碳氢比地层流体饱和度测井方法技术

本发明专利技术公开了一种碳氢比地层流体饱和度测井方法，其步骤如下：1)现场资料录取；2)资料分析：a.校深、划分岩性剖面；b.依据含油饱和度模型建立包含油层水淹程度标准解释图版的“碳氢比解释模型”、选择碳氢比解释参数CHRw及最大值CHRmax；c.建立碳氢比解释参数卡；d.求解含水饱和度或含油饱和度及含水率与驱油效率；e.评价储层的含油或剩余油饱和度、可动油饱和度及油层水淹程度；f.出成果图和解释分析报告。本发明专利技术采用探测地层流体中的碳、氢元素丰度，以二者的比值为基础经双重归一连接，全定量评价储层的含油饱和度、油层水淹程度及含水率，不仅提高了资料的准确性，应用效果也明显提升，且扩展了应用范围。

【技术实现步骤摘要】
碳氢比地层流体饱和度测井方法
本专利技术涉及地球物理核测井领域，尤其涉及一种采用直接探测地层流体中的碳、氢元素丰度，以二者的比值CHR为基础，全定量评价储层的含油或剩余油饱和度及油层水淹程度，判断油、水、干层及油层水淹程度的测井方法。技术背景在油田的勘探与开发过程中急需要评价含油或剩余油饱和度和油层水淹程度及剩余油分布，为油田开发方案的设计和调整提供资料依据，为上述目的目前采用的测井方法有以下几种：1)“碳氧比能谱测井”(简称C/O测井)，它是探测地层中碳、氧元素的丰度，依据碳氧比值评价剩余油饱和度，从上世纪50年代美国阿特拉斯开始研究使用“碳氧比测井”评价剩余油饱和度，适用于大于20％以上的地层孔隙度，对于孔隙度20-15％的地层仅作定性分析，其应用范围受低孔、低渗地层的限制和影响。70年代“碳氧比测井”引入国内，由于我国多数油田属低孔、低渗储层，受孔隙度影响效果欠佳。2)过油管“补偿碳氧比能谱”测井(简称“RST”测井)，它是由碳氧比发展而来的一种所谓储层饱和度测井，由于下井仪器直径较小，可通过油管在生产井中测井，定量评价油层剩余油饱和度和水淹程度，适用于孔隙度大于20％的地层，但因受低孔限制和诸多因素的影响，其效果同样欠佳。3)90年代初斯伦贝谢公司推出“过套管电阻率测井”方法求解剩余油饱和度，该方法利用测量泄漏到地层中的微小电流来求出地层电阻率，评价剩余油饱和度，确定油水分布状况，这是一大进步。但实际测量受环境影响因素较多，使用环境要求高，同样受孔隙度、矿化度影响且具多解性，使用效果比碳氧比好些。目前掌握该项核心技术的主要有斯伦贝谢公司和俄罗斯地球物理公司。4)90年代美国阿特拉斯公司提出一种比碳氧比更好的技术--碳氢比测井，经过三年研究因关键技术问题未能解决而终止。近十年国内也有公司和个人在不断研究碳氢比测井技术，未有结果。另有“中子寿命”、“pnn”等技术，同样受孔隙度及矿化度影响，仅作定性或半定量分析。综上所述，无论是哪种碳氧比测井还是过套管电阻率等测井方法，其测井信息均包含地层骨架和流体两部分，均受制于储层物性或矿化度的影响，难以准确评价储层的剩余油饱和度和水淹程度。要提高应用效果和资料的准确可靠性及满足油田勘探开发的需要，就必须设法摆脱或减少地层骨架等因素的影响，因此碳氢比饱和度测井方法就是为此目的而设计。本申请人曾于2002年申请了专利，申请号02004486.9的专利公开了一种碳氢比地层流体饱和度测井方法，但是其中：1)“碳氢原子数比响应方程”表述的仅是纯砂岩储层中的碳氢原子数比，没有表述出碳酸钙胶结物中碳原子的贡献，未准确、客观地反映出真实地层中的碳、氢原子数比，缺乏准确性；2)“含油饱和度模型”仅考虑了原油、水及高能伽玛射线的退降反应对碳氢能窗的贡献，没有客观地表述出实际储层中碳酸钙胶结物中碳的贡献及测量环境(套管壁上残留的石蜡和沥青)对碳氢的贡献，且退降反应对碳氢能窗的贡献相对较小；3)“资料解释方法”仅依靠解释图版选取水线参数，这一点虽是不可缺少，但缺乏完整与准确性，没有客观地表述出油层的主要特征及开发后的状态；4)“碳氢比”中的碳与氢元素分别处于两个不同的核反应阶段，应将其有机的归一链接，其归一链接是实现碳氢比测井方法的关键技术，但未表述出如何归一连接；5)应用范围仅限于单一岩性的砂岩或碳酸钙胶结物相对较少的砂岩，而对于变质岩、碳酸盐储层则无能为力。
技术实现思路
针对现有技术中的测井方法均受制于储层物性或矿化度的影响，难以准确评价储层的剩余油饱和度和水淹程度等不足，本专利技术的的目的在于提供一种直接探测地层流体中碳、氢元素的丰度，以二者的比值为基础经双重归一连接的碳氢比值，定量求解储层的含油饱和度，主要用于全定量评价油气层、油层水淹程度及含水率、评价水层、干层及油水界面以及剩余油分布规律的核测井方法，即碳氢比地层流体饱和度测井方法，简称FCH或C/H测井方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：本测井方法包括现场资料录取和室内资料分析解释两部分：1)、现场资料录取：采用现有的各种型号的碳氧比及双源距碳氧比仪器、双源距饱和度测井仪器及全谱双源距饱和度测井等仪器，探测非弹性散射反应阶段的“碳、硅、钙等元素的次生伽玛计数及钙硅比等曲线，俘获反应阶段的氢、硅、钙、氯等元素次生伽玛计数及硅钙比、孔隙度、矿化度、CHR、CIMI、FCC1、CI等比值曲线；2)、资料分析解释a.