CN105447298A - 一种储层分析的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用孔隙结构参数进行储层分析的方法，包括：1)对目标层进行岩心采样并测定多个孔隙结构参数；2)获得目标层全井段的孔隙度和渗透率数据，并取得全井段的渗透率与孔隙度比值曲线；3)针对步骤1)测定的每个孔隙结构参数，进行拟合；4)挑选出步骤3)中的拟合程度好的孔隙结构参数，以及孔隙结构参数的拟合出的函数关系；5)计算得到目标层全井段的优选孔隙结构参数的指示曲线；6)建立孔隙结构指示曲线(Rc)的计算公式；以及7)计算出目标层的全井段的孔隙结构指示曲线，以此来对全井段目标层进行分析。本发明还涉及上述方法在油气勘探和/或开发中的应用。

Description

一种储层分析的方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种储层分析方法，尤其涉及一种利用孔隙结构参数来进行的储层分析方法。本发明还涉及该方法在油气勘探和/或开发领域的应用。

背景技术

储层分析一直是油气勘探、开发中的基础和重点。目前，常见的利用孔隙结构参数进行储层分析的基本思路是，通过对取心段的岩心或地面岩石样品进行采样后，在实验室通过压汞、铸体薄片、扫描电镜及核磁共振等手段，来确定其储层的孔隙结构参数，进而以点代面的来确定某一目标层的储层孔隙结构参数，以此来指导储层分析。《储层岩石微观孔隙结构研究方法与理论综述》(郝乐伟等，2013.10)和《致密储层孔隙隙结构研究方法概述》(彭攀等，2014.2)对储层岩石微观孔隙结构研究方法进行了总结和分析，从中可见目前的利用孔隙结构参数进行储层分析的方法基本都是基于数量有限的样品的孔隙结构参数对整个目标层进行分析的，这些方法对于取心资料较多的、且储层非均质性较弱的地区还比较适用，但是对于储层非均质性较强的致密砂岩储层则不太适用，主要存在如下两个方面的问题：

(1)由于钻井取心成本等的限制，不可能在钻井过程中进行大规模的取心，由于沉积环境、后期成岩作用和构造运动等因素的变化，储层在纵向上的分布存在着很大的非均质性，即使取心很多，也不可能把取全所有类型的储层样品。由于较大的非均质性，在分析整个储层时，准确性较低。

(2)由于分析测试工作量和成本等因素的限制，也不可能进行高密度的、大量的铸体薄片、电镜扫描和压汞等分析测试。因此，利用数量有限的样品孔隙结构参数来对目标层进行储层分析具有很大的局限性。

因此，本领域亟需一种可操作性更强和/或更加准确的方法来进行储层分析。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种新的利用孔隙结构参数进行储层分析的方法，包括如下步骤：

1)对目标层进行岩心采样，并对采样的每块岩心分别进行多个孔隙结构参数的测定；

2)获得测井专业计算的目标层全井段的孔隙度(Φ)和渗透率(k)数据，并且取全井段的渗透率与孔隙度比值曲线(k/Φ)；

3)针对步骤1)测定的每个孔隙结构参数，进行下列处理：将步骤1)测定得到的每个样品的该孔隙结构参数与对应的步骤2)计算得到的渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率进行交会，拟合出该孔隙结构参数与渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率的函数关系；

4)挑选出步骤3)中的拟合程度好的孔隙结构参数，以及孔隙结构参数的拟合出的函数关系；

5)将步骤2)中获得的全井段的孔隙度和/或渗透率分别代入步骤4)中得到的挑选出的孔隙结构参数的挑选出的拟合出的函数关系中，计算得到目标层全井段的挑选出的孔隙结构参数的指示曲线；

6)通过数学变换的方法，根据步骤4)中得到的挑选出的孔隙结构参数，建立孔隙结构指示曲线(Rc)的计算公式；以及

7)根据孔隙结构指示曲线(Rc)的计算公式，利用步骤5)中得到的全井段的每个挑选出的孔隙结构参数的指示曲线，计算出目标层的全井段的孔隙结构指示曲线，以此来对全井段目标层进行分析。

