CN104675391A - 计算地层含油饱和度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系计算出与各个地层相对应的胶结指数m；步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。通过本发明的方法能够大幅提高地层含油饱和度的计算精度。

Description

计算地层含油饱和度的方法

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，特别是一种计算地层含油饱和度的方法。

背景技术

在石油勘探过程中，地层含油饱和度可用于判别地层产出流体类型或剩余油、气、水饱和度的分布，这对于石油勘探、采油是非常重要的，因此测定地层含油饱和度成为测井中的重点和热点。

在地层中存在有不同的类型的孔隙，而原油就存在于这些孔隙中，这些孔隙可分为裂隙、基质孔隙以及孤立孔洞。在声波密度测井中，不同的孔隙类型会具有不同的声波密度比η，例如裂隙的声波密度比η较小，而孤立孔洞的声波密度比η较大。

在现有技术中，通常使用以下方法来计算复杂孔隙地层含油饱和度：预先测定大量的地层胶结指数m，这可在实验室中分析地层样品而得到；然后依据孔隙类型，将其进行分类，确定不同孔隙类型的特征m值；然后依据测井特征，定性判断孔隙类型，例如当认为以裂隙为主时，选用裂隙孔隙类型的m值；当判断以孤立孔洞为主时，则选用孤立孔洞孔隙类型的m值。从而进一步采用阿尔奇公式计算含油饱和度。但是，这种方法存在一个需要解决的问题是，地层中的裂隙、基质孔隙与孤立孔洞所占孔隙比例不是固定的，而是动态变化的，这导致m值存在动态的变化，而这种方法不能反映地层实际胶结指数m的变化，另外，当地层中孔隙类型难以确定时，将导致难以准确选择胶结指数m，这些因素将导致现有技术的方法不能准确计算地层含油饱和度。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种计算地层含油饱和度的方法，通过本发明的方法能够大幅提高地层含油饱和度的计算精度。

根据本发明，提出了一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：

步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；

步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据该关系计算出与各个地层相对应的胶结指数m；

步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。

根据本发明的方法，在实验室中测得有限个胶结指数m，并且该胶结指数m具有对应于的声波密度比η，通过这些胶结指数m和声波密度比η建立两者之间的关系。之后借助于该关系能够计算出任意地层的胶结指数m，从而能更为精确地反映相应地层胶结指数m的变化状况。另外，通过本发明的方法，不必再考虑地层孔隙类型，这样也就避免了由于不能将地层的孔隙类型有效区分，而不能准确选择胶结指数m的状况。这些因素均使得通过本发明的方法能够更精确地计算得到地层含油饱和度S_h。

在一个实施例中，在步骤二中，声波密度比η与胶结指数m之间为线性关系。在一个优选的实施例中，声波密度比η与胶结指数m之间的线性关系能用：m=kη+b来表达，其中k、b对于特定的钻井地区为常数。根据本发明的声波密度比η与胶结指数m之间的关系，在胶结指数m中实际包含了声波密度比η的影响因素，并没有将胶结指数m和声波密度比η割裂，因此能更准确地反映地层胶结指数m的变化状况，从而精确地计算得到地层含油饱和度S_h。

在一个实施例中，在步骤三中，首先计算地层水饱和度S_w，地层含油饱和度S_h=1-S_w。在一个具体的实施例中，地层水饱和度S_w通过下面方法计算得到：其中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率，R_t为地层真电阻率，为总孔隙度；其中n、R_w对于特定的钻井地区为常数，而R_t和可通过现有技术而确定。

与现有技术相比，本发明的优点在于，（1）在本发明的方法中，借助声波密度比η与胶结指数m之间的关系，能够反映地层岩石的孔隙类型的变化状况，更准确地计算出相对于任意地层的胶结指数m，而且能够避免由于不同孔隙类型混杂，导致难以选择胶结指数m的状况，从而通过本发明的方法能够更精确地得到地层含油饱和度S_h。（2）在胶结指数m中实际包含了声波密度比η的影响因素，因此在使用m计算地层含油饱和度S_h时，也考虑了声波密度比η的影响，因此能精确地得到地层含油饱和度S_h。

附图说明

下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中：

图1是实施本发明的方法的流程图；

图2是根据实施例声波密度比与胶结指数的关系图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1显示了实施本发明的计算地层含油饱和度的方法10的流程图。包括以下步骤：

步骤11：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m。本领域的技术人员通常采用公式1计算声波密度比η，

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ma}}-{\mathrm{\ρ}}_b}{\mathrm{\Δt}}$     公式1

