CN105114064B - 确定致密砂岩储层饱和度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，包括：获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，根据所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；根据所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，能够较为准确地确定致密砂岩储层饱和度。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探中的油气藏储层测井评价技术领域，特别涉及一种确定致密砂岩储层饱和度的方法。
背景技术
在石油勘探开发中，测井评价的主要任务是基于测井获得的一系列参数以完成对测井油气层的识别和定量评价油气层。其中，所述一系列参数中的含油饱和度参数能够影响产层类型判断和储量计算的精度，因此在油气藏储层测井评价中显得极为重要。
具体的，所述含油饱和度一方面是油气层识别的基本依据。目前进行测井评价时，通常需要以所述饱和度作为划分产层依据，来确定油层、水层、油水同层、含油水层等类型，若含油饱和度计算不准确，则会影响并误判产层的类型。
另一方面，含油饱和度计算的结果决定了油气层定量评价的精度，其会直接影响以含油饱和度为主要参数的储量计算的精度。
现有的确定含油饱和度的方式，通常通过计算含水饱和度的值，然后通过含水饱和度确定含油饱和度的数值。
其中，Archie(阿尔奇)最早提出了油气层电阻率—含水饱和度之间的关系式，即Archie公式，如下所示：
式中：
Rw为地层水电阻率，单位为Ω.m(欧姆.米)；
Rt为岩石电阻率，单位为Ω.m；
φ为岩石孔隙度，小数；
Sw为含水饱和度，小数；
n为饱和度指数，单位为无因次量纲；
m为胶结指数，单位为无因次量纲；
a、b为与岩性有关的系数，其取值通常为1.0。
上述Archie公式主要适用于粒间孔隙且物性较好，即具有较单一的孔隙大小分布的砂岩储层。目前，随着油气勘探的不断深入，非常规致密砂岩油气、页岩油气等复杂储层油气藏逐渐成为勘探的潜力区。对于测井评价而言，复杂的孔隙结构控制了复杂储层的渗流与导电能力，直接影响了储集层的物性参数和油气水层的电性响应特征。对致密砂岩储集层的岩电实验研究发现，适用于中高孔渗储层的固定岩电参数的阿尔奇公式在致密砂岩储集层含油气性定量评价中存在一定的不适用性。
对于中高孔渗砂岩储层，其储集空间通常为粒间孔隙，并且孔隙和喉道的大小发育较为均一，可认为是均质储层，即孔隙结构相对简单(可近似认为具有相同的孔隙结构)，因此，其饱和度指数n通常为固定值。
而对于致密砂岩储层，通常其储集空间类型多样，粒间孔隙、粒内孔隙及微孔隙均有发育，且孔隙和喉道的大小分布也不均一，通常为非均质储层，即具有复杂的孔隙结构。因此，致密砂岩储层的电性响应不再是含油饱和度的单调函数，而是含油饱和度和孔隙结构的综合函数。也就是说，对孔隙结构具有一定响应的致密砂岩储层饱和度指数n也不再是固定值，而是随着孔隙结构的变化而变化，因此，为了准确计算复杂孔隙结构致密砂岩储层的含油饱和度，需要确定饱和度指数n值随孔隙结构变化的规律。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，能够较为准确地确定致密砂岩储层饱和度。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，包括：
获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，根据所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
根据所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，包括：
获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：地层因数、孔隙度、核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
根据所述地层因数、孔隙度获得岩心的胶结指数,通过所述岩心的胶结指数、孔隙度确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系；
根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
根据所述致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系、所述致密砂岩储层饱和度指数与所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
在优选的实施方式中，所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，还包括：选取多个致密砂岩储层的岩心样品，对选取的每个岩心分别进行岩心孔隙度实验、核磁共振T2谱实验、岩电实验。
在优选的实施方式中，所述岩心的个数在10个以上。
在优选的实施方式中，所述确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的关系包括：
通过所述岩电实验获得饱含水岩心电阻率、岩心所饱和的地层水电阻率，根据所述饱含水岩心电阻率、岩心所饱和的地层水电阻率确定地层因数；
