本發(fā)明涉及碳氧比測井領域，尤其是涉及一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

在油田的生產(chǎn)時會向井眼下入各種管柱(油管、篩管、套管)，為了能夠實現(xiàn)在套管井中測量到地層中的各個參數(shù)，從20世紀60年代開始，研究人員就進行了一系列理論及儀器的研發(fā)工作。早期出現(xiàn)的過套管測井儀器主要有熱中子壽命和碳氧比測井。

碳氧比測井是利用脈沖中子源向地層發(fā)射能量為14mev的高能快中子脈沖，當高能快中子射入地層之后，與地層中元素的原子核發(fā)生非彈性散射，致使原子核處于激發(fā)狀態(tài)。當原子核從激發(fā)狀態(tài)恢復到穩(wěn)定狀態(tài)時，將會放射出具有一定能量的伽馬射線。對于不同元素的原子核來說，其非彈性散射伽馬射線的能量不一樣。因此可對地層中的非彈性散射伽馬射線進行能量和強度分析(即能譜分析)，來確定地層中存在哪些元素及含量。石油中主要含碳元素和氫元素，水中主要含氧元素和氫元素，通過碳氧比能譜測井可以求出地層中碳氧相對含量比例，可以在已經(jīng)下了套管的井中發(fā)現(xiàn)遺漏的油氣層，在已采油的油井中確定油層的剩余飽和度。

碳氧比測井的主要優(yōu)點是能穿透套管、水泥環(huán)而直接測量地層中的元素，不受地層水礦化度的影響，當?shù)貙铀V化度和注入水礦化度差別較大時該方法有著明顯的優(yōu)點，當在高孔隙度地層中進行測量時應用效果良好，解決了目前電法測井還不能夠在套管井中評價儲集層飽和度的難題，又彌補了中子壽命測井在低地層水礦化度區(qū)域測量效果差的不足。

目前該研究領域針對碳氧比測井提出了多種計算剩余油飽和度的方法。如龐巨豐針對碳氧比測井求取含油飽和度方法的研究(龐巨豐，施建華，王慶華.新碳氧比求含油飽和度的方法，原子能科學技術，2007)；張付明進行了套管井剩余油飽和度測井的研究(張付明.套管井剩余油飽和度測井新技術，測井技術，2003)；韓清忠對碳氧比測井確定剩余油飽和度進行了研究(韓清忠，雍世和.用碳氧比測井資料確定剩余油飽和度及評價水淹層，石油大學學報(自然科學版)，1993)；上述方法的計算結果都與實際的剩余油飽和度存在一定偏差，因此在此基礎上提出了一種改進型的確定剩余油飽和度的方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術不足，提出種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題。

為達到上述技術目的，本發(fā)明的技術方案提供一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法，包括：

s1、得到探測地區(qū)的總孔隙度φt、有效孔隙度φε和不同深度段的碳氧比值；

s2、設置截面參數(shù)、曲面參數(shù)、元素參數(shù)，建立蒙特卡洛模擬模型，進行蒙特卡洛模擬，以所述有效孔隙度與所述碳氧比值分別為自變量和因變量，擬合所述有效孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線，歸納所述有效孔隙度與所述碳氧比值的函數(shù)關系co；

s3、進行蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境為純油層和純水層時的不同有效孔隙度對應的碳氧比值，得到純油層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系coo和純水層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系cow，coo與cow相減，得到碳氧比差值δc/o；

s4、對所述有效孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co進行泥質校正；得到校正后的碳氧比曲線cco；

s5、根據(jù)套管外徑d，實驗室刻度得到碳氧比值對地層孔隙度敏感度的乘法因子mdco，根據(jù)校正后的碳氧比曲線cco及碳氧比差值δc/o，進行刻度計算得到剩余油飽和度，剩余油飽和度so的計算公式為

本發(fā)明的技術方案還提供一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)，包括：

測量模塊：檢測并計算出研究地區(qū)的總孔隙度φt、有效孔隙度φε和不同深度段的碳氧比值；

蒙特卡洛模擬模塊：設置截面參數(shù)、曲面參數(shù)、元素參數(shù)，建立蒙特卡洛模擬模型，進行蒙特卡洛模擬，以所述有效孔隙度與所述碳氧比值分別為自變量和因變量，擬合所述有效孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線，歸納所述有效孔隙度與所述碳氧比值的函數(shù)關系co；