在公式1中，ρ_ma为骨架密度，ρ_b为补偿密度，Δt为声波时差。公式1和公式1中的参数均是本领域的技术人员所熟知的，这里不再详说明。

步骤12：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系计算出与各个地层相对应的胶结指数m。

步骤13：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。

为了实现步骤11，需要首先在特定地区钻井，并进行声波密度测井以得到对应不同地层的声波密度比η，并根据需要对地层岩石取样以在实验室中分析得到该地层的胶结指数m。

根据不同地层的声波密度比η的不同，可以区分出不同地层岩石中的孔隙类型，例如该井孔隙类型可分为裂隙、基质孔隙以及孤立孔洞。在实际地层中这些孔隙类型通常是混杂在一起出现的，而不同类型的孔隙混杂会具有不同类型的声波密度比η，不同类型的孔隙的混杂也对应了不同的胶结指数m。在现有技术中，针对特定地层，通过测井特征定性判断孔隙类型，选择特定的几种胶结指数m，这样会导致计算得到的地层含油饱和度会较大地偏离实际情况。但是，这里声波密度比η和胶结指数m是相对独立的参数，采用声波密度比η可以动态的确定m值得变化。

在步骤12中，通过将有限个胶结指数m和相应的声波密度比η拟合而得到它们之间的关系：

m=kη+b    公式2

其中k、b对于特定的钻井地区为常数。通过公式2，仅通过声波密度比η就能计算出该地层胶结指数m，这样对于每一个地层均具有自己特定的胶结指数m，从而能更为精确地反应相应地层的状况。也避免了通过声波密度比η难以确定地层的孔隙类型，从而难以选择胶结指数m的情况。另外，通过公式2计算得到的胶结指数m实际包含了声波密度比η的影响因素，并没有将胶结指数m和声波密度比η割裂，从而能更为精确地反应相应地层的状况。这些因素均有助于提高通过本发明的方法计算得到地层含油饱和度S_h的精度。

在步骤13中，首先根据阿尔奇公式，计算该地层的含水饱和度S_w，

$S_w=n\sqrt{\frac{R_W}{R_t{\mathrm{\φ}}^m}}$     公式3

在公式3中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率，R_t为地层真电阻率，为总孔隙度；n、R_w对于特定的钻井地区为常数，R_t和可通过计算获得，本领域的技术人员熟知其得知过程。公式3是本领域的技术人员所熟知的，这里不再赘述。该地层的的油饱和度S_h则通过公式4计算得到。

S_h=1-S_w    公式4

实施例1

选择T1井分析其地层的油饱和度S_h。预先测定了T1井地区的地层岩石孔隙类型，其中发育大量的泥晶方解石晶间微孔、生物体腔孔、裂缝、微裂缝。其中，裂缝、微裂缝可认为是“裂隙”，晶间微孔认为是“基质孔”，生物体腔孔可认为是“孤立孔洞”。并对该井进行了自然伽玛、深浅双侧向、补偿声波、补偿密度、补充中子常规测井，通过计算确定了地层真电阻率R_t与总孔隙度测试确定了该地区的n、R_w，其中n=1.82，R_w=0.07Ω·m，R_t和的数值见表1。

通过对区域内多口井取芯段样品开展岩电测试，分析其胶结指数m，进一步利用测井资料得到各样品对应的声波密度比η，将声波密度比η和胶结指数m进行拟合（如图2所示）得到得到公式5。

m=1.81η+1.32    公式5

根据公式3、4和5计算了T1井中不同地层的油饱和度S_h，如表1所示。

此外，在表1中还显示了根据现有技术中的方法计算得到的含油饱和度S’_h。其m值的选取规则为：首先通过孔隙结构分析，将区域内储层划分为裂隙型、基质孔隙型与孤立孔洞型储层，并分别计算了各类储层胶结指数平均m值，计算时，当综合判断为裂隙型储层，m取1.59；当判断以基质孔隙为主的储层时，m取1.8；当判断以孤立孔洞为主的储层时，m取2.13，这种选取规则也是本领域的技术人员所公知的。

表1

从表1中可以看出，根据本发明的方法计算出来的含油饱和度S_h比根据现有技术的方法计算出来的含油饱和度S’_h更接近分析含油饱和度数据，这说明本发明的发方法更能从本质上反映地层岩石的孔隙特征，提高了地层含油饱和度的计算精度。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的参数。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：

步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；

步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系计算出与各个地层相对应的胶结指数m；

步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述声波密度比η与胶结指数m之间为线性关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述声波密度比η与胶结指数m之间的线性关系能用：m=kη+b来表达，其中k、b对于特定的钻井地区为常数。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，首先计算地层含水饱和度S_w，地层含油饱和度S_h=1-S_w。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述地层水饱和度S_w通过下面方法计算得到：其中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率，R_t为地层真电阻率，为总孔隙度；n、R_w对于特定地区的钻井地层为常数，R_t和可通过现有技术而确定。