CN103470250A - 一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备，所述的方法包括：选取多个地层样本；对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型；根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度；根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度；根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率；采集当前储层的测井资料；根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。本发明可以反映非阿尔奇现象的影响，通过一种新的岩电关系模型可准确地对地层油气含量进行评价，可以有效的提高储层含油气评价的准确性，从而降低油气的勘探风险。

Description

一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备

技术领域

本发明关于地球物理测井勘探技术领域，特别是关于地层孔隙结构、流体性质的勘探技术，具体的讲是一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备。

背景技术

油气资源是影响经济社会可持续发展和社会安全的国家战略资源。国民经济的高速发展，对油气资源的需求越来越大。从1993年以来，我国已成为油气资源的净进口国，为国家勘探开发更多的油气资源，以满足国民经济高速发展的需要，是我国油气勘探开发企业的迫切任务。从经济和技术的角度，储层储量评价是一个重要的关键技术，提高储量评价技术无论是对国民经济的发展，还是石油储备量的合理确定，都有十分重要的意义。

储层的储量评价主要指储层孔隙结构、流体性质的定量评价，其中利用测井资料来定量的评价储层的孔隙结构和流体性质是一种重要的方法。目前，在储集层评价的测井资料综合定量解释中，传统的阿尔奇公式作为最基本的解释关系式具有举足轻重的地位，它是现在测井解释定量计算含油饱和度（So）的基础。

传统的阿尔奇公式中地层影响因素F和孔隙度φ之间的关系可表示为如下形式：

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

其中，F—为地层影响因素（实数）；

R_O—为地层百分百含水时的电阻率（电阻率单位为Ω·m）；

R_w—为地层水电阻率（电阻率单位为Ω·m）；

φ—为地层孔隙度（小数）；

m—为地层地层胶结指数（实数）；

a—为阿尔奇参数（实数）。

但是，由于上述传统的阿尔奇公式是建立在纯砂岩岩石（具有较高的孔隙度）物理电性实验基础上的半理论半经验公式，因此其在实际应用上存在一定的局限性，这就增加了实际勘探的风险，造成探测的不准确性，不利于为国家勘探发现更多的油气资源。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备，通过选取多个地层样本，确定出岩电关系模型；并根据岩电关系模型对地层油气含量进行评价，进而有效的提高储层含油气评价的准确性，从而降低油气的勘探风险。

本发明的目的之一是，提供一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法，包括：选取多个地层样本；对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型；根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度；根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度；根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率；采集当前储层的测井资料；根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。

本发明的目的之一是，提供了一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备，包括：地层样本选取装置，用于选取多个地层样本；岩心模型确定装置，用于对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型；含水饱和度确定装置，用于根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度；含油气饱和度确定装置，用于根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度；水电阻率确定装置，用于根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率；测井资料采集装置，用于采集当前储层的测井资料；综合解释装置，用于根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。

本发明的有益效果在于，提供了一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备，通过选取多个地层样本，确定出岩电关系模型；并根据岩电关系模型对地层油气含量进行评价，反映了孔隙度的变化、岩石胶结程度、泥质含量对岩石导电特性的影响，结合岩石物理数据和测井资料可有效提高含油气评价的准确性，降低勘探风险。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法的流程图；

图2为图1中的步骤S102的具体流程图；

图3为图1中的步骤S103的具体流程图；

图4本发明实施例提供的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备的结构框图；

图5为本发明提供的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备中岩心模型确定装置的结构框图；

图6为本发明提供的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备中含水饱和度确定装置的结构框图；

图7为发明人在岩电关系实验中发现的阿尔奇现象及非阿尔奇现象曲线图；

图8为岩石物理实验中泥质含量引起的地层影响因素的变化图；

图9为本发明提供的实施例中实验数据示意图；

图10为本发明提供的具体实施例中实验数据与阿尔奇公式的吻合图；

图11为本发明提供的具体实施例中实验数据与新的岩电关系模型的吻合图；

图12为本发明提供的具体实施例中纯水层测井数据图；

图13为本发明提供的具体实施例中含油气层测井数据图；

图14为本发明提供的具体实施例中利用本发明的岩电关系得到的含油饱和度结果图；

图15为本发明提供的具体实施例中利用本发明的岩电关系得到的孔隙结构结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的发明人发现：在岩电关系（即孔隙度度与地层影响因素之间的关系）的实验研究中存在大量的非阿尔奇现象，即在双对数坐标下地层影响因素与孔隙度之间的关系并不是阿尔奇公式所描述的线性关系，而是出现弯曲现象。

