CN112394016A - 潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法、评价方法及装置 - Google Patents

潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法、评价方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法、评价方法及装置，分类标准确定方法包括以下步骤：识别样本的储集空间类型，划分储集空间组合；计算微观孔隙结构参数；交会分析各类储集空间组合的微观孔隙结构参数的分布范围，筛选各储集空间组合的敏感参数，其中，敏感参数用于识别储集空间组合类型；确定敏感参数的取值范围。评价方法包括基于上述方法得到的分类标准进行分类，在分类结果的基础上，结合储层品质指数，对储层进行评价。本发明提供的分类方法确定识别储集空间组合类型的敏感参数，能够快速准确地识别潮坪相碳酸盐岩储层的储集空间组合类别。在这种分类标准的基础上，进行储层的分类和评价，有利于得到更加准确的评价结果。

Description

潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法、评价方法及装置
技术领域
本发明涉及储层评价技术领域，具体是一种潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法、评价方法及装置。
背景技术
与国内已开发的大型礁滩相碳酸盐岩气藏相比(普光、元坝、磨溪)，潮坪相碳酸盐岩气藏作为一种新的气藏类型，该类气藏储层总体厚度较大，横向分布稳定，地质储量大，但是具有单层厚度薄，非均质性强，储集空间类型多样，微观孔隙结构复杂，孔渗关系复杂等特点。这些因素制约了潮坪相碳酸盐岩储层的综合评价，进而导致气藏认识不清、开发技术政策不合理。因此，对于潮坪相碳酸盐岩进行准确的储层分类和评价，是气藏效益开发的基础和关键。
目前碳酸盐岩储层主要有三类划分方案：一种是按照储层形成的主控因素进行划分，可将碳酸盐岩储层按成因类型划分为4类，分别为：礁滩相储层、岩溶储层、白云岩储层、裂缝储层。该类划分方案属于宏观层面的划分，在储层评价时还需要细化。第二种是根据储集空间类型可将储层划分为孔隙、溶洞、裂缝三大类。根据储集空间组合不同，还可进一步细分为孔洞型、孔隙型、裂缝-孔洞型、裂缝-孔隙型、孔隙-裂缝型和裂缝型6类储集空间组合样式，这种划分方案能够较好解决碳酸盐岩储层由于储集空间类型多样、储层特征不明的问题，但是未考虑同一类储集空间组合物性差异，不够精准。第三种是基于物性参数，通常依据孔隙度大小进行划分，将微观孔隙结构参数机械地对应到各类储层，这种划分方案忽略了碳酸盐岩储层非均质性强、储集空间类型多样的特点，同一类储层会出现渗透率、连通性和微观孔隙结构参数差异极大的情况。此外，目前的储层分类评价方案主要依靠高压压汞实验获取微观孔隙结构参数，并且在碳酸盐岩储层评价中未考虑气井产能。
对于潮坪相碳酸盐岩储层，由于其储集空间多样，孔洞缝均有发育，不同类型储集空间微观孔隙结构差异较大，造成相同孔隙度下，渗透率差别很大，传统的储层分类方式造成各类储层微观孔隙结构参数分布范围严重交叉重叠、特征不清，分类评价标准不够合理。因此，这类常规的储层分类评价方法不完全适用于潮坪相碳酸盐岩储层。
发明内容
本发明的目的在于克服：对于潮坪相碳酸盐岩储层，由于其储集空间多样，孔洞缝均有发育，不同类型储集空间微观孔隙结构差异较大，造成相同孔隙度下，渗透率差别很大，传统的储层分类方式造成各类储层微观孔隙结构参数分布范围严重交叉重叠、特征不清，导致现有的分类评价标准不够合理的技术问题，提供一种潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法及评价方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法，用于确定储层中储集空间组合的分类标准，包括以下步骤：
识别样本的储集空间类型，划分储集空间组合；
计算微观孔隙结构参数；
交会分析各类储集空间组合的微观孔隙结构参数的分布范围，筛选各储集空间组合的敏感参数，其中，敏感参数用于识别储集空间组合类型；
确定敏感参数的取值范围，敏感参数的种类和取值范围即用于确定潮坪相碳酸盐岩储层中储集空间组合的分类标准。
作为本发明的优选方案，在所述交会分析各类储集空间组合的微观孔隙结构参数的分布范围中：
