張慶國，宋增彬，劉茗茗，陳熹

（1.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶163000；2.大慶油田有限責(zé)任公司采氣分公司，黑龍江 大慶163000）

0 引 言

大慶薩爾圖油田Ⅰ類油層已全面開展了注聚驅(qū)油，聚驅(qū)后采收率達(dá)到50%左右，比水驅(qū)時提高了10%～15%，但地下仍有50%左右的原油未被采出，因此準(zhǔn)確描述聚驅(qū)后剩余油潛力及分布狀況具有重要意義［1］。但在已經(jīng)注聚區(qū)塊的測井解釋中，發(fā)現(xiàn)注聚后的葡Ⅰ1－2油層水淹程度明顯偏低。本應(yīng)是中高水淹的層位，測井曲線卻有弱、低水淹的特征。深側(cè)向曲線較注聚前有所升高，被誤解釋為低水淹甚至是未水淹［2］；并且發(fā)現(xiàn)聲波時差較注聚前略有增大，也致使測井解釋有所偏差?？梢妼垓?qū)后聲電特性的研究非常必要。以往研究分析認(rèn)為聚驅(qū)后，由于聚合物自身性質(zhì)和混合地層水礦化度的變化［3－5］，油層注聚后測井響應(yīng)特征發(fā)生了變化［6－8］。

本文主要研究區(qū)域為薩北開發(fā)區(qū)北二西東部，地處大慶長垣薩爾圖背斜構(gòu)造北部西側(cè)東塊，該區(qū)含油面積3.6km2，共有油水井299口。1994年對葡I組主力油層進(jìn)行了聚驅(qū)開采，聚驅(qū)前地層水礦化度為4 519mg／L，采用清水配置清水注入的注入方式，注入的聚合物溶液礦化度接近960mg／L。北二西東塊調(diào)整對象為葡Ⅰ油層組。利用對子井分析技術(shù)，對應(yīng)水洗程度總結(jié)了聚驅(qū)后水淹層的聲電響應(yīng)特征，結(jié)合聚合物溶液實驗和巖石電阻率、聲波實驗結(jié)果，從機(jī)理角度分析了聲電響應(yīng)的原因。開展對聚驅(qū)水淹層聲電響應(yīng)的研究，為生產(chǎn)動態(tài)分析提供了理論指導(dǎo)［4］，對聚合物區(qū)塊的剩余油解釋及挖潛具有重要意義。

1 聚驅(qū)水淹層測井響應(yīng)特征

采用對子井分析技術(shù)，對薩北開發(fā)區(qū)北二西東部進(jìn)行了對比分析，選取井距較小、構(gòu)造位置和儲層特征相近的北2－D5－P37井和北2－352－檢 P60井為對子井進(jìn)行分析（見圖1）。2井位于工區(qū)中部，其中北2－D5－P37井為前期水驅(qū)井，北2－352－檢P60井為聚驅(qū)后檢查井。

1.1 電阻率曲線

從圖2可見，在滲透性砂巖處聚驅(qū)后R25與深側(cè)向測井曲線值都有所增加。對應(yīng)水淹程度，發(fā)現(xiàn)前期水驅(qū)井北2－D5－P37中水淹層段深側(cè)向測井曲線值高于強(qiáng)水淹層段，而聚驅(qū)后檢查井北2－352－檢P60深側(cè)向曲線值在中強(qiáng)水淹處相差不大，R25電阻率曲線也有相似的表現(xiàn)。

圖1 薩北開發(fā)區(qū)北二西東部井位分布圖

為了更全面直觀了解聚驅(qū)前后電阻率變化的規(guī)律，通過對主力油層葡Ⅰ組深側(cè)向測井曲線和R25曲線的讀值，得到對子井不同水洗程度聚驅(qū)前后電阻率值的變化圖（見圖3、圖4）。從圖3、圖4可以看出，無論是強(qiáng)水洗層段還是中水洗層段的電阻率值基本都在等刻度線之上，說明聚驅(qū)后這些水洗層段的電阻率值有不同程度的上升，且強(qiáng)水洗層段的點相對而言更遠(yuǎn)離等刻度線，說明強(qiáng)水洗層段電阻率增加幅度較大，中水洗、弱水洗層段和未水洗層段的電阻率變化相對較小。

