CN105604546A - 双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法。该方法包括：1)获取待分类储层的基质孔隙度、基质渗透率、裂缝孔隙度、裂缝渗透率；待分类储层所在研究井的井筒半径、表皮系数、井内天然气在地层水中的溶解度，井内的地层压力和地层温度；待分类储层所在研究区的基质孔隙度下限及基质渗透率下限；2)获得研究井的地层水压缩系数，待分类储层的基质***岩石有效压缩系数、裂缝***岩石有效压缩系数；3)获取待分类储层的无因次串流系数和无因次井筒储集系数；4)根据前述获得的参数确定待分类储层的类型。本发明提供的技术方案通过测井解释的结果就能够确定储层的类型，操作简便。

Description

双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法

技术领域

本发明涉及一种双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法，属于石油开发中的开发地质和油藏工程领域。

背景技术

与碎屑岩相比，碳酸盐岩储层具有非均质性强，储集空间类型多样(基质孔隙、溶蚀孔洞、裂缝、微裂缝)的特点。目前碳酸盐岩储层的分类评价，基于侧重点的不同有多种分类方案，但大部分以取芯和薄片分析资料为基础来进行分类的，或者利用电成像及核磁测井资料进行分类的：

文章“碳酸盐岩复杂孔隙结构的测井识别和分类评价-以中东某油田H地层为例”(倪国辉,郭海峰,徐星,黄大琴.石油天然气学报(江汉石油学院学报).2014,36(1):60-65)从物性特征、毛管压力曲线特征、岩石学特征三方面进行综合分析，提取储层物性和孔隙结构的特征参数，定性划分三类储层，用电成像和核磁共振测井相结合，建立了储层类型测井识别图版，但该图版是建立在电成像和核磁共振测井基础上的，对于仅有常规测井的油田或单井，无法推广应用。

文章“碳酸盐岩储层孔隙结构评价方法”(郭振华,李光辉,吴蕾,李序仁,韩桂芹,姜英辉.石油学报.2011,32(3):459-465)根据储层物性综合指数Z(渗透率除以孔隙度开方)和毛细管中值压力，将碳酸盐岩储层分为四个级别，但是对于未取芯或未测压汞的单井，无法获得毛细管中值压力。

文章“碳酸盐岩孔隙分类方法综述”(李林，张学丰.内蒙古石油化工.2009(8)：51-54)公开了目前碳酸盐岩分类主要方法如下：按基质结构及孔隙大小的分类(包括粒间孔、窗格孔、粒内孔、遮蔽孔、晶间孔、生长骨架孔、铸模孔、裂缝、溶沟、溶孔、溶洞、角砾孔、钻孔、潜穴孔、收缩孔)、包茨、顿铁军等提出的孔、洞、缝分类***[包括孔(巨孔隙、粗孔隙、中孔隙、细孔隙、微孔隙、隐孔隙)、洞(洞穴、洞隙)、缝(巨缝、大缝、特宽缝、宽缝、中等缝、窄缝、微缝、超微缝)]；上述方法都是从岩心薄片分析基础上进行的分类，但是对于无取芯井无法推广应用。

文章“两种双重介质的对比与分析”(李传亮.岩性油气藏.2008,20(4):128-131)中公开了利用试井曲线形态和产量递减规律定性区别裂缝-孔隙型储层和裂缝-溶洞型储层，但是并未给出定量划分储层类型的方法或者公式。

对于海外的油田来说，取芯井、成像及核磁测井资料有限，很难推演到研究区的所有井。

因此，提供一种方便可靠的双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法，该方法根据测井解释的结果就能够进行碳酸盐岩储层类型的划分，方便快捷，且测试结果准确可靠。

