求得；另一條途徑是，從已知的壓力梯度、測(cè)井曲線、邊界井情況及泥漿重量來(lái)估算．

流體的黏度及其他參數(shù)，如流體可壓縮性和地層體積因數(shù)，可以用已知的相關(guān)關(guān)系計(jì)算出．如果給出氣和油的密度和地表的油氣比，就可以計(jì)算出這些參數(shù)．二、生產(chǎn)能力和含水率1.生產(chǎn)能力近似泄油半徑可根據(jù)井間距離的一半，或其他途徑估計(jì)出．儲(chǔ)集層厚度只考慮有意義的層段．要記住，流動(dòng)模型是假定儲(chǔ)集層為均勻各向同性、沒(méi)有非滲透性遮擋層，并且具有輻射狀抽液模式，即考慮了儲(chǔ)集層內(nèi)流體的垂向流動(dòng)作為對(duì)原油產(chǎn)量的近似估計(jì)，上式可簡(jiǎn)化為Q

KhP二、生產(chǎn)能力和含水率o1000類似地可得到天然氣產(chǎn)量的簡(jiǎn)化公式：g1000Kh(P2

P2

)Q

e

w

二、生產(chǎn)能力和含水率2.含水率在過(guò)渡帶以上，即含水飽和度實(shí)際上等于水飽和度的層段，很顯然在