CN102536223B - 煤层裂隙孔隙度快速计算方法 - Google Patents

煤层裂隙孔隙度快速计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种煤层裂隙孔隙度快速计算方法，包括，裂隙发育产状识别部分：本方法采用深浅侧向视电阻率差异，特别是结合煤层基岩电阻率的分布情况，用于水平裂隙、垂直裂隙及其组合的发育情况。裂隙孔隙度计算部分：依据煤层主要发育两组正交或斜交裂隙特点，本方法依据裂隙发育产状识别结果并结合煤层电阻率的分布范围，确定了计算裂隙孔隙度的三组共计9个计算公式。该方法针对煤层自身的电阻率差异或变化范围大特点，分电阻率分布范围建立的利用双侧向测井确定煤层裂隙孔隙度的方法极具针对性，且该方法具有较强的实用性。

Description

煤层裂隙孔隙度快速计算方法
技术领域
本发明是非常规油气资源地球物理勘查技术领域，主要用于煤层气储层裂隙发育程度识别和裂隙孔隙度的计算。
背景技术
测井学科是地球科学的一个重要领域，是煤层气等非常规油气资源油气勘探开发的重要工程技术之一。在煤层气勘探开发中，煤层裂隙发育程度及其参数的确定具有十分重要的意义，不仅涉及到煤层气的产量、出水量等，对煤层后期改造和煤层气增产工艺具有重要指导意义。但由于煤层气地层复杂的各向异性和非均质性、一般较差的钻井环境，使得现有的煤层气储层裂隙孔隙度的计算方法极不准确。
1、常规利用中子、密度和声波测井受井眼环境影响很大，因此，利用中子、密度和声波测井组合确定裂隙孔隙度的方法得不到测井质量的技术保证；
2、目前常用的依据双侧向测井计算裂隙孔隙度是针对裂缝性碳酸盐岩地层建立的，而碳酸盐岩地层和煤层差异很大，且它主要利用的是深浅电阻率的幅度差异反映裂隙孔隙度，与幅度差异实际主要取决于裂隙发育的产状不符，该方法具有实际应用的局限性；
3、针对煤层裂隙的发育特点，模拟不同的裂隙组合方式，研究其双侧向测井响应特征，在大量数值计算以及煤心裂隙描述分析基础上，采用煤心刻度测井思想，建立一套发育产状及裂隙孔隙度的计算方法，对煤层气测井评价理论和实际应用而言具有开创性；
发明内容
本发明的目的是提供一套较为完备的利用双侧向测井计算裂隙孔隙等的方法，用于煤层裂隙发育产状及发育程度的判别，提供的方法，容易嫁接到目前常用的煤层气处理软件平台上。
本发明的技术方案为：一种煤层裂隙孔隙度快速计算方法，所述的方法如下：
首先，对裂隙发育产状情况进行判断
根据水平裂隙和垂直裂隙的发育程度，将裂隙发育产状分成三种情况：①水平裂隙相对较发育，垂直裂隙不发育；②水平裂隙和垂直裂隙发育程度相当；③垂直裂隙较发育，水平裂隙不发育；
令状态参数a为水平裂隙占总裂隙孔隙度的比例，用于表示裂隙的发育产状；实际应用中，根据裂隙地层双侧向测井响应特征判断煤层裂隙的发育产状，如式(1)，其中，Rd、Rs分别表示深、浅侧向视电阻率；
Y = ( R d - R s ) R d R s - - - ( 1 )
具体判断裂隙发育产状参数a的方法如下表，其中Rb为基岩电阻率分布范围，a介于0.7-1之间表示裂隙发育产状对应情况①，a介于0.3-7之间表示裂隙发育产状对应情况②，a介于0-0.3之间表示裂隙发育产状对应情况③；
裂隙发育状态的参数a的判断规则
其次，对裂隙孔隙度进行计算：
(1)Rb小于100欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(663.0142Clld-616.1456Clls-0.1557)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(2894.2Clld-2823.5Clls-0.5661)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1944.8Clld+1943.4Clls+0.0994)·Rmf
(2)Rb大于100欧姆米小于1000欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(430.4707Clld-327.3297Clls-0.0131)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(2597.1Clld-2348.4Clls-0.3135)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1711.5Clld+1625.4Clls+0.1153)·Rmf
(3)Rb大于1000欧姆米小于10000欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(261.1504Clld-143.5813Clls+0.0174)Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(3301.1Clld-3001.8Clls-0.3295)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1430.1Clld-1388.9Clls-0.1103)·Rmf
式中，Clld、Clls分别为深浅侧向视电导率，Rmf为泥浆滤液电阻率。
本发明的有益效果为：裂隙发育产状识别部分：本方法采用深浅侧向视电阻率差异，特别是结合煤层基岩电阻率的分布情况，用于水平裂隙、垂直裂隙及其组合的发育情况。裂隙孔隙度计算部分：依据煤层主要发育两组正交或斜交裂隙特点，本方法依据裂隙发育产状识别结果并结合煤层电阻率的分布范围，确定了计算裂隙孔隙度的三组共计9个计算公式。
该方法针对煤层自身的电阻率差异或变化范围大特点，分电阻率分布范围建立的利用双侧向测井确定煤层裂隙孔隙度的方法极具针对性，且该方法具有较强的实用性。
将利用快速方法计算的裂隙孔隙度同模型孔隙度进行对比，表明，在裂隙孔隙度较大时候(φf＞0.03％)，计算结果同模型更为接近，如图1；利用该方法对韩城某井进行裂隙处理，并将其同煤心描述的裂隙密度进行对比，结果如图2，显示利用本方法确定的裂隙孔隙度同实际情况非常吻合。
附图说明
图1裂隙孔隙度计算检验结果
图2韩城某井实际煤层裂隙孔隙度处理结果对比
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
一种煤层裂隙孔隙度快速计算方法，所述的方法如下：
首先，对裂隙发育产状情况进行判断
根据水平裂隙和垂直裂隙的发育程度，将裂隙发育产状分成三种情况：①水平裂隙相对较发育，垂直裂隙不发育；②水平裂隙和垂直裂隙发育程度相当；③垂直裂隙较发育，水平裂隙不发育；
令状态参数a为水平裂隙占总裂隙孔隙度的比例，用于表示裂隙的发育产状；实际应用中，根据裂隙地层双侧向测井响应特征判断煤层裂隙的发育产状，如式(1)，其中，Rd、Rs分别表示深、浅侧向视电阻率；
Y = ( R d - R s ) R d R s - - - ( 1 )
具体判断裂隙发育产状参数a的方法如下表，其中Rb为基岩电阻率分布范围，a介于0.7-1之间表示裂隙发育产状对应情况①，a介于0.3-7之间表示裂隙发育产状对应情况②，a介于0-0.3之间表示裂隙发育产状对应情况③；
裂隙发育状态的参数a的判断规则
其次，对裂隙孔隙度进行计算：
(1)Rb小于100欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(663.0142Clld-616.1456Clls-0.1557)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(2894.2Clld-2823.5Clls-0.5661)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1944.8Clld+1943.4Clls+0.0994)·Rmf
(2)Rb大于100欧姆米小于1000欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(430.4707Clld-327.3297Clls-0.0131)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(2597.1Clld-2348.4Clls-0.3135)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1711.5Clld+1625.4Clls+0.1153)·Rmf
(3)Rb大于1000欧姆米小于10000欧姆米时计算孔隙度模型
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值(0.7-1)时
φf＝(261.1504Clld-143.5813Clls+0.0174)Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值(0.3-0.7)时
φf＝(3301.1Clld-3001.8Clls-0.3295)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值(0-0.3)时
φf＝(-1430.1Clld-1388.9Clls-0.1103)·Rmf
式中，Clld、Clls分别为深浅侧向视电导率，Rmf为泥浆滤液电阻率。
建立有两组正交裂隙的煤层模型，将利用快速方法计算的裂隙孔隙度同模型孔隙度进行对比，表明，在裂隙孔隙度较大时候(φf＞0.03％)，计算结果同模型更为接近，如图1；利用该方法对韩城某井进行裂隙处理，并将其同煤心描述的裂隙密度进行对比，结果如图2，显示利用本方法确定的裂隙孔隙度同实际情况非常吻合，由于常规裂隙孔隙度确定方法。