选取两个微观孔隙结构参数，以其中一个微观孔隙结构参数为横坐标，另一个微观孔隙结构参数为纵坐标，在坐标系中，标注出散点。
作为本发明的优选方案，在所述筛选各储集空间组合的敏感参数中：
若至少一种储集空间组合的散点集中区域能够被区分开来，则将该坐标系中包含的两个微观孔隙结构参数为所述至少一种储集空间组合的敏感参数；
在所述确定敏感参数的取值范围中：
划定某一储集空间组合的敏感参数的散点集中区域边界，将边界所涵盖的参数范围作为敏感参数的取值范围。
作为本发明的优选方案，在所述识别样本的储集空间类型中：
采用岩芯观察及测量、岩芯铸体薄片观察及数字岩芯技术中的而一种或多种手段，进行储集类型的识别。
潮坪相碳酸盐岩储层评价方法，包括以下步骤：
按储层物性参数对储层进行初步分类，初步分类后，以储集空间组合类型为依据，进行进一步分类；
在分类结果的基础上，结合储层品质指数，对储层进行评价。
作为本发明的优选方案，在所述按储层物性参数对储层进行初步分类中：
储层物性参数包括孔隙度；
当所测得的储层孔隙度值大于或等于12％，定义为I类储层；
当所测得的储层孔隙度值的范围6％-12％，定义为II类储层；
当所测得的储层孔隙度值的范围2％-6％，定义为III类储层。
作为本发明的优选方案，在所述结合储层品质指数，对储层进行评价中：
根据单井工业油气流高产、中产、低产和特低产标准，算出高产井、中产井、低产井和特低产井渗透率范围，进而得到各类储层品质指数从高产到特低产划分标准值。
作为本发明的优选方案，由高产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为好的储层标准；
由中产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为较好的储层标准；
由低产井和特低产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为较差的储层标准。
潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法。
潮坪相碳酸盐岩储层评价装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的潮坪相碳酸盐岩储层评价方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.在对微观孔隙结构参数进行交会的基础上，筛选能够较为明显区分各类储集空间组合的微观孔隙结构参数，能够克服传统的储层分类方式造成各类储层微观孔隙结构参数分布范围严重交叉重叠、特征不清的弊端，从而有利于对储集空间多样的潮坪相碳酸盐岩储层进行分类评价；
2.基于微观孔隙结构对储集空间组合进行分类，在分类结果的基础上，辅助储层品质指数进行储层的评价，使得评价结果能够适应储集空间多样的潮坪相碳酸盐岩储层的实际情况，且根据储层品质指数，能够做到对储层的定量评价。
附图说明：
图1为排驱压力与平均孔径的交会分析图；
图2为分选系数与变异系数的交会分析图；
图3为最大进汞饱和度与退出效率的交会分析图。
图4为储层品质指数与孔隙度的交会分析图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例提供了一种潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法及评价方法。
这种分类标准确定方法包括以下步骤：
S110.识别岩心样本的储集空间类型，划分储集空间组合；
对于碳酸盐岩储层，储集空间类型主要包括孔隙、溶洞和裂缝。储集空间组合即一个储集空间内，包含两种及以上的不同储集空间类型，因此，储集空间组合包括孔隙-洞穴型、裂缝-孔隙型等类型。
储集空间类型的识别方法包括岩芯观察及测量、岩芯铸体薄片观察及数字岩芯技术。岩芯观察及测量是通过肉眼对岩芯的外表进行观察，初步识别储集空间类型。岩芯铸体薄片是通过对岩芯切片，进行储集空间类型的识别。数字岩芯技术，是基于Micro-CT(微计算机断层扫描技术)，获得三维数字岩芯模型，从而进行储集空间类型的识别。
通过上述三种方法中的一种、两种或多种进行储集空间类型的识别。在本实施例中，结合上述三种方法共同进行储集空间类型的识别。
通过毛管压力曲线形态，判断岩芯中是否具有孔隙平台，从而确定岩芯样品的储集空间集合。
其中，毛管压力曲线是指：在高压压泵实验中，根据实测的水银注入压力与相应的岩样含水银体积，经计算求得水银饱和度和孔隙喉道半径后，绘制得到的毛管压力、孔隙喉道半径与水银饱和度的关系曲线。
