CN103616731A - 一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法及装置，其中，所述方法包括：确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层进行确定。

Description

一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法及装置

技术领域

本发明涉及蚀变火山岩油气勘探开发技术领域，特别涉及一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法及装置。

背景技术

中国火山岩油气资源丰富，勘探开发前景广阔。近几年，火山岩油气藏成为油气勘探开发的重要领域，相继发现庆深气田、克拉玛依气田、牛东油田、准噶尔盆地西北缘石炭系油田等多个火山岩油气田，截止2012年火山岩油气藏已探明的油气当量超过12亿吨。由于火山岩储层结构复杂、非均质性强，常规储层评价与油气产能预测方法无法满足生产需求。

火山岩是火山喷发形成的产物，原状火山岩储集空间连通性差，储层渗流能力差，有效储层不发育；火山喷发间歇期或后期抬升遭受风化淋蚀，火山岩发生蚀变，储集空间发育，连通性较好，原生孔、溶蚀孔和裂缝共存，以孔缝双重介质储层为主，但储层非均质性强。火山岩蚀变后形成的完整火山岩风化壳存在六层结构，从风化壳顶部向下依次为风化黏土层、水解带、淋蚀带、崩解Ⅰ带、崩解Ⅱ带和原状火山岩。蚀变程度由风化壳顶部向下依次变弱，风化黏土层和水解带以粘土为主，孔隙主要为非连通的无效孔隙，不能形成有效储层，有效储层主要发育于淋蚀带和崩解Ⅰ带内。其中，淋蚀带主要发育溶蚀孔和裂缝双重介质储层，崩解Ⅰ带主要发育裂缝和溶蚀孔双重介质储层。不同蚀变程度火山岩储层内其岩性、物性、流体渗流等特征存在很大差异，造成测井响应特征差别很大。随着火山岩蚀变程度加强，声波时差、补偿中子、自然伽玛等测井值变大，电阻率、岩性密度等测井值变小，通过测井响应反映出的储层物性随着蚀变程度加强而变好，但这并非储层物性的真实反映。因此，测井响应特征并不能直接反映出火山岩蚀变后储层的真实发育情况，给有效储层确定及油气产能预测带来了很大困难。目前蚀变火山岩有效储层确定精度低，油气产能预测符合率低，严重制约了蚀变火山岩勘探开发进程。蚀变火山岩有效储层评价与油气产能预测是火山岩油气藏勘探开发中的关键性难题之一。

目前，火山岩有效储层确定的方案有以下两种：第一种方法是通过孔隙度、渗透率等参数间接确定火山岩储层有效性；第二种方法是通过建立评价图版定性识别火山岩储层有效性。

然而，对于上述第一种方法基于通过孔隙度、渗透率等参数间接确定火山岩储层有效性而言，采用三孔隙度测井资料求取孔隙度时，需要确定火山岩储层岩性的固定骨架参数，由于复杂岩性的固定骨架参数确定难度大，孔隙度求取精度较低，误差较大，难以满足储层评价需求；同时求取的是总孔隙度，而非有效孔隙度，对连通性较差、裂缝发育、非均质性强的火山岩储层，无法判断储层有效性。如果利用统计法求取孔隙度、渗透率，需要大量分析化验资料，在缺少分析化验资料地区，无法建立适用评价模型；同时蚀变火山岩储层非均质性强，往往存在裂缝，钻取的岩芯柱子很难代表所属储层真实情况，建立的统计模型往往存在较大误差，不能获得蚀变火山岩储层真实的孔隙度、渗透率。

对于上述第二种方法基于孔隙度、渗透率等参数间接确定火山岩储层有效性而言，图版法定性识别火山岩有效储层法无法做到定量确定，建立图版时要考虑火山岩岩性、岩相、蚀变程度等多方面因素，而火山岩岩性、岩相变化快，识别难度较大、精度不高，即使在取心井，根据岩心分化化验数据和测井响应值建立起对取心井评价较准确的图版，但由于火山岩横向变化快，很难推广到邻井对无岩心分析化验数据的井进行评价，蚀变程度识别尚未见报道，利用图版法识别蚀变火山岩储层精度不高。

