CN102454398A - 一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，属于石油勘探、开发领域领域。本发明依据孔隙度测井测量原理，通过分析影响测井孔隙度曲线值大小的因素，给出了在高矿化度泥浆滤液、低孔低渗气藏中识别气层、水层的方法。本发明提供的基于低孔低渗储层的气、水层识别方法易于实施，可操作性强，识别直观、清晰；利用本发明可以在节约成本的同时大大提高气层流体识别的准确度；在现场实际中应用范围很广，不论是低孔低渗的火山岩还是碳酸盐和砂泥岩，本发明均具有很强的可操作性。

Description

一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法

技术领域

本发明属于石油勘探开发领域，涉及识别储层流体的测井技术，具体涉及一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法。

背景技术

在气藏中，利用常规测井曲线识别流体是石油勘探开发过程中常用的测井方法。由于其识别流体直观、迅速、成本低，因此是每口井必备的测井曲线。在现场实际应用中应用范围很广。通常情况下，天然气氢浓度太低，以至于把含天然气的孔隙体积作为岩石骨架还不足以说明天然气的影响，即天然气孔隙体积对快中子的减速能力比石灰岩骨架还低，将显示为负的含氢指数。油气对中子孔隙度测井的这种影响被称为中子孔隙度测井的挖掘效应。在测井曲线剖面中，根据挖掘效应识别气层，如图1中第四道阴影部分所示。

但是，挖掘效应在常规砂岩气层中比较明显，当气层为复杂岩性，特别是低孔低渗储层时，由于仪器本身的测量误差、统计误差以及岩石骨架的影响，中子孔隙度测井的挖掘效应不明显，中子孔隙度测井与密度孔隙度测井幅度常有重叠交叉现象发生，以致可能会出现气层、水层或干层解释混乱的现象。具体如图1、图2所示，图1给出的是气层在砂岩中的测井曲线示意图，图2给出的是气层在火山岩中的测井曲线示意图，火山岩储层一般属于低孔低渗储层，对比图1和图2，可以看出火山岩中的气层和砂岩中的气层在中子和密度测井曲线上有不同的响应特征。具体来说，如图2所示，在气层①处没有挖掘效应显现，即没有因为天然气的氢浓度太低，而使中子孔隙度明显低于密1度孔隙度的现象，而在图1的常规砂岩储层中，中子和密度孔隙度在②处出现明显的挖掘效应现象。分析原因可能有两种，一是由于天然气饱和度太低，挖掘效应不明显；二是因为火山岩骨架因素很大，覆盖流体信息，导致孔隙度测井测量存在误差。因此，常规砂岩识别气层的“挖掘效应”，在低孔低渗储层中难以见效。

中子孔隙度测井和密度孔隙度测井均是在饱和淡水的纯石灰岩刻度井中进行刻度，对岩性稳定不含泥质的纯水层，中子孔隙度ΦN(由中子孔隙度测井测量并经过饱和淡水的纯石灰岩刻度井标定得到的孔隙度值)和密度孔隙度ΦD(由密度测井测量并通过岩石物理响应方程计算得到的孔隙度值)表现为正相关，且二者无幅度差异，均等于介质孔隙度。对于岩性复杂的地层来说，目前没有找到ΦN和ΦD之间合适的关系来判别水层，对于气水同层的判别更加困难。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，依据常规孔隙度测井曲线组合来实现直观、快速、使用范围广、效率高的气层流体识别。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，其特征在于：所述方法基于孔隙度测井的测量原理，分析影响测井孔隙度曲线值大小的因素，然后对于低孔低渗储层中的气层，重构含气识别组合曲线，在气层实现孔隙度的重新有序排列；对于低孔低渗储层中的水层，考虑泥浆滤液矿化度对中子孔隙度的影响，最终获得所研究地区的储层分类识别依据。

