在rpm測(cè)井中計(jì)算井筒持水率和地層含水飽和度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種在RPM測(cè)井中計(jì)算井筒持水率和 地層含水飽和度的方法。
【背景技術(shù)】
[000引RPM(儲(chǔ)層性能監(jiān)測(cè)儀）是Atlas公司生產(chǎn)的一種多功能脈沖中子測(cè)井儀，該儀器 在2001年被引進(jìn)于國(guó)內(nèi)，已在勸海、上海、湛江等多個(gè)海上油氣田進(jìn)行115 口井的測(cè)量，有 效地解決了各油田所面臨的諸多問(wèn)題，如剩余油、油水界面、水淹層、低阻油氣層流體性質(zhì) 和水淹方向確定等。目前中國(guó)石油大學(xué)（北京）的吳文圣利用MonteCarlo(蒙特卡羅） 數(shù)值模擬的方法對(duì)小井徑的雙源距的RPM儀器測(cè)井中碳氧比測(cè)井的影響因素進(jìn)行了校正， 其中，影響因素包括井眼尺寸、井眼流體、套管尺寸、水泥環(huán)厚度、地層巖性、孔隙度、地層流 體和油密度，并給出了能消除該些影響因素的數(shù)據(jù)處理方法。中國(guó)石油大學(xué)（華東）的張 鋒也通過(guò)MonteCarlo數(shù)值模擬的方法模擬了P順（脈沖中子-中子）測(cè)井的影響因素， 該些影響因素包括巖性、泥質(zhì)含量、水泥環(huán)厚度、不同源距和儀器偏屯、，另外，張鋒還模擬了 RPM在測(cè)井過(guò)程中非彈和熱中子俘獲能譜情況下，影響因素孔隙度、井眼持水率、地層水礦 化度、泥質(zhì)含量和井眼套管對(duì)巖性判斷的影響。二人都建立了模擬P順測(cè)井在不同影響因 素下的相關(guān)圖版，但沒(méi)有設(shè)及海上稠油油藏RPM測(cè)井RPM儀器測(cè)井中碳氧比的解釋方法。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)很直觀的計(jì)算井筒持水率和地層含水飽和度的圖版都不是在海上稠油 油藏條件下所建立的理論圖版，也沒(méi)有井下堿石充填的情況，實(shí)際的井徑也不是大井徑，因 此需要建立一套適合海上稠油油田RPM測(cè)井快速計(jì)算井筒持水率和地層含水飽和度的井 下試驗(yàn)解釋圖版。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠準(zhǔn)確、快速地在海上稠油油田RPM 測(cè)井中計(jì)算井筒持水率和地層含水飽和度的方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取W下技術(shù)方案；一種在RPM測(cè)井中計(jì)算井筒持水率 和地層含水飽和度的方法，包括W下步驟：
[0006] 1)利用蒙特卡羅模擬的方法，得到當(dāng)僅考慮井眼尺寸和套管尺寸時(shí)，在井眼充水 地層充水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充油和井眼充油地層充水四種情況下，純砂巖 地層近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比隨地層孔隙度的變化規(guī) 律圖版；
[0007] 2)根據(jù)井眼尺寸和套管尺寸，并利用斯倫貝謝的郝佐格公式得到RPM儀器測(cè)井中 碳氧比計(jì)算公式為；
[0008] (1)
[0009] 式中，C/0為RPM儀器測(cè)井中碳氧比；A為碳和氧與中子反應(yīng)平均截面的比值，是常 數(shù)；a為每立方厘米油中碳原子的數(shù)目；b為每立方厘米砂巖中碳原子的數(shù)目；C為每立方 厘米水中氧原子的數(shù)目；d為每立方厘米砂巖中氧原子的數(shù)目；^為地層孔隙度；S。為地層 含油飽和度，Be為井眼里碳密度的貢獻(xiàn)；B。為井眼里氧密度的貢獻(xiàn)；
[0010] 3)當(dāng)井眼充水地層充水時(shí)，地層中的含油飽和度或二0，RPM儀器測(cè)井中碳氧比計(jì) 算公式（1)變形為：
[0011]
[0012] 當(dāng)井眼充水地層充油時(shí)，地層中的含油飽和度5。= 1，RPM儀器測(cè)井中碳氧比計(jì)算 公式（1)變形為：
[0013]
[0014] 式中，Be,k為井眼里水的碳密度，為井眼里水的氧密度；
[0015] 4)當(dāng)井眼充油地層充水時(shí)，地層中的含油飽和度或二0，RPM儀器測(cè)井中碳氧比計(jì) 算公式（1)變形為：
[0016]
[0017] 當(dāng)井眼充油地層充油時(shí)，地層中的含油飽和度或二1，RPM儀器測(cè)井中碳氧比計(jì)算 公式（1)變形為：
[0018]
[0019] 式中，為井眼里油的碳密度，B。^為井眼里油的氧密度；
[0020] 5)在地層孔隙度巧=妍，其中妍為確定值時(shí)，分別計(jì)算近源距和遠(yuǎn)源距時(shí)所述步 驟3)中的井眼里水的碳密度Be,k、井眼里水的氧密度和所述步驟4)中的井眼里油的碳 密度Be油、井眼里油的氧密度B〇油；
[0021] 6)計(jì)算當(dāng)影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石，^ =妍時(shí)，在井眼充水地層充 水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充水和井眼充油地層充油四種情況下的近源距RPM 儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；
[0022] 7)計(jì)算當(dāng)影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸、堿石和泥質(zhì)，口 =妍時(shí)，在井眼充水 地層充水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充水和井眼充油地層充油四種情況下的近源 距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；
