CN102508317A - 一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法。所述方法包括：获取常规测井资料、地层水资料、钻井液资料；计算含泥缝洞井段泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e；计算全井段扣除泥质影响的电阻率及全井段视地层水电阻率R_wai ^*；统计一待识别储层段的视地层水电阻率均值与均方根差；将试油已确定流体性质的多个储层段的视地层水电阻率均值与均方根差绘制在双对数坐标上，建立研究区域的流体性质判断标准；将待识别储层段的视地层水电阻率均值与均方根差与建立的研究区域流体性质判断标准比较，即可判别储层流体性质。本发明在取值方法上避开井径扩径对测井资料的影响，达到识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的目的。

Description

一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法

技术领域

本发明涉及石油、天然气勘探的测井技术，具体涉及一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法。

背景技术

在石油、天然气勘探过程中，利用测井资料判断储层中流体性质是测井资料评价的主要任务。目前用于储层流体性质判别的方法是根据砂岩储层得到的经验公式—阿尔奇公式，引入一个称为饱和度的指标，通过计算饱和度值的大小评价储层中流体性质是油气还是地层水。这种传统方法存在的基本问题是：

1)、这种方法不能很好地消除泥质附加导电性对饱和度计算的影响；

2)、已有方法适用于砂岩地层，对于缝洞型碳酸盐岩地层不完全适用；

3)、充填泥质缝洞型碳酸盐岩储层井段井径条件不好时，测井资料有失真，影响测井资料评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，解决油气勘探过程中，缝洞型碳酸盐岩储层中流体性质的识别问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，包括如下步骤：

(1)获取常规测井资料、地层水资料、钻井液资料；

(2)计算含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e；

(3)根据所述含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e，计算全井段扣除泥质影响的电阻率

及全井段视地层水电阻率R_wai ^*；

(4)统计一待识别储层段的视地层水电阻率均值与均方根差；

(5)将试油已确定流体性质的多个储层段视地层水电阻率均值与均方根差绘制在双对数坐标上，并建立研究区域的流体性质判断标准；

(6)将步骤(4)得到的所述待识别储层段视地层水电阻率均值与均方根差与步骤(5)建立的所述研究区域流体性质判断标准比较，即可判别所述待识别储层段流体性质。

上述方案中，所述步骤(5)之前还包括，根据井径的是否扩张，选取相应井段计算的视地层水电阻率的均值与均方根差评价含泥缝洞段的流体性质；

若井径不扩张，直接选取缝洞段的视地层水电阻率的均值与均方根差评价该段的流体性质；

若井径扩张，则选取缝洞段上部或下部已校正泥质导电影响的视地层水电阻率的均值与均方根差去评估该缝洞的流体性质。

上述方案中，所述步骤(2)中计算含泥缝洞井段V_sh及有效孔隙度Φ_e，是通过多矿物组模型的密度响应方程计算出来的，所述多矿物组模型的密度响应方程为：

${\mathrm{\ρ}}_b=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{v}_i{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mai}}+v_{\mathrm{sh}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sh}}+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{v}_j{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fj}}$

式中ρ_b是测量的密度值；v_i是第i种骨架的百分含量，ρ_mai是第i种骨架密度；v_j是第j种流体的百分含量，ρ_fj是第j种流体的密度；v_sh是湿泥质含量，ρ_sh是湿泥质的密度；按多矿物模型求解各矿物组分，总孔隙度

计算有效孔隙度φ_e公式为：

φ_e＝φ-φ_bw

式中φ为总孔隙度；φ_bw泥质束缚水的孔隙度。

上述方案中，所述计算全井段扣除泥质影响的电阻率

具体包括如下步骤：

A.用线性导电模型计算的含泥缝洞井段的泥质含量V_sh扣除泥质附加导电性；

B.所述线性导电模型公式为

$\sqrt{C_t}=\sqrt{C_t^{*}}+\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}\×V_{\mathrm{sh}}\×\mathrm{WCLP}$

式中C_t是原始测井的测量电导率，

是扣除泥质导电性的电导率，C_bw为泥质中束缚水电导率值，WCLP为泥质的孔隙度值；

由上式可得扣除泥质附加导电的电阻率值

$R_t^{*}=1/{(\sqrt{1/R_t}-\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}*V_{\mathrm{sh}}*\mathrm{WCLP})}^2.$

上述方案中，所述全井段视地层水电阻率R_wai ^*是通过如下公式计算得出的，

$R_{\mathrm{wa}}={\mathrm{\Φ}}_e\·R_t^{*}={\mathrm{\Φ}}_e/C_t^{*}$

式中Φ_e为地层的有效孔隙度，

是消除了地层中泥质附加导电影响的电阻率，是相应消除了地层中泥质附加导电影响的电导率。

上述方案中，所述步骤(4)是通过如下计算公式统计所述待识别储层段内视地层水电阻率的均值和均方根差，

$\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R_{\mathrm{wai}}}^{*}}{N},$ ${\mathrm{\σ}}_{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({R_{\mathrm{wai}}}^{*}-\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}})}^2}{N}},$