所述方法包括以下步骤：

(1)将补偿中子、密度测井曲线根据各自的响应方程分别计算并得到相对应的孔隙度测井曲线，建立孔隙度测井曲线组合；

(2)对所述孔隙度测井曲线进行校正，根据校正后的孔隙度测井曲线组合，结合自然伽玛、自然电位、电阻率等其他常规测井曲线组成测井曲线剖面图；

(3)依据步骤(2)得到的测井曲线剖面图，结合生产测试，寻找已知储层判别依据，分别形成低孔低渗储层中气层、气水同层、水层以及干层的测井曲线识别图版；

(4)依据步骤(3)得到的测井曲线识别图版，建立研究地区的储层分类识别依据，有效识别未知气藏中的各种流体。

所述储层分类识别依据如下：

在高矿化度泥浆滤液以及孔隙度测井曲线质量良好的前提下，气层的识别依据是密度孔隙度大于中子孔隙度，深浅侧向有明显正差异，孔隙度大于等于4％；

气水同层的识别依据是孔隙度测井曲线基本重合或中子孔隙度略大于密度孔隙度，深浅侧向有正差异或微小正差异，孔隙度大于等于4％；

水层的识别依据是中子孔隙度明显大于密度孔隙度，深浅侧向重合，孔隙度大于等于4％；

干层的识别依据是密度中子孔隙度基本重合，孔隙度小于4％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明提供的基于低孔低渗储层的气、水层识别方法易于实施，可操作性强，识别直观、清晰；(2)利用本发明可以在节约成本的同时大大提高流体识别的准确度；(3)在现场实际中应用范围很广，不论是低孔低渗的火山岩还是碳酸盐岩和砂泥岩，本发明均具有很强的可操作性。

附图说明

图1是现有技术中气层在砂岩中的测井曲线示意图。

图2是现有技术中气层在火山岩中的测井曲线示意图。

图3是现有技术中补偿中子测井原理示意图。

图4是现有技术中重构孔隙度曲线前识别低孔低渗气层的效果图。

图5是本发明中重构孔隙度曲线后识别低孔低渗气层的效果图(即本发明得出的气层测井曲线识别图版)。

图6是本发明得出的水层测井曲线识别图版。

图7是本发明得出的气水同层测井曲线识别图版。

图8是本发明得出的干层测井曲线识别图版。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

孔隙度测井仪的测量和模型的统计误差均对识别低孔低渗气藏中的流体有不可忽略的影响。本发明的气层流体识别方法基于孔隙度测井的测量原理，研究影响测井孔隙度曲线值大小的影响因素，对于“挖掘效应”不明显的复杂岩性中的气层，特别是低孔低渗储层中的气层，重构含气识别组合曲线，将环境影响降为最低，在气层实现孔隙度重新有序排列；对于低孔低渗储层中的水层，考虑泥浆滤液矿化度对中子孔隙度的影响，总结利用该类地层出现ΦN＞ΦD现象时判别水层的方法。

本发明的具体步骤包括：

1，将补偿中子、密度测井曲线根据各自响应方程分别计算并得到相对应的孔隙度测井曲线，建立孔隙度测井曲线组合；

具体来说，图3是补偿中子测井原理示意图，用放射性中子源(S)在井眼中向地层发射快中子，在离源不同距离的两个观测点上(指图3中的长源距或远探测器LS和短源距或近探测器SS)，用热中子探测器测量经地层慢化并扩散回井眼来的热中子。

氯元素是影响热中子扩散过程的最主要的核素。当井内泥浆和地层水的矿化度比仪器刻度用的淡水高时，由于热中子俘获截面高的氯元素的影响(截面表示中子与原子核相互作用的几率。当中子能量与环境中的分子、原子达到热平衡后，中子在岩石中的减速过程就会停止。此后，热中子在地层中扩散，并逐渐被俘获。氯(Cl)的俘获截面高，就是指氯元素俘获中子的几率大。热中子的寿命就短，高矿化度水层的热中子寿命比油层要短的多。)，使测得的视中子孔隙度不同于地层的真孔隙度：泥浆的矿化度增高，使视中子孔隙度偏高。密度孔隙度的测量原理不考虑地层水矿化度的影响，这为低孔低渗储层含有高矿化度泥浆滤液的中子孔隙度大于密度孔隙度的现象提供了理论依据。反过来，在目的层地层水矿化度条件和孔隙度饱和度条件已经明确的前提下，可以根据这个现象识别水层。

中子孔隙度测井仪在饱和淡水的纯石灰岩刻度井中进行含氢指数刻度，它测量的含氢指数对饱和淡水的纯石灰岩就是其孔隙度，也就是说中子测井本身提供的就是标定好了的孔隙度，不需要进行计算。

含水纯岩石的密度孔隙度响应方程如下：ρ_b＝(1-φ)ρ_ma+φρ_f，其中，ρ_b是密度测井测量的密度值，φ是含水岩石的孔隙度，ρ_ma是岩石骨架密度，ρ_f是岩石孔隙流体密度。密度孔隙度可以通过方程变形得到，即为：

