CN111812736B - 一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，解决现有技术对致密砂岩无水气藏含气性评价精度低的技术问题。本发明主要为依次计算出泥质含量曲线Vsh、有效孔隙度曲线Φe、纯岩石中子曲线CNL1、视砂岩骨架含氢指数曲线CNL2和含气性评价指标参数GASFG曲线，最后根据含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价。本发明充分利用天然气在中子测井曲线上的挖掘效应以进行含气性指标参数的定量表征，通过分类评价有效的解决了现有技术致密砂岩无水气藏在缺乏地层水等资料的情况下难以准确评价储层含气性的技术问题。实践证明，该技术不仅可以精准评价致密砂岩无水气藏的含气性，还能有效识别高伽马储层，从而为油气勘探提供精准勘探方法。
Description
技术领域
本发明属于气藏勘探开发技术领域，具体涉及一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法。
背景技术
近年来，川中秋林区块侏罗系沙溪庙组窄河道致密砂岩勘探成果表明，该区源储配置好，有利储层相带发育。目前该区块新井及老井上试结果证实，沙溪庙组5号砂组、8号砂组、11号砂组均获得高产气井，且不产地层水，展现出良好的勘探潜力。随着研究的不断深入，发现研究区一些井在测井曲线上表现出良好的储层特征，但测试结果为空层。这样的勘探实践证明，储层的含气性评价和储层有效性评价具有重要意义。当前，对研究区沙溪庙组砂体进行含气性评价是油气勘探研究者的工作之一。
目前，普遍采用含气饱和度(Sg)参数作为致密砂岩储层含气性评价的重要指标，该参数的获取方法主要有密闭取心后的实验室直接测量，基于毛管压力资料的含气饱和度反演以及测井资料计算得到。(1)密闭取心含气饱和度直接测量。该方法受钻井工程技术、取心条件及实验室测量设备等因素的制约，不便于区域内广泛开展应用研究。(2)基于岩石-毛细管模型反算含气饱和度，发明专利(专利号：CN201410602210.8)就是基于该原理公开发明的。该方法虽然计算原理简单，也易于实现，但存在许多的不确定性。首先是毛管压力资料受实验手段和实验条件的影响，其精度存在不确定性；其次是该方法需要把将实验室条件下毛管压力转换为气藏条件下时的不确定性，界面张力、润湿角等参数的确定存在不确定性；第三是该方法应用的前提是要确定气水界面和气柱高度，这存在较大的不确定性。因此该方法也是准确率相对较低的一种方法。(3)通过测井资料来获得含气饱和度是最常用的方法。一般是先通过饱和度方程计算含水饱和度(Sw)，利用式1计算含气饱和度。
Sg＝1-Sw (1)
众所周知，用测井资料计算含水饱和度国内外已进行过不少研究主要可以分成电法和非电法两类，又以电法类为主。从1942年阿尔奇公式的发表到目前各类电法类饱和度模型有很多，例如发明专利(专利号：CN201910760689.0)公开了一种基于钙质含量校正的致密砂岩含气饱和度计算方法。尽管计算饱和度的模型很多，但模型中有几个共同的参数对计算结果至关重要。那就是岩电参数a、b、m和n和地层水电阻率Rw。岩电参数可以通过模拟地层条件下的岩电实验得到。但类似研究区这种不产地层水的情况，由于无法获取地层水分析数据，只能借用邻区的资料或经验参数进行计算，往往计算结果不符合实际，为含气性评价带来困难。非电法确定含气饱和度的方法主要有声波法、中子法和核磁共振法。例如发明专利(专利号：CN201811323041.9)公开了一种利用元素伽马能谱测井识别气层的方法，根据快中子的非弹伽马计数率与热中子俘获伽马计数的比值(R)确定地层含气饱和度。该方法需要建立含气饱和度与孔隙度、R间的响应方程，该方程所受影响因素太多，首先通过快中子获得的非弹伽马计数率与岩性有关，受岩性影响较大；其次热中子俘获伽马计数受地层中俘获能力强的元素影响较大；最主要的是该方程的适应性没得到现场论证。发明专利(专利号：CN201611263196.9)公开了一种基于纵横波测井速度的含气饱和度确定方法及装置。该方法基于实验获得含气饱和度计算公式，过程复杂，实用性不强。因为在测井资料中很难提取第一纵波时差和第二纵波时差等参数。另外核磁共振测井能通过确定与岩性无关的孔隙度，较好的进行含气性评价。但该方法成本高，研究区不会大量采集核磁共振测井资料，因此并不适合区域内全面开展含气性评价。
总之，上述含气性评价方法受取心难以大量采样、实验方法和实验条件、资料欠缺等多因素影响，评价结果不确定性高，评价精度难以满足生产需求。而长期以来，人们习惯使用中子测井的挖掘效应现象进行气层的定性描述，但未见有定量评价方面的报道。本发明提出了一种新的含气性评价指标和评价方法，可以有效解决现有技术评价结果精度低的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，解决现有技术对致密砂岩无水气藏含气性评价精度低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无水致密砂岩气藏含气性评价方法，包括以下步骤：