经上述分析可知，现有火山岩有效储层识别方法对蚀变火山岩储层确定还处于定性和半定量评价阶段，通过孔隙度、渗透率等参数或图版间接评价储层有效性，对蚀变火山岩强非均质性储层的油气产能预测适用性差，精度较低。

目前，蚀变火山岩有效储层评价和油气产能预测尚没有形成有效的方法和技术，油气勘探开发中，大部分井只有常规测井资料，利用常规资料确定蚀变火山岩有效储层是火山岩气藏勘探开发急需重点解决的关键性难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法及装置，以至少解决现有技术中因蚀变火山岩强非均质性导致蚀变火山岩有效储层无法精确确定的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法，所述方法包括：

确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层进行确定。

可选的，在本发明一实施例中，所述方法进一步包括：

在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

可选的，在本发明一实施例中，所述方法进一步包括：

在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述岩性参数值包括：被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛。

可选的，在本发明一实施例中，所述岩石蚀变因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛、被处理井段火山岩声波时差、被处理井段火山岩密度、被处理井段火山岩中子孔隙度以及被处理井段火山岩自然伽玛获取。

可选的，在本发明一实施例中，所述储层品质因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、被处理井段总孔隙度、被处理井段最小孔隙度以及被处理井段最大孔隙度获取的。

可选的，在本发明一实施例中，所述对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层。

可选的，在本发明一实施例中，所述储层品质因子减去所述岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；其中，

储层品质因子减去岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

可选的，在本发明一实施例中，所述油气产能包括原油产能和天然气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述原油产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地面原油密度、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

可选的，在本发明一实施例中，所述天然气产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

为实现上述目的，本发明还提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定装置，所述装置包括：

火山岩发育层及岩石类型确定单元，用于确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

未蚀变的火山岩岩性参数值选取单元，用于根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

岩石蚀变因子获取单元，用于基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

储层品质因子获取单元，用于基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

有效储层确定单元，用于根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层进行确定。

可选的，在本发明一实施例中，所述装置进一步包括：

油气层识别单元，用于在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

可选的，在本发明一实施例中，所述装置进一步包括：

油气产能预测单元，用于在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述有效储层确定单元对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层。

可选的，在本发明一实施例中，所述储层品质因子减去岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；其中，

储层品质因子减去岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

上述技术方案具有如下有益效果：本申请的技术方案利用常规测井资料实现了蚀变火山岩有效储层的定量确定。以被处理井段未蚀变火山岩参数代替火山岩固定骨架参数，解决了现有技术方案中火山岩骨架参数确定难的缺点；以有效储集空间识别，解决了现有技术方案中通过总孔隙度、渗透率等间接评价储层精度低的缺点；采用常规测井资料直接评价蚀变火山岩有效储层，解决了现有技术方案中利用统计法需要大量分析化验及岩芯柱子很难代表所属储层真实情况的缺点；采用有效储层定量评价方法，解决了图版法中定性识别精度低的确定。本发明提高了蚀变火山岩有效储层的确定精度，能够满足生产需要。

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为蚀变火山岩岩性密度与火山岩自然伽玛之间的关系图；

图2为蚀变火山岩声波时差与火山岩自然伽玛之间的关系图；

图3为本发明提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法流程图；

图4为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气层识别方法流程图；

图5为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气产能预测方法流程图；

图6为本发明提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定装置框图；

图7为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气层识别装置框图；

图8为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层评价的油气产能预测装置框图；

图9为实施例的蚀变火山岩有效储层评价与油气产能预测方法流程图；

图10为实施例的ND9-10井常规岩心分析孔隙度与渗透率关系图；

图11为实施例的ND9-10井13块全直径岩心分析的有效孔隙度×渗透率与对应井段的岩石蚀变因子与储层品质因子之差RAI-PQI关系图；

图12为实施例的三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩气测录井全烃与声波时差识别油层关系图；

