RMT測(cè)井資料處理解釋軟件開發(fā)及應(yīng)用

何素文，楊春文，李愛潤(rùn)，劉衛(wèi)東

（河南石油勘探局地球物理測(cè)井公司，河南南陽473132）

RMT測(cè)井資料處理解釋軟件開發(fā)及應(yīng)用

何素文，楊春文，李愛潤(rùn)，劉衛(wèi)東

（河南石油勘探局地球物理測(cè)井公司，河南南陽473132）

結(jié)合RMT實(shí)測(cè)資料及試油、測(cè)試資料對(duì)比分析，研究RMT測(cè)井資料受地層巖性、泥巖含碳、井眼環(huán)境等因素的影響，提出校正方法。建立地層泥質(zhì)含量、地層孔隙度、剩余油飽和度的計(jì)算方法模型?；贚ogik測(cè)井解釋平臺(tái)開發(fā)了RMT測(cè)井資料解釋處理釋軟件，具有原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解編、資料校正、處理解釋等功能。該軟件在河南油田老井挖潛、新井勘探、大斜度井測(cè)井解釋中得到廣泛應(yīng)用，共處理解釋57口井，解釋符合率達(dá)到84.7%，取得良好效果。

RMT測(cè)井；脈沖中子測(cè)井；剩余油飽和度；軟件開發(fā)；深度校正

0 引 言

油田投產(chǎn)開發(fā)以后，在下套管井的地層中直接尋找油層、觀察油層動(dòng)態(tài)和確定儲(chǔ)集層中的含油飽和度成為油田生產(chǎn)開發(fā)過程中重要環(huán)節(jié)［1－2］。RMT（Reservoir Monitoring Tool，油藏監(jiān)測(cè)儀）是哈里伯頓能源服務(wù)公司1998年推出的雙源距脈沖中子測(cè)井儀，使用了新型的高密度、高探測(cè)效率BGO（鍺酸鉍）閃爍體、新的井下儀器結(jié)構(gòu)和時(shí)序探測(cè)技術(shù)，具有較高的測(cè)速。勝利、新疆、大慶等油田相繼使用了RMT，取得了較好的應(yīng)用效果［3－5］。郭海敏等［6］針對(duì)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，詳細(xì)研究RMT測(cè)井資料解釋方法。哈里伯頓公司的RMT測(cè)井解釋軟件是建立在其工作站資料處理平臺(tái)DPP之上，給井場(chǎng)測(cè)井資料的實(shí)時(shí)直觀處理帶來了很大的不便，資料處理過程復(fù)雜耗時(shí)。2005年，安小平等［7］在FORWARD平臺(tái)下用Visual＋＋6.0開發(fā)了RMT測(cè)井解釋處理系統(tǒng)，給出了克拉瑪依油田的應(yīng)用情況。本文從RMT測(cè)井基本原理出發(fā)，研究了RMT測(cè)井儀器的儀器結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，建立了RMT測(cè)井解釋的數(shù)學(xué)模型。在測(cè)井解釋平臺(tái)Logik3.0下用Visual C＋＋8.0開發(fā)了RMT測(cè)井解釋軟件，詳細(xì)分析了應(yīng)用效果。

1 RMT測(cè)井原理、影響因素及校正

1.1 RMT測(cè)井原理

RMT測(cè)井儀器是一種以核物理理論為基礎(chǔ)的脈沖中子測(cè)井裝備。它由脈沖中子作發(fā)射源，使中子與介質(zhì)作用后，經(jīng)過非彈性散射和熱中子俘獲反應(yīng)產(chǎn)生次生伽馬射線。RMT測(cè)井有3種工作模式：非彈性散射模式、中子俘獲截面模式以及氧活化模式。通過對(duì)不同到達(dá)時(shí)間、不同能量的伽馬射線的計(jì)數(shù)進(jìn)行處理，可提取出C、O、Ca和Si元素伽馬射線產(chǎn)額，從俘獲能譜中能得到H、Si、Ca、K、Cl、Fe、S、Ti和Mg等元素伽馬射線產(chǎn)額，時(shí)間譜可用于計(jì)算井眼和地層俘獲截面，本底能譜能指示氧活化和硅活化狀況，從而求出介質(zhì)內(nèi)碳氧相對(duì)含量比等一系列比值，通過對(duì)元素及元素的比值分析解決地質(zhì)問題。