式中

和

分别为所述待识别储层段的视地层水电阻率的均值和均方根差，N为所述待识别储层段内采样数。

上述方案中，所述步骤(5)中流体性质判断标准是，当待识别储层段的视地层水电阻率均值和均方根差分别大于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为油气层；当待识别储层段的视地层水电阻率均值和均方根差分别小于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为水层。

上述方案中，所述视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值是根据研究区域若干试油已确定流体性质的储层段的视地层水电阻率均值和均方根差测算出来的。

与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：

本发明在取值方法上避开井径扩径对测井资料的影响，计算视地层水电阻率参数的均值与均方根差，达到识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的目的，解决油气勘探过程中，缝洞型碳酸盐岩储层中流体性质的识别问题，对单井的应用效果显著。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法的流程图；

图2为本发明实施例塔里木盆地北部某地区含泥缝洞型储层多井视地层水电阻率均值和均方根差交会图(双对数坐标)；

图3为塔里木盆地北部某地区不含泥储层多井视地层水电阻率均值与均方根差交会图(双对数坐标)；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，包括如下步骤：

(1)获取常规测井资料、地层水资料、钻井液资料；

(2)计算含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e；

含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e是通过多矿物组模型的密度响应方程计算出来的，所述多矿物组模型的密度响应方程为：

${\mathrm{\ρ}}_b=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{v}_i{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mai}}+v_{\mathrm{sh}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sh}}+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{v}_j{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fj}}$

式中ρ_b是测量的密度值；v_i是第i种骨架的百分含量，ρ_mai是第i种骨架密度；v_j是第j种流体的百分含量，ρ_fj是第j种流体的密度；v_sh是湿泥质含量，ρ_sh是湿泥质的密度；按多矿物模型求解各矿物组分，总孔隙度计算有效孔隙度φ_e公式为：

φ_e＝φ-φ_bw

式中φ为总孔隙度；φ_bw泥质束缚水的孔隙度。

(3)根据含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e，计算全井段扣除泥质影响的电阻率

及全井段视地层水电阻率R_wai ^*；

A.用线性导电模型计算的含泥缝洞井段的泥质含量V_sh扣除泥质附加导电性；

B.所述线性导电模型公式为

$\sqrt{C_t}=\sqrt{C_t^{*}}+\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}\×V_{\mathrm{sh}}\×\mathrm{WCLP}$

式中C_t是原始测井的测量电导率，是扣除泥质导电性的电导率，C_bw为泥质中束缚水电导率值，WCLP为泥质的孔隙度值；

由上式可得扣除泥质附加导电的电阻率值

$R_t^{*}=1/{(\sqrt{1/R_t}-\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}*V_{\mathrm{sh}}*\mathrm{WCLP})}^2$

全井段视地层水电阻率R_wai ^*是通过如下公式计算得出的，

$R_{\mathrm{wa}}={\mathrm{\Φ}}_e\·R_t^{*}={\mathrm{\Φ}}_e/C_t^{*}$

式中Φ_e为地层的有效孔隙度，

是消除了地层中泥质附加导电影响的电阻率，

是相应消除了地层中泥质附加导电影响的电导率。

(4)统计一个待识别储层段的视地层水电阻率均值与均方根差；

通过如下计算公式统计该待识别储层段内视地层水电阻率的均值和均方根差，

$\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R_{\mathrm{wai}}}^{*}}{N},$ ${\mathrm{\σ}}_{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({R_{\mathrm{wai}}}^{*}-\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}})}^2}{N}},$

式中

和分别为待识别储层段的视地层水电阻率的均值和均方根差，N为待识别储层段内采样数；

(5)考虑井径对测井资料影响的取值方法：

根据井径的是否扩张，选取相应井段计算的视地层水电阻率的均值与均方根差评价含泥缝洞段的流体性质；

若井径不扩张，直接选取缝洞段的视地层水电阻率的均值与均方根差评价该段的流体性质；

若井径扩张，则选取缝洞段上部或下部已校正泥质导电影响的视地层水电阻率的均值与均方根差去评估该缝洞的流体性质。

(6)将试油已确定流体性质的多个储层段的视地层水电阻率均值与均方根差绘制在双对数坐标上，如图2和图3所示，建立研究区域的流体性质判断标准，当待识别段视地层水电阻率均值和均方根差分别大于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为油气层；当待识别视地层水电阻率均值和均方根差分别小于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为水层。视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值是根据研究区域若干试油已确定流体性质的储层段的视地层水电阻率均值和均方根差测算出来的，界限值可根据研究区域的实际情况有所不同。

本发明对塔里木盆地北部某地区32口井38个酸压试油段(解释53个含泥储层段)的流体性质识别效果如图2所示，井径条件较好的含泥缝洞型油气层常规视地层水电阻率均值一般大于0.9Ω·M，均方根差大于0.7Ω·M；水层的常规视地层水电阻率均值一般小于0.9Ω·M，均方根差小于0.7Ω·M。井径条件较差的含泥缝洞型油气层，储层下部的常规视地层水电阻率均值一般大于0.9Ω·M，均方根差大于0.7Ω·M；水层储层顶部的常规视地层水电阻率均值一般小于0.9Ω·M，均方根差小于0.7Ω·M。上述界限实际可作为该地区含泥缝洞型储层的流体评价标准。