碳氧比差值計算模塊：進行蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境為純油層和純水層時的不同有效孔隙度對應的碳氧比值，得到純油層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系coo和純水層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系cow，coo與cow相減，得到碳氧比差值δc/o；

泥質校正模塊：對所述孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co進行泥質校正；得到校正后的碳氧比曲線cco；

剩余油飽和度計算模塊：根據(jù)校正后的碳氧比曲線cco及純油層和純水層的碳氧比差值δc/o，進行刻度計算剩余油飽和度。

本發(fā)明的有益效果是：通過蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境、井眼環(huán)境下的不同孔隙度對應的碳氧比值，擬合孔隙度與碳氧比值的關系曲線，歸納孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系，利用泥質模型對碳氧比測井中實際測量的地層碳氧比值進行校正，根據(jù)校正后的碳氧比曲線及純油層和純水層的碳氧比差值進行刻度計算得到剩余油飽和度，該方法考慮到了泥質對實際結果的影響及碳氧比測井中套管尺寸這個影響因子，使得實際得到的剩余油飽和度更加準確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)結構框圖；

圖3是圖2中碳氧比差值計算模塊的結構框圖；

圖4是圖2中泥質校正模塊的結構框圖；

圖5是圖2中剩余油飽和度計算模塊的結構框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種碳氧比測井剩余油飽和度的方法，包括：

s1、在裸眼井中，通過測井儀器測量并計算出研究地區(qū)的總孔隙度φt、有效孔隙度φε和不同深度段的碳氧比值；

s2、設置截面參數(shù)、曲面參數(shù)、元素參數(shù)，建立蒙特卡洛模擬模型，進行蒙特卡洛模擬，以所述有效孔隙度與所述碳氧比值分別為自變量和因變量，擬合所述有效孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線，歸納所述有效孔隙度與所述碳氧比值的函數(shù)關系co；

s3、進行蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境為純油層和純水層時的不同有效孔隙度對應的碳氧比值，得到純油層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系coo和純水層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系cow，coo與cow相減，得到碳氧比差值δc/o；

s4、對所述孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co進行泥質校正；得到校正后的碳氧比曲線cco；

s5、根據(jù)校正后的碳氧比曲線cco及碳氧比差值δc/o，進行刻度計算剩余油飽和度。

本發(fā)明所述的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法，步驟s2中：

所述截面參數(shù)描述碳氧比測井時地層橫截面的幾何單元，所述地層橫截面包括地層、測量設備、井眼環(huán)境構成的橫截面，所述曲面參數(shù)描述截面的曲面，所述元素參數(shù)描述地層橫截面的元素組分。

本發(fā)明所述的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法，步驟s3中得到碳氧比差值δc/o的步驟包括：

s31、根據(jù)孔隙度與碳氧比值在純油和純水情況下的模擬圖版，歸納出純油層碳氧比值coo和純水層碳氧比值cow，

coo＝a1φ²+b1φ+coma，cow＝a2φ²+b2φ+coma，

其中，coma為模擬圖版中φ為零時的碳氧比值，a1＝0.18272，

a2＝-0.03016，b1＝0.959616，b2＝-0.1509；

s32、根據(jù)cow和coo計算碳氧比差值δc/o，δc/o＝coo-cow；

本發(fā)明所述的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法，步驟s4中泥質校正的步驟包括：

s41、通過總孔隙度φt和有效孔隙度φε計算得到束縛水所占孔隙度φwb，φwb＝φt-φε；

s42、通過束縛水所占孔隙度φwb和所述孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co建立碳氧比校正模型，校正后的碳氧比值其中cco為校正后的碳氧比值，a1＝-0.03016，b1＝-0.1509。

本發(fā)明所述的一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的方法，步驟s5中刻度計算剩余油飽和度的步驟包括：

s51、根據(jù)不同套管的不同外徑d，由實驗室刻度得到的表征碳氧比值對地層孔隙度敏感度的乘法因子mdco，其中，當d小于或等于6.625時，當d大于6.625時，d為套管的外徑；

s52、通過孔隙度與碳氧比值關系建立碳氧比解釋模型，根據(jù)簡單線性解釋方法剩余油飽和度的歸一化，得到剩余油飽和度so的計算公式為：

其中，cco為校正后的碳氧比值，mdco為表征碳氧比值對地層孔隙度敏感度的乘法因子，so為剩余油飽和度。

本發(fā)明還提供一種碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)1，包括：測量模塊11：測量并計算出研究地區(qū)的總孔隙度φt、有效孔隙度φε和不同深度段的碳氧比值。