为达到上述目的，本发明提供了一种双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法，其包括以下步骤：

步骤一、获取需要进行定量分类的储层的参数，所述参数包括：

所述需要进行定量分类的储层的基质孔隙度Φ_m、基质渗透率K_m、裂缝孔隙度Φ_f和裂缝渗透率K_f；

所述需要进行定量分类的储层所在研究井的井筒半径r_w、表皮系数S、井内天然气在地层水中的溶解度R_sw、井内的地层压力P和地层温度T；

所述需要进行定量分类的储层所在研究区的基质孔隙度的下限Cutoff_por及基质渗透率的下限Cutoff_perm；

步骤二、根据步骤一获取的参数，分别计算得到所述研究井的地层水压缩系数C_w、所述需要进行定量分类的储层的基质***岩石有效压缩系数C_f.m及裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f；

步骤三、利用步骤二中的C_w、C_f.m、C_f.f，分别计算得到所述需要进行定量分类的储层的无因次串流系数ω和无因次井筒储集系数C_D；

步骤四、利用步骤一获取的参数、步骤二得到的C_w、C_f.m、C_f.f、步骤三得到的ω、C_D，确定需要进行定量分类的储层的类型。

在上述方法中，优选地，在步骤四中，确定需要进行定量分类的储层所属的类型时，不同类型储层之间的划分标准为：

当Φ_m<Cutoff_por，且K_f+K_m≤Cutoff_perm时，所述需要进行定量分类的储层为致密层；

当Φ_m<Cutoff_por，且K_f+K_m>Cutoff_perm时，所述需要进行定量分类的储层为裂缝型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且时，所述需要进行定量分类的储层为孔隙型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且 $\frac{K_f}{K_m}>383.4\&times;\frac{{\mathrm{\&phi;}}_f}{{\mathrm{\&phi;}}_m},$ 且 $\frac{K_f^2}{{\mathrm{\&phi;}}_f^3{r}_w^2{K}_m}\&le;$ $\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 时，所述需要进行定量分类的储层为裂缝孔隙型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且且 $\frac{K_f^2}{{\mathrm{\&phi;}}_f^3{r}_w^2{K}_m}>\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 时，所述需要进行定量分类的储层为孔隙裂缝型储层。

在上述方法中，优选地，所述孔隙型储层的特征为：基质***同时为储油空间和渗流通道，并且压力恢复试井显示单孔特征；所述孔隙裂缝型储层的特征为：基质***为主要储油空间(指地层中的油大部分储集在基质***里面)，与此同时，基质***和裂缝***均为渗流通道，并且压力恢复试井显示单孔特征或者以单孔特征为主，存在小部分双孔特征；所述裂缝孔隙型储层的特征为：基质***为储油空间，裂缝***为渗流通道，压力恢复试井显示双孔特征；所述裂缝型储层的特征为：裂缝***同时为储油空间和渗流通道，压力恢复试井显示单孔特征；所述致密层的特征为：地层致密，基质***和裂缝***均不能为储油空间和渗流通道；储层类型的划分是碳酸盐岩储层地质建模和数值模拟的基础，这些不同类型的储层是根据储层的渗流机理及试井特征的划分得到的。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述地层水压缩系数C_w的计算公式为：

C_w＝1.4504×10^-4[(3.8546-1.9435×10^-2P)+(-1.052×10^-2+6.9183×10^-5P)×(1.8T+32)+(3.9267×10^-5-1.2763×10^-7P)×(1.8T+32)²]×(1.0+4.9974×10^-2R_sw)。

在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述基质***岩石有效压缩系数C_f.m的计算公式为：

$C_{f.m}=\frac{2.587\&times;{10}^{-4}}{{\mathrm{\&phi;}}_m^{0.4358}}.$

在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f的计算公式：

$C_{f.f}=\frac{2.587\&times;{10}^{-4}}{{\mathrm{\&phi;}}_f^{0.4358}}.$

在上述方法中，优选地，在步骤三中，所述无因次串流系数ω的计算公式为：

$\mathrm{\&omega;}=\frac{{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})}{{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})}.$

在上述方法中，优选地，在步骤三中，所述无因次井筒储集系数C_D的计算公式为

$C_D=\frac{C_w}{2\&lsqb;{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})\&rsqb;}.$