通过所述岩心孔隙度实验确定所述每个岩心样品的孔隙度；
根据所述地层因数和每个岩心样品的孔隙度获得每个岩心样品的胶结指数；
通过最小二乘数据拟合法对所述孔隙度和胶结指数进行拟合，确定所述胶结指数与孔隙度的函数关系；
其中，令a＝1，则通过最小二乘数据拟合方法确定胶结指数m与孔隙度φ的函数关系为：
m＝f(φ)，
其中，F为地层因数，单位为无因次量纲；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Rw为岩心所饱和的地层水电阻率，单位为Ω.m；a为岩性系数，取1.0；m为胶结指数，单位为无因次量纲；φ为孔隙度，单位为无因次量纲。
在优选的实施方式中，所述确定最优固定截止值、大孔隙比例和大孔隙分量的方法包括：
通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定所述核磁总孔隙度，
通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定所述岩心束缚水饱和度，
通过所述岩心核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
其中所述最优固定截止值计算公式如下：
其中即为第j块岩心的核磁总孔隙度；
式中，x表示对x块岩心进行统计求其最佳截止值T2cutoff，P(T2i)表示横向弛豫时间为T2i时所对应的饱和岩心核磁孔隙度分量，Swir_test,j为第j块岩心通过测量核磁T2饱和谱与离心谱实验获得的束缚水饱和度；
岩心大孔隙分量φf和大孔隙比例α由下式求解：
其中，T2cutoff为利用目的层位所有实验岩心求取的最佳截止值。
在优选的实施方式中，通过所述岩心核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值的方法为无偏平均误差最小法。
在优选的实施方式中，通过所述岩电实验，获得不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率，
根据所述不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率确定电阻率增大系数；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数确定每个岩心的饱和度指数；
建立所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
其中饱和度指数n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量φf的关系图，依据所述关系建立分段函数，其表达式如下：
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为岩心含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，通过岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，为1.8至1.9；A、B为最小二乘拟合系数。
在优选的实施方式中，根据所述胶结指数与所述孔隙度的函数关系和所述饱和度指数与所述大孔隙分量的函数关系，获得改进的Archie模型，具体如下式：
式中，Rw为地层水电阻率，单位为Ω.m；
Rt为岩石电阻率，单位为Ω.m；
φ为岩石孔隙度，小数；
a、b为与岩性有关的系数，其取值为1.0；
α为大孔隙比例，小数；
Sw为含水饱和度，小数；
再通过So＝1-Sw，确定致密砂岩储层的含油饱和度So。
在优选的实施方式中，所述预定离心力大小为7兆帕以上。
本发明的特点和优点是：本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，通过确定饱和度指数随孔隙结构变化的规律，能够较为准确地确定致密砂岩储层饱和度，以为测井油气层识别和定量评价提供准确依据。进一步的，本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，在确定饱和度指数随孔隙结构变化的规律的同时，还通过确定胶结指数随孔隙结构变化的规律，建立改进的Archie模型，利用所述改进的Archie模型相对于现有的Archie模型饱和度指数、胶结指数为定值的情况，能够提高确定致密砂岩储层饱和度计算精度，以为测井油气层识别和定量评价提供更为准确的依据。
附图说明
图1是本发明实施例中一种确定致密砂岩储层饱和度的方法的步骤图；
图2是本发明实施例中一种确定致密砂岩储层饱和度的方法的步骤图；
图3是本发明实施例中一种对岩心样品进行核磁共振T2谱实验获得的核磁共振T2谱分布图；
图4是本发明实施例中一种确定饱和度与核磁大孔隙分量之间的函数关系图；
图5是本发明实施例中一种确定胶结指数与孔隙度之间的相关性关系图；
图6是利用本发明改进模型计算含水饱和度与利用阿尔奇原始模型计算含水饱和度的对比图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
本发明提供一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，其通过确定饱和度指数随孔隙结构变化的规律，能够较为准确地确定致密砂岩储层饱和度，以为测井油气层识别和定量评价的精度提供准确依据。
