CN101930082B - 采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,涉及石油天然气测井、地质和岩心试验分析技术领域,步骤包括:a、通过岩心资料刻度测井,准确计算储层泥质含量、岩石成分和孔隙度;b、排除岩性和孔隙度对电阻率的影响;c、利用岩心实验得到m、a、n、b反映孔隙结构的参数,计算气层电阻率下限值RR,排除孔隙结构对电阻率的影响;d、通过比较深感应—深侧向电阻率值RT与c步骤中所得到的气层下限电阻率值RR的大小判别储层流体类型。本方法排除了岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体因素对电阻率的影响,保留并利用对电阻率不同流体的响应特征,从而能大大提高储层流体类型判别符合率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气测井、地质和岩心试验分析技术领域,确切地说涉及一种采用电阻率资料来准确识别气层、油层和水层流体类型的方法。
背景技术
电阻率-气(油)层下限电阻率流体判别法属于石油天然气勘探开发领域中科研创新,主要是利用高新测井资料、地质资料和岩心实验数据,研究天然气(石油)、地层水等流体因素以及岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体因素的电阻率响应特征和影响程度,排除电阻率值的非流体响应因素,最终提取出反映流体类型的电阻率响应属性,并把这种属性数值化,从而快速、准确识别气层、油层和水层,为油气开发提供试油层位,进而指导油气田勘探开发。
电阻率资料对流体类型反映敏感,且气(油)层、水层的响应特征不同,是流体判别最常用的方法之一。但电阻率资料同时受岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体因素影响大,常常使储层流体类型判别符合率不高,给油气田开发生产带来很大困难。为了提高流体类型判别符合率,故需要排除上述非流体因素对电阻率的影响,保留并利用对电阻率不同流体的响应特征。
公开号为CN1243958,公开日为2000年2月9日的中国专利文献公开了一种在石油地质勘探开发中识别储层流体性质的井中测量方法及实施该方法的设备。测量方法是向被测储层同时输入至少两种频率的复合电流,接收对应频率产生的信号,比较其幅度差值大的井段表明储层流体性质是油(气),其幅度差值小的井段表明储层流体性质是水。实施本方法的设备工作原理与现有的测量地层电阻率的仪器类似,其工作原理特征是具有向被测储层供给至少两种频率的复合电流的能力及分选整理对应频率测量信号的能力。
上述方法仍然没有排除岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体因素对电阻率的影响,储层流体类型判别符合率仍然低下。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,本方法排除了岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体因素对电阻率的影响,保留并利用对电阻率不同流体的响应特征,从而能大大提高储层流体类型判别符合率;并且本方法能用数值大小来反映流体类型,使流体判别由现有技术的定性提高到了定量,一方面使用起来更方便更易操作,另一方面,可以把该数值与地震资料结合起来,在平面上进行气(油) 水预测,使测井流体判别由一孔之见转化为平面化,大大提高了对油气田勘探开发的指导作用。
本发明是采用下述技术方案实现的:
一种采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,其特征在于步骤如下:
a、通过岩心资料刻度测井,准确计算储层泥质含量、岩石成分和孔隙度;
岩心刻度测井是目前测井界广泛运用的测井处理技术之一,可以采用现有岩心刻度测井技术;但更好的是,我们在原有技术的基础上有较大突破,具体方法如下:
①岩心资料刻度测井,计算泥质含量
用岩心X衍射分析成果和电镜扫描分析成果等岩心资料确定粘土类型和粘土性质,综合分析测井资料,优先计算泥质含量的测井曲线、计算方法和处理参数,并用岩心分析泥质含量数值标定测井计算的泥质含量数值,微调泥质处理参数和处理方法,使测井计算的泥质含量与岩心分析结果误差最小(满足预先设定的标准)。
对于常规地层可以用自然伽马、自然电位、电阻率等测井资料直接计算泥质含量(常用方法,计算公式略)。
对于富含长石、云母等放射性地层,由于其自然伽马值特别高,不能直接用单项测井资料来计算泥质含量。主要有两类方法:
一类是用能谱资料:有能谱资料时,先分析地层中非泥质放射性物质的种类和性质,找出与泥质放射性不同之处。根据粘土类型和粘土性质,选用钍、钾、无铀伽马计算泥质含量。如非泥质成分的放射性以钍为主,就选钾曲线计算泥质含量;非泥质成分的放射性以钾为主,就选钍曲线计算泥质含量;若非泥质成分的放射性钍、钾都有,如钾长石,由于长石不含铀,与泥质完全不同,因此可用铀的相对含量来指示泥质。计算公式为:
式中:VSH-地层泥质含量;
SH-泥质指数;
SPECT、SPECTmax、SPECTmin-分别为地层伽马能谱(钍、钾或无铀曲线)测井值、最大值、最小值。
另一类:当没有能谱资料时,由于中子资料反应地层中包括水在内的总含氢指数,可用中子资料与孔隙度资料联立计算泥质含量。计算泥质含 量时,选择受其它因素影响小,最能反应地层真实情况的孔隙度资料(声波资料或密度资料)。中子和密度联立计算泥质含量的公式为:
ΦN=φt(ΦwSw+ΦhSh)+ΦshVsh+Φma(1-φt-Vsh)
ρb=φt(ρwSw+ρhSh)+ρshVsh+ρma(1-φt-Vsh)
式中:ΦN、φt、Φw、Φs、Φsh、Φma-分别为总的含氢指数、孔隙度、水的含氢指数、烃的含氢指数、泥质的含氢指数、岩石骨架的含氢指数;
ρb、ρw、ρh、ρsh、ρma-分别为总密度、水的密度、烃的密度、泥质的密度、岩石骨架的密度;
Sw、Sh、Vsh-分别为含水饱和度、烃的饱和度、泥质含量。
②岩心刻度测井,计算孔隙度、渗透率、含水饱和度和岩石成份含量
首先利用交会图、直方图等数理统计分析方法初步确定泥质和骨架的声波时差、中子、密度值及流体参数,根据储集空间特性确定计算孔隙度和岩石成份的方法,再利用岩心分析孔隙度数据、岩化分析岩石成份结果标定测井计算的孔隙度和岩石成份含量,调整泥质校正参数、矿物骨架和流体参数,使测井处理结果与岩心分析结果满足误差要求。
利用岩心分析孔隙度和渗透率数据回归得到孔渗透关系计算储层渗透率,并用岩心分析渗透率数据标定测井计算结果。
利用地层水分析资料得到地层水电阻率,利用岩电实验数据得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数m(胶结指数)、n(饱和度指数)、a(岩性系数)、b(系数),计算含水饱和度。
b、排除岩性和孔隙度对电阻率的影响
①排除岩性对电阻率的影响
通过统计分析各岩性与电阻率的关系,对电阻率进行岩性校正。实际和理论证实,常见岩性中对电阻率影响最大的是泥质。下面以泥质校正为例加以说明。