在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述需要进行定量分类的储层的基质孔隙度Φ_m、基质渗透率K_m是由常规测井解释获得的；所述需要进行定量分类的储层的裂缝孔隙度Φ_f、裂缝渗透率K_f是由成像测井或常规测井解释获得的。

在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述研究井的井筒半径r_w、表皮系数S是由常规压力动态测试或压力降落试井动态测试获得的；所述研究井内天然气在地层水中的溶解度R_sw是由常规实验分析获得的；所述研究井内的地层压力P、地层温度T是由常规压力和温度测量获得的；所述研究区的基质孔隙度下限Cutoff_por、基质渗透率下限Cutoff_perm是由取芯井的孔隙度和渗透率关系曲线和试油结果获得的。

在上述方法中，优选地，所述需要进行定量分类的储层、研究井、研究区三者之间的位置关系为：所述需要进行定量分类的储层位于所述研究井内，所述研究井位于所述研究区内。

本发明的有益效果：

1)与现有技术相比，本发明不但提供了定量化的技术方案，而且打破以往仅能对取芯井或成像测井数据进行分类的束缚，可以推广应用于所有非取芯井和未测成像测井的所有井；

2)本发明提供的双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法，操作简单方便，根据测井解释的结果就可以进行碳酸盐岩储层的分类。

附图说明

图1为对肯基亚克8001井中4335-4343m井段进行岩心观察和描述的结果图；

图2为对肯基亚克8016井中4313.9-4314.5m和4318.8-4319.5m井段进行岩心观察和描述的结果图；

图3为肯基亚克8016井的压降试井曲线图；

图4为对让纳若尔2399A井中3631-3633m、3635.3-3635.7m和3642-3643.3m井段进行岩心观察和描述的结果图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种储层的定量分类方法。

本实施例以肯基亚克盐下8001井为研究对象，该区域的基质孔隙度下限Cutoff_por为6％，对该井中4335-4343m井段的储层类型进行定量分类。将4335-4343井段以0.1m或0.125m的单位间距划分为若干个测量深度，确定每个测量深度的储层类型后便可知道4335-4343井段的储层类型。

下面以测量深度4335m为例，具体操作步骤如下：

1)由常规测井解释分别获得该测量深度的基质孔隙度Φ_m、基质渗透率K_m；

由常规测井解释分别获得该测量深度的裂缝孔隙度Φ_f、裂缝渗透率K_f；

通过常规压力动态测试(或者压力降落试井动态测试)获得8001井的井筒半径r_w、和表皮系数S；

通过常规实验分析获得8001井内天然气在地层水中的溶解度R_sw；

通过常规压力和温度测量获得8001井内的地层压力P和地层温度T；

通过取芯井的孔隙度和渗透率关系曲线和试油结果获得肯基亚克盐下的基质孔隙度下限Cutoff_por(6％)及基质渗透率下限Cutoff_perm；

3)根据上述获得的天然气在地层水中的溶解度R_sw、地层压力P和地层温度T，计算得到8001井的地层水压缩系数C_w[其中：C_w＝1.4504×10^-4[(3.8546-1.9435×10^-2P)+(-1.052×10^-2+6.9183×10^-5P)×(1.8T+32)+(3.9267×10^-5-1.2763×10^-7P)×(1.8T+32)²]×(1.0+4.9974×10^-2R_sw)]；

根据上述获得的基质孔隙度Φ_m，计算得到测量深度4335m的基质***岩石有效压缩系数C_f.m(其中：)；

根据上述获得的裂缝孔隙度Φ_f，计算得到测量深度4335m的裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f(其中：)；

4)根据上述地层水压缩系数C_w、基质***岩石有效压缩系数C_f.m和裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f，计算得到测量深度4335m的无因次串流系数ω和无因次井筒储集系数C_D(其中： $\mathrm{\&omega;}=\frac{{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})}{{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})},C_D=\frac{C_w}{2\&lsqb;{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})\&rsqb;}$ )；