请参阅图1，本发明实施例中一种确定致密砂岩储层饱和度的方法的步骤图。所述定致密砂岩储层饱和度的方法包括如下步骤：
步骤S10：获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
步骤S12：根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，根据所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
步骤S14：根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
步骤S16：根据所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
在实施上述步骤S10前，可根据致密砂岩油气储层段的岩心、测井数据资料，选取致密砂岩油气层具有代表性的岩心样品，进行岩心孔隙度实验、核磁共振T2谱实验及岩电实验以获取岩心的基本参数。
所述选取的岩心的个数可在10个以上，以尽可能地选取到各个致密砂岩储层具有不同物性参数的岩心样品。若选取的岩心个数较少，可能选取时并没有较为全面地选取到各个岩层位置的岩心样品，可能会使得后续通过处理分析得到的岩电参数不具有对应层位储层的代表性。
所述具有代表性的岩心样品主要指选取的岩心其岩心参数即孔隙度、渗透率参数能够代表研究目的层位参数分布的大部分范围，选择的岩心不能是其参数分布在一个很局限的范围内，而不反映整个目的层孔隙度和渗透率参数分布的情况。具体的，岩心的孔隙度范围可在6％至13％之间，渗透率范围在0.005×10-3μm2(平方微米)至0.5×10-3μm2之间。
其中，所述岩心孔隙度实验是按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》标准流程进行。所述核磁共振T2谱实验是按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范(SY/T6490-2000)》标准流程进行。所述岩电实验是按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行。
步骤S10：获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数。
所述岩心的核磁总孔隙度，可通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定。
所述岩心的束缚水饱和度，可通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定。
所述岩心的电阻率增大系数，为不同含水饱和度下岩心电阻率与饱含水岩心电阻率的比值。所述不同含水饱和度下岩心电阻率与饱含水岩心电阻率可通过岩心实验测得。
所述岩心的含水饱和度，为实验设定值。具体的，其可设定为不同的值，例如100％、85％、65％等，可依次驱替减小。
步骤S12：根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量。
所述最佳截止值是指岩心中发育的大孔隙和小孔隙的分界线。
所述确定最优固定截止值、大孔隙比例和大孔隙分量的方法具体包括：
通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定所述核磁总孔隙度φNMR，
通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定所述岩心束缚水饱和度Swir，
通过所述岩心核磁总孔隙度φNMR、束缚水饱和度Swir确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度φNMR确定大孔隙比例φf和大孔隙分量α；
其中所述最优固定截止值计算公式如下：
其中即为第j块岩心的核磁总孔隙度；
式中，x表示对x块岩心进行统计求其最佳截止值T2cutoff，P(T2i)表示横向弛豫时间为T2i时所对应的饱和岩心核磁孔隙度分量，Swir_test,j为第j块岩心通过测量核磁T2饱和谱与离心谱实验获得的束缚水饱和度；
岩心大孔隙分量φf和大孔隙比例α由下式求解：
其中，T2cutoff为利用目的层位所有实验岩心求取的最佳截止值。
其中，通过所述岩心核磁总孔隙度φNMR、束缚水饱和度Swir确定最优固定截止值的方法可为无偏平均误差最小法。另外所述确定最优固定截止值的方法也可为平均截止值法等。所述无偏平均误差最小法相对于其他方法而言有利于提高计算精度。
在上述测量预定离心力下岩心离心T2谱分布的实验中，所述预定离心力大小为7兆帕以上。由于本发明针对的是致密的砂岩储层，因此在所述岩心离心T2谱实验中，需要提供足够的离心力，以充分将岩心中的水分甩出。
步骤S14：根据所述电阻率增大系数、含水饱和度获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系。
具体的，通过所述岩电实验，获得不同含水饱和度下岩心电阻率Rt、饱含水岩心电阻率Ro，
根据所述不同含水饱和度下岩心电阻率Rt、饱含水岩心电阻率Ro确定电阻率增大系数I；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数I确定每个岩心的饱和度指数n；
建立所述岩心的饱和度指数n和所述大孔隙分量φf的函数关系；
其中饱和度指数n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量φf的关系图，依据所述关系建立分段函数，其表达式如下：
