在rpm測井中計算井筒持水率和地層含水飽和度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及石油勘探開發領域，特別是關于一種在RPM測井中計算井筒持水率和 地層含水飽和度的方法。
【背景技術】
[000引RPM(儲層性能監測儀）是Atlas公司生產的一種多功能脈沖中子測井儀，該儀器 在2001年被引進于國內，已在勸海、上海、湛江等多個海上油氣田進行115 口井的測量，有 效地解決了各油田所面臨的諸多問題，如剩余油、油水界面、水淹層、低阻油氣層流體性質 和水淹方向確定等。目前中國石油大學（北京）的吳文圣利用MonteCarlo(蒙特卡羅） 數值模擬的方法對小井徑的雙源距的RPM儀器測井中碳氧比測井的影響因素進行了校正， 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據處理方法。中國石油大學（華東）的張 鋒也通過MonteCarlo數值模擬的方法模擬了P順（脈沖中子-中子）測井的影響因素， 該些影響因素包括巖性、泥質含量、水泥環厚度、不同源距和儀器偏屯、，另外，張鋒還模擬了 RPM在測井過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、泥質含量和井眼套管對巖性判斷的影響。二人都建立了模擬P順測井在不同影響因 素下的相關圖版，但沒有設及海上稠油油藏RPM測井RPM儀器測井中碳氧比的解釋方法。
[0003] 目前，國內很直觀的計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，也沒有井下堿石充填的情況，實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測井快速計算井筒持水率和地層含水飽和度的井 下試驗解釋圖版。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠準確、快速地在海上稠油油田RPM 測井中計算井筒持水率和地層含水飽和度的方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取W下技術方案；一種在RPM測井中計算井筒持水率 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，得到當僅考慮井眼尺寸和套管尺寸時，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儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比隨地層孔隙度的變化規 律圖版；
[0007] 2)根據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儀器測井中 碳氧比計算公式為；
[0008] (1)
[0009] 式中，C/0為RPM儀器測井中碳氧比；A為碳和氧與中子反應平均截面的比值，是常 數；a為每立方厘米油中碳原子的數目；b為每立方厘米砂巖中碳原子的數目；C為每立方 厘米水中氧原子的數目；d為每立方厘米砂巖中氧原子的數目；^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；B。為井眼里氧密度的貢獻；
[0010] 3)當井眼充水地層充水時，地層中的含油飽和度或二0，RPM儀器測井中碳氧比計 算公式（1)變形為：
[0011]
[0012] 當井眼充水地層充油時，地層中的含油飽和度5。= 1，RPM儀器測井中碳氧比計算 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)當井眼充油地層充水時，地層中的含油飽和度或二0，RPM儀器測井中碳氧比計 算公式（1)變形為：
[0016]
[0017] 當井眼充油地層充油時，地層中的含油飽和度或二1，RPM儀器測井中碳氧比計算 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，分別計算近源距和遠源距時所述步 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)計算當影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石，^ =妍時，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 儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比；
[0022] 7)計算當影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸、堿石和泥質，口 =妍時，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儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比；
[002引 8)計算當影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸、堿石、泥質和巧質，口 =妍時，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儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比；
[0024] 9)構建遠近碳氧比交會圖，在地層孔隙度口 =妍時，W近源距RPM儀器測井中碳氧 比為橫坐標，遠源距RPM儀器測井中碳氧比為縱坐標構建直角坐標系，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 儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比標注在直角坐標系中形成四個基點，四 個基點構成四邊形，RPM儀器測井中碳氧比測量點都落在四邊形區域內；
[0025] 10)根據遠近碳氧比交會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=妍時，計算近源距和遠源距時所述步驟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)當井眼充水地層充水時，近源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0028]