[002引 8)計(jì)算當(dāng)影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸、堿石、泥質(zhì)和巧質(zhì)，口 =妍時(shí)，在井眼 充水地層充水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充水和井眼充油地層充油四種情況下的 近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；
[0024] 9)構(gòu)建遠(yuǎn)近碳氧比交會(huì)圖，在地層孔隙度口 =妍時(shí)，W近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧 比為橫坐標(biāo)，遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比為縱坐標(biāo)構(gòu)建直角坐標(biāo)系，將井眼充水地層充 水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充水和井眼充油地層充油四種情況下的近源距RPM 儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比標(biāo)注在直角坐標(biāo)系中形成四個(gè)基點(diǎn)，四 個(gè)基點(diǎn)構(gòu)成四邊形，RPM儀器測(cè)井中碳氧比測(cè)量點(diǎn)都落在四邊形區(qū)域內(nèi)；
[0025] 10)根據(jù)遠(yuǎn)近碳氧比交會(huì)圖獲取井筒持水率和地層含水飽和度。
[0026] 所述步驟5)中，在地層孔隙度夢(mèng)=妍時(shí)，計(jì)算近源距和遠(yuǎn)源距時(shí)所述步驟3)中的 井眼里水的碳密度Bc7k、井眼里水的氧密度B。水和所述步驟4)中的井眼里油的碳密度Be油、 井眼里油的氧密度B。^的方法包括W下步驟：
[0027] (1)當(dāng)井眼充水地層充水時(shí)，近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0028]
[002引式中，CAUk心k為變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖儒麜r(shí)，在井眼充水地 層充水情況下的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；為近源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子 的數(shù)目；為近源距時(shí)每立方厘米水中氧原子的數(shù)目；為近源距時(shí)每立方厘米砂巖 中氧原子的數(shù)目；
[0030] (2)當(dāng)井眼充水地層充油時(shí)，近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0031]
[003引式中，C/0胃,為變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖?=妍時(shí)，在井眼充水地 層充油情況下的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；aw,_^?為近源距時(shí)每立方厘米油中碳原子的 數(shù)目；為近源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子的數(shù)目；為近源距時(shí)每立方厘米砂巖 中氧原子的數(shù)目；
[0033] (3)將所述步驟（1)和所述步驟（2)中的計(jì)算式聯(lián)立方程組求解得到在近源距時(shí)， 當(dāng)?shù)貙拥目紫抖冉?妍時(shí)井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0034] (4)當(dāng)井眼充水地層充水時(shí)，遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[00巧]
[003引式中，為變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖惹?妍時(shí)，在井眼充水地 層充水情況下的遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；bp,為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子 的數(shù)目；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米水中氧原子的數(shù)目；cUfoR為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖 中氧原子的數(shù)目；
[0037] (5)當(dāng)井眼充水地層充油時(shí)，遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0038]
[003引式中，C/0胃,為變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖?=妍時(shí)，在井眼充水地 層充油情況下的遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；3。,^?為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米油中碳原子的 數(shù)目；bp,為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子的數(shù)目；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖 中氧原子的數(shù)目；