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为岩心含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，通过岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，一般为1.8至1.9；A、B为最小二乘拟合系数。
步骤S16：根据所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
具体的，根据所述胶结指数与所述孔隙度的函数关系与所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系，获得改进的Archie模型，具体如下式：
式中，Rw为地层水电阻率，单位为Ω.m；
Rt为岩石电阻率，单位为Ω.m；
φ为岩石孔隙度，小数；
m为胶结指数，单位为无因次量纲；
a、b为与岩性有关的系数，其取值通常为1.0；
α为大孔隙比例，小数；
Sw为含水饱和度，小数；
再通过So＝1-Sw，确定致密砂岩储层的含油饱和度So。
此外，现有的计算含油饱和度的Archie公式中，其胶结指数m通常为固定值。而对于致密砂岩储层，通常其储集空间类型多样，粒间孔隙、粒内孔隙及微孔隙均有发育，且孔隙和喉道的大小分布也不均一，通常为非均质储层，即具有复杂的孔隙结构。因此，致密砂岩储层的电性响应也不再是物性的单调函数，而是物性和孔隙结构的综合函数。也就是说，对孔隙结构具有一定响应的致密砂岩储层岩电参数胶结指数m也不再是固定值，而是随着孔隙结构的变化而变化，因此，为了准确计算复杂孔隙结构致密砂岩储层的含油饱和度，本发明还提出了一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，其通过确定胶结指数随孔隙结构变化的规律，能够更为准确地确定致密砂岩储层饱和度，以为测井油气层识别和定量评价的精度提供准确依据。
请参阅图2，本发明实施例中一种确定致密砂岩储层饱和度的方法的步骤图。所述确定致密砂岩储层饱和度的方法包括如下步骤：
步骤S20：获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：地层因数、孔隙度、核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
步骤S22：根据所述地层因数、孔隙度获得岩心的胶结指数,通过所述岩心的胶结指数、孔隙度确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系；
步骤S24：根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，根据所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
步骤S26：根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
步骤S28：根据所述致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系、所述致密砂岩储层饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
在实施上述步骤S20前，可根据致密砂岩油气储层段的岩心、测井数据资料，选取致密砂岩油气层具有代表性的岩心样品，进行岩心孔隙度实验、核磁共振T2谱实验及岩电实验以获取岩心的基本参数。
所述选取的岩心的个数可在10个以上，以尽可能地选取到各个致密砂岩储层具有不同物性参数的岩心样品。若选取的岩心个数较少，可能选取时并没有较为全面地选取到各个岩层位置的岩心样品，可能会使得后续通过处理分析得到的岩电参数不具有对应层位储层的代表性。
所述具有代表性的岩心样品主要指选取的岩心其岩心参数即孔隙度、渗透率参数能够代表研究目的层位参数分布的大部分范围，选择的岩心不能是其参数分布在一个很局限的范围内，而不反映整个目的层孔隙度和渗透率参数分布的情况。具体的，岩心的孔隙度范围可在6％至13％之间，渗透率范围在0.005×10-3μm2(平方微米)至0.5×10-3μm2之间。
其中，所述岩心孔隙度实验是按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》标准流程进行。所述核磁共振T2谱实验是按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范(SY/T6490-2000)》标准流程进行。所述岩电实验是按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行。
步骤S20：获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：地层因数、孔隙度、核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数。
所述岩心的地层因数，为饱含水岩心电阻率Ro、岩心所饱和的地层水电阻率Rw的比值。所述饱含水岩心电阻率Ro、岩心所饱和的地层水电阻率Rw可通过所述岩电实验获得。
所述岩心的孔隙度，可通过岩心孔隙度实验测得。
所述岩心的核磁总孔隙度，可通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定。
