CN101892837B - 地层因数确定方法及含油饱和度确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地层因数确定方法及含油饱和度确定方法，其中的地层因数确定方法包括步骤：选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径；其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得。本发明通过引入导电流体体积和导电路径作为确定地层因数的参数，使地层因数计算结果更加符合实际地层情况，确定含油饱和度结果更加准确。

Description

地层因数确定方法及含油饱和度确定方法

技术领域

本发明涉及石油勘探中的测井评价技术，具体是应用于测井解释中的一种基于导电流体体积和导电路径的低渗透储层地层因数确定方法及含油饱和度确定方法。

背景技术

测井解释的主要任务是识别和定量评价油气层，以阿尔奇公式及其扩展形式为代表饱含水岩石的电学性质是利用测井资料定量评价含油饱和度的基础，在测井定量解释的发展中发挥了重要的作用。经典的阿尔奇公式适用于具有粒间孔隙且孔、渗性较好的纯砂岩，它具有较单一的孔隙大小分布，孔喉匹配关系好，离子迁移是岩石导电的唯一途经。经典的阿尔奇公式为：

$F=\frac{R_0}{R_w}=\frac{a}{{\mathrm{\φ}}^m}---\left(1\right)$

$I=\frac{R_t}{R_0}=\frac{b}{S_w^n}---\left(2\right)$

随着石油勘探的不断深入，人们发现，阿尔奇公式及其各种改进形式并不能适应所有的储层类型，特别是在次生孔隙发育孔隙结构复杂的低渗透油藏中，岩石电学性质的影响因素复杂。对于饱含水岩石，除孔隙度对岩石电学性质影响外，孔隙类型及其含量、孔隙结构等因素对岩石电学性质的影响往往起着控制作用。对于次生孔隙发育的低渗透储层，不同类型孔隙所占比例差别很大，孔喉比变化大，孔隙间的连通情况千差万别，储层孔渗关系复杂，岩石电学性质与原生粒间孔隙为主的砂岩有很大的差别，表现为非阿尔奇岩石电学性质特征，应用经典阿尔奇公式确定的饱含水岩石的电学性质计算储层的含油饱和度会产生很大的误差，影响油气层的识别和定量评价。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种地层因数测量及确定方法和含油饱和度确定方法，以解决现有技术中地层因数确定的不准确、计算含油饱和度误差大的缺陷。

本发明实施例提供一种地层因数确定方法，包括步骤：选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，反映导电路径；将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得。

本发明实施例还提供一种含油饱和度确定方法，包括步骤：选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数F；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得；由水分析资料获得地层水电阻率Rw；由测井资料获得储层电阻率Rt；应用阿尔奇模型确定含油岩石饱和度指数n，根据公式

获得储层的含油饱和度，其中，S_O为含油饱和度；S_W为含水饱和度。

本发明的有益效果在于，通过引入导电流体体积和导电路径作为确定地层因数的参数，使地层因数更加符合实际地层情况，测量含油饱和度结果更加准确。

附图说明

图1为本发明地层因数确定方法的流程图；

图2为本发明含油饱和度确定方法的流程图；

图3为通过本发明确定的地层因数与实验测量的地层因数对比图；

图4为阿尔奇模型计算的地层因数与实验测量的地层因数对比图；

图5为通过本发明确定的地层含油饱和度与密闭取心分析含油饱和度对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

请参照图1，图1是本发明地层因数确定方法的流程图，如图1所示，本发明的地层因数确定方法包括步骤：

步骤110：选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，通过测量获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；

选择两个区块两个层位18块岩心样品(孔隙度在5.3％～14.4％之间，渗透率在0.1×10^-3μm²～26.0×10^-3μm²之间)，按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《岩石毛管压力曲线的测定(SY/T5346-2005)》标准流程进行实验，测量及计算得到每块岩心的孔隙度φ、渗透率K、半渗透隔板毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

上文所述的岩心孔隙度φ为小数，岩心渗透率K的单位为×10^-3μm²，岩石毛管压力曲线Pc的单位为MPa，岩心平均孔喉半径

的单位为μm。

步骤120：将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得。

获得所述系数a、b、c的具体步骤包括：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心进行岩石物理实验，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀；应用矿化度为20g/l的NaCl溶液饱和岩心，按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行实验，在室温条件下计算地层水电阻率R_W，测量并计算每块饱含水岩心的电阻率R₀。

设定待定系数a、b、c，令

应用最小二乘法拟合得到待定系数a、b、c的值。把系数a、b、c代入上式可计算地层因数值。

例如：层位一(岩心编号为1～7)拟合得到a＝0.68，b＝0.22，c＝25.7。

$F=\frac{R_0}{R_w}=\frac{25.7}{{\mathrm{\φ}}^{0.68}{\left(\frac{K}{{\stackrel{\‾}{r}}^2}\right)}^{0.22}}$

层位二(岩心编号为8～18)拟合得到a＝1.25，b＝0.11，c＝4.57。

$F=\frac{R_0}{R_w}=\frac{4.57}{{\mathrm{\φ}}^{1.25}{\left(\frac{K}{{\stackrel{\‾}{r}}^2}\right)}^{0.11}}$