资料预处理：依据FCC、CI曲线与自然伽玛、电阻率、中子等曲线校深，依据FCC、FCC1、CIM1或自然伽玛计算泥质含量，以复杂岩性孔隙度(LPOR)曲线计算地层孔隙度，用于划分储层及岩性剖面；用FCC、FCC1、CIM1计算泥质含量、LPOR求有效孔隙度POR，其采用的公式如下：SH＝(FCCmax-FCClog)/(FCCmax-FCCmin)，其它曲线类同；POR＝(LPOR+C)-(LPOR+C)·SH·PORC式中：C为常数、PORC为系数；b.依据含油饱和度模型建立包含油层水淹程度标准、解释图版、残余油饱和度(岩芯鉴定资料)、束缚水饱和度(岩芯鉴定资料)的“碳氢比解释模型”。以碳氢比与硅钙比交汇建立解释图版，选择碳氢比解释水线参数(CHRw)及最大值CHRmax；依据残余油饱和度(岩芯鉴定资料)、束缚水饱和度(岩芯鉴定资料)、含水饱和度及含水率(Fw)建立如表1所示油层水淹标准；表1油层水淹标准不同于采油驱油效率c.建立碳氢比解释参数卡；d.求解含水饱和度或含油饱和度后，列出成果表，依据含水饱和度、束缚水饱和度和残余油饱和度求解含水率与驱油效率；e.依据油层水淹标准，评价储层的含油或剩余油饱和度、可动油饱和度及油层水淹程度，判断油层、弱水淹、中水淹、强水淹，水、含油层或干层；f.出成果图和解释报告。本专利技术所述的碳氢比(FCH)测井方法的基本原理主要是依据快中子在地层中产生核反应中的非弹性散射(n.n’)、弹性散射(n.n)、俘获反应(n.r)和核反应整体效应理论。探测地层流体中碳、氢原子经非弹性散射、俘获反应所产生的次生伽玛射线，来表述地层流体中碳、氢元素的丰度，依据碳氢比值求解含油饱和度。故该方法主要探测研究对象是地层流体中的碳、氢元素，由于氢来源于油气和水、碳来源于油气(纯砂岩骨架基本不含碳、氢元素)。若采用碳氢原子密度比测量流体，当含油饱和度一定时，无论孔隙度如何变化，其碳氢含量比值将保持基本不变。当含油饱和度降低时，其碳原子密度随之降低，而氢原子密度基本不变(油与水中的氢原子密度基本相等)，其碳氢含量比值也将降低，也就是说碳、氢含量比主要随含油饱和度变化而变化，碳氢比值是含油饱和度一个变量的函数。又由于本专利技术所述碳氢比地层流体饱和度测井方法以探测地层流体中碳氢元素的丰度依据碳氢比定量评价储层的含油饱和度，但碳、氢元素处于分别处于非弹与俘获两个不同的核反应阶段，关键问题是如何将碳、氢元素有机的归一链接是实现该项技术的关键。其归一链接方法：一是采用同一种元素在两个不同核反应阶段中都有核反应发生的同一元素的计数进行归一，即采用同一元素归一链接，简称“元素归一”法。但由于储层类型及核反应的复杂性，简单地说核反应不仅有高能伽玛射线的康普顿退降效应分别对碳、氢能窗的贡献，且流体性质及本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳氢比地层流体饱和度测井方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、现场资料录取：探测非弹性散射反应阶段的“碳、硅、钙等元素的次生伽玛计数及钙硅比等曲线，俘获反应阶段的氢、硅、钙、氯等元素次生伽玛计数及硅钙比、孔隙度、矿化度、CHR、CIMI、FCC1、ci等比值曲线；2)、资料分析解释：a.计算泥质含量及孔隙度并校深、划分岩性剖面；b.依据含油饱和度模型建立包含油层水淹程度标准、解释图版的“碳氢比解释模型”、选择碳氢比解释参数CHRw及最大值CHRmax；依据残余油饱和度、束缚水饱和度、含水饱和度及含水率建立油层水淹标准；以碳氢比与硅钙比交汇建立碳氢比解释图版；依据碳氢比含油饱和度模型，利用图版选择碳氢比解释参数CHRw及最大值CHRmax；c.建立碳氢比解释参数卡；d.求解含水饱和度或含油饱和度后，列出成果表，依据含水饱和度、束缚水饱和度和残余油饱和度求解含水率与驱油效率；e.依据油层水淹标准，评价储层的含油或剩余油饱和度、可动油饱和度及油层水淹程度，判断油层、弱水淹、中水淹、强水淹，水、含油层或干层；f.出成果图和解释分析报告。

【技术特征摘要】
1.碳氢比地层流体饱和度测井方法，其特征在于：依据碳元素与氢元素的比经双重归一链接后的碳氢比测井值求解含油饱和度；由于碳元素与氢元素分别处于“非弹”与“俘获”两个不同的核反应阶段，碳元素与氢元素的比经“双重归一链接”是实现“碳氢比地层流体饱和度测井方法”的关键技术；双重归...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振信，
申请(专利权)人：王振信，
类型：发明
国别省市：河南;41