CN103912271B - 致密砂岩气资源分级评价的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田气资源分级评价的方法，具体为致密砂岩气资源分级评价方法，具体步骤包括：采集致密储层样品，实测孔隙度、渗透率，建立含水饱和度测井计算模型；利用实测孔隙度建立有效孔隙度测井计算模型；根据实测孔隙度与实测渗透率之间的关系，建立渗透率计算模型；根据前面得到的测井计算数据，构建致密砂岩气储能评价参数；本发明提供的致密砂岩气资源分级评价的方法，充分利用致密储层微观特征，基于孔隙结构的变化，从非常规油气成藏富集特征角度出发建立的资源分级评价方法，构建了即考虑油气储集能力又考虑渗流能力的储能评价参数，为致密砂岩气资源分级评价提供科学有效的方法。

Description

致密砂岩气资源分级评价的方法

技术领域

本发明涉及油田气资源分级评价的方法，具体为致密砂岩气资源分级评价方法。

背景技术

致密砂岩气是全球非常规石油勘探开发的新领域，美国是率先在该领域通过井网加密、大型压裂、多层完井等先进技术实现突破，但我国致密砂岩气的成藏背景与国外还有较大的差别。除鄂尔多斯盆地苏里格气田和四川须家河组气田以外，其他盆地的致密砂岩气还没有实现大规模商业性开采。尤其对一些中小型盆地，面临的共同难题是虽找到致密气，但初期探井大多都存在产量递减极快的突出问题，还没有一种有效的方法从低渗透致密气资源中筛选出相对优质的部分。

现有的对致密砂岩气资源的评价有类比法、单井储量估算法、体积法、发现过程法和资源空间分布预测法等，但从评价原理来看都是一些较为粗略的评价方法，而且各种方法评价的资源量都是总的资源量，缺少对致密砂岩气资源等级评价的标准。

发明内容

针对上述技术问题，提供一种专门针对致密砂岩气资源等级评价的方法，

本发明采用的技术方案是：

致密砂岩气资源分级评价的方法，包括以下步骤：

(1)采集致密储层样品，实测孔隙度、渗透率；

(2)测井曲线标准化，通过岩电实验，利用印尼公式得到测井计算含水饱和度S_W；

$\frac{1}{S_w^n}={(\frac{V_{sh}^c}{R_{sh}}+\frac{\mathrm{\Φ}}{\sqrt{{\mathrm{aR}}_w}})}^2{R}_t$

式中：V_sh为泥质含量，％；a为岩性有关的系数，取值在.6—1.2之间，无量纲；n为饱和度指数，无量纲；R_W为地层水电阻率；R_t为地层电阻率；R_sh为泥质电阻率；Φ为实测孔隙度，％；

(3)标定声波和伽马测井曲线，测井计算孔隙度；

$\mathrm{\φ}=\frac{\mathrm{\Δ}t-V_{sh}\·{\mathrm{\Δt}}_{sh}-{\mathrm{\Δt}}_{ma}+V_{sh}\·{\mathrm{\Δt}}_{ma}}{{\mathrm{\Δt}}_f-{\mathrm{\Δt}}_{ma}}$

式中：Δt为声波时差，μs/feet；V_sh为泥质含量，％；Δt_f为流体声波时差，μs/feet；Δt_sh为泥质砂岩声波时差，μs/feet；Δt_ma为骨架声波时差，μs/feet；

$V_{sh}=\frac{2^{GCUR\·I_{sh}}-1}{2^{GCUR}-1}$

式中：GCUR为经验系数；GRmax为伽马最大值，API；GRmin为伽马最小值，API；GR_测为伽马实测值，API；

利用实测孔隙度对测井计算孔隙度进行验证，两者接近，则该测井计算孔隙度可用；

(4)据实测孔隙度与实测渗透率，拟定两者之间函数关系，用测井计算孔隙度带入该函数关系中，计算得到测井计算渗透率；

(5)据步骤(2)、(3)、(4)构建致密砂岩气储能评价参数A：

A＝Φ×S_g×K

式中：A为储能评价参数，mD×10⁴；Φ为测井计算孔隙度，％；S_g为测井计算含气饱和度，％，S_g＝1-S_W,S_W为测井计算含水饱和度；K 为测井计算渗透率，mD。