图13为实施例中对ND9-10井的蚀变火山岩有效储层评价与油气产能预测结果图。

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。

在本发明中，经过反复的科学研究发现：火山岩蚀变后，随着蚀变程度加强，声波时差、补偿中子、自然伽玛等测井值变大，电阻率、岩性密度等测井值变小，如图1和图2所示。

根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，计算火山岩岩石蚀变因子，通过岩石蚀变因子确定火山岩蚀变程度，岩石蚀变因子越小，火山岩蚀变程度越高；蚀变很强的火山岩形成的风化黏土层和水解带内主要以粘土为主，虽然孔隙度较大，但属于无效孔隙，渗流能力差，不能形成有效储层，仅通过岩石蚀变因子只能确定火山岩的蚀变程度，而不能确定是否为有效储层。

油气勘探中火山岩有效储层发育段才是油气勘探的目的层段，根据火山岩蚀变后形成的双重介质储层特征，有效储层受孔隙度和渗透率共同控制，利用蚀变火山岩储层孔隙度求取精度较高的特点，计算蚀变火山岩储层孔隙度，根据火山岩储层裂缝求取难度大的特点，通过深、浅侧向电阻率的变化，确定裂缝的发育情况，然后根据孔隙度和深、浅侧向电阻率组合，求取储层品质因子，指示蚀变火山岩双重介质储层发育和流体渗流好的层段；有效储层越发育储层品质因子越大，而不是火山岩蚀变程度越高储层品质因子越大。

全直径岩心储渗能力可通过孔隙度×渗透率表示，根据“储层品质因子-岩石蚀变因子”与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系，通过蚀变因子和储层品质因子的交汇，从而实现准确、快速确定蚀变火山岩有效储层的发育层段。依据岩石蚀变因子与储层品质因子所形成的交汇面积、有效储层段长度、油气性质及井底压差关系，预测油气产能。本发明实现了蚀变火山岩有效储层的定量评价和油气产能的快速预测，预测精度高，能够满足生产需求。

如图3所示，为本发明提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层评价方法流程图。所述方法包括：

步骤301）：确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

步骤302）：根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

步骤303）：基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

步骤304）：基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

步骤305）：根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层的确定。

如图4所示，为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气层识别方法流程图。在图3的基础上，进一步包括：

步骤306）：在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

如图5所示，为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气产能预测方法流程图。在图4的基础上，进一步包括：

步骤307）：在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述岩性参数值包括：被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差Δt_base，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差Δt_ma，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度ρ_base，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度ρ_ma，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度CNL_base，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛GR_base。

可选的，在本发明一实施例中，所述岩石蚀变因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差Δt_base、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差Δt_ma、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度ρ_base、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度ρ_ma、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度CNL_base、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛GR_base、被处理井段火山岩声波时差Δt、被处理井段火山岩密度ρ、被处理井段火山岩中子孔隙度CNL以及被处理井段火山岩自然伽玛GR获取。

可选的，在本发明一实施例中，所述储层品质因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩孔隙度φ_base、深侧向电阻率R_d、浅侧向电阻率R_s、被处理井段总孔隙度φ_t、被处理井段最小孔隙度φ_min以及被处理井段最大孔隙度φ_max获取的。

可选的，在本发明一实施例中，所述油气产能包括原油产能和天然气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述原油产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地面原油密度、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

可选的，在本发明一实施例中，所述天然气产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

可选的，在本发明一实施例中，所述对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层；

储层品质因子减去岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；储层品质因子-岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子-岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子-岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

如图6所示，为本发明提供了一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定装置框图。所述装置包括：

火山岩发育层及岩石类型确定单元601，用于确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

未蚀变的火山岩岩性参数值选取单元602，用于根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

岩石蚀变因子获取单元603，用于基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

储层品质因子获取单元604，用于基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

有效储层确定单元605，用于根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层的确定。

如图7所示，为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层确定的油气层识别装置框图。所述装置进一步包括：