分析测井资料可知,影响泥质电阻率的主要因素是泥质所含粘土矿物的种类及其百分含量。如,泥质的蒙脱石含量越高,其电阻率越低,当主要为高岭石时,电阻率相对较高。所以当储层泥质中含有较多的蒙脱石或伊利石时,需要对电阻率进行泥质校正。一般通过综合分析粘土类型和粘土性质、地层水性质等,选用合适的测井曲线和方法进行泥质校正。如,对于常见的分散泥质及地层水矿化度低于3×104ppm的地层,可利用西门度方程饱和度方程和补偿中子进行计算泥质电阻率,进行泥质校正:
式中:Rxo、Rw、Rsh-分别为浅侧向(感应)电阻率、地层水电阻率和泥质电阻率;
ΦNg、φNw、ΦNma、ΦNsh-分别为天然气、地层水、岩石骨架和泥质的中子含氢量;
Vsh-泥质含量;
A、C-经验系数,常能在1~2。
经泥质校正后的地层电阻率Rc满足下式:
为简便起见,也可取储层邻近纯泥岩层的电阻率Rsh作为储层所含泥质的电阻率,再用上式求得校正后的地层电阻率Rc。
②排除孔隙度对电阻率的影响
通过岩心刻度测井,得到储层准确的孔隙度、含水饱和度数据后,利用岩电实验数据得到储层的岩电参数(胶结指数m、饱和度指数n、岩性系数a和系数b),把经泥质校正后的电阻率资料(Rc)代入阿尔奇公式,求得各孔隙度对应的电阻率值,通过回归分析,校正孔隙度对电阻率的影响。
c、利用岩心实验得到m、a、n、b反映孔隙结构的参数,计算气层电阻率下限值(RR),排除孔隙结构对电阻率的影响。
利用岩心进行岩电实验可以得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数:m(胶结指数)、n(饱和度指数)、a(岩性系数)、b(系数),利用岩心相渗透率分析资料得到储层的最大含水饱和度数据,把孔隙度和经泥质校正后的电阻率资料(Rc)代入阿尔奇公式,这样得到了消除了岩性、孔隙结构的气层下限电阻率值,通过分析孔隙度和该气层下限电阻率值,一方面校正孔隙度对电阻率影响,另外,回归得出计算该电阻率值的公式,在目标井段内计算出与测井资料分辨率相同的连续的气层下限电阻率资料(RR)。
d、通过比较深感应(深侧向)电阻率值(RT)与c步骤中的气层下限电阻率值(RR)的大小判别储层流体类型。
由于地层电阻率对流体反映敏感,气层(油层)电阻率值高,水层电阻率值低,但同时受岩性、孔隙度和孔隙结构等非流体因素影响。气层下限电阻率值(RR)只消除了岩性、孔隙度和孔隙结构等非流体影响因素,而保留了电阻率资料对流体反映敏感的特性,即保留了电阻率值对流体的响应属性。理论和大量的试油结果验证,比较深感应(深侧向)电阻率值与气层下限电阻率值(RR)的大小,可根据差值判别气层和水层,该差值 为一具体数据,故可以说该方法将电阻率资料对流体响应属性数字化了。具体判别标准为:
气层:RT-RR>0;
水层:RT-RR<0。
由于该方法可以在深度剖面上逐点判别流体类型,对于气水同层可以准确判别出产气和产水的具体位置。
深感应(深侧向)电阻率资料是通过测井获得的一种常规测井资料。理论上该判别方法对油层也适应。
本发明的优点表现在:
采用本发明所述的a、b、c、d四个步骤所构成的技术方案与现有技术相比,由于本方法在利用电阻率资料判别储层流体类型时排除了岩性、孔隙度、孔隙结构等非流体影响因素,掌握了电阻率对流体类型的真实响应属性,大大提高了流体类型判别符合率,在苏里格气田苏5桃7区块储层流体类型判别中使符合率由过去的70%左右提高到了94%。而且,该方法是量化到每一深度点,对于一些气(油)水同产储层,可以清楚地知道什么地方出水什么地方出气;另外,由于该方法是用数值大小来反映流体类型,使流体判别由过去的定性提高到了定量,一方面使用起来更方便更易于操作,另一方面,可以把该数值与地震资料结合起来,在平面上进行气(油)水预测,使测井流体判别由一孔之见转化为平面化,大提高了对油气田勘探开发的指导作用。
附图说明
