泥浆滤液侵入与感应测井物理过程的综合研究——泥浆深侵入和高矿化度共生水地层原始含烃饱和度的评价

摘要

本文以层状碳酸盐岩、细粒碎屑岩、页岩等含气地层为研究目标。近几年来．钻井作业采用矿化度接近2000ppm的水基泥浆钻探，而地层共生水矿化度很高，大约为20×104ppm．因此在对这类储层进行物性评价时．通常面临两大难题：(1)泥浆滤液的侵入深度超过了感应测井仪的探测深度；(2)深感应电阻率偏低导致对气层的估算有偏差。深感应数值偏低主要是由于井眼周围低阻环带的影响。然而，还没有研究人员从基本的岩石物性出发对环带的成因和影响程度做出过解释。本文从泥浆滤液侵入物理过程的基础上，针对该现象提出了一系列解释。在一口目标井中选取厚度为30ft的碳酸盐岩地层作为代表层，该层含气饱和度约为80％～85％。泥浆滤液的侵入过程可以用一个二维化学流体模拟器进行模拟，该模拟器包括泥浆滤液和共生水之间的盐分混合影响。模拟过程中．利用了大量的岩心和测井资料限定物性如孔隙度、绝对渗透率、相对渗透率、毛细管压力等参数。另外．泥浆和泥浆滤液样品提供了大量用于控制泥浆侵入过程基本参数的信息，如：泥饼形成．穿过泥饼的有效渗流速度等。应用阿尔奇公式，由模拟的含水饱和度剖面和含盐浓度剖面可以得到径向电阻率剖面，这些剖面清晰地显示出在冲洗带和原状地层之间的过渡带存在着低阻环带。为证实在泥浆滤液侵入模型和实用电缆式感应测井之间存在相关性．文中对感应测井过程进行了数值模拟处理，该模拟对进一步约束影响泥浆滤液侵入过程的参数(特别是侵入时间)提供了一种途径。文中对如毛管压力、相对渗透率等岩石物性参数对含水饱和度和含盐浓度径向剖面的定量影响程度开展了广泛的敏感性分析研究。结果表明．标准的感应测井仪对低阻环带极度敏感，因为低阻环带可以有效地降低仪器的探测深度．因而不能准确判断原状地层的含气饱和度。同时也发现，电阻率剖面的前环带和后环带部分对原始含水饱和度不敏感，从而妨碍了对原始含气饱和度的间接评价。相比之下．低阻环带对侧向测井的测量结果影响较小。文中开展的敏感性分析研究为评价钻井作业前不同类型的泥浆对侵入带地层的化学影响，提供了一种精确的定量分析途径，同时在泥浆深侵情况下，也为精确评价原始岩石物性的变化，提供了设计测井施工方案和解释方法的手段。