同时，本发明也适用于Vsh＝0的情况，即不含泥的储层。对塔里木盆地北部某地区88口井226个不含泥储层段流体性质的识别效果如图3所示。由图可见，不含泥储层油气层视地层水电阻率的均值一般大于4Ω·M，均方根差一般大于3Ω·M；水层的视地层水电阻率均值一般小于4Ω·M，均方根差小于3Ω·M。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取常规测井资料、地层水资料、钻井液资料；

(2)计算含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e；

(3)根据所述含泥缝洞井段的泥质含量V_sh及有效孔隙度Φ_e，计算全井段扣除泥质影响的电阻率

及全井段视地层水电阻率R_wai ^*；

(4)统计一待识别储层段的视地层水电阻率均值与均方根差；

(5)将试油已确定流体性质的多个储层段视地层水电阻率均值与均方根差绘制在双对数坐标上，并建立研究区域的流体性质判断标准；

(6)将步骤(4)得到的所述待识别储层段视地层水电阻率均值与均方根差与步骤(5)建立的所述研究区域流体性质判断标准比较，即可判别所述待识别储层段流体性质。

2.如权利要求1所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述步骤(5)之前还包括，根据井径的是否扩张，选取相应井段计算的视地层水电阻率的均值与均方根差评价含泥缝洞段的流体性质；

若井径不扩张，直接选取缝洞段的视地层水电阻率的均值与均方根差评价该段的流体性质；

若井径扩张，则选取缝洞段上部或下部已校正泥质导电影响的视地层水电阻率的均值与均方根差去评估该缝洞的流体性质。

3.如权利要求1所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述步骤(2)中计算含泥缝洞井段V_sh及有效孔隙度Φ_e，是通过多矿物组模型的密度响应方程计算出来的，所述多矿物组模型的密度响应方程为：

${\mathrm{\ρ}}_b=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{v}_i{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mai}}+v_{\mathrm{sh}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{sh}}+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{v}_j{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fj}}$

式中ρ_b是测量的密度值；v_i是第i种骨架的百分含量，ρ_mai是第i种骨架密度；v_j是第j种流体的百分含量，ρ_fj是第j种流体的密度；v_sh是湿泥质含量，ρ_sh是湿泥质的密度；按多矿物模型求解各矿物组分，总孔隙度

计算有效孔隙度φ_e公式为：

φ_e＝φ-φ_bw

式中φ为总孔隙度；φ_bw泥质束缚水的孔隙度。

4.如权利要求3所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述计算全井段扣除泥质影响的电阻率

具体包括如下步骤：

A.用线性导电模型计算的含泥缝洞井段的泥质含量V_sh扣除泥质附加导电性；

B.所述线性导电模型公式为

$\sqrt{C_t}=\sqrt{C_t^{*}}+\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}\×V_{\mathrm{sh}}\×\mathrm{WCLP}$

式中C_t是原始测井的测量电导率，

是扣除泥质导电性的电导率，C_bw为泥质中束缚水电导率值，WCLP为泥质的孔隙度值；

由上式可得扣除泥质附加导电的电阻率值

$R_t^{*}=1/{(\sqrt{1/R_t}-\sqrt{C_{\mathrm{bw}}}*V_{\mathrm{sh}}*\mathrm{WCLP})}^2.$

5.如权利要求4所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述全井段视地层水电阻率R_wai ^*是通过如下公式计算得出的，

$R_{\mathrm{wa}}={\mathrm{\Φ}}_e\·R_t^{*}={\mathrm{\Φ}}_e/C_t^{*}$

式中Φ_e为地层的有效孔隙度，

是消除了地层中泥质附加导电影响的电阻率，

是相应消除了地层中泥质附加导电影响的电导率。

6.如权利要求1所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述步骤(4)是通过如下计算公式统计所述待识别储层段内视地层水电阻率的均值和均方根差，

$\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R_{\mathrm{wai}}}^{*}}{N},$ ${\mathrm{\σ}}_{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({R_{\mathrm{wai}}}^{*}-\stackrel{\‾}{{R_{\mathrm{wa}}}^{*}})}^2}{N}},$

式中

和分别为所述待识别储层段的视地层水电阻率的均值和均方根差，N为所述待识别储层段内采样数。

7.如权利要求1所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述步骤(5)中流体性质判断标准是，当待识别储层段的视地层水电阻率均值和均方根差分别大于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为油气层；当待识别储层段的视地层水电阻率均值和均方根差分别小于视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值，那么该井段储层流体性质为水层。

8.如权利要求7所述的识别缝洞型碳酸盐岩储层流体性质的方法，其特征在于，所述视地层水电阻率均值界限值以及均方根差界限值是根据研究区域若干试油已确定流体性质的储层段的视地层水电阻率均值和均方根差测算出来的。

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