(6)绘制储层评价参数A与测井计算孔隙度Φ的关系图，根据关系图上的曲线变化拐点，找出测井计算孔隙度Φ的拐点，该拐点作为分级界线。

本发明提供的致密砂岩气资源分级评价的方法，充分利用致密储层微观特征，基于孔隙结构的变化，从非常规油气成藏富集特征角度出发建立的资源分级评价方法，构建了即考虑油气储集能力又考虑渗流能力的储层评价参数，为致密砂岩气资源分级评价提供科学有效的方法。

附图说明

图1为实施例的相对电阻率总图版；

图2为实施例的电阻增大率总图版；

图3为实施例的巴喀地区测井计算孔隙度与实测孔隙度关系图；

图4为实施例的温吉桑地区测井计算孔隙度与实测孔隙度关系图；

图5为实施例的巴喀地区致密气资源分级评价图；

图6为实施例的温吉桑致密气资源分级评价图；

图7为实施例的20nm以下孔径分布与孔隙度变化关系图；

图8为实施例的150nm以上孔径分布与孔隙度变化关系图。

具体实施方式

以中国西部吐哈盆地水西沟群为例，选取巴喀和温吉桑两个区域，结合工区的致密储层物性分析、含气饱和度、孔径分布等数据，对致密砂岩气资源进行分级评价。具体步骤如下：

(1)收集数据：在吐哈盆地水西沟群收集整理巴喀和温吉桑地区的实测孔隙度、渗透率、含气饱和度数据，采集致密砂岩岩石样品 进行孔隙物性、低温氮气吸附实验、润湿角测定实验，取得实验分析数据。

(2)测井曲线标准化，通过岩电实验，利用印尼公式得到测井计算含水饱和度S_W；

$\frac{1}{S_w^n}={(\frac{V_{sh}^c}{R_{sh}}+\frac{\mathrm{\Φ}}{\sqrt{{\mathrm{aR}}_w}})}^2{R}_t$

含水饱和度解释模型选取，从润湿角与粘土矿物关系分析，粘土总量与润湿角没有直接关系，而真正影响润湿性的是伊利石含量，伊利石含量越高，润湿角越小，亲水性就越强。伊利石的存在会导致双电层的存在，伊利石含量越高，双电层厚度就会越大，在应用常规储层的阿尔奇公式计算致密储层束缚水饱和度相当于把泥质导电的电阻率贡献解释成是地层水的电阻率贡献，也就说束缚水Sw计算偏高，则含气饱和度计算结果偏低。

实际资料验证，选取了泥质含量接近，而伊利石含量差别较大的样品，编号分别为：吉101井为4019.25m、吉3井为4046.89m和柯20井为3491.95m等3个致密砂岩样品，分别应用印尼公式和阿尔奇公式计算了3个样品的含气饱和度，对比结果如表1所示。可以看出，三个样品的泥质含量接近，20.57％～24.29％，但伊利石相对含量差别较大，12％～33％，伊利石含量为12％时，两个公式计算结果相差5.0％，伊利石含量为33％时，二者相差达12.7％，由此可见伊利石含量高低是影响二者差值的主要因素，与上述储层润湿性的研究结论一致。因此，对伊利石含量较高的致密砂岩储层，形成的电离层也越厚，应该采用印尼公式解释含气饱和度。

表1阿尔奇与印尼公式计算含气饱和度结果对比表

以上是理论和实践验证印尼公式在该地区适合含水饱和度应用。应用的关键是岩电参数m、n、a、b的选取，通过实验进行选取参数，实验结果如图1、图2。

(3)测井计算孔隙度，采用以下公式测井计算孔隙度：

$\mathrm{\φ}=\frac{\mathrm{\Δ}t-V_{sh}\·{\mathrm{\Δt}}_{sh}-{\mathrm{\Δt}}_{ma}+V_{sh}\·{\mathrm{\Δt}}_{ma}}{{\mathrm{\Δt}}_f-{\mathrm{\Δt}}_{ma}}$