再请参考以下的表1，详细列举了岩石物理实验测试得到地层因数以及应用本发明提出的确定地层因数方法所得到的地层因数的对比表。

表1 岩石物理实验测试及公式计算处理数据表

本发明实施例提供了一种确定地层因数的方法，通过该方法，可以应用常规测井资料和核磁共振测井资料等获得储层的孔隙度φ、渗透率K、平均孔喉半径

之后，经过计算分析即可确定地层因数，简化了繁琐的实验室操作流程，并且其考虑了岩石中导电流体体积和导电路径对于地层因数的影响，使地层因数的数值更加能够反映真实的地层特征，结果也更加准确。

实施例二

再请参考图2，图2是本发明含油饱和度确定方法的流程图，如图2所示，本发明的含油饱和度确定方法包括步骤：

步骤210：选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，通过测量获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；

步骤220：将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得。

获得所述系数a、b、c的具体步骤包括：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心进行岩石物理实验，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀；应用矿化度为20g/l的NaCl溶液饱和岩心，按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行实验，在室温条件下计算地层水电阻率R_W，测量并计算每块饱含水岩心的电阻率R₀。

设定待定系数a、b、c，令

应用最小二乘法拟合得到待定系数a、b、c的值。把系数a、b、c代入上式可计算地层因数值。

步骤230：由水分析资料获得地层水电阻率R_W；由测井资料获得储层电阻率R_t；应用阿尔奇模型确定含油岩石饱和度指数n，根据公式

获得储层的含油饱和度，其中，S_O为含油饱和度；S_W为含水饱和度。

应用本发明公式计算的次生孔隙发育低渗透储层地层因数值能够达到与实验室岩心按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行实验及计算获得的测试效果，本发明提供了一种全新的适用于次生孔隙发育的低渗透储层饱含水岩石电学模型和确定流程。

本发明公式在次生孔隙发育的低渗透储层含油饱和度定量评价中具有良好的实际应用效果。应用本发明模型计算的含油饱和度与油田现场密闭取心分析结果一致性好，提高了次生孔隙发育的低渗透储层含油饱和度计算精度。

请参考图3，图3为利用本发明模型计算的地层因数与实验测量得到的地层因数对比图，从图3可以看出，利用本发明模型计算的地层因数与实验测量得到的地层因数二者相关性好，数据点分布在交会图45°线附近，计算精度高，应用效果明显。

再请参考图4，图4为利用阿尔奇模型计算的地层因数与实验测量得到的地层因数对比图，从图4可以看出，对于次生孔隙发育的低渗透储层，岩石电学性质与阿尔奇模型有较大的差别，表现为非阿尔奇岩石电学性质特征，应用阿尔奇模型计算的地层因数与实验测量得到的地层因数有很大的误差，计算精度明显低于本发明模型计算精度。

再请参考图5，图5为利用本发明模型计算的地层含油饱和度与密闭取心分析含油饱和度对比图。从图5可以看出，该模型计算的含油饱和度与密闭取心分析含油饱和度一致性好，精度高。与密闭取心分析含油饱和度相比，含油饱和度计算平均绝对误差为1.5％，油田实例证明本发明模型在次生孔隙发育低渗透储层含油饱和度定量评价中具有明显的实际应用效果。

上述实施例仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。

Claims (10)

1.一种地层因数确定方法，其特征在于，包括步骤：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；

将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述系数a、b、c的具体步骤包括：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心进行岩石物理实验，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀设定待定系数a、b、c，令

应用最小二乘法拟合得到待定系数a、b、c的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的岩石物理实验是按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《岩石毛管压力曲线的测定(SY/T5346-2005)》标准流程进行。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的岩心孔隙度φ为小数，岩心渗透率K的单位为10^-3μm²，岩石毛管压力曲线Pc的单位为MPa，平均孔喉半径

的单位为μm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀是按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行。

6.一种含油饱和度确定方法，其特征在于，包括步骤：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

其中孔隙度φ反映岩石中导电流体体积，

反映导电路径；

将岩石中导电流体体积和导电路径作为确定地层因数F的参数，具体关系式为：

根据导电流体体积和导电路径，确定地层因数F；其中的系数a、b、c通过岩心数据标定获得；

由水分析资料获得地层水电阻率Rw；由测井资料获得储层电阻率Rt；应用阿尔奇模型确定含油岩石饱和度指数n，根据公式

获得储层的含油饱和度，其中，S_O为含油饱和度；S_W为含水饱和度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述系数a、b、c的具体步骤包括：

选取次生孔隙发育低渗透油气层代表性系列岩心进行岩石物理实验，测量并获得岩心孔隙度φ、渗透率K、毛管压力曲线Pc、平均孔喉半径

实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀；

设定待定系数a、b、c，令应用最小二乘法拟合得到待定系数a、b、c的值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的岩石物理实验是按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《岩石毛管压力曲线的测定(SY/T5346-2005)》标准流程进行。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述的岩心孔隙度φ为小数，岩心渗透率K的单位为

10^-3μm²，岩石毛管压力曲线Pc的单位为MPa，平均孔喉半径

的单位为μm。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述实验测量及计算岩心所饱和的地层水电阻率R_W和饱含水岩石电阻率R₀是按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行。

Images