非阿尔奇现象主要表现为：F-φ关系在双对数坐标下，随着孔隙度的减小，逐渐偏向孔隙度轴（如图7所示的在岩电关系实验中发现的阿尔奇现象及非阿尔奇现象曲线图）。非阿尔奇现象是一类非常重要的现象，对于定量的评价储层的含油气性有着至关重要的影响，非阿尔奇现象的存在使得很难利用阿尔奇公式对储层孔隙结构、流体性质进行准确评价。比如，对于存在第非阿尔奇现象的储层，如果利用阿尔奇公式进行含油气性评价，在相同条件下其所计算的含水饱和度的结果会偏高，而所计算的含油气饱和度偏低，这就会造成许多油气层被漏掉，从而增加勘探风险，不利于为国家勘探发现更多的油气资源。此外，对于存在非阿尔奇现象的储层，如果利用阿尔奇公式进行孔隙结构评价，在相同条件下其所计算的地层影响因素偏高，这样就会把一些孔隙结构好的储层误认为孔隙结构差得出层，从而造成对储层进行不必要的改造（如酸化、压裂等），浪费生产成本。

因此，如何通过研究非阿尔奇现象的成因，进而建立相应的岩电关系模型是提高储层含油气定量评价准确性，提高储量计算精度的关键，是本发明的技术要点。

基于此，本发明提出的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法，图1为该方法的具体流程图，由图1可知，所述的方法包括：

S101：选取多个地层样本；

S102：对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型。图2为步骤S102的具体流程图，由图2可知，步骤S102具体包括：

S201：对所述的多个地层样本进行岩石物理实验，得到实验数据；

S202：对所述的实验数据进行分析，得到地层影响因素，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数。

通过步骤S201的大量的岩石物理实验，发明人发现地层影响因素（F）与地层孔隙度（φ）间的关系并不是阿尔奇所描述的在双对数坐标中的线性关系，而是出现弯曲现象。非阿尔奇现象主要表现为：F-φ关系在双对数坐标下，随着孔隙度的减小，逐渐偏向孔隙度轴（如图1所示）。也即阿尔奇公式（1）中的地层胶结指数m不仅与岩石胶结情况有关，而且还和孔隙度、泥质含量等因素有关。如图7所示，岩石孔隙度较高时，地层影响因素（F）与地层孔隙度（φ）之间还能较好的吻合阿尔奇现象，随着岩石孔隙度的降低，逐渐呈现出非阿尔奇现象。图8为岩石物理实验中泥质含量引起的地层影响因素的变化图，由图8可知，泥质含量高时能较好的符合阿尔奇公式，而泥质含量越低，越偏离阿尔奇现象。因此，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数。

S203：通过数值模拟对所述的地层影响因素进行单因素实验，得到单因素测量结果；

S204：对所述的单因素测量结果进行统计分析，确定出岩电关系模型。本发明在上述大量岩石物理实验的基础上，通过数值模拟实验对上面的各个地层影响因素进行了单因素实验分析，确定了阿尔奇公式中的地层胶结指数m不为常数，而是以上各因素的函数。通过对各单因素测量结果进行统计分析，确定其函数形式为m=Aφ^M(1-Vsh)，从而确定本发明的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-m}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}---\left(2\right)$

其中，F为地层影响因素，比值（无量纲）；R_O为地层百分百含水时的电阻率，单位为Ω·m；R_w为地层所含矿化度水溶液电阻率，单位为Ω·m；φ为地层的孔隙度；Vsh为泥质含量；A为阿尔奇参数；M为孔隙连通参数，m=Aφ^M(1-Vsh)为地层胶结指数。在具体的实施方式中，此处的阿尔奇参数A的取值可为大于0、小于5，孔隙连通参数M的取值大于0，小于5。当地层孔隙类型包含溶洞、裂缝，或计算机等相应计算工具的精度发生变化时，A、M可以取其他范围的数值。

