CN104948176B - 一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，是利用岩心分析及常规测井资料来识别碳酸盐岩储层裂缝的新方法，从岩心分析资料出发，建立岩心分析孔隙度与渗透率交会图，分析交会图，建立基质渗透率模型，根据定义的渗透增大率I_k公式计算每个数据点的岩心渗透增大率I_k；然后选择与同深度点对地层裂缝反映敏感的测井曲线数据，建立利用测井数据计算渗透增大率I_k的数学模型；选取了测井曲线与岩心渗透增大率I_k进行多元统计分析，得到了渗透增大率I_k的计算公式，I_k值越大，则地层裂缝越发育。本发明方法简单、可靠，且精确度较高；方法所需资料来源广泛，且获取资料的成本较低；该方法适用性强，在各种地层均能适用。

Description

一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法

技术领域

本发明涉及一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，是利用岩心分析及常规测井资料来识别碳酸盐岩储层裂缝的新方法，属于石油天然气勘探领域。

背景技术

目前全球油气储量的80％存在于碳酸盐岩储层中，而且许多高产油气藏为碳酸盐岩储层，裂缝是储层重要的组成部分，其不仅是重要的储集空间，而且是良好的渗流通道，还控制着溶孔(洞)的发育。因此识别碳酸盐岩裂缝对油气藏的勘探和开发有着重要意义。但由于碳酸盐岩的非均质性等，给对碳酸盐岩裂缝的识别带来了重重困难。

因此国内外很多测井解释、方法研究专家对碳酸盐岩裂缝的识别做了大量工作。世界上最早针对裂缝展开测井方法的研究开始于20世纪50年代，国内则在20世纪80年代开始，比较传统的裂缝识别手段是地表露头及岩心取样。但根据露头裂缝识别裂缝，因为是统计了大量数据，必然会使解释精确度显著降低且露头裂缝不一定能完全代表地下裂缝。岩心取样研究碳酸盐岩裂缝虽然能比较直观准确的识别裂缝特征，但取心成本高、数量少，且碳酸盐岩裂缝的非均质性，地下与地上的环境不同等原因，取出的岩心不能准确的反应广大地层的地下情况。Nelson应用常规测井资料，对裂缝段的自然伽马、自然电位、双侧向、井径、密度、中子、声波等测井曲线进行研究，但只利用常规测井资料识别裂缝具有多解性强和综合处理方法局限。后来随着技术的发展，斯仑贝谢公司的地层微电阻率成像测井(FMI)和哈里伯顿公司的偶极声波测井逐渐用来识别裂缝，虽然可以直观识别各种裂缝，但其花费太高，不适于大面积测量，只能在少数井中使用，因而造成一定的局限性。核磁共振测井也应用在碳酸盐岩裂缝识别中，虽然有常规测井无法比拟的优越性，但当裂缝被泥质充填时，也难以判断其是否有效。同时，国内外许多学者基于常规测井资料，结合多学科知识，也取得了不错的应用效果，如统计学法和分形法等。不过在应用过程中仍存在诸多的弊端，如利用BP神经网络、K最邻近分类算法等识别裂缝是对选取裂缝特征参数和学习样本有很高要求，如果选取不准确将会导致识别裂缝的失误。总体上来说，成像测井虽然可以比较准确和直观的识别裂缝，但其成本高，考虑到经济效益，只能在少数的井中应用。本发明充分利用常规测井资料，在没有成像测井资料的情况下，结合岩心分析数据，计算渗透增大率并以其来识别碳酸盐岩裂缝，有效的解决目前广大油田面临的缺乏大量成像测井资料，而无法有效识别裂缝的难题。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，利用建立常规测井曲线与渗透增大率的数学模型，来识别碳酸盐岩储层裂缝。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，包括以下步骤：

①首先，从岩心分析资料出发，建立岩心分析孔隙度与渗透率交会图，分析交会图，建立基质渗透率模型，根据定义的渗透增大率I_k公式计算每个数据点的岩心渗透增大率I_k；

②然后选择与同深度点对地层裂缝反映敏感的测井曲线数据，建立利用测井数据计算渗透增大率I_k的数学模型；

③选取了本区DBX井自然伽玛(GR)、去铀伽玛(CGR)、体积密度曲线(DEN)、中感应曲线(ILM)、深感应曲线(ILD)等5条测井曲线与岩心渗透增大率I_k进行多元统计分析，得到了渗透增大率I_k的计算公式；根据渗透增大率的值来判断碳酸盐岩储层裂缝的发育程度，一般地，I_k>1，说明该地层有裂缝存在，I_k值越大，则地层裂缝越发育。

以常规测井资料为依据，建立渗透增大率：

式中，I_k—渗透增大率；K_C—岩心分析渗透率，×10^-3μm²；

K_j—基质渗透率，×10^-3μm²

根据岩心孔隙度与岩心渗透率交会图，拟合基质渗透率公式：

式中,K_j—基质渗透率，×10^-3μm²；

φ_c—岩心分析孔隙度，％。

根据岩心分析渗透率，结合每个数据点由公式(2)计算的基质渗透率，由公式(1)计算出渗透增大率I_k，然后提取常规测井资料中对裂缝敏感的测井参数，建立常规测井曲线与渗透增大率的数学模型：

lnI_k＝A₁×X₁+A₂×X₂+A₃×X₃+……+A_n×X_n (3)