其中，除非在逻辑上是必要的之外，上述步骤1)至7)并不一定需要顺序地依次进行。

本发明的步骤1)中对目标层进行岩心采样，本领域的技术人员可以理解的是，优选选取最能够反映目标层的岩性组合以及储层特性的岩心。

在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述孔隙结构参数包括喉道半径(Rth)、孔隙半径(Rp)、最终进汞饱和度(Shg)、主流喉道半径、平均毛管半径、喉道半径方均根值、孔喉半径比平均值、微观均值系数、分选系数、最大连通喉道半径、排驱压力、总孔隙进汞饱和度、总喉道进汞饱和度、总孔/喉体积比和可动流体百分比等中的两种或多种，优选包括喉道半径(Rth)、孔隙半径(Rp)和最终进汞饱和度(Shg)。

步骤3)中的通过分析所述孔隙结构参数与渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率之间具备何种函数关系(如一次函数关系、二次函数关系、对数关系、指数关系等)，以其相关系数最高者为原则来进行所述拟合。

在本发明的一个优选的实施方式中，步骤4)中挑选得到的孔隙结构参数包括喉道半径(Rth)、孔隙半径(Rp)和/或最终进汞饱和度(Shg)。本发明的发明人经过实验发现，利用喉道半径(Rth)、孔隙半径(Rp)和/或最终进汞饱和度(Shg)能更加准确地反映储层的储藏油气情况，使得分析结果更加准确、客观。

在本发明的一个优选的实施方式中，步骤4)中挑选出的函数关系包括喉道半径与渗透率/孔隙度比值的函数关系、孔隙半径与孔隙度的函数关系和/或最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的函数关系。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述喉道半径与渗透率/孔隙度比值的函数关系为一次函数关系。在本发明的一个优选的实施方式中，所述孔隙半径与孔隙度的函数关系为一次函数关系。在本发明的一个优选的实施方式中，最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的函数关系为二次函数关系或一次函数关系，更加优选为二次函数关系。本发明的发明人经过实验发现，利用上述优选的函数关系能更加准确地反映储层的储藏油气情况，使得分析结果更加准确、客观。

在本发明的一个优选的实施方式中，以对步骤4)挑选得到的孔隙结构参数中影响储层性能较大的参数进行放大，对影响储层性能较小的参数进行缩小的方式来建立步骤6)中所述的孔隙结构指示曲线(Rc)的计算公式。这样能够使得分析结果更加直观。

例如，在一个优选的实施方式中，在步骤5)中得到目标层全井段的喉道半径指示曲线、最终进汞饱和度指示曲线和孔隙半径指示曲线。在此情况下，由于岩石储层的储集空间主要由孔隙和喉道组成，储层中流体的流动能力主要取决于喉道的大小，而孔隙半径与喉道半径大小往往存在2至3个数量级的级差，最终进汞饱和度主要反映了储层中流动能力和流体饱和度，因此，在建立孔隙结构指数时，对喉道半径进行放大，对孔隙半径和最终进汞饱和度进行缩小，最终使好储层、差储层及非储层的孔隙结构指数曲线呈现出较明显的差异，以达到利用孔隙结构指示曲线较直观的分析储层好坏的目的。因此，本发明的优选的实施方式是，利用数学变换的方法，对第五步中得到的全井的喉道半径指示曲线进行放大，对孔隙半径指示曲线和最终进汞饱和度指示曲线进行缩小，来建立孔隙结构指示曲线(Rc)计算公式。

在本发明的一个优选的实施方式中，使用步骤7)中计算出的目标层的全井段的孔隙结构指示曲线，参考测井解释的储层类型、储层中流体性质及测试产能，来对全井段目标层进行分析。

在本发明的一个优选的实施方式中，利用已知的能够进行储层分析的孔隙结构参数和/或孔隙结构参数与渗透率和/或孔隙度的函数关系，作为步骤4)中挑选出的孔隙结构参数和/或孔隙结构参数的拟合出的函数关系，从而省略步骤4)中的相应步骤，和/或省略步骤3)中相应的不挑选出的步骤。

本发明的另一个目的在于，提供一种利用上述方法在油气勘探和/或开发中的应用。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述应用为在非均质性强和/或大规模的储层的油气勘探和/或开发中的应用。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，所述应用是在致密砂岩储层的油气勘探和/或开发中的应用。