蒙特卡洛模擬模塊12：設置截面參數(shù)、曲面參數(shù)、元素參數(shù)，建立蒙特卡洛模擬模型，進行蒙特卡洛模擬，以所述有效孔隙度與所述碳氧比值分別為自變量和因變量，擬合所述有效孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線，歸納所述有效孔隙度與所述碳氧比值的函數(shù)關系co；

碳氧比差值計算模塊13：進行蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境為純油層和純水層時的不同有效孔隙度對應的碳氧比值，得到純油層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系coo和純水層中有效孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系cow，coo與cow相減，得到碳氧比差值δc/o。

泥質校正模塊14：對所述孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co進行泥質校正；得到校正后的碳氧比曲線cco。

剩余油飽和度計算模塊15：根據(jù)校正后的碳氧比曲線cco及純油層和純水層的碳氧比差值δc/o，進行刻度計算剩余油飽和度。

本發(fā)明所述的碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)1，蒙特卡洛模擬模塊12中：

所述截面參數(shù)描述碳氧比測井時地層橫截面的幾何單元，所述地層橫截面包括地層、測量設備、井眼環(huán)境構成的橫截面，所述曲面參數(shù)描述截面的曲面，所述元素參數(shù)描述地層橫截面的元素組分。

本發(fā)明所述的碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)1，純油層和純水層的碳氧比差值δc/o計算模塊13包括：

碳氧比值歸納單元131：根據(jù)孔隙度與碳氧比值在純油和純水情況下的模擬圖版，歸納出純油層碳氧比值coo和純水層碳氧比值cow，

coo＝a1φ²+b1φ+coma，cow＝a2φ²+b2φ+coma，

其中，coma為模擬圖版中φ為零時的碳氧比值，a1＝0.18272，

a2＝-0.03016，b1＝0.959616，b2＝-0.1509。

碳氧比差值計算單元132：根據(jù)cow和coo計算碳氧比差值δc/o，δc/o＝coo-cow。

本發(fā)明所述的碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)1，泥質校正模塊14包括：

孔隙度計算單元141：通過總孔隙度φt和有效孔隙度φε計算得到束縛水所占孔隙度φwb，φwb＝φt-φε。

碳氧比校正單元142：通過束縛水所占孔隙度φwb和所述孔隙度與所述碳氧比值的關系曲線co建立碳氧比校正模型，校正后的碳氧比值為：其中cco為校正后的碳氧比值，a1＝-0.03016，b1＝-0.1509。

本發(fā)明所述的碳氧比測井計算剩余油飽和度的系統(tǒng)1，剩余油飽和度計算模塊15包括：

乘法因子單元151：根據(jù)不同套管的不同外徑d，由實驗室刻度得到的表征碳氧比值對地層孔隙度敏感度的乘法因子mdco，其中，當d小于或等于6.625時，當d大于6.625時，d為套管的外徑。

剩余油飽和度計算單元152：通過孔隙度與碳氧比值關系建立碳氧比解釋模型，根據(jù)簡單線性解釋方法剩余油飽和度的歸一化，得到剩余油飽和度so的計算公式為：中，cco為校正后的碳氧比值，mdco為表征碳氧比值對地層孔隙度敏感度的乘法因子，so為剩余油飽和度。

本發(fā)明的有益效果是：通過蒙特卡洛模擬，模擬出設定地層環(huán)境、井眼環(huán)境下的不同孔隙度對應的碳氧比值，擬合孔隙度與碳氧比值的關系曲線，歸納孔隙度與碳氧比值的函數(shù)關系，從而得到剩余油飽和度，根據(jù)校正后的碳氧比曲線及碳氧比差值進行刻度計算得到剩余油飽和度，該方法考慮到了泥質對實際結果的影響及碳氧比測井中套管尺寸這個影響因子，使得實際得到的剩余油飽和度更加準確。

以上所述本發(fā)明的具體實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍內。