在rpm测井中计算井筒持水率和地层含水饱和度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油勘探开发领域，特别是关于一种在RPM测井中计算井筒持水率和 地层含水饱和度的方法。
【背景技术】
[000引RPM(储层性能监测仪）是Atlas公司生产的一种多功能脉冲中子测井仪，该仪器 在2001年被引进于国内，已在勸海、上海、湛江等多个海上油气田进行115 口井的测量，有 效地解决了各油田所面临的诸多问题，如剩余油、油水界面、水淹层、低阻油气层流体性质 和水淹方向确定等。目前中国石油大学（北京）的吴文圣利用MonteCarlo(蒙特卡罗） 数值模拟的方法对小井径的双源距的RPM仪器测井中碳氧比测井的影响因素进行了校正， 其中，影响因素包括井眼尺寸、井眼流体、套管尺寸、水泥环厚度、地层岩性、孔隙度、地层流 体和油密度，并给出了能消除该些影响因素的数据处理方法。中国石油大学（华东）的张 锋也通过MonteCarlo数值模拟的方法模拟了P順（脉冲中子-中子）测井的影响因素， 该些影响因素包括岩性、泥质含量、水泥环厚度、不同源距和仪器偏屯、，另外，张锋还模拟了 RPM在测井过程中非弹和热中子俘获能谱情况下，影响因素孔隙度、井眼持水率、地层水矿 化度、泥质含量和井眼套管对岩性判断的影响。二人都建立了模拟P順测井在不同影响因 素下的相关图版，但没有设及海上稠油油藏RPM测井RPM仪器测井中碳氧比的解释方法。
[0003] 目前，国内很直观的计算井筒持水率和地层含水饱和度的图版都不是在海上稠油 油藏条件下所建立的理论图版，也没有井下碱石充填的情况，实际的井径也不是大井径，因 此需要建立一套适合海上稠油油田RPM测井快速计算井筒持水率和地层含水饱和度的井 下试验解释图版。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够准确、快速地在海上稠油油田RPM 测井中计算井筒持水率和地层含水饱和度的方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取W下技术方案；一种在RPM测井中计算井筒持水率 和地层含水饱和度的方法，包括W下步骤：
[0006] 1)利用蒙特卡罗模拟的方法，得到当仅考虑井眼尺寸和套管尺寸时，在井眼充水 地层充水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充油和井眼充油地层充水四种情况下，纯砂岩 地层近源距RPM仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比随地层孔隙度的变化规 律图版；
[0007] 2)根据井眼尺寸和套管尺寸，并利用斯伦贝谢的郝佐格公式得到RPM仪器测井中 碳氧比计算公式为；
[0008] (1)
[0009] 式中，C/0为RPM仪器测井中碳氧比；A为碳和氧与中子反应平均截面的比值，是常 数；a为每立方厘米油中碳原子的数目；b为每立方厘米砂岩中碳原子的数目；C为每立方 厘米水中氧原子的数目；d为每立方厘米砂岩中氧原子的数目；^为地层孔隙度；S。为地层 含油饱和度，Be为井眼里碳密度的贡献；B。为井眼里氧密度的贡献；
[0010] 3)当井眼充水地层充水时，地层中的含油饱和度或二0，RPM仪器测井中碳氧比计 算公式（1)变形为：
[0011]
[0012] 当井眼充水地层充油时，地层中的含油饱和度5。= 1，RPM仪器测井中碳氧比计算 公式（1)变形为：
[0013]
[0014] 式中，Be,k为井眼里水的碳密度，为井眼里水的氧密度；
[0015] 4)当井眼充油地层充水时，地层中的含油饱和度或二0，RPM仪器测井中碳氧比计 算公式（1)变形为：
[0016]
[0017] 当井眼充油地层充油时，地层中的含油饱和度或二1，RPM仪器测井中碳氧比计算 公式（1)变形为：
[0018]
[0019] 式中，为井眼里油的碳密度，B。^为井眼里油的氧密度；
[0020] 5)在地层孔隙度巧=妍，其中妍为确定值时，分别计算近源距和远源距时所述步 骤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骤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)计算当影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸和碱石，^ =妍时，在井眼充水地层充 水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充水和井眼充油地层充油四种情况下的近源距RPM 仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比；
[0022] 7)计算当影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸、碱石和泥质，口 =妍时，在井眼充水 地层充水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充水和井眼充油地层充油四种情况下的近源 距RPM仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比；
[002引 8)计算当影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸、碱石、泥质和巧质，口 =妍时，在井眼 充水地层充水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充水和井眼充油地层充油四种情况下的 近源距RPM仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比；
[0024] 9)构建远近碳氧比交会图，在地层孔隙度口 =妍时，W近源距RPM仪器测井中碳氧 比为横坐标，远源距RPM仪器测井中碳氧比为纵坐标构建直角坐标系，将井眼充水地层充 水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充水和井眼充油地层充油四种情况下的近源距RPM 仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比标注在直角坐标系中形成四个基点，四 个基点构成四边形，RPM仪器测井中碳氧比测量点都落在四边形区域内；