由图1可知，该方法还包括：

S103：根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。图3为步骤S103的具体流程图，由图3可知，步骤S103具体包括：

S301：获取所述多个地层样本的测井资料；

S302：对所述的测井资料进行解释，得到联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型。联合电阻率增大系数I和地层含水饱和度Sw之间的关系模型为：

I=R_t/R_o=b/S_w ⁿ       (3)

通过对测井资料解释的相关方法，即可得到上述的关系模型。该步骤可通过现有技术中的多种解释方法来实现，此处不再赘述。

S303：根据所述的联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型以及所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。将上述的公式（3）代入至公式（2），即可得到地层含水饱和度，如下所示：

$S_W=n\sqrt{\frac{b\·R_w}{R_t\·{\mathrm{\φ}}^{A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}}}---\left(4\right)$

其中，R_t为地层电阻率，单位为Ω·m；S_W为地层含水饱和度；n为饱和度指数，小数；b为参数，实数。

由图1可知，该方法还包括：

S104：根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度。地层含油气饱和度为：

S_O=1-S_W     (5)

其中，S_O为地层含油气饱和度。

S105：根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率。在纯含水地层，此时测井得到的地层电阻率Rt=Ro，根据岩电关系模型可以求解得到地层水电阻率为：

其中，b为参数，实数，与公式（4）中b相同。

基于此，本发明提供的适用于非阿尔奇现象的地层流体饱和度评价方法，可以反映非阿尔奇现象的影响，通过一种新的岩电关系模型可准确地对地层油气含量进行评价。

S106：采集当前储层的测井资料；

S107：根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。如此，本发明提供的一种地层孔隙结构和流体特性评价方法，通过一种新的岩电关系模型来更加准确地进行储层评价，有效提高孔隙结构、含水饱和度和地层水电阻率计算的精度，可有效提高储层含油气评价的准确性，降低了油气的勘探风险。

需要说明的是，本发明的岩电关系模型并不局限于公式（2）的形式，而是可以有不同的等效形式。例如：

当不考虑泥质含量变化时，对所述的多个地层样本进行分析，确定出的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^M}---\left(7\right).$

以上各式中，采用的符号发生变化时而形成的等效形式同样适用于本发明。

在传统的阿尔奇公式中，地层胶结指数m为常数，而本发明的岩电关系模型中，地层胶结指数m是孔隙度、泥质含量等因素的函数，其反映了孔隙本身分布形式、泥质含量、孔隙度中一个或多个因素对岩电关系的影响。考虑的因素不同时，地层胶结指数可以具有不同的形式。例如：

1、综合考虑孔隙度、泥质含量等因素影响时，m=f(Vsh，φ，A，M)=Aφ^M(1-Vsh)；

2、当不考虑泥质含量变化时，m=f(φ，A，M)=Aφ^M。

以上各式中，采用的符号发生变化时而形成的饱和度指数的等效形式同样适用于本发明。

本发明提出的新的岩电关系模型反映了孔隙度、泥质含量等因素对岩电关系的影响，能够从整体上反映岩电关系的非阿尔奇规律。传统的阿尔奇公式是本发明的岩电关系模型在一定条件下的特例（如

当Vsh=0，M=0时），即本发明不仅适用于阿尔奇现象，同时在阿尔奇公式不能适用的情况下，本发明依然适用。

图4本发明实施例提供的一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备的结构框图，由图4可知，所述的设备具体包括：

地层样本选取装置100，用于选取多个地层样本；

岩心模型确定装置200，用于对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型。图5为岩心模型确定装置200的结构框图，由图5可知，岩心模型确定装置200具体包括：

岩石物理实验模块201，用于对所述的多个地层样本进行岩石物理实验，得到实验数据；

实验数据分析模块202，用于对所述的实验数据进行分析，得到地层影响因素，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数。