步骤1、计算出泥质含量Vsh，并用岩心全岩分析资料或粒度分析资料进行标定；
步骤2、计算出有效孔隙度Φe，并用岩心物性分析资料进行标定；
步骤3、利用步骤1所计算出的泥质含量Vsh对中子测井曲线进行泥质校正以得到纯岩石的中子曲线CNL1；
步骤4、将步骤3中纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2；
步骤5、利用步骤2所计算出的孔隙度Φe与步骤4所得到的CNL2曲线采用岩石体积物理模型计算出含气性评价指标参数GASFG曲线；
步骤6、利用步骤5所计算出的含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价。
进一步地，在所述步骤1中，采用自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线进行
其中，Sh为自然伽马相对值，GR为自然伽马测量值，GRmin为纯砂岩的自然伽马值，GRmax为纯泥岩的自然伽马值；GCUR为与地质年代有关的经验系数，老地层取2，新地层取3.7。
进一步地，在所述步骤1中，所述自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线均指经过滤波和区域标准化后的测井曲线。
进一步地，所述岩心资料是指经过归位后的岩心泥质含量数据；优选为全岩黏土分析数据、或者全岩粒度分析数据。
进一步地，在所述步骤2中，利用声波或者密度测井曲线计算有效孔隙度Φe；优选地，有效孔隙度Φe计算公式为：
ΔT＝Φe.ΔTmf+Vsh.ΔTsh+Vma.ΔTma；
Φe+Vsh+Vma＝1；
其中，ΔT为声波时差曲线，ΔTmf为泥浆滤液声波时差，ΔTsh为泥岩声波时差，ΔTma为骨架声波时差，Vma为砂岩股价体积。
进一步地，在所述步骤2中，声波或密度曲线需经过标准化处理；优选地，岩心孔隙度需经过深度归位处理；进一步优选地，经过岩心分析孔隙度标定后，测井计算得到的有效孔隙度Φe误差需在储量规范规定的误差范围内。
进一步地，在所述步骤3中，对中子测井曲线进行泥质校正的计算公式为：
CNL1＝CNL-Vsh.ΦNsh；
其中，CNL为中子测井值，
为泥岩中子值；
优选地，上式中ΦNsh根据GR和CNL交会图确定。
进一步地，在所述步骤4中，将纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2的计算公式为：
进一步地，在所述步骤5中，计算含气性评价指标参数GASFG曲线的计算公式为：
进一步地，在所述步骤6中，利用含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价的评价指标为：GASFG大于0.9为气层，GASFG介于0.7～0.9之间为差气层，GASFG介于0.5～0.7之间为含气层，GASFG小于0.5为干层或非储层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学合理，构思奇妙，其充分利用天然气在中子测井曲线上的挖掘效应以进行含气性指标参数的定量计算，通过分类评价有效的解决了现有技术无水致密砂岩气藏在缺乏地层水等资料的情况下无法进行准确含气性评价的技术问题，其可以有效的进行无水砂岩气藏含气性的评价和高伽马储层的识别，从而为油气勘探提供精准勘探方法。
附图说明
图1为本发明技术流程图。
图2为本发明对秋林16井进行含气性评价的成果图。
图3为本发明对秋林208井进行含气性评价的成果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供的一种无水致密砂岩气藏含气性评价方法，包括以下步骤：
步骤1、计算出泥质含量Vsh，并用岩心资料进行标定。在计算泥质含量Vsh时，采用自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线进行泥质含量Vsh的计算。泥质含量Vsh的计算公式为：
进一步地，在所述步骤1中，采用自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线进行
其中，Sh为自然伽马相对值，GR为自然伽马测量值，GRmin为纯砂岩的自然伽马值，GRmax为纯泥岩的自然伽马值；GCUR为与地质年代有关的经验系数，老地层取2，新地层取3.7。
所述自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线均指经过滤波和区域标准化后的测井曲线。所述岩心资料是指经过归位后的岩心质含量数据；优选为全岩黏土分析数据、或者全岩粒度分析数据。
步骤2、计算出有效孔隙度Φe，并用岩心物性分析资料进行标定。计算出有效孔隙度Φe时，利用声波或者密度测井曲线计算有效孔隙度Φe。有效孔隙度Φe计算公式为：