S120.基于毛管压力曲线和数字岩芯模型计算微观孔隙结构参数；
微观孔隙结构参数包括排驱压力、中值压力、最大进汞饱和度、退汞效率、分选系数、平均孔径、变异系数及歪度等。
其中：排驱压力、中值压力和最大进汞饱和度可以直接通过毛管压力曲线读取；
退汞效率为从岩样内退出的水银体积与降压前注入的水银总体积之比；
分选系数为孔隙喉道大小标偏差的量度，分选系数反应了孔隙喉道分布的集中程度，分选系数通过以下公式计算：
Figure BDA0002165466250000071
其中，Sp为分选系数，Dn是在第n个百分位数的孔喉直径。
平均孔径为每一孔径所对应的孔隙体积的加权平均，平均孔径的计算方法为：
Figure BDA0002165466250000072
其中，
Figure BDA0002165466250000073
为平均孔径，Vn为某一孔径所对应的孔隙体积，Vp为岩芯的孔隙体积。
变异系数用于描述孔喉平均值和分选程度的相对大小。若孔喉的平均值越大，分选越好，则变异系数越小，变异系数的计算公式如下：
D＝SPDM
Figure BDA0002165466250000074
D为变异系数，DM是岩芯样品的半径均值。
歪度用于量度孔隙喉道大小分布的不对称性，歪度的计算方法为：
Figure BDA0002165466250000075
其中，Skp为歪度。
S130.交会分析微观孔隙结构参数，筛选各储集空间组合的敏感参数；
请参阅图1-图3。交会分析微观孔隙结构参数是指，选择两个微观孔隙结构参数，以其中一个为横坐标，另一个为纵坐标，在坐标系中，标注出散点。
储集空间组合的敏感参数是指：在坐标系中同时标注多种储集空间组合类型的散点时，至少一种储集空间组合类型的散点区域能够被较为明显地区分开来(请参阅图1及图2)，则称该坐标系中包含的两个微观孔隙结构参数为该至少一种储集空间组合类型的敏感参数。
若不同的储集空间类型的散点区域不能够被较为明显地区分开来(请参阅图3)，则该坐标系中包含的两个微观孔隙结构参数不是储集空间组合的敏感参数
通过敏感参数的取值范围，能够用于识别储层的储集空间组合类型。
S140.确定不同储集空间组合的敏感参数的取值范围。
通过上述分类标准确定方法，得到不同储集空间组合的敏感参数的取值范围，则上述敏感参数的种类和取值范围即可作为同一地区中的其他同类储层的分类标准。对于同一地区中，同类地层的其他储层，可以直接根据敏感参数进行储层的分类。
本发明提供的潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法的有益效果在于：
对微观孔隙结构参数进行交会的基础上，筛选能够较为明显区分各类储集空间组合的微观孔隙结构参数，以此确定储层的分类标准，能够克服传统的储层分类方式造成各类储层微观孔隙结构参数分布范围严重交叉重叠、特征不清的弊端，从而有利于对储集空间多样的潮坪相碳酸盐岩储层进行快速准确的储集空间组合分类。
本发明实施例还提供了一种潮坪相碳酸盐岩储层的评价方法，这种评价方法基于上述的分类标准，包括以下步骤：
S210.按储层物性参数对储层进行初步分类；
具体的，在本实施例中，按孔隙度对储层进行初步分类：
孔隙度值大于或等于12％，则被归类为I类储层；孔隙度值的范围6％-12％，则被归类为II类储层；孔隙度值的范围2％-6％，则被归类为III类储层。
S220.在步骤S210的基础上，按照潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法所确定的分类标准，对各类储层进行进一步分类。
S230.以分类结果为依据，结合储层品质指数，对各类储层进行评价。
其中，在步骤S210中，储层类型以孔隙度值为标准进行划分，因此，对于不同的储层，其储集能力具有差异。具体的，I类储层的储集能力优于II类储层，II类储层的储集能力优于III类储层。因此，在只考虑储层类型的的情况下，I类储层相对好于II类储层，II类储层的相对好于III类储层。
在只考虑储集空间组合的情况下，裂缝-孔隙型相对好于孔洞型，孔洞型相对好于孔隙型。
储层品质指数表示储层单位孔隙度所贡献的渗流能力，间接反映储层孔隙结构，储层品质指数的计算方法为：
Figure BDA0002165466250000091
其中，RQI为储层品质指数；K为渗透率；Φ为孔隙度。
在只考虑储层品质指数的情况下，储层品质指数越高，储层的评价结果越好。
请参阅图4，通过图4可以看出，通过储层品质指数RQI可以较好地识别各类储层，进一步说明了通过储层品质指数进行储层的评价是可行的。