[0040] (6)將所述步驟（4)和所述步驟（5)中的計(jì)算式聯(lián)立方程組求解得到在遠(yuǎn)源距時(shí)， 當(dāng)?shù)貙拥目紫抖取禴=妍時(shí)井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0041] (7)當(dāng)井眼充油地層充水時(shí)，近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0042]
[004引式中，C/0胃為從變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖葔?mèng)=妍時(shí)，在井眼充油 地層充水情況下的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；為近源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原 子的數(shù)目；為近源距時(shí)每立方厘米水中氧原子的數(shù)目；dw?,k為近源距時(shí)每立方厘米砂 巖中氧原子的數(shù)目；
[0044] 做當(dāng)井眼充油地層充油時(shí)，近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0045]
[0046]式中， C/〇NCOR油油為從變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖瓤?妍時(shí)，在井眼充油 地層充油情況下的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；為近源距時(shí)每立方厘米油中碳原子 的數(shù)目；^為近源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子的數(shù)目；山》?為近源距時(shí)每立方厘米砂 巖中氧原子的數(shù)目；
[0047] (9)將所述步驟（7)和所述步驟（8)中的計(jì)算式聯(lián)立方程組求解得到在近源距時(shí)， 當(dāng)?shù)貙拥目紫抖瓤?妍時(shí)井眼里油的碳密度和井眼里油的氧密度B。油；
[004引（10)當(dāng)井眼充油地層充水時(shí)，遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0049]
[0050] 式中，為從變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖?=妍時(shí)，在井眼充油 地層充水情況下的遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原 子的數(shù)目；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米水中氧原子的數(shù)目；dp?,k為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂 巖中氧原子的數(shù)目；
[0051] (11)當(dāng)井眼充油地層充油時(shí)，遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算式如下：
[0052]
[005引式中，CAUk??為從變化規(guī)律圖版中得到的當(dāng)?shù)貙拥目紫抖惹?妍時(shí)，在井眼充油 地層充油情況下的遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米油中碳原子 的數(shù)目；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂巖中碳原子的數(shù)目；為遠(yuǎn)源距時(shí)每立方厘米砂 巖中氧原子的數(shù)目；
[0054] (12)將所述步驟（10)和所述步驟（11)中的計(jì)算式聯(lián)立方程組求解得到在遠(yuǎn)源距 時(shí)，當(dāng)?shù)貙拥目紫抖?=妍時(shí)井眼里油的碳密度和井眼里油的氧密度B。油。
[0055] 所述步驟6)中計(jì)算當(dāng)影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石，0 =妍時(shí)，在井眼 充水地層充水、井眼充水地層充油、井眼充油地層充水和井眼充油地層充油四種情況下的 近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比，包括W下步驟：
[0056] (1)影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石時(shí)，利用斯倫貝謝的郝佐格公式計(jì)算 RPM儀器測(cè)井中碳氧比的計(jì)算公式為：
[0057]
[00則式中，巧為堿石孔隙度；口2為總孔隙度，其中巧2=戶+巧；Vg為碌石含量；b1為每立 方厘米堿石中碳原子的數(shù)目沖為每立方厘米堿石中氧原子的數(shù)目；Sw為堿石含油飽和 度；
[00則 似在井眼充水地層充水時(shí)，S0= 0,Bc=BC7k，B0=B07k，代入所述步驟（1)中的 計(jì)算公式計(jì)算影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和 遠(yuǎn)源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比；
[0060] 做在井眼充水地層充油時(shí)，S〇= 1，Bc=Bc7k，B〇=B〇7k，代入所述步驟（1)中的 計(jì)算公式計(jì)算影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石的近源距RPM儀器測(cè)井中碳氧比和 遠(yuǎn)源距RPM儀