CN104374685A - 一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，结合流动单元渗透率求取方法，以数字岩心核磁岩样分析三孔隙组分和束缚水饱和度为基础求取渗透率的方法。该方法是以数字岩心资料为基础，结合流动单元方法对储集层孔隙结构类型进行划分，进而改进渗透率评价的方法。本发明利用数字岩心T2谱三孔隙组分参数和束缚水饱和度为参数，通过Fisher判别划分流动单元，再分别对各类流动单元建立渗透率评价模型。

Description

一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法

技术领域

本发明属于石油测井领域，涉及一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法。

背景技术

储层流动单元是横向和垂向上连续分布的具有相似的岩石物理特征和渗流特征的储集体，是评价储集层孔隙结构的有效方法，常用于渗透率评价中。目前测井资料结合流动单元评价渗透率的常见方法有三种：一是，取芯段通过岩心分析孔渗计算流动单元指数FZI划分流动单元再用以连续评价渗透率，未取芯段采用测井参数多元拟合方法求取FZI，识别流动单元；二是，提取每类流动单元的测井信息如声波，伽马，中子和密度等的响应值，通过聚类分析找到每类流动单元聚类中心，再通过距离判别识别流动单元；三是，通过神经网络方法建立测井参数与流动单元指数FZI之间非线性关系。这些评价方法在取芯井段的评价方法都是统一的，研究重点和难点都集中在如何应用测井资料连续评价FZI，从而连续划分储层上。

上述流动单元评价方法都是建立在常规测井资料下的，常规测井资料对地层孔隙结构信息包含太少，从而导致上述评价方法在储层物性复杂条件下应用效果有限。数字岩心核磁T2谱反映了不同尺寸孔隙的分布特征，通过比较各组分孔隙度在总孔隙度中所占比例大小来划分储层，但在致密砂岩储层中仅靠各T2谱孔隙组分相对大小不足以完全表征储层孔隙结构特征。

数字岩心技术是通过现场取芯后再数字岩心实验室对岩样进行测量，即T2谱、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度及含油饱和度，综合评价储层的物性和含油性。但是，在渗透率的评价方面以往通常是利用束缚水饱和度依据Timur公式进行计算，精度有待提高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，该方法充分利用可以反映储层孔隙结构的三孔隙组分和束缚水饱和度参数，结合充分发挥了数字岩心独有的优势，并将其应用于储层孔隙结构评价中，进而精确求取渗透率参数。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

1)基于岩心分析资料建立储层流动单元划分图版；

2)数字岩心分析资料求取三孔隙组分及束缚水饱和度；

3)以三孔隙组分和束缚水饱和度资料为基础，识别三类储层流动单元，并建立渗透率计算公式。

所述的步骤1)中，储层流动单元是横向和垂向上连续分布的具有相似的岩石物理特征和渗流特征的储集体。

所述的步骤1)中，储层流动单元划分的具体方法如下：

利用流动单元指数FZI，根据Kozeny-Carman方程将储层流动单元划分为三类，其中，K₀为岩心分析渗透率，φ₀为岩心分析孔隙度；三类储层流动单元为：

第一类储层流动单元，相同孔隙度对应大渗透率值，满足FZI≥100；

第二类储层流动单元，相同孔隙度对应中渗透率值，满足30≤FZI＜100；

第三类储层流动单元，相同孔隙度对应小渗透率值，满足FZI＜30。

所述的步骤2)中，数字岩心分析资料求取三孔隙组分及束缚水饱和度的具体方法为：

根据数字岩心资料得到岩心核磁T2谱资料，按照1-10,10-100,100-1000的标准将核磁T2谱分为三部分；再分别求取三部分占总T2谱面积的百分数，并分别记为S1、S2和S3，其中，S1+S2+S3＝1；

所述的步骤3)中，流动单元识别的具体方法如下：

以S1、S2、S3和束缚水饱和度为输入参数，利用Fisher判别分析，对上述流动单元分类进行连续识别，其判别函数为：

F1＝0.975S1+1.7159S2+1.106S_wi-59.443

F2＝1.521S1+2.501S2+1.519S_wi-124.8

F3＝1.62S1+2.659S2+1.8S_wi-153.273

带入参数计算，并比较F1、F2和F3的大小；最终，F1、F2和F3中最大的为孔隙结构类型；

典则判别函数为：

FF1＝0.45S1+0.603S2-0.786S_wi-0.128

FF2＝-0.392S1+-0.793S2-0.365S_wi+0.684。

所述的步骤3)中，渗透率计算的具体方法是：

根据储层流动单元的分类以及孔隙结构类型，依据各类流动单元孔渗拟合公式分别计算三类物性储层渗透率值K：

第一类储层满足FF1>FF2，FF1>FF3，则：

第二类储层满足FF2>FF1，FF2>FF3，则：

第三类储层满足FF3>FF1，FF3>FF2，则：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结合流动单元渗透率求取方法，以数字岩心核磁岩样分析三孔隙组分为基础，首先对数字岩样进行流动单元识别，再分类求取渗透率。本发明利用数字岩心T2谱三孔隙组分参数和束缚水饱和度为参数，通过Fisher判别划分流动单元，再分别对各类流动单元建立渗透率评价模型。由于采用核磁实验三孔隙和束缚水这些与孔隙结构直接相关的物理量为输入参数，该方法渗透率计算精度较常规公式方法有提高。

附图说明

图1为本发明流动单元划分结果图；

图2为本发明数字岩心核磁谱三孔隙组分图；

图3为本发明Fisher典则判别函数效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：

参见图1至图3，本发明包括以下步骤：1.储层流动单元划分；2.数字岩心分析资料识别各类流动单元；3.计算不同流动单元类型储层渗透率。

1.储层流动单元划分

储层流动单元是横向和垂向上连续分布的具有相似的岩石物理特征和渗流特征的储集体，划分流动单元的方法有很多，其中最常见的一种是利用流动单元指数FZI。根据Kozeny-Carman方程：