所述岩心的束缚水饱和度，可通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定。
所述岩心的电阻率增大系数，为不同含水饱和度下岩心电阻率与饱含水岩心电阻率的比值。所述不同含水饱和度下岩心电阻率与饱含水岩心电阻率可通过岩心实验测得。
所述岩心的含水饱和度，为实验设定值。具体的，其可设定为不同的值，例如100％、85％、65％等，可依次驱替减小。
步骤S22：根据所述地层因数、孔隙度获得岩心的胶结指数,通过所述岩心的胶结指数、孔隙度确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的关系。
所述确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的关系包括：
通过所述岩电实验获得饱含水岩心电阻率Ro、岩心所饱和的地层水电阻率Rw，根据所述饱含水岩心电阻率Ro、岩心所饱和的地层水电阻率Rw确定地层因数F；
通过所述岩心孔隙度实验确定所述每个岩心样品的孔隙度φ；
根据所述地层因数F和每个岩心样品的孔隙度φ获得每个岩心样品的胶结指数m；
通过最小二乘数据拟合法对所述孔隙度φ和胶结指数m进行拟合，确定所述胶结指数m与孔隙度φ的函数关系；
其中，令a＝1，则通过最小二乘数据拟合方法确定胶结指数m与孔隙度φ的函数关系为：
m＝f(φ)，
其中，F为地层因数，单位为无因次量纲；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Rw为岩心所饱和的地层水电阻率，单位为Ω.m；a为岩性系数，通常取1.0；m为胶结指数，单位为无因次量纲；φ为孔隙度，单位为无因次量纲。
步骤S24：根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量。
所述确定最优固定截止值、大孔隙比例和大孔隙分量的方法具体包括：
通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定所述核磁总孔隙度φNMR，
通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定所述岩心束缚水饱和度Swir，
通过所述岩心核磁总孔隙度φNMR、束缚水饱和度Swir确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度φNMR确定大孔隙比例α和大孔隙分量φf；
其中所述最优固定截止值计算公式如下：
其中即为第j块岩心的核磁总孔隙度；
式中，x表示对x块岩心进行统计求其最佳截止值T2cutoff，P(T2i)表示横向弛豫时间为T2i时所对应的饱和岩心核磁孔隙度分量，Swir_test,j为第j块岩心通过测量核磁T2饱和谱与离心谱实验获得的束缚水饱和度；
岩心大孔隙分量φf和大孔隙比例α由下式求解：
其中，T2cutoff为利用目的层位所有实验岩心求取的最佳截止值。
其中，通过所述岩心核磁总孔隙度φNMR、束缚水饱和度Swir确定最优固定截止值的方法可为无偏平均误差最小法。另外所述确定最优固定截止值的方法也可为平均截止值法等。所述无偏平均误差最小法相对于其他方法而言有利于提高计算精度。
在上述测量预定离心力下岩心离心T2谱分布的实验中，所述预定离心力大小为7兆帕以上。由于本发明针对的是致密的砂岩储层，因此在所述岩心离心T2谱实验中，需要提供足够的离心力，以充分将岩心中的水分甩出。
步骤S26：根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系。
具体的，通过所述岩电实验，获得不同含水饱和度下岩心电阻率Rt、饱含水岩心电阻率Ro，
根据所述不同含水饱和度下岩心电阻率Rt、饱含水岩心电阻率Ro确定电阻率增大系数I；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数I确定每个岩心的饱和度指数n；
建立所述岩心的饱和度指数n和所述大孔隙分量φf的函数关系；
其中饱和度指数n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量φf的关系图，依据所述关系建立分段函数，其表达式如下：
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为岩心含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，通过岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，一般为1.8至1.9；A、B为最小二乘拟合系数。
步骤S28：根据所述致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系、所述致密砂岩储层饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
根据所述胶结指数与所述孔隙度的关系与所述饱和度指数和所述大孔隙分量的关系，获得改进的Archie模型，具体如下式：
式中，Rw为地层水电阻率，单位为Ω.m；
Rt为岩石电阻率，单位为Ω.m；
φ为岩石孔隙度，小数；
a、b为与岩性有关的系数，其取值通常为1.0；
α为大孔隙比例，小数；
Sw为含水饱和度，小数；
再通过So＝1-Sw，确定致密砂岩储层的含油饱和度So。