[002引式中，CAUk心k為變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度妍時，在井眼充水地 層充水情況下的近源距RPM儀器測井中碳氧比；為近源距時每立方厘米砂巖中碳原子 的數目；為近源距時每立方厘米水中氧原子的數目；為近源距時每立方厘米砂巖 中氧原子的數目；
[0030] (2)當井眼充水地層充油時，近源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0031]
[003引式中，C/0胃,為變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度9=妍時，在井眼充水地 層充油情況下的近源距RPM儀器測井中碳氧比；aw,_^?為近源距時每立方厘米油中碳原子的 數目；為近源距時每立方厘米砂巖中碳原子的數目；為近源距時每立方厘米砂巖 中氧原子的數目；
[0033] (3)將所述步驟（1)和所述步驟（2)中的計算式聯立方程組求解得到在近源距時， 當地層的孔隙度界=妍時井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0034] (4)當井眼充水地層充水時，遠源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[00巧]
[003引式中，為變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度巧=妍時，在井眼充水地 層充水情況下的遠源距RPM儀器測井中碳氧比；bp,為遠源距時每立方厘米砂巖中碳原子 的數目；為遠源距時每立方厘米水中氧原子的數目；cUfoR為遠源距時每立方厘米砂巖 中氧原子的數目；
[0037] (5)當井眼充水地層充油時，遠源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0038]
[003引式中，C/0胃,為變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度9=妍時，在井眼充水地 層充油情況下的遠源距RPM儀器測井中碳氧比；3。,^?為遠源距時每立方厘米油中碳原子的 數目；bp,為遠源距時每立方厘米砂巖中碳原子的數目；為遠源距時每立方厘米砂巖 中氧原子的數目；
[0040] (6)將所述步驟（4)和所述步驟（5)中的計算式聯立方程組求解得到在遠源距時， 當地層的孔隙度《^=妍時井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0041] (7)當井眼充油地層充水時，近源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0042]
[004引式中，C/0胃為從變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度夢=妍時，在井眼充油 地層充水情況下的近源距RPM儀器測井中碳氧比；為近源距時每立方厘米砂巖中碳原 子的數目；為近源距時每立方厘米水中氧原子的數目；dw?,k為近源距時每立方厘米砂 巖中氧原子的數目；
[0044] 做當井眼充油地層充油時，近源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0045]
[0046]式中， C/〇NCOR油油為從變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度口=妍時，在井眼充油 地層充油情況下的近源距RPM儀器測井中碳氧比；為近源距時每立方厘米油中碳原子 的數目；^為近源距時每立方厘米砂巖中碳原子的數目；山》?為近源距時每立方厘米砂 巖中氧原子的數目；
[0047] (9)將所述步驟（7)和所述步驟（8)中的計算式聯立方程組求解得到在近源距時， 當地層的孔隙度口=妍時井眼里油的碳密度和井眼里油的氧密度B。油；
[004引（10)當井眼充油地層充水時，遠源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0049]
[0050] 式中，為從變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度0=妍時，在井眼充油 地層充水情況下的遠源距RPM儀器測井中碳氧比；為遠源距時每立方厘米砂巖中碳原 子的數目；為遠源距時每立方厘米水中氧原子的數目；dp?,k為遠源距時每立方厘米砂 巖中氧原子的數目；
[0051] (11)當井眼充油地層充油時，遠源距RPM儀器測井中碳氧比的計算式如下：
[0052]
[005引式中，CAUk??為從變化規律圖版中得到的當地層的孔隙度巧=妍時，在井眼充油 地層充油情況下的遠源距RPM儀器測井中碳氧比；為遠源距時每立方厘米油中碳原子 的數目；為遠源距時每立方厘米砂巖中碳原子的數目；為遠源距時每立方厘米砂 巖中氧原子的數目；
[0054] (12)將所述步驟（10)和所述步驟（11)中的計算式聯立方程組求解得到在遠源距 時，當地層的孔隙度9=妍時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)中計算當影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石，0 =妍時，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儀器測井中碳氧比和遠源距RPM儀器測井中碳氧比，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，利用斯倫貝謝的郝佐格公式計算 RPM儀器測井中碳氧比的計算公式為：
[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目沖為每立方厘米堿石中氧原子的數目；Sw為堿石含油飽和 度；
[00則 似在井眼充水地層充水時，S0= 0,Bc=BC7k，B0=B07k，代入所述步驟（1)中的 計算公式計算影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石的近源距RPM儀器測井中碳氧比和 遠源距RPM儀器測井中碳氧比；
[0060] 做在井眼充水地層充油時，S〇= 1，Bc=Bc7k，B〇=B〇7k，代入所述步驟（1)中的 計算公式計算影響因素包括井眼尺寸、套管尺寸和堿石的近源距RPM儀器測井中碳氧比和 遠源距RPM儀