ΔT＝Φe.ΔTmf+Vsh.ΔTsh+Vma.ΔTma；
Φe+Vsh+Vma＝1；
其中，ΔT为声波时差曲线，ΔTmf为泥浆滤液声波时差，ΔTsh为泥岩声波时差，ΔTma为骨架声波时差，Vma为砂岩骨架体积。
声波或密度曲线需经过标准化处理；岩心孔隙度需经过深度归位处理；经过岩心分析孔隙度标定后，测井计算得到的有效孔隙度Φe误差需在储量规范规定的误差范围内。
步骤3、利用步骤1所计算出的泥质含量Vsh对中子测井曲线进行泥质校正以得到纯岩石的中子曲线CNL1。对中子测井曲线进行泥质校正的计算公式为：
CNL1＝CNL-Vsh.ΦNsh；
其中，CNL为中子测井值，
为泥岩中子值；
优选地，上式中ΦNsh根据GR和CNL交会图确定。
步骤4、将步骤3中纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2。步骤3得到的CNL1中子测井曲线实则为视石灰岩含氢指数曲线，因此，需要将该视石灰岩含氢指数曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2，将纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2的计算公式为：
步骤5、利用步骤2所计算出的孔隙度Φe与步骤4所得到的CNL2曲线采用岩石体积物理模型计算出含气性评价指标参数GASFG曲线。计算含气性评价指标参数GASFG曲线的计算公式为：
步骤6、利用步骤5所计算出的含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价。利用含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价的评价指标为：GASFG大于0.9为气层，GASFG介于0.7～0.9之间为差气层，GASFG介于0.5～0.7之间为含气层，GASFG小于0.5为干层或非储层。
本发明设计科学合理，构思奇妙，其充分利用天然气在中子测井曲线上的挖掘效应以进行含气性指标参数的定量计算，通过分类评价有效的解决了现有技术无水致密砂岩气藏在缺乏地层水等资料的情况下无法进行准确含气性评价的技术问题，其可以有效的进行无水砂岩气藏含气性的评价和高伽马储层的识别，从而为油气勘探提供精准勘探方法。
为了使本领域技术人员能够更好地理解本技术方案，下面以秋林16井侏罗系沙溪庙组致密砂岩储层为例对本发明技术进行详细描述：
1、利用自然伽马或自然伽马能谱曲线计算泥质含量Vsh：
GRmin为纯砂岩的自然伽马值，GRmax为纯泥岩的自然伽马值。
2、利用声波计算储层有效孔隙度Φe
ΔT＝Φe.ΔTmf+Vsh.ΔTsh+Vma.ΔTma；
Φe+Vsh+Vma＝1；
ΔT为声波时差曲线，ΔTmf泥浆滤液声波时差，ΔTsh为泥岩声波时差，ΔTma为骨架声波时差。
3、纯岩石中子曲线CNL1的转化。对于无水砂岩气藏来说，中子测井曲线受有效孔隙度、泥质含量和挖掘效应共同作用的影响。首先将补偿中子曲线CNL进行泥质校正，得到纯岩石的的中子测井曲线CNL1。
CNL1＝CNL-Vsh.ΦNsh；
式中ΦNsh应根据GR和CNL交会图确定。
4、视砂岩含氢指数曲线(CNL2)计算。根据岩石体积物理模型，由纯岩石的视石灰岩含氢指数曲线CNL1计算得到视砂岩骨架的含氢指数曲线CNL2。
得
5、计算含气性评价指标参数曲线GASFG，计算公式为：
6、利用含气性评价指标参数曲线GASFG进行含气性分类评价，GASFG大于0.9为气层，GASFG介于0.7～0.9为差气层，GASFG介于0.5～0.7为含气层，GASFG小于0.5为干层或非储层。秋林16井含气性评价成果如图2所示。
以秋林16井和秋林208井为例，利用本发明技术所评价的含气性成果均取得良好的评价效果，评价成果如图2和3所示，与这两口井的测试情况吻合，优于常规电法计算的含水饱和度识别结果，且能有效的进行高伽马储层的识别。
本发明设计科学合理，构思奇妙，其充分利用天然气在中子测井曲线上的挖掘效应以进行含气性指标参数的定量计算，通过分类评价有效的解决了现有技术无水致密砂岩气藏在缺乏地层水等资料的情况下无法进行准确含气性评价的技术问题。本发明方法通过在秋林区块侏罗系沙溪庙组无水致密砂岩气藏的应用，取得了良好的效果。利用这种方法可以有效的进行无水砂岩气藏含气性的评价和高伽马储层的识别，从而达到更好为油气勘探提供服务的目的。
本发明利用了天然气在中子测井上的挖掘效应原理，提出一种无水致密砂岩气藏含气性评价指标，在此基础上进行含气性分类评价。实践证明，该指标不仅可较准确的进行含气性评价，还能有效识别研究区高伽马储集层。本发明提供的含气性评价指标计算方法包括：泥质含量Vsh的计算；储层有效孔隙度Φ的计算；视石灰岩含氢指数曲线泥质校正；纯岩石视砂岩含氢指数曲线转换；含气性评价指标定量计算；含气性分类评价。可有效解决现有技术受取心难以大量采样、实验方法、实验条件、以及资料欠缺等多因素限制从而导致评价结果精度低的技术问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、计算出泥质含量Vsh，并用岩心全岩分析资料或粒度分析资料进行标定；