$\mathrm{FZI}=\sqrt{\frac{K_0}{{\mathrm{\φ}}_0}}/\frac{{\mathrm{\φ}}_0}{(1-{\mathrm{\φ}}_0)}---\left(1\right)$

公式(1)中，K₀为岩心分析渗透率，φ₀为岩心分析孔隙度。

依据流动单元指数FZI的大小，可以将岩心数据分为三类。第一类流动单位孔隙结构较好，相同孔隙度对应着较大渗透率值，满足FZI≥100；第二类流动单位孔隙结构较好，相同孔隙度对应着中等渗透率值，满足100＞FZI≥30；第三类流动单位孔隙结构较好，相同孔隙度对应着较小渗透率值，满足30＞FZI。以标准化孔隙度为横轴，孔隙结构指数为纵轴，在双对数坐标下，如图1所示。

2.数字岩心分析资料识别各类流动单元

数字岩心资料可以得到岩心核磁T2谱资料，按照1-10,10-100,100-1000的标准可以将核磁T2谱分为三部分。再分别求取三部分占总T2谱面积的百分数，并分别记为S1、S2和S3，如图2所示。以S1、S2、S3和束缚水饱和度为输入参数，利用Fisher判别分析可以对上述流动单元分类进行连续识别，图3所示。判别函数为：

F1＝0.975S1+1.7159S2+1.106S_wi-59.443

F2＝1.521S1+2.501S2+1.519S_wi-124.8

F3＝1.62S1+2.659S2+1.8S_wi-153.273

带入参数计算，比较F1、F2、F3大小，最大即为孔隙结构类型。

如图3所示，典则判别函数为：

FF1＝0.45S1+0.603S2-0.786S_wi-0.128

FF2＝-0.392S1+-0.793S2-0.365S_wi+0.684

S1+S2+S3＝1，即S3可以用S1和S2表示，故方程中无S3项；

3.渗透率计算

在储层流动单元识别与划分的基础上，依据图1中各类流动单元孔渗拟合公式分别计算三类物性储层渗透率值，图1所示。

一类储层满足FF1>FF2，FF1>FF3，其计算公式为：

二类储层满足FF2>FF1，FF2>FF3，其计算公式为：

三类储层满足FF3>FF1，FF3>FF2，其计算公式为：

本发明还具有以下优点：

本发明结合流动单元渗透率求取方法，以数字岩心核磁岩样分析三孔隙组分和束缚水饱和度为基础求取渗透率的方法。该方法是以数字岩心资料为基础，结合流动单元方法对储集层孔隙结构类型进行划分，进而改进渗透率评价的方法。本发明利用数字岩心T2谱三孔隙组分参数和束缚水饱和度为参数，通过Fisher判别划分流动单元，再分别对各类流动单元建立渗透率评价模型。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于岩心分析资料建立储层流动单元划分图版；

2)数字岩心分析资料求取三孔隙组分及束缚水饱和度；

3)以三孔隙组分和束缚水饱和度资料为基础，识别三类储层流动单元，并建立渗透率计算公式。

2.根据权利要求1所述的数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于：所述的步骤1)中，储层流动单元是横向和垂向上连续分布的具有相似的岩石物理特征和渗流特征的储集体。

3.根据权利要求1或2所述的数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于：所述的步骤1)中，储层流动单元划分的具体方法如下：

利用流动单元指数FZI，根据Kozeny-Carman方程将储层流动单元划分为三类，其中，K₀为岩心分析渗透率，φ₀为岩心分析孔隙度；三类储层流动单元为：

第一类储层流动单元，相同孔隙度对应大渗透率值，满足FZI≥100；

第二类储层流动单元，相同孔隙度对应中渗透率值，满足30≤FZI＜100；

第三类储层流动单元，相同孔隙度对应小渗透率值，满足FZI＜30。

4.根据权利要求3所述的数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于：所述的步骤2)中，数字岩心分析资料求取三孔隙组分及束缚水饱和度的具体方法为：

根据数字岩心资料得到岩心核磁T2谱资料，按照1-10,10-100,100-1000的标准将核磁T2谱分为三部分；再分别求取三部分占总T2谱面积的百分数，并分别记为S1、S2和S3，其中，S1+S2+S3＝1。

5.根据权利要求4所述的数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于：所述的步骤3)中，流动单元识别的具体方法如下：

以S1、S2、S3和束缚水饱和度为输入参数，利用Fisher判别分析，对上述流动单元分类进行连续识别，其判别函数为：

F1＝0.975S1+1.7159S2+1.106S_wi-59.443

F2＝1.521S1+2.501S2+1.519S_wi-124.8

F3＝1.62S1+2.659S2+1.8S_wi-153.273

带入参数计算，并比较F1、F2和F3的大小；最终，F1、F2和F3中最大的为孔隙结构类型；

典则判别函数为：

FF1＝0.45S1+0.603S2-0.786S_wi-0.128

FF2＝-0.392S1+-0.793S2-0.365S_wi+0.684。

6.根据权利要求5所述的数字岩心三孔隙组分求取储层渗透率的方法，其特征在于：所述的步骤3)中，渗透率计算的具体方法是：

根据储层流动单元的分类以及孔隙结构类型，依据各类流动单元孔渗拟合公式分别计算三类物性储层渗透率值K：

第一类储层满足FF1>FF2，FF1>FF3，则：

第二类储层满足FF2>FF1，FF2>FF3，则：

第三类储层满足FF3>FF1，FF3>FF2，则：