其中，Δt、Δtma、Δtf、Δtsh不同井的值不同，从实测测井曲线获得。Vsh的计算采用以下公式：

$V_{sh}=\frac{2^{GCUR\·I_{sh}}-1}{2^{GCUR}-1}$

其中：GCUR为经验系数；GRmax、GRmin、GR_测值从伽马测井曲线读取。

图3、图4分别为巴喀和温吉桑两个地区测井计算孔隙度与实测孔隙度关系图。测井计算孔隙度与实测孔隙度两者接近，则该测井计算孔隙度可用；

(4)据实测孔隙度与实测渗透率，拟定两者之间函数关系，用测井计算孔隙度带入该函数关系中，计算得到测井计算渗透率；

(5)据步骤(2)、(3)、(4)构建致密砂岩气储能评价参数A：

A＝Φ×S_g×K

(6)建立储能评价参数与孔隙度之间的关系后，绘制储层评价参数A与测井计算孔隙度Φ的关系图，根据三分性找出孔隙度拐点作为分级界线。

图5、图6为应用该参数对巴喀和温吉桑两个地区的致密气资源分级评价图，可以看出明显的三分性，分别为低值区、上升区和高值区：当孔隙度小于4％时，储能评价参数很低，说明致密储层的储集空间小，含气饱和度低，而且由于物性差致密气的流动能力也很低，该区域对应低值区；当孔隙度介于4％-6％之间时，尽管大部分数据点的储能评价参数仍然低，但有一定比例的数据点的储层评价参数升高，说明该区间致密储层有一部分具备了储集空间和流动能力，该区域对应上升区；当孔隙度大于6％时，不部分的样品都偏离横坐标，尤其是温吉桑地区，95％以上的样品储能系数都大于0，说明该区域的致密储层不仅具有较好的储集能力，而且具有较好的流动能力，对应高值区。

为了验证以上本发明提供的评价方法准确性，采用孔径分布变化规律对这两个地区的资源进行评价分析：

对低温氮气吸附法测得的孔径进行统计，对20nm以下和150nm以上的孔径进行百分比统计，分别建立与孔隙度之间的关系，找出孔隙度变化拐点，如图7、图8。

从图7、图8可以看出，孔径20nm以下的孔体积比例在孔隙度小于4％时，随着孔隙度的增加比例在减小，当孔隙度大于4％后，比 例基本不变，稳定分布于30％作用；孔径150nm以上的孔体积比例在孔隙度小于6％时，随着孔隙度的增加比例在增加，当孔隙度介于6％-9％时，比例基本不变，稳定分布于13％左右，当孔隙度大于9％以后，孔径150nm以上的孔体积比例明显增加，开始进入常规储层的范畴。

结合上述实施例的孔隙度拐点可以看出，两种评价方法划分孔隙度的拐点都在4％和6％，因此可以依据此界线对致密砂岩气富集进行分级评价，以此为分级评价标准。

Claims (1)

1.致密砂岩气资源分级评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集致密储层样品，实测孔隙度、渗透率；

(2)测井曲线标准化，通过岩电实验，利用印尼公式得到测井计算含水饱和度S_W；

式中：V_sh为泥质含量，％；a为岩性有关的系数，无量纲；n为饱和度指数，无量纲；R_W为地层水电阻率；R_t为地层电阻率；R_sh为泥质电阻率；Φ为实测孔隙度，％；

(3)标定声波和伽马测井曲线，测井计算孔隙度；

式中：Δt为声波时差，μs/feet；V_sh为泥质含量，％；Δt_f为流体声波时差，μs/feet；Δt_sh为泥质砂岩声波时差，μs/feet；Δt_ma为骨架声波时差，μs/feet；

式中：GCUR为经验系数；GR_max为伽马最大值，API；GR_min为伽马最小值，API；GR_测为伽马实测值，API；

利用实测孔隙度对测井计算孔隙度进行验证，两者接近，则该测井计算孔隙度可用；

(4)据实测孔隙度与实测渗透率，拟定两者之间函数关系，用测井计算孔隙度带入该函数关系中，计算得到测井计算渗透率；

(5)据步骤(2)、(3)、(4)构建致密砂岩气储能评价参数A：

A＝Φ×S_g×K

式中：A为储能评价参数，mD×10⁴；Φ为测井计算孔隙度，％；S_g为测井计算含气饱和度，％，S_g＝1-S_W,S_W为测井计算含水饱和度；K为测井计算渗透率，mD；

(6)绘制储层评价参数A与测井计算孔隙度Φ的关系图，根据关系图上的曲线变化拐点，找出测井计算孔隙度Φ的拐点，该拐点作为分级界线。