1.2 巖性校正及泥質(zhì)含碳校正

碳氧比測(cè)井對(duì)碳元素的響應(yīng)很敏感，包括來自骨架中的碳。不同的巖性含碳量不同，實(shí)際解釋過程中，必須將鈣硅比作為巖性指示參數(shù)進(jìn)行校正

對(duì)于含碳的泥巖地層，可按式（2）進(jìn)行校正

式中，C／O′為校正后的碳氧比值；C／Osh為巖性校正系數(shù)（0～2，一般取0.02）；Fco為碳氧比能譜漂移量（－9～9，一般取0.263）；Vsh為泥質(zhì)含量，小數(shù)；dVsh為泥質(zhì)含量校正系數(shù)，當(dāng)泥質(zhì)含量Vsh≥0.9時(shí)，dVsh＝0.9，當(dāng)Vsh＜0.9時(shí)，dVsh＝Vsh。

1.3 井眼環(huán)境校正及井筒含油校正

碳氧比測(cè)井主要用于套管井（條件好的裸眼井也可應(yīng)用），套管井的井眼條件如井徑、井內(nèi)流體、套管尺寸、水泥環(huán)厚度及侵入帶對(duì)碳氧比測(cè)量都有較明顯的影響。

在RMT測(cè)井中一般要求井筒中流體為清水，因此在測(cè)井前要利用清水進(jìn)行洗井，以減少井筒中油對(duì)RMT測(cè)量地層非彈性和俘獲背景值及遠(yuǎn)、近探測(cè)器碳氧比計(jì)數(shù)率和地層譜漂移的影響。這樣每次測(cè)井前進(jìn)行洗井不僅增加了測(cè)量工序和測(cè)量時(shí)間，而且也增加了測(cè)量成本。因此，可以建立不同井眼尺寸和不同井眼流體的RMT測(cè)井所測(cè)量的遠(yuǎn)、近探測(cè)器計(jì)數(shù)率值的刻度圖版。在不洗井的條件下直接進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)刻度圖版對(duì)碳氧比進(jìn)行校正，求取地層含油飽和度?？稍谏a(chǎn)井RMT測(cè)井時(shí)掛接其他測(cè)井儀器。首先測(cè)得上部全油段和底部全水段的碳氧比值，然后根據(jù)不同的井筒持率對(duì)遠(yuǎn)、近碳氧比進(jìn)行重新刻度，求得井筒流體對(duì)碳氧比值的影響值Fhole。當(dāng)井筒中有油存在時(shí)，F(xiàn)hole為負(fù)值，再利用經(jīng)刻度以后的碳氧比值（RC／O＝RC／O＋Fhole）計(jì)算地層含油飽和度。

1.4 測(cè)速

碳氧比測(cè)井的測(cè)井速度對(duì)儀器測(cè)量穩(wěn)定性、測(cè)量精度以及測(cè)井縱向分辨率有很大的影響。RMT測(cè)井采樣間隔為0.1m，保證了RMT測(cè)井具有很好的縱向分辨率。同時(shí)RMT測(cè)井具有嚴(yán)格的質(zhì)量控制曲線STUN

式中，COIR為RMT測(cè)量的碳氧比；S為測(cè)速，ft＊＊非法定計(jì)量單位，1ft＝12in＝0.304 8m，下同／s；D為有效深度區(qū)域；C、O分別為C和O能窗內(nèi)的計(jì)數(shù)率，cps。

RMT測(cè)井要求測(cè)量統(tǒng)計(jì)不確定性質(zhì)量控制曲線STUN之值小于10%，在2～5ft／min的非彈性測(cè)量模式測(cè)速和常見地層條件下，現(xiàn)場(chǎng)STUN控制在1.5%～1.8%之間。

