CN104781648A - 一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，基于球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系；获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。该方法摆脱了毛细管压力曲线的依赖，分类方法从孔隙结构本身出发，使得储层孔隙结构分类更加精细，取得了很好的分类效果。
Description
技术领域
本发明涉及油气开发和钻井新技术领域，特别涉及一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法。
背景技术
储层孔隙结构分类是油气田地质评价和储层测井评价的前提和基础，也是油气田开发的重要依据。然而随着复杂储层及低孔低渗储层在勘探开发中所占比值的日益提升，传统的利用毛管压力曲线进行储层孔隙结构分类的方法已经不能满足储层研究和评价的需要，其局限性有三点：一是毛管压力曲线孔隙结构分类是一种形态描述分类方法，属于定性描述范畴，不能满足储层精细评价和产能预测等研究的定量化要求；二是毛管压力曲线依赖于实验室岩石样品分析，样品不具有代表性或者样品密度不够都会导致分类结果的不准确；三是复杂储层的孔隙结构按照形态描述分类标准，有时无法进行明确分类，实际孔隙结构的类型往往介于两类或者三类孔隙结构类型之间或者之外。因此，有必要提出新的储层孔隙结构分类方法。
近年来，针对以上问题许多学者提出了基于岩石物理相进行储层孔隙结构分类的方法，主要包括流动带指数法和储层品质指数法。该方法的优点在于不依赖于实验室毛管压力曲线的测试，而且能够定量性的评价，但是在原理上仍然延续了毛管压力曲线选线分类的思想，仍然存在以上所提到的的局限性。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法。
根据本发明的一个方面，提供一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，包括：
一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，包括：
根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系，其中，所述等效孔半径比值Cd为球管模型中管形孔半径Rc与球形孔半径Rs的比值；
获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；
根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；
对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；
根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。
本发明实施例中，根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系；获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。该方法摆脱了毛细管压力曲线的依赖，分类方法从孔隙结构本身出发，使得储层孔隙结构分类更加精细，取得了很好的分类效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的球管模型空隙结构图；
图2是本发明实施例提供的单个球管模型的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法流程图；
图4是本发明实施例提供的球管模型的分组Cd的示意图；
图5是本发明实施例提供的不同井的Cd路径分类的示意图。
具体实施方式
本发明主要解决目前储层孔隙结构分类方法，无法进行定量研究，分类方式单一、不准确的技术问题。本发明提出了一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，利用核磁共振岩石物理分析数据或者核磁共振成像测井数据对储层孔隙结构进行分类，满足储层精细评价和产能预测的需要、克服传统毛细管压力曲线形态描述的不够精确的局限性。
采用本发明成果后，基于对核磁共振岩石物理分析数据或者核磁共振成像测井数据分析，即可对储层孔隙结构进行分类，该方法改变了孔隙结构研究方法单一的局面，且不再依赖于岩心测试毛细管压力曲线，利用核磁共振数据从孔隙结构本身的结构情况入手，深化了核磁共振数据的应用，利用该方法进行孔隙结构分类具有较好的效果，能够满足储层精细评价的需要。
本发明实施例中提出的一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法是建立在球管模型的基础上的，首先需要利用核磁共振数据建立球管模型。把岩石内部的所有孔隙，按照空间的大小，分成N组，其中，第i组孔隙的横向弛豫时间可以表达为(公式一)：
其中，T2B为自由弛豫时间，为表面弛豫时间倒数，为扩散弛豫时间倒数，在实际应用场景中，流体的自由弛豫时间T2B很长，公式一中等号右边的第一项趋近于零，在无梯度场实验，或G×TE很小(即回波间隔很小)时，方程的第三项也趋近于零，所以，岩石的孔隙横向时间T2主要取决于第二项其中，ρ2为岩石的横向弛豫率，在同一地层中，ρ2可以认为恒定值，因此，第i组孔隙的横向弛豫时间，主要受每组空隙的面积与体积比值的影响。利用等效球体模型，可以将第i组孔隙假象为一个等效的球体，其半径为Re，相应地，则Re＝3ρ2T2i。在实际应用场景中，岩石的孔隙网络并非由一个个孤立的孔隙组成，而是由孔隙和喉道组成(如图1所示)，采用球管模型对第i组空隙的结构进行近似(如图2所示)，Rc为管形孔半径，Rs为球形孔半径，等效孔半径比值Cd为Rc与Rs的比值，则有Cd为一特定值时，球管模型的表面积与Rei对应的表面积相等。对岩石内部的孔隙进行分组，组与组之间的孔隙按照大小依此排列，即大孔隙不会出现在小孔隙分组中。为此，需要考虑孔隙分组之间的约束方法。使用表面积约束方法，也就是分组内等效球体的表面积Se与分组内的球管模型的表面积Sc+Ss相等，约束方程为：