本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，通过确定饱和度指数随孔隙结构变化的规律，能够较为准确地确定致密砂岩储层饱和度，以为测井油气层识别和定量评价提供准确依据。进一步的，本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法，在确定饱和度指数随孔隙结构变化的规律的同时，还通过确定胶结指数随孔隙结构变化的规律，建立改进的Archie模型，利用所述改进的Archie模型相对于现有的Archie模型饱和度指数、胶结指数为定值的情况，能够提高确定致密砂岩储层饱和度的精度，以为测井油气层识别和定量评价提供更为准确的依据。
以下结合具体的实验数据，进行举例说明。
根据油气储层段的岩心、测井数据资料，选取致密砂岩油气层具有代表性的岩心样品，进行岩心孔隙度、核磁共振T2谱及岩电实验。
本实施例中选择一油田区块一个层位的致密砂岩油气储层段作为待研究的目的层，收集目的层段的岩心资料和测井资料，并根据这些资料选出了具有代表性的岩心样品13块。所述岩心样品的孔隙度在6.2％～12.2％之间，渗透率在0.008×10-3μm2至0.262×10-3μm2之间。
将每个岩心按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》标准流程进行岩心孔隙度实验；按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范(SY/T6490-2000)》标准流程进行核磁共振T2谱实验；按照《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法(SY/T5385-2007)》标准流程进行岩电实验。测量得到岩心孔隙度、饱含水和离心状态下岩心核磁共振T2谱、饱和岩样的地层水电阻率Rw、岩样饱含水岩石电阻率Ro、每块岩样在不同含水饱和度Sw条件下岩石的电阻率Rt。
根据地层因数与孔隙度关系岩电实验结果，可确定每块岩心的胶结指数m值，通过最小二乘数据拟合方法确定m与孔隙度φ的函数关系；
m值确定方法为：利用公式令a＝1，则通过最小二乘数据拟合方法确定目的层段m与孔隙度φ的函数关系为：
m＝f(φ)
其中，F为地层因数，单位为无因次量纲；
Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；
Rw为岩心所饱和的地层水电阻率，单位为Ω.m；
a为岩性系数，通常取1.0；m为胶结指数，单位为无因次量纲；φ为孔隙度，单位为无因次量纲。
请参见图3，利用上述计算得到的岩心胶结指数m与岩心孔隙度实验获得的岩心孔隙度φ，建立两者之间的相关关系，得到：m＝4.3931*φ+1.3706。从图3中可知两者相关系数较高，相关系数平方R2＝0.7583。通常情况下，如果相关系数大于等于0.85，相关系数的平方大于等于0.72则表明两者是线性相关度好。
根据核磁共振T2谱实验可确定岩心束缚水饱和度Swir，采用无偏平均误差最小法来确定最优的固定截止值，结合岩心核磁孔隙度可获得大孔隙比例α和大孔隙分量φf。
按照《岩样核磁共振参数实验室测量规范(SY/T6490-2000)》标准流程进行核磁共振T2谱实验，测量饱和水岩心T2谱分布并计算得到其核磁总孔隙度φNMR；测量一定离心转速条件下岩心离心后T2谱分布，通过离心T2谱分布谱累积面积与饱和水T2谱累积面积的比值可获得岩心的束缚水饱和度Swir；采用无偏平均误差最小法来确定最优的固定截止值，即所有实验岩心由该固定截止值计算得到的束缚水饱和度与其岩心T2谱实验获得的束缚水饱和度Swir之间的误差总和达到最小，此时得到的T2截止值即为最优固定截止值，其数学算法表达如下：
其中即为第j块岩心的核磁总孔隙度。
式中，n表示对n块岩心进行统计求其最佳截止值T2cutoff，P(T2i)表示横向弛豫时间为T2i时所对应的饱和岩心核磁孔隙度分量，Swir_test,j为第j块岩心通过测量核磁T2饱和谱与离心谱实验获得的束缚水饱和度。
请参见图4，利用上述核磁共振T2谱实验方法测量得到某块致密砂岩岩心核磁共振T2饱和谱，对饱和岩心用离心机采用7MPa(兆帕)离心力进行高速离心，测量离心后岩心的核磁共振离心T2谱。
对所有岩心采用上述的核磁共振T2谱实验，得到目的层段岩心最佳截止值T2cutoff＝10ms(毫秒)，则岩心大孔隙分量φf和大孔隙比例α由下式求解：
根据电阻率增大系数与含水饱和度关系岩电实验结果，确定每块岩心的n值，利用n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量φf的关系可建立分段函数，确定致密砂岩储层饱和度指数n与大孔隙分量φf的函数关系。
n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量φf的关系图版，依据图版建立分段函数，其表达式如下：
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，需目的层段大量岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，一般为1.8～1.9；A、B为最小二乘拟合系数。
请参见图4，利用上述计算得到的岩心饱和度指数n与大孔隙分量φf建立两者之间的相关函数，本实施例得到的结果为：