2 RMT測(cè)井解釋模型的建立

2.1 泥質(zhì)含量計(jì)算模型

自然伽馬相對(duì)值IGR、泥質(zhì)含量Vsh為

式中，GR為解釋層的自然伽馬測(cè)井值；GRmin為純地層的自然伽馬測(cè)井值；GRmax為泥巖的自然伽馬測(cè)井值；IGR為自然伽馬相對(duì)值；C為希爾奇（Hilchie）指數(shù)，第三系地層取C＝3.7，老地層取C＝2。

2.2 孔隙度計(jì)算模型

對(duì)于缺少裸眼井孔隙度測(cè)井曲線的井，可以用RMT測(cè)井曲線計(jì)算地層孔隙度，RMT測(cè)量曲線中RCAP和IRIN是2條孔隙度指示曲線。儲(chǔ)層孔隙度與RCAP、IRIN的關(guān)系為

有效孔隙度φe由式（8）確定，并據(jù)式（9）進(jìn)行泥質(zhì)校正。式中，Σma為巖石骨架的宏觀熱中子俘獲截面；Σw為地層水的宏觀熱中子俘獲截面；Σh為烴的宏觀熱中子俘獲截面；Σsh為泥質(zhì)的宏觀熱中子俘獲截面；Vsh為泥質(zhì)體積含量；φ為孔隙度；Sw為含水飽和度。

式中，Vsh為儲(chǔ)層的泥質(zhì)含量，小數(shù)；φsh為純泥巖的孔隙度，小數(shù)。

2.3 飽和度計(jì)算模型

2.3.1 非彈性散射測(cè)量模式含油飽和度計(jì)算模型根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)方法可得到如圖1

所示與巖性無關(guān)的ΔC／O與孔隙度的關(guān)系曲線。

3 RMT解釋軟件開發(fā)

圖1 ΔC／O與孔隙度關(guān)系曲線圖

3.1 軟件設(shè)計(jì)

在Windows環(huán)境中利用Visual C＋＋8.0并基于Logik測(cè)井解釋平臺(tái)底層WellBase開發(fā)了RMT測(cè)井資料解釋軟件。軟件能在Windows98、Windows2000、Windows XP、Vista系統(tǒng)上運(yùn)行，具有操作簡(jiǎn)單、用戶界面友好的特點(diǎn)。軟件運(yùn)行流程見圖2。

結(jié)合RMT儀器本身的儀器常數(shù)，如果用C／OW表示地層100%含水時(shí)的碳氧比曲線，則從碳氧比水線到測(cè)井所得地層碳氧比值曲線的變化可用ΔC／O表示為

可建立確定儲(chǔ)層含油飽和度的ΔC／O模型?

圖2 軟件運(yùn)行流程圖

式中，ρh為原油密度，g／cm3；φ為孔隙度，小數(shù)。

2.3.2 俘獲譜測(cè)量模式含水飽和度計(jì)算模型

按照體積模型，地層俘獲截面Σf（測(cè)量值）為巖石骨架、泥質(zhì)和地層流體俘獲截面值的總和，即

得到俘獲測(cè)量模式求解地層含水飽和度的數(shù)學(xué)模型

3.2 軟件主要功能

該軟件基于Logik底層開發(fā)并掛接在Logik平臺(tái)下運(yùn)行，具有測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)輸入（原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解編及數(shù)據(jù)加載、曲線校深、編輯、其他測(cè)井系列資料、地質(zhì)資料導(dǎo)入）、資料預(yù)處理（多次測(cè)量數(shù)據(jù)合并預(yù)處理、影響因素校正），資料處理解釋（泥質(zhì)含量、孔隙度計(jì)算、非彈模式、俘獲模式飽和度計(jì)算）、成果圖輸出等功能。

3.3 軟件主要特點(diǎn)