通过步骤S201的大量的岩石物理实验，发明人发现地层影响因素（F）与地层孔隙度（φ）间的关系并不是阿尔奇所描述的在双对数坐标中的线性关系，而是出现弯曲现象。非阿尔奇现象主要表现为：F-φ关系在双对数坐标下，随着孔隙度的减小，逐渐偏向孔隙度轴（如图1所示）。也即阿尔奇公式（1）中的地层胶结指数m不仅与岩石胶结情况有关，而且还和孔隙度、泥质含量等因素有关。如图7所示，岩石孔隙度较高时，地层影响因素（F）与地层孔隙度（φ）之间还能较好的吻合阿尔奇现象，随着岩石孔隙度的降低，逐渐呈现出非阿尔奇现象。图8为岩石物理实验中泥质含量引起的地层影响因素的变化图，由图8可知，泥质含量高时能较好的符合阿尔奇公式，而泥质含量越低，越偏离阿尔奇现象。因此，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数。

单因素实验模块203，用于通过数值模拟对所述的地层影响因素进行单因素实验，得到单因素测量结果；

统计分析模块204，用于对所述的单因素测量结果进行统计分析，确定出岩电关系模型。本发明在上述大量岩石物理实验的基础上，通过数值模拟实验对上面的各个地层影响因素进行了单因素实验分析，确定了阿尔奇公式中的地层胶结指数m不为常数，而是以上各因素的函数。通过对各单因素测量结果进行统计分析，确定其函数形式为m=Aφ^M(1-Vsh)，从而确定本发明的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-m}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}---\left(2\right)$

其中，F为地层影响因素，比值（无量纲）；R_O为地层百分百含水时的电阻率，单位为Ω·m；R_w为地层所含矿化度水溶液电阻率，单位为Ω·m；

为地层的孔隙度；Vsh为泥质含量；A为阿尔奇参数；M为孔隙连通参数，m=A^φM(1-Vsh)为地层胶结指数。在具体的实施方式中，此处的阿尔奇参数A的取值可为大于0、小于5，孔隙连通参数M的取值大于0，小于5。当地层孔隙类型包含溶洞、裂缝，或计算机等相应计算工具的精度发生变化时，A、M可以取其他范围的数值。

由图4可知，该设备还包括：

含水饱和度确定装置300，用于根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。图6为含水饱和度确定装置300的结构框图，由图6可知，含水饱和度确定装置300具体包括：

测井资料获取模块301，用于获取所述多个地层样本的测井资料；

测井资料解释模块302，用于对所述的测井资料进行解释，得到联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型。联合电阻率增大系数I和地层含水饱和度Sw之间的关系模型为：

I=R_t/R_o=b/S_w ⁿ     (3)

通过对测井资料解释的相关方法，即可得到上述的关系模型。该步骤可通过现有技术中的多种解释方法来实现，此处不再赘述。

含水饱和度确定模块303，用于根据所述的联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型以及所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。

将上述的公式（3）代入至公式（2），即可得到地层含水饱和度，如下所示：

$S_W=n\sqrt{\frac{b\·R_w}{R_t\·{\mathrm{\φ}}^{A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}}}---\left(4\right)$

其中，R_t为地层电阻率，单位为Ω·m；S_W为地层含水饱和度；n为饱和度指数，小数；b为参数，实数。

由图4可知，该设备还包括：

含油气饱和度确定装置400，用于根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度地层含油气饱和度为：

S_O=1-S_W     (5)

其中，S_O为地层含油气饱和度。

水电阻率确定装置500，用于根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率。在纯含水地层，此时测井得到的地层电阻率Rt=Ro，根据岩电关系模型可以求解得到地层水电阻率为：

其中，b为参数，实数，与公式（4）中b相同。。

基于此，本发明提供的适用于非阿尔奇现象的地层流体饱和度测定设备，可以反映非阿尔奇现象的影响，通过一种新的岩电关系模型可准确地对地层油气含量进行评价。

测井资料采集装置600，用于采集当前储层的测井资料；

综合解释装置700，用于根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。

如此，本发明提供的一种地层孔隙结构和流体特性测定设备，通过一种新的岩电关系模型来更加准确地进行储层评价，有效提高孔隙结构、含水饱和度和地层水电阻率计算的精度，可有效提高储层含油气评价的准确性，降低了油气的勘探风险。

下面结合具体的实施例，详细介绍本发明的技术方案。举例说明如何根据本发明的岩电关系模型来进行地层流体饱和度（如含油气饱和度）的测定。

S1：选取多个地层样本，利用岩电实验测量，配置具有某一矿化度的水溶液，测量该水溶液的电阻率Rw，取一系列具有不同孔隙度的地层样本岩心使岩心完全饱和矿化度的水溶液，得到相应的岩心在完全饱和水时的电阻率资料Ro。