油气层识别单元606，用于在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

如图8所示，为本发明提供了基于蚀变火山岩有效储层评价的油气产能预测装置框图。所述装置进一步包括：

油气产能预测单元607，用于在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

可选的，在本发明一实施例中，所述有效储层确定单元605对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层；

储层品质因子减去岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；储层品质因子-岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子-岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子-岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

实施例：

如图9所示，为实施例的蚀变火山岩有效储层评价与油气产能预测方法流程图。包括：

步骤S901：针对研究区地质情况，确定被处理井的火山岩发育层段及主要的火山岩岩石类型；

在本实施例中，根据岩石薄片、地化分析等数据，确定出被处理井段的火山岩岩石类型。

步骤S902：选取研究区被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

在本实施例中，确定出被处理井段未蚀变的不同火山岩岩石类型的声波时差Δt_ma、岩性密度ρ_base、补偿中子CNL_base、自然伽玛GR_base。

利用下面公式求取被处理井段中各被处理点的总孔隙度：

火山岩总孔隙度求取公式为：

φ_t＝φ_f+φ_ma     （3）

式中，φ_t为总孔隙度，%；φ_f为裂缝孔隙度，%；φ_ma为基质孔隙度，%。

其中，火山岩基质孔隙度求取公式为：

${\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ma}}=0.5[\frac{\mathrm{\&Delta;t}-{\mathrm{\&Delta;t}}_{\mathrm{ma}}}{{\mathrm{\&Delta;t}}_f-{\mathrm{\&Delta;t}}_{\mathrm{ma}}}+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_b-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{ma}}}{{\mathrm{\&rho;}}_f-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{ma}}}]\&times;100---\left(4\right)$

式中，ρ_f为流体密度，g/cm³；Δt_f为流体声波时差，μm/s；ρ_b为被处理井段岩性密度测井值，g/cm³。

其中，火山岩裂缝孔隙度求取公式为：

高角度裂缝采用公式如下：

${\mathrm{\&phi;}}_f=(\frac{a_1}{R_s}-\frac{b_1}{R_d}+c_1)\&times;R_{\mathrm{mf}}\&times;100---\left(5\right)$

中、低角度裂缝采用公式如下：

${\mathrm{\&phi;}}_f=(\frac{a_2}{R_d}-\frac{b_2}{R_s}+c_2)\&times;R_{\mathrm{mf}}\&times;100---\left(6\right)$

式中，R_d为深侧向电阻率，Ω·m；R_s为浅侧向电阻率，Ω·m；R_mf为井下泥浆滤液电阻率，Ω·m；经验参数取值a₁=8.5225，b₁=8.2428，c₁=7.1236×10^-4；a₂=1.9925，b₂=0.9927，c₂=3.1829×10^-4。

其中，R_mf泥浆滤液电阻率的计算公式为：

$R_{\mathrm{mf}}=\left(\frac{T_1+21.5}{T_2+21.5}\right)\&times;R_{\mathrm{mfs}}---\left(7\right)$

式中，T₁为实测的地面泥浆温度，℃；T₂为地层温度，℃；R_mfs为地面泥浆滤液电阻率，Ω·m。

在被处理井段内寻找出被处理点总孔隙度的最大值φ_max、最小值φ_min。

步骤S903：基于常规测井资料，计算被处理井段的岩石蚀变因子（RAI）和储层品质因子（PQI）。

在步骤S902确定的未蚀变火山岩不同岩性参数值基础上，利用以下公式求取岩石蚀变因子（RAI）：

$\mathrm{RAI}=1-[a_1\frac{\mathrm{\&Delta;t}-\mathrm{\&Delta;}{t}_{\mathrm{base}}}{\mathrm{\&Delta;}{t}_{\mathrm{ma}}}+a_2\frac{\mathrm{\&rho;}-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{base}}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{ma}}}+a_3(\mathrm{CNL}-{\mathrm{CNL}}_{\mathrm{base}})+a_4\frac{\mathrm{GR}}{{\mathrm{GR}}_{\mathrm{base}}})]---\left(8\right)$