[0025] 10)根据远近碳氧比交会图获取井筒持水率和地层含水饱和度。
[0026] 所述步骤5)中，在地层孔隙度梦=妍时，计算近源距和远源距时所述步骤3)中的 井眼里水的碳密度Bc7k、井眼里水的氧密度B。水和所述步骤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下步骤：
[0027] (1)当井眼充水地层充水时，近源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0028]
[002引式中，CAUk心k为变化规律图版中得到的当地层的孔隙度妍时，在井眼充水地 层充水情况下的近源距RPM仪器测井中碳氧比；为近源距时每立方厘米砂岩中碳原子 的数目；为近源距时每立方厘米水中氧原子的数目；为近源距时每立方厘米砂岩 中氧原子的数目；
[0030] (2)当井眼充水地层充油时，近源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0031]
[003引式中，C/0胃,为变化规律图版中得到的当地层的孔隙度9=妍时，在井眼充水地 层充油情况下的近源距RPM仪器测井中碳氧比；aw,_^?为近源距时每立方厘米油中碳原子的 数目；为近源距时每立方厘米砂岩中碳原子的数目；为近源距时每立方厘米砂岩 中氧原子的数目；
[0033] (3)将所述步骤（1)和所述步骤（2)中的计算式联立方程组求解得到在近源距时， 当地层的孔隙度界=妍时井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0034] (4)当井眼充水地层充水时，远源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[00巧]
[003引式中，为变化规律图版中得到的当地层的孔隙度巧=妍时，在井眼充水地 层充水情况下的远源距RPM仪器测井中碳氧比；bp,为远源距时每立方厘米砂岩中碳原子 的数目；为远源距时每立方厘米水中氧原子的数目；cUfoR为远源距时每立方厘米砂岩 中氧原子的数目；
[0037] (5)当井眼充水地层充油时，远源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0038]
[003引式中，C/0胃,为变化规律图版中得到的当地层的孔隙度9=妍时，在井眼充水地 层充油情况下的远源距RPM仪器测井中碳氧比；3。,^?为远源距时每立方厘米油中碳原子的 数目；bp,为远源距时每立方厘米砂岩中碳原子的数目；为远源距时每立方厘米砂岩 中氧原子的数目；
[0040] (6)将所述步骤（4)和所述步骤（5)中的计算式联立方程组求解得到在远源距时， 当地层的孔隙度《^=妍时井眼里水的碳密度和井眼里水的氧密度的值；
[0041] (7)当井眼充油地层充水时，近源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0042]
[004引式中，C/0胃为从变化规律图版中得到的当地层的孔隙度梦=妍时，在井眼充油 地层充水情况下的近源距RPM仪器测井中碳氧比；为近源距时每立方厘米砂岩中碳原 子的数目；为近源距时每立方厘米水中氧原子的数目；dw?,k为近源距时每立方厘米砂 岩中氧原子的数目；
[0044] 做当井眼充油地层充油时，近源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0045]
[0046]式中， C/〇NCOR油油为从变化规律图版中得到的当地层的孔隙度口=妍时，在井眼充油 地层充油情况下的近源距RPM仪器测井中碳氧比；为近源距时每立方厘米油中碳原子 的数目；^为近源距时每立方厘米砂岩中碳原子的数目；山》?为近源距时每立方厘米砂 岩中氧原子的数目；
[0047] (9)将所述步骤（7)和所述步骤（8)中的计算式联立方程组求解得到在近源距时， 当地层的孔隙度口=妍时井眼里油的碳密度和井眼里油的氧密度B。油；
[004引（10)当井眼充油地层充水时，远源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0049]
[0050] 式中，为从变化规律图版中得到的当地层的孔隙度0=妍时，在井眼充油 地层充水情况下的远源距RPM仪器测井中碳氧比；为远源距时每立方厘米砂岩中碳原 子的数目；为远源距时每立方厘米水中氧原子的数目；dp?,k为远源距时每立方厘米砂 岩中氧原子的数目；
[0051] (11)当井眼充油地层充油时，远源距RPM仪器测井中碳氧比的计算式如下：
[0052]
[005引式中，CAUk??为从变化规律图版中得到的当地层的孔隙度巧=妍时，在井眼充油 地层充油情况下的远源距RPM仪器测井中碳氧比；为远源距时每立方厘米油中碳原子 的数目；为远源距时每立方厘米砂岩中碳原子的数目；为远源距时每立方厘米砂 岩中氧原子的数目；
[0054] (12)将所述步骤（10)和所述步骤（11)中的计算式联立方程组求解得到在远源距 时，当地层的孔隙度9=妍时井眼里油的碳密度和井眼里油的氧密度B。油。
[0055] 所述步骤6)中计算当影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸和碱石，0 =妍时，在井眼 充水地层充水、井眼充水地层充油、井眼充油地层充水和井眼充油地层充油四种情况下的 近源距RPM仪器测井中碳氧比和远源距RPM仪器测井中碳氧比，包括W下步骤：
[0056] (1)影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸和碱石时，利用斯伦贝谢的郝佐格公式计算 RPM仪器测井中碳氧比的计算公式为：
[0057]
[00则式中，巧为碱石孔隙度；口2为总孔隙度，其中巧2=戶+巧；Vg为碌石含量；b1为每立 方厘米碱石中碳原子的数目冲为每立方厘米碱石中氧原子的数目；Sw为碱石含油饱和 度；
[00则 似在井眼充水地层充水时，S0= 0,Bc=BC7k，B0=B07k，代入所述步骤（1)中的 计算公式计算影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸和碱石的近源距RPM仪器测井中碳氧比和 远源距RPM仪器测井中碳氧比；
[0060] 做在井眼充水地层充油时，S〇= 1，Bc=Bc7k，B〇=B〇7k，代入所述步骤（1)中的 计算公式计算影响因素包括井眼尺寸、套管尺寸和碱石的近源距RPM仪器测井中碳氧比和 远源距RPM仪