步骤2、计算出有效孔隙度Φe，并用岩心物性分析资料进行标定；
步骤3、利用步骤1所计算出的泥质含量Vsh对中子测井曲线进行泥质校正以得到纯岩石的中子曲线CNL1；
步骤4、将步骤3中纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2；
步骤5、利用步骤2所计算出的孔隙度Φe与步骤4所得到的CNL2曲线采用岩石体积物理模型计算出含气性评价指标参数GASFG曲线；
步骤6、利用步骤5所计算出的含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价。
2.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤1中，采用自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线进行泥质含量Vsh的计算。
3.根据权利要求2所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，泥质含量Vsh的计算公式为：
其中，Sh为自然伽马相对值，GR为自然伽马测量值，GRmin为纯砂岩的自然伽马值，GRmax为纯泥岩的自然伽马值，GCUR为与地质年代有关的经验系数，老地层取2，新地层取3.7。
4.根据权利要求2所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述自然伽马曲线或自然伽马能谱曲线均指经过滤波和区域标准化后的测井曲线。
5.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，所述岩心全岩分析资料或粒度分析资料是指经过归位后的岩心泥质含量数据。
6.根据权利要求5所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，所述岩心全岩分析资料或粒度分析资料为全岩黏土分析数据或者全岩粒度分析得到的数据。
7.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤2中，利用声波或者密度测井曲线计算有效孔隙度Φe。
8.根据权利要求7所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，有效孔隙度Φe计算公式为：
ΔT＝Φe.ΔTmf+Vsh.ΔTsh+Vma.ΔTma；
Φe+Vsh+Vma＝1；
其中，ΔT为声波时差曲线，ΔTmf为泥浆滤液声波时差，ΔTsh为泥岩声波时差，ΔTma为砂岩骨架声波时差，Vma为砂岩骨架体积。
9.根据权利要求7所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤2中，声波或密度测井曲线需经过标准化处理。
10.根据权利要求9所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤2中，岩心分析孔隙度需经过深度归位处理。
11.根据权利要求10所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，经过岩心分析孔隙度标定后，测井计算得到的有效孔隙度Φe误差需在储量规范规定的误差范围内。
12.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤3中，对中子测井曲线进行泥质校正的计算公式为：
CNL1＝CNL-Vsh.ΦNsh；
其中，CNL为中子测井值，ΦNsh为泥岩中子值。
13.根据权利要求12所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，所述ΦNsh根据GR和CNL交会图确定。
14.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤4中，将纯岩石中子曲线CNL1转化成砂岩骨架含氢指数曲线CNL2的计算公式为：
15.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤5中，计算含气性评价指标参数GASFG曲线的计算公式为：
16.根据权利要求1所述的一种致密砂岩无水气藏含气性评价方法，其特征在于，在所述步骤6中，利用含气性评价指标参数GASFG曲线进行含气性评价的评价指标为：GASFG大于0.9为气层，GASFG介于0.7～0.9之间为差气层，GASFG介于0.5～0.7之间为含气层，GASFG小于0.5为干层或非储层。
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