5)判断测量深度4335m的储层类型：

该测量深度的基质孔隙度Φ_m≥Cutoff_por，且由此可知该测量深度的储层类型为孔隙型储层；

6)按照上述方法一一对其他测量深度进行定量分析，结果为：其他测量深度均满足：Φ_m≥Cutoff_por，且的条件，均为孔隙型储层；由此肯基亚克盐下8001井中4335-4343m井段的储层类型为孔隙型储层。

为验证上述定量分来方法的正确性，对该井段的岩心进行了观察和描述(结果如图1所示)，发现该井段确实为孔隙型储层，表明本发明提供的技术方案是正确可行的。

实施例2

本实施例提供了一种储层的定量分类方法。

本实施例以肯基亚克盐下8016井为研究对象，该区域的基质孔隙度下限Cutoff_por为6％，分别对该井中4313.9-4314.5m和4318.8-4319.5m井段的储层类型进行定量分类。参照实施例1的方法分别将4313.9-4314.5m和4308.8-4319.5m井段以0.1m或0.125m的单位间距划分为若干个测量深度，然后分别确定每个测量深度的储层类型。

结果为：4313.9-4314.5m和4318.8-4319.5m井段的每个测量深度均满足：

Φ_m≥Cutoff_por，且 $\frac{K_f}{K_m}>383.4\&times;\frac{{\mathrm{\&phi;}}_f}{{\mathrm{\&phi;}}_m},$ 且 $\frac{K_f^2}{{\mathrm{\&phi;}}_f^3{r}_w^2{K}_m}\&le;$ $\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 的条件，均为裂缝孔隙型储层；由此可知肯基亚克盐下8016井中4313.9-4314.5m和4318.8-4319.5m井段的储层类型均为裂缝孔隙型储层。

为验证上述定量分来方法的正确性，对上述两个井段的岩心进行了观察和描述(结果如图2所示)，发现上述两个井段有一定程度的微裂缝发育，压降试井曲线表现为双重介质特征(如图3所示)，确实为裂缝孔隙型储层，表面本发明提供的技术方案是正确可行的。

实施例3

本实施例提供了一种储层的定量分类方法。

本实施例以让纳若尔油田2399A井为研究对象，该区域的基质孔隙度下限Cutoff_por为6％，分别对让纳若尔油田2399A井中3631-3633m、3635.3-3635.7m和3642-3643.3m井段的储层类型进行定量分类。参照实施例1的方法分别对上述三个井段进行定量分类。

结果为：上述三个井段的每个测量深度均满足：Φ_m≥Cutoff_por，且且 $\frac{K_f^2}{{\mathrm{\&phi;}}_f^3{r}_w^2{K}_m}>\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 的条件，均为孔隙裂缝型储层；由此可知让纳若尔2399A井中3631-3633m、3635.3-3635.7m和3642-3643.3m井段的储层类型均为孔隙裂缝型储层。

为验证上述定量分来方法的正确性，对上述三个井段的岩心进行了观察和描述(结果如图4所示)，发现上述三个井段的裂缝极为发育，确实为孔隙裂缝型储层，表面本发明提供的技术方案是正确可行的。

Claims (10)

1.一种双重介质碳酸盐岩储层的定量分类方法，其包括以下步骤：

步骤一、获取需要进行定量分类的储层的参数，所述参数包括：

所述需要进行定量分类的储层的基质孔隙度Φ_m、基质渗透率K_m、裂缝孔隙度Φ_f和裂缝渗透率K_f；

所述需要进行定量分类的储层所在研究井的井筒半径r_w、表皮系数S、井内天然气在地层水中的溶解度R_sw、井内的地层压力P和地层温度T；

所述需要进行定量分类的储层所在研究区的基质孔隙度的下限Cutoff_por及基质渗透率的下限Cutoff_perm；

步骤二、根据步骤一获取的参数，分别计算得到所述研究井的地层水压缩系数C_w、所述需要进行定量分类的储层的基质***岩石有效压缩系数C_f.m及裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f；

步骤三、利用步骤二中的C_w、C_f.m、C_f.f，分别计算得到所述需要进行定量分类的储层的无因次串流系数ω和无因次井筒储集系数C_D；

步骤四、利用步骤一获取的参数、步骤二得到的C_w、C_f.m、C_f.f、步骤三得到的ω、C_D，确定需要进行定量分类的储层的类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤四中，确定需要进行定量分类的储层所属的类型时，不同类型储层之间的划分标准为：