該軟件主要特點(diǎn)為測(cè)井解釋可視化、交互繪圖、參數(shù)可視化編輯。哈里伯頓公司的RMT測(cè)井儀記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)格式為NTI和CLS格式，在該軟件中首先對(duì)NTI和CLS格式進(jìn)行了解編，可以直接讀取原始的NTI和CLS格式數(shù)據(jù)，可將CLS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為用戶SLF、716、DLIS等數(shù)據(jù)格式；可進(jìn)行井眼以及地層環(huán)境等影響因素的校正；可將套管井測(cè)井資料、裸眼井測(cè)井資料和地質(zhì)參數(shù)結(jié)合，形成一套動(dòng)靜態(tài)測(cè)井資料相結(jié)合的綜合分析方法。

4 應(yīng)用效果

4.1 處理結(jié)果對(duì)比

為了評(píng)價(jià)RMT測(cè)井軟件解釋效果，對(duì)L3×、L3××和B3×等3口井進(jìn)行了RMT測(cè)井和常規(guī)裸眼測(cè)井。用該軟件和DPP處理軟件分別處理，泥質(zhì)含量、有效孔隙度、含油飽和度計(jì)算結(jié)果與哈里伯頓DPP軟件處理一致；RMT測(cè)井和常規(guī)裸眼測(cè)井資料評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比兩者有效孔隙度平均誤差＜3%、泥質(zhì)含量平均誤差＜2.5%、含油飽和度平均誤差＜4%。L3×井解釋成果見圖3。

圖3 L3×井RMT處理結(jié)果對(duì)比圖

4.2 實(shí)測(cè)資料處理解釋

RMT測(cè)井處理解釋軟件國產(chǎn)化后，在河南油田投入到實(shí)際生產(chǎn)中，在老井挖潛、新井勘探、大斜度井測(cè)井解釋中得到廣泛應(yīng)用，共處理解釋57口井，其中非彈性散射模式41口，中子俘獲截面模式6口。解釋符合率84.7%。

4.2.1 實(shí)例1：老井復(fù)查增效挖潛，水淹層細(xì)分解釋，尋找潛力層

S4－××井1979年3月完井，因含水100%而暫時(shí)關(guān)井。2010年8月測(cè)量RMT尋找剩余油，發(fā)現(xiàn)21號(hào)小層上部含油飽和度為80%，解釋為油層（見圖4），底部含油飽和度0%，已強(qiáng)水淹，對(duì)1 736～1 739m井段投產(chǎn)，日產(chǎn)21.3t，水0.2m3。

4.2.2 實(shí)例2：確定油水界面

圖5為l36井RMT測(cè)井解釋成果圖，從鄰井資料對(duì)比來看，7號(hào)小層處于油區(qū)，但從RMT碳氧比曲線看，該層已到油水界面，解釋為油水同層，射孔深度194.5～197m，日產(chǎn)油1.2t，水21.3m3，投產(chǎn)結(jié)果為油水同層。

圖4 S4－××井RMT測(cè)井解釋成果圖

圖5 l36井RMT測(cè)井解釋成果圖

4.2.3 實(shí)例3：大斜度井、低電阻率油層識(shí)別

白秋地區(qū)地層電阻率較低，該區(qū)探井以大斜度井為主（井斜一般達(dá)60°以上），測(cè)井資料受井斜影響，油水層響應(yīng)特征差別不明顯。Nc104井35號(hào)小層（2 014.7～2 016.5m）常規(guī)測(cè)井資料解釋為干層。RMT測(cè)井特征：碳氧比0.48、鈣硅比低值1.15、曲線重疊面積飽滿，RTM飽和度39.92%，RMT解釋為油層。36號(hào)小層（2 018.3～2 022.6 m），孔隙度20.25、泥質(zhì)含量2.16，常規(guī)測(cè)井資料解釋為水層。RMT測(cè)井特征：碳氧比0.48、鈣硅比中等值1.18、曲線重疊面積小，RTM飽和度15.96%，有一定的含油響應(yīng)特征，RMT解釋為油水同層（見圖6）。試油結(jié)果：日產(chǎn)油12.08t，水12.57m3，為油水同層。RMT測(cè)井在低電阻率油層識(shí)別中有一定優(yōu)勢(shì)。