式中，Δt为被处理井段火山岩声波时差，μm/s；Δt_base为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差，μm/s；Δt_ma为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差，μm/s；ρ为被处理井段火山岩密度，g/cm³；ρ_base为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度，g/cm³；ρ_ma为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度，g/cm³；CNL为被处理井段火山岩中子孔隙度，%；CNL_base为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度，%；GR为被处理井段火山岩自然伽玛，API；GR_base为为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛，API；a₁、a₂、a₃、a₄为系数，一般取a₁=0.35，a₂=0.25，a₃=0.2，a₄=0.2，满足a₁+a₂+a₃+a₄＝1。

在步骤S902确定的被处理井段最大、最小和基质孔隙度基础上，利用以下公式求取储层品质因子（PQI）：

$\mathrm{RQI}=\frac{{\mathrm{\&phi;}}_t-{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{base}}}{{\mathrm{\&phi;}}_{\max }-{\mathrm{\&phi;}}_{\min }}\&times;4[b_1\frac{R_d}{R_s}\&times;b_2\left(\frac{R_d-R_s}{R_d\&times;R_s}\right)]---\left(9\right)$

式中，φ_min为被处理井段最小孔隙度，%；φ_max为被处理井段最大孔隙度，%；φ_base为对应被处理井段同种岩性未蚀变火山岩孔隙度，%；φ_t为被处理井段总孔隙度，%；R_d为深侧向电阻率，Ω·m；R_s为浅侧向电阻率，Ω·m；b₁为经验系数，一般取0.23；b₂为经验系数，一般取，0.38。

步骤S904：根据“储层品质因子-岩石蚀变因子”与全直径岩心储渗能力（孔隙度×渗透率）呈线性正相关关系，利用岩石蚀变因子（RAI）与储层品质因子（PQI）关系确定有效储层段，当RAI＜PQI时为有效储层，当RAI≥PQI时为无效储层。

利用岩石蚀变因子和储层品质因子的相互关系，判断火山岩蚀变壳有效储层发育段，当RAI＜PQI时，为有效储层发育段，PQI-RAI值越大有效储层越发育；PQI-RAI>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<PQI-RAI≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<PQI-RAI≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当PQI≤RAI时，对应为非有效储层。

步骤S905：在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。根据气测录井、岩屑录井、岩心等资料综合识别是否为油气层。

步骤S906：在识别为油气层层段，利用岩石蚀变因子（RAI）、储层品质因子（PQI）与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

原油产能预测公式为：

$Q_o=\frac{10{\mathrm{AH}}_e(P_e-P_{\mathrm{wf}}){\mathrm{\&rho;}}_o}{{\mathrm{\&mu;}}_o{B}_o}---\left(10\right)$

式中，Q_o为原油产能，t/d；H_e为预测井段当RAI＜PQI时的厚度，m；A为预测井段H_e对应的PQI-RAI平均值，无量纲；P_e为地层压力，MPa；P_wf为井底流动压力，MPa；ρ_o为地面原油密度，g/cm³；μ_o为地层条件下的原油粘度，cP；B_o为原油体积系数，m³/m³。天然气产能预测公式为：

$Q_g=\frac{{\mathrm{AH}}_e(P_e-P_{\mathrm{wf}})}{B_g}---\left(11\right)$

式中，Q_g为天然气产能，m³/d；H_e为预测井段当RAI＜PQI时的厚度，m；A为预测井段H_e对应的PQI-RAI平均值，无量纲；P_e为地层压力，MPa；P_wf为井底流动压力，MPa；μ_g为地层条件下的天然气粘度，cP；B_g为天然气体积系数，m³/m³。