1.2 聲波時差曲線

通過對聲波時差的讀值發(fā)現(xiàn)，滲透性砂巖處北2－D5－P37井的平均聲波時差值為320.1μs／m，北2－352－檢P60井平均聲波時差值為313.4μs／m。對應(yīng)水洗程度，驅(qū)替數(shù)據(jù)點如圖5所示，可以發(fā)現(xiàn)聲波時差值點基本都在等刻度線之上，且強(qiáng)水洗層段的點相對中水洗而言更遠(yuǎn)離等刻度線，說明聚驅(qū)后聲波時差有所增加，且強(qiáng)水洗層段的聲波時差增加相對較多。

圖2 對子井聚驅(qū)前后測井曲線對比圖

圖3 對子井聚驅(qū)前后深側(cè)向?qū)Ρ葓D

圖4 對子井聚驅(qū)前后R25對比圖

圖5 對子井聚驅(qū)前后聲波時差變化圖

2 測井響應(yīng)特征變化機(jī)理分析

2.1 聚合物溶液導(dǎo)電性研究

聚合物溶液的電性規(guī)律主要取決于聚合物本身的電性特點和溶液的礦化度。為研究影響聚合物溶液電阻率變化的主要因素，設(shè)計實驗進(jìn)行分析。

用礦化度為500、1 000、3 000、5 000、7 000mg／L的氯化鈉溶液配置低分的聚合物溶液，聚合物的濃度為1 000mg／L，分別測量不同礦化度聚合物溶液的電阻率，并測量不加入聚合物時不同礦化度氯化鈉溶液的電阻率，結(jié)果見圖6。從圖6可見，相同礦化度情況下聚合物溶液的電阻率低于氯化鈉溶液，說明聚合物具有弱導(dǎo)電性，但電阻率值相差較少，在高礦化度時基本不變。而由于礦化度變化引起的電阻率變化卻很大，說明聚合物溶液電阻率主要取決于溶液礦化度。

圖6 不同礦化度聚合物溶液與氯化鈉溶液對比圖

圖7 巖心實驗圖

2.2 巖電實驗研究

實驗過程：按照接近3∶1的比例混合原油和煤油配制模擬油（20mPa·s），并使用模擬油驅(qū)替巖樣，直至連續(xù)4h只出油不出水為止；巖樣飽和模擬油后，采用污水（4 000mg／L）進(jìn)行驅(qū)替，直至巖樣產(chǎn)水率達(dá)到80%；采用淡水（1 000mg／L）配制的分子量為2 500萬、濃度為1 000mg／L的聚合物溶液對巖樣進(jìn)行驅(qū)替，直到只有聚合物溶液產(chǎn)出；改用污水（4 000mg／L）驅(qū)替巖樣，直到連續(xù)4h只出水不出油。

巖心電阻率的變化主要受2個方面的影響，一是含水飽和度的增大使巖心電阻率不斷減??；二是注入溶液對巖心電阻率的影響。巖心電阻率的變化可以分為3個階段（見圖7）。第1階段，注入污水的作用使電阻率降低，含水飽和度的增加亦使電阻率下降，因此這一階段電阻率降低；第2階段，采出程度和含水飽和度很高，前者的影響減小，注入淡水聚合物，聚合物溶液的電阻率主要取決于溶液的礦化度，淡水聚合物溶液電阻率較高，后者影響較大，巖心電阻率上升；第3階段，繼續(xù)污水驅(qū)替，兩者同時使巖心電阻率繼續(xù)降低。

通過以上實驗分析可知，葡Ⅰ1－2油層電阻率值增加的原因是配注聚合物溶液的礦化度較低，致使電阻率值增加。水驅(qū)井北2－D5－P37部分出現(xiàn)相鄰的強(qiáng)水洗層段電阻率低于中水洗層段，是由于水淹程度加深，電阻率下降。聚驅(qū)井北2－352－檢P60強(qiáng)水洗層段相對于中水洗層段電阻率增幅較大，原因是強(qiáng)水淹層段孔滲條件較好，水洗程度較強(qiáng)，進(jìn)入其中的聚合物溶液量較多，電阻率增幅較大。