式中，A₁、A₂、A₃……A_n—多元回归系数；X₁、X₂、X₃……X_n—根据地区特点选取的常规测井曲线值。

本发明的优点是：1、本发明以常规测井资料为基础，利用岩心分析资料计算渗透增大率I_k，以此建立测井资料计算渗透增大率I_k的数学关系式。方法简单、可靠，且精确度较高；2、方法所需资料来源广泛，且获取资料的成本较低，尤其是避免了利用价格昂贵的成像测井资料；3、该方法适用性强，在各种地层均能适用。

附图说明

图1是本发明一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法的DBX井岩心分析孔隙度与渗透率交会图；

图2是本发明的DBX井岩心基质孔隙度与渗透率交会图；

图3是本发明的DBX井渗透增大率I_k与裂缝孔隙度关系图；

图4是本发明的DBX井渗透增大率I_k与裂缝孔隙度频率分布直方图。

具体实施方式

结合附图、根据实施例进一步说明本发明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，包括以下步骤：

①建立岩心分析孔隙度与渗透率交会图：如图1所示，图中数据点较为明显的分为两个部分，图中绿色方框内的点，为样品有不同程度裂缝发育的点，其渗透率与孔隙度不呈明显的正相关关系；其余各点则反映储层基质部分孔隙度与渗透率的明显的正相关关系。依据图1的孔渗关系，删除了图中有裂缝影响的数据点(见图2)，依据公式(2)建立DBX井基质渗透率计算关系式：

式中,K_j—基质渗透率，×10^-3μm²；

φ_c—岩心分析孔隙度，％。

②利用定义的渗透增大率公式(1)，结合建立的基质渗透率计算模型，计算每个样品的渗透增大率I_k的值。

③选择与对地层裂缝反映敏感的测井曲线，即确定公式(3)中的自变量X₁、X₂、X₃……X_n。对比分析岩心观察裂缝发育情况与测井曲线特征关系，确定建立模型须用的测井信息。本井选择了GR、CGR、DEN、ILD、ILM这些测井曲线作为自变量。

④建立利用常规测井曲线计算渗透增大率I_k的数学模型。即确定公式(3)中的系数A₁、A₂、A₃……A_n。用岩心资料计算的I_k与同深度处的测井曲线值进行多元统计分析，得到I_k的计算公式如下。

lnI_k＝4.657′ILD/ILM-9.463×DEN-0.167×GR+0.267×CGR+17.999 (5)

式中,GR—自然伽马，API；CGR—去铀伽马，API；DEN—体积密度，g/cm³；ILM—中感应，Ω.m；ILD—深感应，Ω.m。

从图3和图4中可以看出，渗透增大率I_k与同深度处岩心资料计算的裂缝孔隙度参数相关性较好，说明I_k能够较好地反映裂缝发育的层段及其程度，因此可以利用该方法对碳酸盐岩储层裂缝进行有效识别。

Claims (1)

1.一种基于渗透增大率识别碳酸盐岩储层裂缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①首先，从岩心分析资料出发，建立岩心分析孔隙度与渗透率交会图，分析交会图，建立基质渗透率模型，根据定义的渗透增大率I_k公式计算每个数据点的岩心渗透增大率I_k；

②然后选择与同深度点对地层裂缝反映敏感的测井曲线数据，建立利用测井数据计算渗透增大率I_k的数学模型；

③选取了本区DBX井自然伽玛、去铀伽玛、体积密度曲线、中感应曲线、深感应曲线5条测井曲线与岩心渗透增大率I_k进行多元统计分析，得到了渗透增大率I_k的计算公式；根据渗透增大率的值来判断碳酸盐岩储层裂缝的发育程度，I_k＞1，说明该地层有裂缝存在，I_k值越大，则地层裂缝越发育；

以常规测井资料为依据，建立渗透增大率：

式中，I_k—渗透增大率；K_C—岩心分析渗透率，×10^-3μm²；

K_j—基质渗透率，×10^-3μm²

根据岩心孔隙度与岩心渗透率交会图，拟合基质渗透率公式：

式中,K_j—基质渗透率，×10^-3μm²；

φ_c—岩心分析孔隙度，％；

a、b—拟合系数；

根据岩心分析渗透率，结合每个数据点由公式(2)计算的基质渗透率，由公式(1)计算出渗透增大率I_k，然后提取常规测井资料中对裂缝敏感的测井参数，建立常规测井曲线与渗透增大率的数学模型：

lnI_k＝A₁×X₁+A₂×X₂+A₃×X₃+……+A_n×X_n (3)

式中，A₁、A₂、A₃……A_n—多元回归系数；X₁、X₂、X₃……X_n—根据地区特点选取的常规测井曲线值。