利用图9所示的方法，对三塘湖盆地马朗凹陷ND9-10井石炭系蚀变火山岩，进行了有效储层评价和油气产能预测。

选取了三塘湖盆地马朗凹陷ND9-10井石炭系1382-1605m井段的火山岩作为被处理对象，该井段包括6个火山岩喷发旋回，每个喷发旋回的上部由于沉积间断风化淋蚀形成蚀变火山岩储层。根据研究区地质情况，岩石薄片、地化分析等数据，确定出该井段主要的火山岩岩石类型为玄武岩、安山岩和火山角砾岩。

根据该井或邻井未蚀变火山岩，确定该井被处理井段三种主要火山岩岩性未蚀变参数值，如下表1所示。如果被处理井所有火山岩岩性均蚀变，则选取邻井相同岩石类型未蚀变火山岩参数值，作为本井参数值。

表1ND9-10井不同类型未蚀变火山岩参数值表

在确定未蚀变的不同火山岩岩性参数值基础上，利用式3、式4、式5、式6、式7求取被处理井段的总孔隙度，确定被处理井段的最大孔隙度为28.521%、最小孔隙度为3.617%。

利用常规测井资料，通过式8、式9，求取岩石蚀变因子和储层品质因子。得到被处理井段采样间距的连续的岩石蚀变因子和储层品质因子。

图10为实施例的ND9-10井常规岩心分析孔隙度与渗透率关系图；ND9-10井被处理井段的火山岩岩心的岩芯柱子直径为2.5cm，经分析化验，从图10中可见，火山岩强非均质性储层的常规岩心分析的孔隙度与渗透率之间的相关性非常差，无法利用常规岩心分析的孔隙度、渗透率确定有效储层。对ND9-10井被处理井段选取了不同岩性、储层性质的13块全直径岩岩心，测定全直径岩心的孔隙度、渗透率，储层储能指数（孔隙度×渗透率）能够很好反映储层油气储集与渗透能力，如图11所示，为实施例的ND9-10井13块全直径岩心分析的有效孔隙度×渗透率与对应井段的岩石蚀变因子与储层品质因子之差RAI-PQI关系图。从图11中可见，岩石蚀变因子-储层品质因子之差能很好反映出储层储集和渗透能力。

有效储层类型的判别原则为：当RAI＜PQI时为有效储层，当RAI≥PQI时为无效储层，PQI-RAI值越大，有效储层越发育。PQI-RAI>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<PQI-RAI≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<PQI-RAI≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当PQI≤RAI时，对应为非有效储层。

如图12所示，为实施例的三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩气测录井全烃与声波时差识别油层关系图。如图13所示，为实施例中对ND9-10井的蚀变火山岩有效储层确定与油气产能预测结果图。ND9-10井被处理井段评价出的12个有效储层段。在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。根据气测录井、岩屑录井、岩心等资料综合识别是否为油气层。利用气测录井全烃来判断油、水层图版，当气测录井中全烃含量大于0.1%时，为油层。

在确定为油气层的层段，利用式10预测原油产能，在ND9-10井中，共有3层通过试油，这3层试油结果与预测结果对比，其相对误差均小于8%，预测精度远高于与现有技术方案的原油产能预测结果，能够满足生产需要。

综上所述，本实施例的技术方案通过岩石蚀变因子、储层品质因子，建立了蚀变火山岩有效储层的确定方法和原则，有效提高了蚀变火山岩有效储层的评价精度。采用被处理井段不同岩石类型的未蚀变火山岩测井参数替代不同火山岩岩性骨架参数，解决了现有技术方案中准确确定不同火山岩岩性骨架参数难的缺点；采用能够反映识别火山岩储集和渗透能力的常规测井曲线组合，通过岩石蚀变因子与储层品质因子关系确定识别火山岩有效储层，解决了现有技术方案中用于评价蚀变火山岩储层的有效孔隙度、渗透率求取难度大，精度低的缺点；采用常规测井资料对有效储层进行定量确定方法，解决了图版法中定性识别精度低、需要大量分析化验资料的缺点，同时也解决了常规岩心（岩芯柱子直径2.5cm）分析不能代表蚀变火山岩强非均质性储层特性的缺点。本技术方案提高了蚀变火山岩有效储层的确定精度，能够满足生产需要。