例如：取七块岩心，其泥质含量Vsh=0。测得其完全矿化度水溶液的电阻率为Rw=0.1Ω·m。

S2：根据这些岩心在完全饱和矿化度水时的电阻率数据Ro，利用Ro和Rw的比值计算出地层影响因素F，表1为本实施例的岩电实验测量结果。为了使本发明的适用效果更好，在测量时，孔隙度的分布范围应当取得广泛一些，可在孔隙度为0.1左右应当进行相应测量。

表1

S3：分别利用现有技术中的阿尔奇公式以及本发明提供的岩电关系模型，对表1中的数据进行分析，如图10为实验数据与阿尔奇公式的吻合图，图11为实验数据与新的岩电关系模型的吻合图。由图10及图11可见，传统阿尔奇公式（图10中斜线）与实验数据（图10中菱形点）存在较大误差，而本发明岩电关系模型（图11中曲线）与实验数据（图11中菱形点）吻合很好。

S4：根据得到的这些数据，并利用本发明提供的新的岩电关系模型，可以得到参数A和M的值。例如得到：A=3.0，M=0.2。此外，利用这些岩心通过岩石I-Sw物理实验，可以获得参数b=1.01，n=2.1（具体岩石物理实验分析见测井资料解释相关方法）。

S5：在确定了A和M、b和n后，利用由测井技术得到的某储层完全饱和地层水时的Rt资料（如图12为本发明提供的具体实施例中纯水层测井数据图），根据前面叙述，在纯水层有Rt=Ro，所以此时测得的Rt即为Ro，由本发明的公式（6）（即

可以计算得到该储层地层水电阻率Rw=0.17Ω·m。

S6：对于测井得到该储层饱和油气水等多种流体情况下的测井资料（如图13为本发明提供的具体实施例中含油气层测井数据图所示），可以利用本发明提供的岩电模型解出的含水饱和度计算式及其相关参数（A、M、b、n等），来定量计算地下储层中的流体饱和度情况，从而对储层的含油气量进行定量的评价。对含油气量的计算结果如图14所示，对孔隙结构的计算结果如图15所示，图中显示了孔隙结构复杂程度参数，可以指导对储层进行相应改造。

综上所述，本发明的有益成果是：提供了一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法及设备，提出的新的岩电关系的模型反映了孔隙度的变化、岩石胶结程度、泥质含量等对岩石导电特性的影响，结合岩石物理数据和测井资料可有效提高孔隙结构、含水饱和度和地层水电阻率计算的精度，可有效提高储层含油气评价的准确性，降低了油气的勘探风险。该模型所提供的地层影响因素（F）与地层孔隙度（φ）间的关系，与岩电实验中的非阿尔奇现象吻合得很好，可准确地对地层孔隙结构、纯水层地层水电阻率以及油气含量进行评价（地层油气含量So=1-Sw）。

本发明提供一种地层孔隙结构和流体特性测定方案，通过一种新的岩电关系模型来更加准确地进行储层评价，其是适用于非阿尔奇现象及阿尔奇现象的岩电关系模型，反映了孔隙度的变化、岩石胶结程度、泥质含量对岩石导电特性的影响，结合岩石物理数据和测井资料可有效提高孔隙结构、含水饱和度和地层水电阻率计算的精度，可有效提高储层含油气评价的准确性，降低了油气的勘探风险，其核心内涵是：

1）通过选取多个地层样本，对地层样本进行岩石物理实验；

2）通过分析实验数据，得到非阿尔奇现象的地层影响因素；

3）通过数值模拟对地层影响因素进行单因素实验；

4）对单因素测量结果进行统计分析，确定出岩电关系模型。

本发明可以反映非阿尔奇现象的影响，通过一种新的岩电关系模型可准确地对地层油气含量进行评价，利用本发明的新的岩电关系模型来评价地层流体饱和度，可以准确地对地层油气含量进行评价，可以有效的提高储层含油气评价的准确性，从而降低油气的勘探风险。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种测定地层孔隙结构以及流体特性的方法，其特征是，所述的方法具体包括：