进一步的，根据单井工业油气流高产一特低产标准(石油天然气储量计算规范DZ/T 0217-2005，见表1所示)，利用单井稳态产能方程反算出高产井、中产井、低产井和特低产井渗透率范围。利用所计算出的渗透率结果，结合物性分类标准，计算各类储层的储层品质指数从高产到特低产划分标准值。
其中，单井稳态产能方程为：
Figure BDA0002165466250000101
其中，qsc为无阻流量，h为储层厚度，pe为地层外边界压力，pwf为井底流压，re为气井泄气半径，rw为气井半径，S为表皮因子，μ为流体粘度，T为地层温度，Z地层气体偏差因子，Tsc为地面温度，psc为地面压力，Zsc地面气体偏差因子。
表1按产能大小划分单井工业油气流高产至特低产标准
Figure BDA0002165466250000102
在本实施例中，与高产相对应的储层品质指数范围即为好，与中产相对应的储层品质指数范围即为较好，与低产和特低产对应的储层品质指数范围即为较差。
本发明提供的基于微观孔隙结构的潮坪相碳酸盐岩储层分类方法及评价方法的有益效果在于：
1.在对微观孔隙结构参数进行交会的基础上，筛选能够较为明显区分各类储集空间组合的微观孔隙结构参数，能够克服传统的储层分类方式造成各类储层微观孔隙结构参数分布范围严重交叉重叠、特征不清的弊端，从而有利于对储集空间多样的潮坪相碳酸盐岩储层进行分类评价；
2.基于微观孔隙结构对储集空间组合进行分类，在分类结果的基础上，辅助储层品质参数进行储层的评价，使得评价结果能够适应储集空间多样的潮坪相碳酸盐岩储层的实际情况，且根据储层品质参数，能够做到对储层的定量评价。
以下通过一个应用实例对该潮坪相碳酸盐岩储层分类方法和评价方法进行进一步说明：
以川西雷口坡组潮坪相碳酸盐岩储层为例。
对于川西雷口坡组潮坪相碳酸盐岩储层，通过以下方法确定储层储集空间组合的分类标准：
S110.识别储集空间类型，划分储集空间组合；
综合岩芯、薄片分析储层储集空间类型，判定该储层以藻纹层格架溶孔、藻粘结粒间溶孔、晶间溶孔及溶洞为主，微裂缝、溶缝普遍发育。结合毛管压力曲线特征，将储集空间组合划分为：孔隙型、孔洞型和裂缝-孔隙型。
S120.基于数字岩芯模型和高压压泵实验得到的毛管压力曲线计算微观孔隙结构参数；
针对该地层得到的部分微观孔隙结构参数见表2；
表2部分微观孔隙结构参数分布表
Figure BDA0002165466250000111
S130.交会分析微观孔隙结构参数，筛选各储集空间组合的敏感参数；
图1-图3给出了部分微观孔隙结构参数的交会结果。
由图1及图2可知，在该储层中，通过分选系数、变异系数、平均孔径和排驱压力能较好识别孔隙型储层，而通过排驱压力和平均孔径能够较好地识别裂缝-孔隙型储层。
具体的，孔隙型储层分选系数和变异系数整体较小，排驱压力较大，平均孔径较小；而裂缝-孔隙型储层排驱压力较小、平均孔径整体较大；孔洞型上述参数介于二者之间。
由图3可知，在最大进汞饱和度和退出效率的交会图上，三种储集空间组合的散点不能够被区分开来，因此，最大进汞饱和度和退出效率不能够被判定为敏感参数。
S140.确定不同储集空间组合的敏感参数的取值范围。
图1及图2中所示的虚线框在横坐标和纵坐标上的覆盖范围即可作为相应敏感参数的取值范围。得到的敏感参数的种类和相应敏感参数的取值范围即可作为储集空间组合类型的分类标准。对于同一油田或气田中，同为潮坪相碳酸盐岩的其他储层，则可以直接根据敏感参数的取值范围直接对其他储层进行储集空间组合分类。
对储层进行储集空间组合分类后，基于分类结果，可以进行对潮坪相碳酸盐岩储层的评价，具体的，评价包括以下步骤：
S210.按储层物性参数对储层进行初步分类；
在本实施例中，按孔隙度对储层进行初步分类：
孔隙度值大于或等于12％，则被归类为I类储层；孔隙度值的范围6％-12％，则被归类为II类储层；孔隙度值的范围2％-6％，则被归类为III类储层。
S210.在步骤S210的基础上，按照潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法所确定的分类标准，对I类、II类和III类储层进行进一步分类；
具体的，由步骤S130和步骤S140得到的结果，在图2中孔隙型储层散点集中的虚线框内的，即分选系数和变异系数整体较小、排驱压力较大、平均孔径较小的，判定为孔隙型储层；
在图1中裂缝-孔隙型储层散点集中的虚线框内的，即排驱压力较小、平均孔径整体较大的，被判定为裂缝-孔隙型和裂缝-孔洞型储层；
参数介于上述二者之间的，被判定为孔洞型储层。
S230.以分类结果为依据，结合储层品质指数，对各类储层进行评价。