2.3 聚合物溶液聲波特性研究

采用脈沖反射法對不同濃度聚合物溶液的聲速進(jìn)行測量。將自發(fā)自收超聲換能器在支架上固定好，放入待測液體的容器中，并使換能器的發(fā)射面與反射底面平行，改變換能器與反射底界面的距離L，通過記錄入射波和一次反射波的傳播時間差Δt，即可求得待測液體的聲速。

分別對濃度為100、400、800、1 200、1 700、2 200、5 000mg／L的聚合物溶液進(jìn)行聲速的測量，轉(zhuǎn)化為聲波時差，結(jié)果表明聚合物溶液的濃度對聲波時差有影響，聚合物濃度越大，聲速越小，聲波時差越大（見圖8）。

圖8 聚合物溶液濃度與聲波時差交會圖

2.4 注聚過程中聲波特性研究

大慶油田經(jīng)多輪水驅(qū)開發(fā)，地層水礦化度從7 000mg／L下降到4 500mg／L左右。實驗選用礦化度為4 500mg／L的NaCl溶液模擬地層水用以飽和巖心，選取5塊物性不同的巖樣，用模擬油驅(qū)替巖心至束縛水狀態(tài)，再用淡水驅(qū)替至殘余油狀態(tài)，最后用淡水配置的聚合物溶液驅(qū)替至不出油為止。測量巖石在水驅(qū)狀態(tài)和聚驅(qū)狀態(tài)的波速，轉(zhuǎn)換成聲波時差（見圖9）。

圖9 不同巖樣聚驅(qū)、水驅(qū)聲波時差圖

研究表明聚驅(qū)聲波時差相較水驅(qū)有所增大，其結(jié)果與檢查井結(jié)果符合。注聚后孔隙內(nèi)的流體部分被聚合物替代，長鏈遭到破壞的高分子聚合物的聲波傳播速度較慢，同時地下聚合物溶液黏度比水大，相應(yīng)對聲波能量的損耗也比水大，因此表現(xiàn)為聲波時差略有增大。

3 結(jié) 論

（1）聚合物具有弱導(dǎo)電性，聚合物溶液的電阻率主要取決于溶液的礦化度。

（2）飽和模擬油巖石先污水驅(qū)，再淡水聚驅(qū)，最后污水驅(qū)，電阻率曲線先降后升再降，其中上升段主要原因是所用聚合物溶液電阻率較高。這也解釋了注入清水聚合物的區(qū)域有電阻率上升現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）聚合物濃度越大，聲速越小，聲波時差越大。

（4）聚驅(qū)聲波時差較水驅(qū)略有增大，與檢查井結(jié)果相符。

（5）在淡水聚驅(qū)的情況下，無論是電阻率值還是聲波時差值，強(qiáng)水洗層段的增加量略高于中水洗層段。

［1］ 孫建英，方艷君.聚驅(qū)后剩余油分布及挖潛技術(shù)研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005，24（4）：37－39.

［2］ 方亮，王華，任海濱.油層注聚后測井曲線異常及水淹層解釋校正 ［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（5）：135－137.

［3］ 任嶠.孤島油田聚驅(qū)水淹層測井解釋方法 ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（2）：64－73.

［4］ 畢生，彭立.注聚開發(fā)對測井曲線的影響 ［J］.石油儀器，2002，16（4）：43－44.

［5］ 王軍.聚驅(qū)后水淹層測井解釋模式 ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2007，14（4）：53－55.

［6］ 陳德坡，張興平，李奮，等.聚合物水淹層測井響應(yīng)特征 ［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（6）：123－127.

［7］ 陳德坡，張興平，李奮，等.聚驅(qū)油后水淹層地質(zhì)特征及測井響應(yīng)特征研究 ［J］.國外測井技術(shù)，2010，24（5）：123－127.

［8］ Yu Jun，Pan Bao Zhi，Yang Qing Shan.Characteristics of Resistivity Log Response of Oil Layers Under Polymer Flooding［J］.Applied Geophysics，2012，9（2）：187－194.