图1为本方法的具体流程图
具体实施方式
参照说明书附图1,本发明公开了一种采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,步骤如下:
a、通过岩心资料刻度测井,准确计算储层泥质含量、岩石成分和孔隙度;
岩心刻度测井是目前测井界广泛运用的测井处理技术之一,可以采用现有岩心刻度测井技术;但更好的是,我们在原有技术的基础上有较大突破,具体方法如下:
①岩心资料刻度测井,计算泥质含量
用岩心X衍射分析成果和电镜扫描分析成果等岩心资料确定粘土类型和粘土性质,综合分析测井资料,优先计算泥质含量的测井曲线、计算方法和处理参数,并用岩心分析泥质含量数值标定测井计算的泥质含量数值,微调泥质处理参数和处理方法,使测井计算的泥质含量与岩心分析结果误差最小(满足预先设定的标准)。
对于常规地层可以用自然伽马、自然电位、电阻率等测井资料直接计算泥质含量(常用方法,计算公式略)。
对于富含长石、云母等放射性地层,由于其自然伽马值特别高,不能直接用单项测井资料来计算泥质含量。主要有两类方法:
一类是用能谱资料:有能谱资料时,先分析地层中非泥质放射性物质的种类和性质,找出与泥质放射性不同之处。根据粘土类型和粘土性质,选用钍、钾、无铀伽马计算泥质含量。如非泥质成分的放射性以钍为主,就选钾曲线计算泥质含量;非泥质成分的放射性以钾为主,就选钍曲线计算泥质含量;若非泥质成分的放射性钍、钾都有,如钾长石,由于长石不含铀,与泥质完全不同,因此可用铀的相对含量来指示泥质。计算公式为:
式中:VSH-地层泥质含量;
SH-泥质指数;
SPECT、SPECTmax、SPECTmin-分别为地层伽马能谱(钍、钾或无铀曲线)测井值、最大值、最小值。
另一类:当没有能谱资料时,由于中子资料反应地层中包括水在内的总含氢指数,可用中子资料与孔隙度资料联立计算泥质含量。计算泥质含量时,选择受其它因素影响小,最能反应地层真实情况的孔隙度资料(声波资料或密度资料)。中子和密度联立计算泥质含量的公式为:
ΦN=φt(ΦwSw+ΦhSh)+ΦshVsh+Φma(1-φt-Vsh)
ρb=φt(ρwSw+ρhSh)+ρshVsh+ρma(1-φt-Vsh)
式中:ΦN、φt、Φw、Φs、Φsh、Φma-分别为总的含氢指数、孔隙度、水的含氢指数、烃的含氢指数、泥质的含氢指数、岩石骨架的含氢指数;
ρb、ρw、ρh、ρsh、ρma-分别为总密度、水的密度、烃的密度、泥质的密度、岩石骨架的密度;
Sw、Sh、Vsh-分别为含水饱和度、烃的饱和度、泥质含量。
②岩心刻度测井,计算孔隙度、渗透率、含水饱和度和岩石成份含量
首先利用交会图、直方图等数理统计分析方法初步确定泥质和骨架的声波时差、中子、密度值及流体参数,根据储集空间特性确定计算孔隙度和岩石成份的方法,再利用岩心分析孔隙度数据、岩化分析岩石成份结果标定测井计算的孔隙度和岩石成份含量,调整泥质校正参数、矿物骨架和流体参数,使测井处理结果与岩心分析结果满足误差要求。
利用岩心分析孔隙度和渗透率数据回归得到孔渗透关系计算储层渗透 率,并用岩心分析渗透率数据标定测井计算结果。
利用地层水分析资料得到地层水电阻率,利用岩电实验数据得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数m(胶结指数)、n(饱和度指数)、a(岩性系数)、b(系数),计算含水饱和度。
b、排除岩性和孔隙度对电阻率的影响
①排除岩性对电阻率的影响
通过统计分析各岩性与电阻率的关系,对电阻率进行岩性校正。实际和理论证实,常见岩性中对电阻率影响最大的是泥质。下面以泥质校正为例加以说明。