结合孔隙度分类标准，计算各类储层的储层品质指数从高产到特低产划分标准值。具体的，对每一个储层类型，分别确立好、较好、较差三种水平的储层品质指数标准，见表3。
表3储层品质指数划分表
Figure BDA0002165466250000131
评价得到的结果如表4所示：
表4川西雷口坡组潮坪相碳酸盐岩储层分类评价表
Figure BDA0002165466250000132
Figure BDA0002165466250000141
通过上述分类标准确定方法和评价方法，能够快速的对地区中的储层进行分类，并在分类结果的基础上，进行储层的评价。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别样本的储集空间类型，划分储集空间组合；
计算得到至少两个微观孔隙结构参数；
交会分析各类储集空间组合的微观孔隙结构参数的分布范围，筛选各储集空间组合的敏感参数，其中，敏感参数用于识别储集空间组合类型；
确定敏感参数的取值范围，所述敏感参数的种类和取值范围即用于确定潮坪相碳酸盐岩储层中储集空间组合的分类标准。
2.根据权利要求1所述的潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法，其特征在于，在所述交会分析各类储集空间组合的微观孔隙结构参数的分布范围的具体方法为：
选取两个微观孔隙结构参数，以其中一个微观孔隙结构参数为横坐标，另一个微观孔隙结构参数为纵坐标，在坐标系中，标注出散点。
3.根据权利要求2所述的潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法，其特征在于，在所述筛选各储集空间组合的敏感参数中：
若至少一种储集空间组合的散点集中区域能够被区分开来，则将该坐标系中包含的两个微观孔隙结构参数选择为所述至少一种储集空间组合的敏感参数；
在所述确定敏感参数的取值范围中：
划定某一储集空间组合的敏感参数的散点集中区域边界，将边界所确定的参数取值范围作为敏感参数的取值范围。
4.根据权利要求1所述的潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定方法，其特征在于，在所述识别样本的储集空间类型中：
采用岩芯、岩心柱体薄片观察及数字岩芯技术进行储集空间类型的识别。
5.潮坪相碳酸盐岩储层评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
按储层物性参数对储层进行初步分类，初步分类后，以储集空间组合类型为依据，进行进一步分类；
在分类结果的基础上，结合储层品质指数，对储层进行评价；
其中，所述储层品质指数的计算方法为：
Figure FDA0002165466240000021
其中，RQI为储层品质指数；K为渗透率；Φ为孔隙度。
6.根据权利要求5所述的潮坪相碳酸盐岩储层评价方法，其特征在于，在所述按储层物性参数对储层进行初步分类中：
储层物性参数包括孔隙度；
当所测得的储层孔隙度值大于或等于12％时，定义为I类储层；
当所测得的储层孔隙度值的范围6％-12％时，定义为II类储层；
当所测得的储层孔隙度值的范围2％-6％，定义为III类储层。
7.根据权利要求6所述的潮坪相碳酸盐岩储层评价方法，其特征在于，在所述结合储层品质指数，对储层进行评价中：
根据单井工业油气流高产、中产、低产和特低产标准，计算高产井、中产井、低产井和特低产井渗透率范围，进而得到各类储层品质指数从高产到特低产划分标准值。
8.根据权利要求7所述的潮坪相碳酸盐岩储层评价方法，其特征在于，由高产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为好的储层标准比对值；
由中产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为较好的储层标准比对值；
由低产井和特低产井标准得到的储层品质指数标准值用于作为评价结果为较差的储层标准比对值。
9.潮坪相碳酸盐岩储层分类标准确定装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
10.潮坪相碳酸盐岩储层评价装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求5至8中任一项所述的方法。
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