具体的，如图5，根据图中数据点的变化趋势即饱和度n值随大孔隙分量φf的变化规律来划分分段函数界限进而得到φi值。图5中当大孔隙分量φf的值小于或等于5.5％(或0.055)时，饱和度n随φi为幂指数单调递减函数；而当大孔隙分量大于5.5％(或0.055)时，饱和度指数n值变化不大，即近似为恒定常数。
根据上述构建的能够反映岩石不同孔隙结构变化的胶结指数m和饱和度指数n的函数，建立变m、n参数的改进阿尔奇饱和度模型用于致密砂岩储层含油饱和度评价。
具体的，改进阿尔奇饱和度模型具体如下式：
利用上式即可计算致密砂岩储层的含水饱和度，进而计算致密砂岩储层的含油饱和度So，So＝1-Sw。
请参见图6，图6中右边倒数第二道中的改进模型计算含水饱和度(实线)；与右边倒数第二道中的原始模型计算含水饱和度(虚线)对比图。图6中右边倒数第二道中右侧杆状阴影区为密闭取心分析含水饱和度的结果。所述密闭取芯含水饱和度结果是在油田现场对密闭取芯的岩心及时利用萃取法进行含水饱和度测量实验得到的。从图6中改进模型和原始模型分别与密闭取芯分析的含水饱和度进行对比，具体的可参看85和87号两个层段，上述两个层段改进模型计算的含水饱和度与岩心分析含水饱和度大体变化趋势和值都基本接近，而原始模型计算的结果黑色虚线要远大于岩心分析含水饱和度，导致原始模型计算的含油饱和度结果偏低。因此，利用本发明所述确定致密砂岩储层饱和度的方法提供的变m、n参数的改进阿尔奇模型计算的结果与实际地层密闭取芯分析结果更为接近，其在具有复杂孔隙结构的致密砂岩储层含油饱和度定量评价中具有良好的应用效果。
本说明书中的上述各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似部分相互参照即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例不同之处。
以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于，包括：
获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，根据所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；其中，所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系具体通过下述方式确定：
选取多个致密砂岩储层的岩心样品，对选取的每个岩心分别进行岩心孔隙度实验、核磁共振T2谱实验、岩电实验；
通过所述岩电实验，获得不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率，
根据所述不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率确定电阻率增大系数；
根据所述不同含水饱和度下电阻率增大系数确定每个岩心的饱和度指数；
建立所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
其中饱和度指数n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量f的关系图，依据所述关系建立分段函数，其表达式如下：
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</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为岩心含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，通过岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，为1.8至1.9；A、B为最小二乘拟合系数；
根据所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
2.一种确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于，包括：
获取岩心的基本参数，所述基本参数包括：地层因数、孔隙度、核磁总孔隙度、束缚水饱和度、不同含水饱和度下的电阻率增大系数；
根据所述地层因数、孔隙度获得岩心的胶结指数,通过所述岩心的胶结指数、孔隙度确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系；
根据所述核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，所述最优固定截止值、所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
根据所述不同含水饱和度下的电阻率增大系数获得岩心的饱和度指数，根据所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量确定致密砂岩储层的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；其中，所述饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系具体通过下述方式确定：
选取多个致密砂岩储层的岩心样品，对选取的每个岩心分别进行岩心孔隙度实验、核磁共振T2谱实验、岩电实验；
通过所述岩电实验，获得不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率，