这是现有技术，所获得的曲线见图7中“计算孔隙度曲线”一栏。

2，对孔隙度测井曲线进行校正，根据校正后的孔隙度测井曲线组合，结合自然伽玛、自然电位、电阻率等其他常规测井曲线组成测井曲线剖面图。

具体来说，在井径质量好的条件下，高电阻率(一般大于1000欧姆米)的地层被认为是致密干层，此时该层的孔隙度视同为零。看该层段的密度、中子计算孔隙度曲线哪条为零或近似为零。在中子、密度的孔隙度曲线的图头刻度设为0-50的条件下，以致密干层处为零或近似为零处的密度孔隙度曲线作为基线，如果中子孔隙度曲线在该层段为2％，说明中子测井值需要校正，因此把中子孔隙度曲线刻度改为2-52，则这两条孔隙度曲线在致密干层处实现了重合，属于定性校正。

图4是解释前由于低孔低渗气层的挖掘效应现象缺失，气层难以识别；经过步骤2后，孔隙度差异性特征明显，密度孔隙度大于中子孔隙度，气层容易识别。

3，依据测井曲线剖面图，结合生产测试，寻找已知储层判别依据，分别形成了低孔低渗储层中气层、气水同层、水层以及干层的测井曲线识别图版，其中，气层的测井曲线识别图版如图5所示，气水同层的测井曲线识别图版如图7所示，水层的测井曲线识别图版如图6所示，干层的测井曲线识别图版如图8所示。

4，依据测井曲线识别图版，建立所研究地区的储层分类识别依据，有效识别未知气藏中的各种流体。所述储层分类识别依据如下：在高矿化度泥浆滤液以及测井曲线质量良好的前提下，如图5中的方框所示，气层的识别依据是密度孔隙度大于中子孔隙度，深浅侧向有明显正差异，孔隙度大于等于4％；如图7中的椭圆形虚线框所示，气水同层的识别依据是孔隙度测井曲线基本重合或中子孔隙度略大于密度孔隙度，深浅侧向有正差异或微小正差异，孔隙度大于等于4％；如图6中椭圆形虚线框所示，水层的识别依据是中子孔隙度明显大于密度孔隙度，深浅侧向重合，孔隙度大于等于4％；如图8中的椭圆形虚线框所示，干层的识别依据是密度中子孔隙度基本重合，孔隙度小于4％。

使用本发明方法的效果分析如下：

利用本发明的方法对某气田进行了测井解释研究，表1给出了根据已知测试结果与测井解释成功的对比。

表1

从表1中可以看出，对于已完钻并测试的X1、X01、X02及XX1等4口井，本方法的测井解释结果与测试结果完全吻合；对于新钻井(XX4、XX3及XX9井、X201井)测井解释的预测结果被4次测试完全证实；另外表1中XX7井曾被多家测井解释机构解释为气层，测试初期也认为测试层段为气层，但应用本方法解释认为其测试段存在气水同层，这一解释已被目前的生产试采完全证实，也被中石化系统认可。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (3)

1.一种适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，其特征在于：所述方法基于孔隙度测井的测量原理，分析影响测井孔隙度曲线值大小的因素，然后对于低孔低渗储层中的气层，重构含气识别组合曲线，在气层实现孔隙度的重新有序排列；对于低孔低渗储层中的水层，考虑泥浆滤液矿化度对中子孔隙度的影响；最终获得所研究地区的储层分类识别依据。

2.根据权利要求1所述的适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)将补偿中子、密度测井曲线根据各自的响应方程分别计算并得到相对应的孔隙度测井曲线，建立孔隙度测井曲线组合；

(2)对所述孔隙度测井曲线进行校正，根据校正后的孔隙度测井曲线组合，结合自然伽玛、自然电位、电阻率等其他常规测井曲线组成测井曲线剖面图；

(3)依据步骤(2)得到的测井曲线剖面图，结合生产测试，寻找已知储层判别依据，分别形成低孔低渗储层中气层、气水同层、水层以及干层的测井曲线识别图版；

(4)依据步骤(3)得到的测井曲线识别图版，建立研究地区的储层分类识别依据，有效识别未知气藏中的各种流体。

3.根据权利要求2所述的适用于低孔低渗储层的气、水层识别方法，其特征在于所述储层分类识别依据如下：

在高矿化度泥浆滤液以及孔隙度测井曲线质量良好的前提下，气层的识别依据是密度孔隙度大于中子孔隙度，深浅侧向有明显正差异，孔隙度大于等于4％：

气水同层的识别依据是孔隙度测井曲线基本重合或中子孔隙度略大于密度孔隙度，深浅侧向有正差异或微小正差异，孔隙度大于等于4％；

水层的识别依据是中子孔隙度明显大于密度孔隙度，深浅侧向重合，孔隙度大于等于4％；

干层的识别依据是密度中子孔隙度基本重合，孔隙度小于4％。

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