当Φ_m<Cutoff_por，且K_f+K_m≤Cutoff_perm时，所述需要进行定量分类的储层为致密层；

当Φ_m<Cutoff_por，且K_f+K_m>Cutoff_perm时，所述需要进行定量分类的储层为裂缝型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且时，所述需要进行定量分类的储层为孔隙型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且且 $\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 时，所述需要进行定量分类的储层为裂缝孔隙型储层；

当Φ_m≥Cutoff_por，且且 $\frac{K_f^2}{{\mathrm{\&phi;}}_f^3{r}_w^2{K}_m}>\frac{3.328\&times;{10}^7\&times;\&lsqb;1.1575\&times;\lg \left(C_D{e}^{2s}\right)+2.6789\&rsqb;\&times;C_D}{\mathrm{\&omega;}ln(1/\mathrm{\&omega;})}$ 时，所述需要进行定量分类的储层为孔隙裂缝型储层。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述孔隙型储层的特征为：基质***同时为储油空间和渗流通道，并且压力恢复试井显示单孔特征；

所述孔隙裂缝型储层的特征为：基质***为主要储油空间，与此同时，基质***和裂缝***均为渗流通道，并且压力恢复试井显示单孔特征；

所述裂缝孔隙型储层的特征为：基质***为储油空间，裂缝***为渗流通道，压力恢复试井显示双孔特征；

所述裂缝型储层的特征为：裂缝***同时为储油空间和渗流通道，压力恢复试井显示单孔特征；

所述致密层的特征为：地层致密，基质***和裂缝***均不能为储油空间和渗流通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，所述地层水压缩系数C_w的计算公式为

C_w＝1.4504×10^-4[(3.8546-1.9435×10^-2P)+(-1.052×10^-2+6.9183×10^-5P)×(1.8T+32)+(3.9267×10^-5-1.2763×10^-7P)×(1.8T+32)²]×(1.0+4.9974×10^-2R_sw)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，所述基质***岩石有效压缩系数C_f.m的计算公式为

$C_{f.m}=\frac{2.587\&times;{10}^{-4}}{{\mathrm{\&phi;}}_m^{0.4358}}.$

6.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤二中，所述裂缝***岩石有效压缩系数C_f.f的计算公式

$C_{f.f}=\frac{2.587\&times;{10}^{-4}}{{\mathrm{\&phi;}}_f^{0.4358}}.$

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中：在步骤三中，所述无因次串流系数ω的计算公式为

$\mathrm{\&omega;}=\frac{{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})}{{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})}.$

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中：在步骤三中，所述无因次井筒储集系数C_D的计算公式为

$C_D=\frac{C_w}{2\&lsqb;{\mathrm{\&phi;}}_m(C_w+C_{f.m})+{\mathrm{\&phi;}}_f(C_w+C_{f.f})\&rsqb;}.$

9.根据权利要求1所述的方法，其中：在步骤一中，

所述需要进行定量分类的储层的基质孔隙度Φ_m、基质渗透率K_m是由常规测井解释获得的；

所述需要进行定量分类的储层的裂缝孔隙度Φ_f、裂缝渗透率K_f是由成像测井或常规测井解释获得的；

所述研究井的井筒半径r_w、表皮系数S是由压力动态测试或压力降落试井动态测试获得的；

所述研究井内天然气在地层水中的溶解度R_sw是由常规实验分析获得的；

所述研究井内的地层压力P、地层温度T是由常规压力和温度测量获得的；

所述研究区的基质孔隙度下限Cutoff_por、基质渗透率下限Cutoff_perm是由取芯井的孔隙度和渗透率关系曲线和试油结果获得的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：所述需要进行定量分类的储层、研究井、研究区三者之间的位置关系为：

所述需要进行定量分类的储层位于所述研究井内，所述研究井位于所述研究区内。