根据所述不同含水饱和度下岩心电阻率、饱含水岩心电阻率确定电阻率增大系数；
根据所述不同含水饱和度下电阻率增大系数确定每个岩心的饱和度指数；
建立所述岩心的饱和度指数和所述大孔隙分量的函数关系；
其中饱和度指数n值确定方法为：利用公式令b＝1，则绘制n值与核磁共振T2谱确定的大孔隙分量f的关系图，依据所述关系建立分段函数，其表达式如下：
<mfenced open = "{" close = "">
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</mtable>
</mfenced>
其中I为电阻率增大系数，单位为无因次量纲；Rt为不同含水饱和度下岩心电阻率，单位为Ω.m；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Sw为岩心含水饱和度；b为岩性系数，通常取1.0；n为饱和度指数，单位为无因次量纲；φf为岩心大孔隙分量，单位为无因次量纲；α为大孔隙比例，单位为无因次量纲；φi为饱和度指数n分段函数的界限，通过岩电实验数据确定，单位为无因次量纲；C为常数，为1.8至1.9；A、B为最小二乘拟合系数；
根据所述致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的函数关系、所述致密砂岩储层饱和度指数与所述大孔隙分量的函数关系确定致密砂岩储层饱和度。
3.如权利要求1或2所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于：所述岩心的个数在10个以上。
4.如权利要求2所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于，所述确定致密砂岩储层胶结指数与所述孔隙度的关系包括：
通过所述岩电实验获得饱含水岩心电阻率、岩心所饱和的地层水电阻率，根据所述饱含水岩心电阻率、岩心所饱和的地层水电阻率确定地层因数；
通过所述岩心孔隙度实验确定所述每个岩心样品的孔隙度；
根据所述地层因数和每个岩心样品的孔隙度获得每个岩心样品的胶结指数；
通过最小二乘数据拟合法对所述孔隙度和胶结指数进行拟合，确定所述胶结指数与孔隙度的函数关系；
其中，令a＝1，则通过最小二乘数据拟合方法确定胶结指数m与孔隙度φ的函数关系为：
m＝f(φ)，
其中，F为地层因数，单位为无因次量纲；Ro为饱含水岩心电阻率，单位为Ω.m；Rw为岩心所饱和的地层水电阻率，单位为Ω.m；a为岩性系数，取1.0；m为胶结指数，单位为无因次量纲；φ为孔隙度，单位为无因次量纲。
5.如权利要求3所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于，所述确定最优固定截止值、大孔隙比例和大孔隙分量的方法包括：
通过所述核磁共振T2谱实验中的测量饱和水岩心T2谱确定所述核磁总孔隙度，
通过测量预定离心力下岩心离心T2谱分布，根据所述岩心离心T2谱累积面积与饱和水岩心T2谱累积面积的比值确定所述岩心束缚水饱和度，
通过所述岩心核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值，结合所述核磁总孔隙度确定大孔隙比例和大孔隙分量；
其中所述最优固定截止值计算公式如下：
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其中即为第j块岩心的核磁总孔隙度；
式中，x表示对x块岩心进行统计求其最佳截止值T2cutoff，P(T2i)表示横向弛豫时间为T2i时所对应的饱和岩心核磁孔隙度分量，Swir_test,j为第j块岩心通过测量核磁T2饱和谱与离心谱实验获得的束缚水饱和度；
岩心大孔隙分量φf和大孔隙比例α由下式求解：
<mrow>
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<mi>N</mi>
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</mrow>
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</mrow>
其中，T2cutoff为利用目的层位所有实验岩心求取的最佳截止值。
6.如权利要求5所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于：通过所述岩心核磁总孔隙度、束缚水饱和度确定最优固定截止值的方法为无偏平均误差最小法。
7.如权利要求4所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于：
根据所述胶结指数与所述孔隙度的函数关系和所述饱和度指数与所述大孔隙分量的函数关系，获得改进的Archie模型，具体如下式：
<mrow>
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</mrow>
式中，Rw为地层水电阻率，单位为Ω.m；
Rt为岩石电阻率，单位为Ω.m；
φ为岩石孔隙度，小数；
a、b为与岩性有关的系数，其取值为1.0；
α为大孔隙比例，小数；
Sw为总含水饱和度，小数；
再通过So＝1-Sw，确定致密砂岩储层的含油饱和度So。
8.如权利要求5所述的确定致密砂岩储层饱和度的方法，其特征在于：所述预定离心力大小为7兆帕以上。
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