分析测井资料可知,影响泥质电阻率的主要因素是泥质所含粘土矿物的种类及其百分含量。如,泥质的蒙脱石含量越高,其电阻率越低,当主要为高岭石时,电阻率相对较高。所以当储层泥质中含有较多的蒙脱石或伊利石时,需要对电阻率进行泥质校正。一般通过综合分析粘土类型和粘土性质、地层水性质等,选用合适的测井曲线和方法进行泥质校正。如,对于常见的分散泥质及地层水矿化度低于3×104ppm的地层,可利用西门度方程饱和度方程和补偿中子进行计算泥质电阻率,进行泥质校正:
式中:Rxo、Rw、Rsh-分别为浅侧向(感应)电阻率、地层水电阻率和泥质电阻率;
ΦNg、φNw、ΦNma、ΦNsh-分别为天然气、地层水、岩石骨架和泥质的中子含氢量;
Vsh-泥质含量;
A、C-经验系数,常能在1~2。
经泥质校正后的地层电阻率Rc满足下式:
为简便起见,也可取储层邻近纯泥岩层的电阻率Rsh作为储层所含泥质的电阻率,再用上式求得校正后的地层电阻率Rc。
②排除孔隙度对电阻率的影响
通过岩心刻度测井,得到储层准确的孔隙度、含水饱和度数据后,利用岩电实验数据得到储层的岩电参数(胶结指数m、饱和度指数n、岩性系 数a和系数b),把经泥质校正后的电阻率资料(Rc)代入阿尔奇公式,求得各孔隙度对应的电阻率值,通过回归分析,校正孔隙度对电阻率的影响。
c、利用岩心实验得到m、a、n、b反映孔隙结构的参数,计算气层电阻率下限值(RR),排除孔隙结构对电阻率的影响。
利用岩心进行岩电实验可以得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数:m(胶结指数)、n(饱和度指数)、a(岩性系数)、b(系数),利用岩心相渗透率分析资料得到储层的最大含水饱和度数据,把孔隙度和经泥质校正后的电阻率资料(Rc)代入阿尔奇公式,这样得到了消除了岩性、孔隙结构的气层下限电阻率值,通过分析孔隙度和该气层下限电阻率值,一方面校正孔隙度对电阻率影响,另外,回归得出计算该电阻率值的公式,在目标井段内计算出与测井资料分辨率相同的连续的气层下限电阻率资料(RR)。
如:表一为苏里格气田苏5区块盒8段消除了岩性和孔隙结构的各孔隙度对应的气层下限电阻率值表,图2为从表一数据得到的孔隙度与气层下限电阻率关系图,由图2可得到气层下限电阻率(RR)的计算公式:
RR=0.2834*Φ(-1.6755)
表一苏5区块盒8段孔隙度与气层下限电阻率值对应关系表
孔隙度 (f) | 电阻率下限值 (Ω.m) | 孔隙度 (f) | 电阻率下限值 (Ω.m) |
0.02 | 133.12 | 0.20 | 3.67 |
0.04 | 45.15 | 0.22 | 3.16 |
0.06 | 23.98 | 0.24 | 2.76 |
0.08 | 18.86 | 0.26 | 2.43 |
0.10 | 10.81 | 0.28 | 2.17 |
0.12 | 8.13 | 0.30 | 1.95 |
0.14 | 6.4 | 0.32 | 1.76 |
0.16 | 5.19 | 0.34 | 1.6 |
0.18 | 4.32 | 0.36 | 1.47 |
d、通过比较深感应(深侧向)电阻率值(RT)与c步骤中的气层下限电阻率值(RR)的大小判别储层流体类型。
由于地层电阻率对流体反映敏感,气层(油层)电阻率值高,水层电阻率值低,但同时受岩性、孔隙度和孔隙结构等非流体因素影响。气层下限电阻率值(RR)只消除了岩性、孔隙度和孔隙结构等非流体影响因素,而保留了电阻率资料对流体反映敏感的特性,即保留了电阻率值对流体的响应属性。理论和大量的试油结果验证,比较深感应(深侧向)电阻率值与气层下限电阻率值(RR)的大小,可根据差值判别气层和水层,该差值为一具体数据,故可以说该方法将电阻率资料对流体响应属性数字化了。具体判别标准为:
气层:RT-RR>0;
水层:RT-RR<0。
由于该方法可以在深度剖面上逐点判别流体类型,对于气水同层可以准确判别出产气和产水的具体位置。
深感应(深侧向)电阻率资料是通过测井获得的一种常规测井资料。理论上该判别方法对油层也适应。
Claims (4)
1.一种采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,其特征在于步骤如下:
a、通过岩心资料刻度测井,计算储层泥质含量、岩石成分和孔隙度;
b、排除岩性和孔隙度对电阻率的影响;
通过统计分析各岩性与电阻率的关系,对电阻率进行岩性校正;
通过岩心刻度测井,得到储层准确的孔隙度、含水饱和度数据后,把经岩性校正后的电阻率资料Rc代入阿尔奇公式,求得各孔隙度对应的电阻率值,通过回归分析,校正孔隙度对电阻率的影响;
c、利用岩心实验得到m、a、n、b反映孔隙结构的参数,计算气层电阻率下限值RR,排除孔隙结构对电阻率的影响;
利用岩心进行岩电实验可以得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数:m-胶结指数、n-饱和度指数、a-岩性系数、b-系数,利用岩心相渗透率分析资料得到储层的最大含水饱和度数据,把孔隙度和经岩性校正后的电阻率资料Rc代入阿尔奇公式,这样得到了消除了岩性、孔隙结构的气层下限电阻率值,通过分析孔隙度和该气层下限电阻率值,一方面校正孔隙度对电阻率影响,另一方面,回归得出计算该电阻率值的公式,在目标井段内计算出与测井资料分辨率相同的连续的气层下限电阻率资料RR;
d、通过比较深感应—深侧向电阻率值RT与c步骤中所得到的气层下限电阻率值RR的大小判别储层流体类型,具体判别标准为:
气层:RT-RR>0;
水层:RT-RR<0。
2.根据权利要求1所述的采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,其特征在于:
所述a步骤具体方法如下:
①岩心资料刻度测井,计算泥质含量
用岩心资料确定粘土类型和粘土性质,综合分析测井资料,优先计算泥质含量的测井曲线、计算方法和处理参数,并用岩心分析泥质含量数值标定测井计算的泥质含量数值,微调泥质处理参数和处理方法,使测井计算的泥质含量与岩心分析结果误差最小;
②岩心刻度测井,计算孔隙度、渗透率、含水饱和度和岩石成份含量
首先利用交会图、直方图数理统计分析方法初步确定泥质和骨架的声波时差、中子、密度值及流体参数,根据储集空间特性确定计算孔隙度和岩石成份的方法,再利用岩心分析孔隙度数据、岩化分析岩石成份结果标定测井计算的孔隙度和岩石成份含量,调整泥质校正参数、矿物骨架和流体参数,使测井处理结果与岩心分析结果满足误差要求;
利用岩心分析孔隙度和渗透率数据回归得到孔渗透关系计算储层渗透率,并用岩心分析渗透率数据标定测井计算结果;
利用地层水分析资料得到地层水电阻率,利用岩电实验数据得到反映储层孔隙结构和油、气、水在孔隙中的分布状态的岩电参数m-胶结指数、n-饱和度指数、a-岩性系数、b-系数,计算含水饱和度。
3.根据权利要求2所述的采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,其特征在于:用岩心资料确定粘土类型和粘土性质中所述的岩心资料为岩心X衍射分析成果或电镜扫描分析成果。
4.根据权利要求2所述的采用电阻率资料进行储层流体类型判别的方法,其特征在于:最能反应地层真实情况的孔隙度资料为声波资料或密度资料。
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