选取多个地层样本；

对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型；

根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度；

根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度；

根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率；

采集当前储层的测井资料；

根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型具体包括：

对所述的多个地层样本进行岩石物理实验，得到实验数据；

对所述的实验数据进行分析，得到地层影响因素，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数；

通过数值模拟对所述的地层影响因素进行单因素实验，得到单因素测量结果；

对所述的单因素测量结果进行统计分析，确定出岩电关系模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，对所述的多个地层样本进行分析，确定出的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-m}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}$

其中，F为地层影响因素，比值（无量纲）；R_O为地层百分百含水时的电阻率，单位为Ω·m；R_w为地层所含矿化度水溶液电阻率，单位为Ω·m；φ为孔隙度；Vsh为泥质含量；A为阿尔奇参数；M为孔隙连通参数，m=Aφ^M(1-Vsh)为地层胶结指数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，当不考虑泥质含量的影响时，对所述的多个地层样本进行分析，确定出的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^M}.$

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度具体包括：

获取所述多个地层样本的测井资料；

对所述的测井资料进行解释，得到联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型；

根据所述的联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型以及所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，根据所述的岩电关系模型确定出的地层含水饱和度为：

$S_W=n\sqrt{\frac{b\·R_w}{R_t\·{\mathrm{\φ}}^{A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}}}$

其中，R_t为地层电阻率，单位为Ω·m；S_W为地层含水饱和度；n为饱和度指数；b为参数。

7.一种测定地层孔隙结构以及流体特性的设备，其特征是，所述的设备具体包括：

地层样本选取装置，用于选取多个地层样本；

岩心模型确定装置，用于对所述的多个地层样本进行分析，确定出岩电关系模型；

含水饱和度确定装置，用于根据所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度；

含油气饱和度确定装置，用于根据所述的地层含水饱和度确定地层含油气饱和度；

水电阻率确定装置，用于根据所述的岩电关系模型确定地层水电阻率；

测井资料采集装置，用于采集当前储层的测井资料；

综合解释装置，用于根据所述的地层含水饱和度、地层含油气饱和度、地层水电阻率对所述的测井资料进行综合解释，得到当前储层的地层含水饱和度、地层含油气饱和度以及地层水电阻率。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征是，所述的岩心模型确定装置具体包括：

岩石物理实验模块，用于对所述的多个地层样本进行岩石物理实验，得到实验数据；

实验数据分析模块，用于对所述的实验数据进行分析，得到地层影响因素，所述的地层影响因素包括孔隙度、泥质含量以及地层胶结指数；

单因素实验模块，用于通过数值模拟对所述的地层影响因素进行单因素实验，得到单因素测量结果；

统计分析模块，用于对所述的单因素测量结果进行统计分析，确定出岩电关系模型。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征是，所述的岩心模型确定装置确定出的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-m}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}$

其中，F为地层影响因素，比值（无量纲）；R_O为地层百分百含水时的电阻率，单位为Ω·m；R_w为地层所含矿化度水溶液电阻率，单位为Ω·m；φ为孔隙度；Vsh为泥质含量；A为阿尔奇参数；M为孔隙连通参数，m=Aφ^M(1-Vsh)为地层胶结指数。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征是，当不考虑泥质含量的影响时，所述的岩心模型确定装置确定出的岩电关系模型为：

$F=\frac{R_o}{R_W}={\mathrm{\φ}}^{-A{\mathrm{\φ}}^M}.$

11.根据权利要求7或9所述的设备，其特征是，所述的含水饱和度确定装置具体包括：

测井资料获取模块，用于获取所述多个地层样本的测井资料；

测井资料解释模块，用于对所述的测井资料进行解释，得到联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型；

含水饱和度确定模块，用于根据所述的联合电阻率增大系数与地层含水饱和度的关系模型以及所述的岩电关系模型确定地层含水饱和度。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征是，所述的含水饱和度确定装置确定出的地层含水饱和度为：

$S_W=n\sqrt{\frac{b\·R_w}{R_t\·{\mathrm{\φ}}^{A{\mathrm{\φ}}^{M(1-\mathrm{Vsh})}}}}$

其中，R_t为地层电阻率，单位为Ω·m；S_W为地层含水饱和度；n为饱和度指数；b为参数。

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