鄂尔多斯盆地大量开发油田自上世纪90年代开始注水,现已经进入到高含水率、高采出程度阶段（简称“双高”阶段）,水淹层的测井评价日趋重要。极低的渗透率、复杂的注水历史和润湿性,加剧了水淹后的油层物理性质的复杂程度,导致水淹机理认识不清,水淹层测井评价变得困难,主要表现为,高阻储层水淹后电阻率的变化规律不清,缺少适用于高阻水淹层的测井评价方法,同时,储层水淹后剩余油分布严重不均。本文以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组低渗透水淹层为主要研究对象,开展复杂润湿性水淹层电阻率、核磁共振响应机理和测井评价方法研究。论文分析了鄂尔多斯盆地低渗透的高阻和正常电阻率油藏水淹前后测井响应特征,针对混合润湿的高阻油层水淹后测井识别和评价的难题,设计了系统的岩石电阻率和核磁共振实验。在鄂尔多斯盆地延长组长6、长8取样,通过岩心样品驱替实验,模拟了不同润湿性油层的成藏和水淹过程,明确了高阻和正常电阻率油层水淹过程中的电阻率和核磁共振的变化规律。实验表明,采出水回注时,储层电阻率随含水饱和度的增加单调下降;淡水水淹后,受到注入水矿化度和含水饱和度的共同作用,储层电阻率会先降低后升高。同时,高阻和正常电阻率油层水淹后电阻的下降幅度和过程均不相同。核磁共振测井受到地层水矿化的影响较小,但在评价渗透率较低的高阻水淹层时,不同饱和状态储层的标准核磁共振T2谱之间的差异小,无法用来识别和评价水淹层。通过核磁共振移谱实验,明确了不同润湿性储层在不同饱和状态下的核磁共振移谱T2谱的响应特征。根据岩石样品水驱电阻率实验,弄清不同类型水淹层的电阻率变化规律,并结合相渗曲线,提出了基于岩石电阻率和相渗实验结合的不同类型水淹层评价方法。通过水淹过程中的岩石电阻率和含水饱和度的关系,结合相渗曲线中的产水率,将水淹后油层电阻率的相对变化刻度为水淹级别,建立了高阻油层淡水水淹、采出水回注和正常电阻率油层淡水水淹、采出水回注等不同类型低渗透水淹层评价方法。该方法已经应用到不同区块的水淹层评价中,评价结果与生产资料符合情况良好。通过核磁共振移谱实验,提出了构建核磁移谱剩余油指数,实现了不同润湿性水淹层的评价。利用岩石孔隙中水和轻质油的扩散性质不同,在外加恒定梯度磁场条件下,测量回波间隔TE为3.6 ms时岩石样品不同饱和状态下的核磁共振T2谱,孔隙中水信号的核磁共振T2谱前移到100 ms之前,轻质油信号的T2谱前移不明显,提出构建核磁移谱剩余油指数实现复杂润湿性水淹层评价,评价结果与加密井岩心水洗情况描述和实际生产资料对比,符合情况良好。论文建立了基于多重分形的低渗透储层表征和分类方法。通过岩石样品的毛管压力曲线数据计算广义维数谱和多重分形谱等参数,将研究区的鄂尔多斯盆地长6低渗透储层分为3类,同时,利用核磁共振测井曲线的多重分形参数实现储层物性评价,在水层评价结果的相关系数达到0.9以上。在低渗透的孔隙型水淹油藏中,通过测井曲线划分流动单元,实现了低渗透水淹层的剩余油分布预测。通过岩石物性分析数据,将低渗透孔隙型水淹油藏储层划分为3类流动单元,并建立了基于测井曲线的储层流动单元识别方法,利用流动单元评价结果及其厚度占比实现了剩余油的分布预测。