Cd反映了球管模型内部球形孔和管形孔的匹配方式，每一组球管模型都可以有独立的Cd值。Cd的取值区间在[0,1]之间，其中，0表示没有管形孔，只有球形孔；1表示没有球形孔，只有管形孔。
本发明实施例中，基于以上介绍的球管模型，说明本发明实施例的一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，流程图如图3所示。
步骤301、根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系；
其中，所述等效孔半径比值Cd为球管模型中管形孔半径Rc与球形孔半径Rs的比值。等效孔半径比值Cd反映了球管模型分组内部球形孔和管形孔的匹配方式，每一组孔隙的球管模型都可以有独立的Cd值。Cd的取值区间在[0,1]之间，其中，0表示没有管形孔，只有球形孔；1表示没有球形孔，只有管形孔。假设有N组孔隙，从第1组到第N组，每组的Cd可以在[0,1]之间任意取值，建立映射关系复杂。步骤301可以采用一种优化方法，例如：如图4所示，横向弛豫时间存在128个分组，将128个分组划分为3个组群，组群的分界分别位于第1组，第32组，第64组和第128组。然后，在每个分界上，让Cd取离散数值，例如：0.0、0.25、0.50、0.75和1.0。相邻组群的分界用直线相连。按照排列组合，从第1个分界线到第4分界线之间，共有625种连接方法，即存在625种第一映射关系。
步骤302、获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；
其中，岩石样品中的孔隙是由一系列大小不等的孔隙组成，单个孔隙的回波信号的幅度存在单指数衰减规律，实际测量过程中接收到的回波信号一y(t)是一系列单个孔隙的回波信号的叠加，其中，fi为第i组孔隙在总孔隙中所占份额，T2i为第i组孔隙的横向弛豫时间，t为测量时间，利用现有技术对y(t)的测试值进行多指数反演，可求解出各组孔隙的横向弛豫时间以及各组孔隙在总孔隙中所占份额fi。
步骤303、根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；
其中，每组空隙的弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd是唯一对应的。
步骤304、对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；
其中，对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，存在多种方法，例如：对比图5中第二映射关系与图4第一映射关系的相似性，或者，计算第一映射关系与第二映射关系的方差。
步骤305、根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。
其中，通过步骤304获取与第二映射关系最相似的第一映射关系之后，即可知与该第一映射关系对应的储层孔隙结构分类。
本发明实施例中，根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系，其中，所述等效孔半径比值Cd为球管模型中管形孔半径Rc与球形孔半径Rs的比值；获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。该方法摆脱了毛细管压力曲线的依赖，分类方法从孔隙结构本身出发，使得储层孔隙结构分类更加精细，取得了很好的分类效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，其特征在于，包括：
根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系，其中，所述等效孔半径比值Cd为球管模型中管形孔半径Rc与球形孔半径Rs的比值；
获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值；
根据所述横向弛豫时间T2的测量值计算岩石样品对应的等效孔半径比值Cd，建立所述横向弛豫时间T2的测量值与岩石样品对应的等效孔半径比值Cd的第二映射关系；
对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系；
根据与所述第二映射关系最相似的第一映射关系对应的储层孔隙结构，对岩石样品的储层孔隙结构进行分类。
2.根据权利要求1所述的基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，其特征在于，所述对比所述第一映射关系与所述第二映射关系的相似度，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系最相似的第一映射关系，包括：
计算所述第一映射关系与所述第二映射关系的方差，在不同储层孔隙结构对应的第一映射关系中，获取与所述第二映射关系方差最小的第一映射关系。
3.根据权利要求1所述的基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，其特征在于，所述根据球管模型，建立不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd的第一映射关系，包括：
通过约束方程计算第i组等效孔半径比值Cd，其中，Re为等效球体半径等于3ρ2T2i，其中，ρ2为横向弛豫率，T2i为第i组横向弛豫时间，i为正整数；
建立第i组横向弛豫时间与等效孔半径比值Cd的第一映射关系。
4.根据权利要求1所述的基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，其特征在于，所述获取岩石样品的横向弛豫时间T2的测量值，包括：
根据核磁共振测井回波数据，对回波数据进行反演运算获得各空隙的横向弛豫时间T2i，i为正整数。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于球管模型的储层孔隙结构分类方法，其特征在于，所述方法，还包括：
对不同储层孔隙结构对应的横向弛豫时间T2与等效孔半径比值Cd进行分组布点。
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