进一步地，本实施例的技术方案在基于蚀变火山岩有效储层确定结果的基础上进行油气产能预测，采用的油气产能预测公式中包括的参数均是容易确定的参数，能够直接对被处理的有效储层井段进行油气产能预测，不需要建立符合地下条件的整体地质模型，不需要进行类比，不需要确定如表皮因子、相对渗透率、渗流半径等难以确定的参数。解决了现有技术方案中，类比法需要大量类似数据，否则预测精度低的缺点；解决了数值模拟法中当资料较少，地质参数模型误差较大时，油气产能预测精度低的缺点；可对任一有效储层段进行油气产能预测，解决了数值模拟法中只能预测地质建模中较厚地质层段油气产能的缺点；解决了经典模型法需要获得较准确的启动压力梯度、渗透率、相对渗透率、渗流半径、表皮因子等参数，才能获得较高油气产能预测精度的缺点。提高了油气产能预测精度，能够满足生产需要。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定方法，其特征在于，所述方法包括：

确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层进行确定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述岩性参数值包括：被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度，被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述岩石蚀变因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩声波时差、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架声波时差、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩密度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩骨架密度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩中子孔隙度、被处理井段同种岩性未蚀变火山岩自然伽玛、被处理井段火山岩声波时差、被处理井段火山岩密度、被处理井段火山岩中子孔隙度以及被处理井段火山岩自然伽玛获取。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述储层品质因子利用被处理井段同种岩性未蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、被处理井段总孔隙度、被处理井段最小孔隙度以及被处理井段最大孔隙度获取的。

7.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述储层品质因子减去所述岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；其中，

储层品质因子减去岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述油气产能包括原油产能和天然气产能。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述原油产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地面原油密度、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述天然气产能利用被处理井段中有效储层的厚度、岩石蚀变因子与储层品质因子之差的平均值、地层压力、井底流动压力、地层条件下的原油粘度和原油体积系数预测出。

12.一种油气勘探中蚀变火山岩有效储层确定装置，其特征在于，所述装置包括：

火山岩发育层及岩石类型确定单元，用于确定被处理井段的火山岩发育层及火山岩岩石类型；

未蚀变的火山岩岩性参数值选取单元，用于根据所述火山岩发育层及火山岩岩石类型选取被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值；

岩石蚀变因子获取单元，用于基于常规测井资料，根据火山岩蚀变程度与测井响应的变化关系，利用所述被处理井段未蚀变的不同火山岩岩性参数值获取被处理井段的岩石蚀变因子；

储层品质因子获取单元，用于基于常规测井资料，根据蚀变火山岩孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率获取被处理井段的储层品质因子；

有效储层确定单元，用于根据储层品质因子同岩石蚀变因子之差与全直径岩心储渗能力呈线性正相关关系对蚀变火山岩有效储层进行确定。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

油气层识别单元，用于在确定为有效储层井段内，利用录井与测井资料综合识别油气层。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

油气产能预测单元，用于在识别为油气层层段内，利用所述岩石蚀变因子、储层品质因子与油气产能关系，预测蚀变火山岩有效储层井段的油气产能。

15.如权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述有效储层确定单元对蚀变火山岩有效储层进行确定包括：

当岩石蚀变因子＜储层品质因子时为有效储层，当岩石蚀变因子≥储层品质因子时为无效储层。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述储层品质因子减去岩石蚀变因子的值越大，有效储层越发育；其中，

储层品质因子减去岩石蚀变因子>1.0时，对应为Ⅰ类有效储层；0.5<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤1.0时，对应为Ⅱ类有效储层；0<储层品质因子减去岩石蚀变因子≤0.5时，对应为Ⅲ类有效储层；当储层品质因子≤岩石蚀变因子时，对应为非有效储层。

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