Claims (1)

1.一种煤层裂隙孔隙度快速计算方法，其特征在于：所述的方法如下： 
首先，对裂隙发育产状情况进行判断 
根据水平裂隙和垂直裂隙的发育程度，将裂隙发育产状分成三种情况：①水平裂隙相对较发育，垂直裂隙不发育；②水平裂隙和垂直裂隙发育程度相当；③垂直裂隙较发育，水平裂隙不发育； 
令裂隙发育产状参数a为水平裂隙占总裂隙孔隙度的比例，用于表示裂隙的发育产状；实际应用中，根据裂隙地层双侧向测井响应特征判断煤层裂隙的发育产状，如式(1)，其中，Rd、Rs分别表示深、浅侧向视电阻率； 
具体判断裂隙发育产状参数a的方法如下表，其中Rb为基岩电阻率分布范围，a介于0.7-1之间表示裂隙发育产状对应情况①，a介于0.3-7之间表示裂隙发育产状对应情况②，a介于0-0.3之间表示裂隙发育产状对应情况③； 
裂隙发育产状参数a的判断规则 
其次，对裂隙孔隙度进行计算： 
(1)Rb小于100欧姆米时计算孔隙度模型 
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值0.7-1时 
φf＝(663.0142Clld-616.1456Clls-0.1557)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值0.3-0.7时 
φf＝(2894.2Clld-2823.5Clls-0.5661)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值0-0.3时 
φf＝(-1944.8Clld+1943.4Clls+0.0994)·Rmf
(2)Rb大于100欧姆米小于1000欧姆米时计算孔隙度模型 
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值0.7-1时 
φf＝(430.4707Clld-327.3297Clls-0.0131)·Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值0.3-0.7时 
φf＝(2597.1Clld-2348.4Clls-0.3135)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值0-0.3时 
φf＝(-1711.5Clld+1625.4Clls+0.1153)·Rmf
(3)Rb大于1000欧姆米小于10000欧姆米时计算孔隙度模型 
①水平裂隙很发育，垂直裂隙不很发育，a取值0.7-1时 
φf＝(261.1504Clld-143.5813Clls+0.0174)Rmf
②水平裂隙和垂直裂隙均较发育，a取值0.3-0.7时 
φf＝(3301.1Clld-3001.8Clls-0.3295)·Rmf
③垂直裂隙很发育，水平裂隙不很发育，a取值0-0.3时 
φf＝(-1430.1Clld-1388.9Clls-0.1103)·Rmf
式中，Clld、Clls分别为深浅侧向视电导率，Rmf为泥浆滤液电阻率。 
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