圖6 Nc104井RMT測(cè)井解釋成果圖

4.2.4 實(shí)例4：套管鉆井或因井況原因無法進(jìn)行裸眼井測(cè)量等非常規(guī)井的應(yīng)用

L351等井采用套管鉆井技術(shù)，以套管代替鉆桿，完鉆后直接固井，沒有進(jìn)行裸眼測(cè)井。利用套管井測(cè)井資料解釋（見圖7），投產(chǎn)27、28、29、30號(hào)小層，日產(chǎn)油21.5t，水2.1m3，RMT測(cè)井解釋結(jié)果可靠。

圖7 L351井RMT測(cè)井解釋成果圖

4.2.5 實(shí)例5：確定堵水層位

S4－××井中12、13號(hào)層為RMT找竄前的生產(chǎn)層段，由于含水上升過快，生產(chǎn)情況與地質(zhì)分析不符。2009年采用RMT測(cè)－注－測(cè)方式測(cè)井查找原因，通過解釋處理發(fā)現(xiàn)12號(hào)層含水飽和度上升到67%，注硼后所測(cè)俘獲截面曲線明顯升高（見圖8），說明造成產(chǎn)水量增大的原因是層內(nèi)高含水。下封隔器封堵12號(hào)層，單采13號(hào)層后，產(chǎn)量由原來的日產(chǎn)油0.5t、水12.2m3變?yōu)槿债a(chǎn)油5t、水5.5m3，取得了明顯的效果。

圖8 S4－××井RMT測(cè)井解釋成果圖

5 結(jié) 論

（1）該軟件對(duì)RMT測(cè)井資料進(jìn)行校正和參數(shù)處理快捷方便，數(shù)學(xué)模型合理準(zhǔn)確，結(jié)果可靠性高，在剩余油評(píng)價(jià)、確定油水界面、水淹層細(xì)分解釋、尋找潛力層、增產(chǎn)創(chuàng)效以及找竄堵漏等方面提供了可靠的依據(jù)，為油田勘探開發(fā)措施的實(shí)施和調(diào)整起到了重要的作用。

（2）RMT測(cè)井解釋處理系統(tǒng)有待進(jìn)一步的完善，今后可以將RST、PND－S、以及其他一些生產(chǎn)測(cè)井方法融入系統(tǒng)中，使之功能更加健全。

［1］ 姜文達(dá)，王紹民.套管井中剩余油飽和度測(cè)井初探，剩余油飽和度測(cè)井評(píng)價(jià)新技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［2］ 郭海敏，戴家才.套管井地層參數(shù)測(cè)井［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2007：75－90.

［3］ 吳云桐.RMT測(cè)井技術(shù)及在斷塊油田挖潛中的應(yīng)用［J］.測(cè)井技術(shù)，2003，27（增刊）：41－43.

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［5］ 劉月萍，鄭?？疲畈?影響RMT測(cè)井解釋準(zhǔn)確度的因素分析［J］.測(cè)井技術(shù)，2010，34（4）：382－385.

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Development of RMT Log Data Interpretation Software and Its Applications

HE Suwen，YANG Chunwen，LI Airun，LIU Weidong
（Logging Company of Henan Petroleum Exploration Bureau，Nanyang，Henan 473132，China）

Introduced is the fundamental principle of the Reservoir Monitoring Tool（RMT）.Analyzed are its influence factors in log interpretation.Detailed is the influence of lithology，carbon in mud bed，borehole environment on log evaluation by combining the actual log data with formation testing information.Proposed is a correction method.Computing models of mud percentage in formation，porosity and residual oil saturation are set up.Based on the log interpretation platform Logik，the RMT log data interpretation software is developed，which has the functions such as decode／code of raw data，depth correction，data processing and interpretation，and so on.The software has been widely used in the old well potential tap，new well exploration and high angle deviated well log interpretations.The practical software applications in 57wells show that the log interpretation coincidence rate reaches 84.7%.

reservoir monitoring tool logging（RMT），pulse neutron logging，residual oil saturation，software development，depth correction

P631.84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

何素文，男，1968年生，高級(jí)工程師，從事測(cè)井資料解釋研究工作。

2011－06－27 本文編輯 王小寧）