本发明的有益效果在于：

1.克服了现有技术中储层分析时仅采用数量有限的较少岩心样品的片面性和局限性。特别适用于非均质性强和/或大规模的储层的油气勘探和/或开发。

2.分析结果更加准确、客观。

3.可操作性更强。现有技术中为了尽可能准确地反映全井段的整个储层，需要尽可能多地非常大量地取样，而本发明由于采用了完全不同的思路，从而能够更少地采样就能够实现现有技术中非常大量采样才能达到的效果或者比它效果更好。减少了实际采样的次数，省时、省力，更加经济、环保。

4.解决了致密非均质储层无法用孔隙结构参数对全井段储层进行分析的问题。

5.直观。

附图说明

图1为本发明的利用孔隙结构参数进行储层评价的一种实施方式的工作流程。

图2为本发明的实施例1的某油田储层微观孔隙结构参数与孔渗关系图。其中图2A为喉道半径与渗透率/孔隙度比值的关系图；图2B为孔隙半径与孔隙度的关系图，图2C为最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的关系图。

图3为本发明的实施例1的某油田储层孔隙结构指数及综合评价单井柱状图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步详细描述。

应当注意的是，以下所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语、方程或公式为描述性和解释性词汇、方程或公式，而不是限定性词汇、方程或公式。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法和应用，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

实施例1

第一步，对目标层进行岩心采样，对采取的每块岩心样品分别进行恒速压汞和核磁共振两项分析测试，得到它们的包括喉道半径、孔隙半径、最终进汞饱和度、主流喉道半径、平均毛管半径、喉道半径方均根值、孔喉半径比平均值、微观均值系数、分选系数、最大连通喉道半径、排驱压力、总孔隙进汞饱和度、总喉道进汞饱和度、总孔/喉体积比和可动流体百分比的参数数据。

第二步，利用测井专业计算的目标层全井段的孔隙度(φ)、渗透率(k)曲线，求取全井段的渗透率与孔隙度比值曲线(k/φ)。

第三步，针对第一步测定的每个孔隙结构参数，进行下列处理：将第一步测定得到的每个样品的该孔隙结构参数与对应的第二步计算得到的渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率进行交会，拟合出该孔隙结构参数与渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率的函数关系。

第四步，挑选出第三步中的拟合程度好的孔隙结构参数，以及孔隙结构参数的拟合出的函数关系。

其中，通过分析所述孔隙结构参数与渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率之间具备何种函数关系(如一次函数关系、二次函数关系、对数关系、指数关系等)，以其相关系数最高者为原则来进行所述拟合。

通过比较分析，发现主流喉道半径、平均毛管半径、喉道半径方均根值、孔喉半径比平均值、微观均值系数、分选系数、最大连通喉道半径、排驱压力、总孔隙进汞饱和度、总喉道进汞饱和度、总孔/喉体积比和可动流体百分比等孔隙结构参数的拟合程度比较低，因此挑选出的孔隙结构参数为喉道半径、孔隙半径和最终进汞饱和度，这些孔隙结构参数的拟合出的函数关系为：

Rth＝3.1689*k/φ+0.3478(如图2A所示)；

Rp＝12.884*φ+27.917(如图2B所示)；

Shg＝-829.08*(k/φ)²+358.87*(k/φ)+13.119(如图2C所示)。

第五步，将第二步中计算的全井段的渗透率与孔隙度比值分别代入到第三步中所拟合出的函数关系中，计算出目标层全井段的喉道半径指示曲线、最终进汞饱和度指示曲线，将全井段的孔隙度值代入第三步所拟合出的函数关系中，计算出目标层全井段的孔隙半径指示曲线。

第六步，利用数学变换的方法，对第五步中得到的全井的喉道半径指示曲线进行放大，对孔隙半径指示曲线和最终进汞饱和度指示曲线进行缩小，建立孔隙结构指示曲线(Rc)计算公式如下：

Rc＝(A*Rth+Rp/B)*Shg/C

注：A、B、C为常数

说明：由于岩石储层的储集空间主要由孔隙和喉道组成，储层中流体的流动能力主要取决于喉道的大小，而孔隙半径与喉道半径大小往往存在2至3个数量级的级差，最终进汞饱和度主要反映了储层中流动能力和流体饱和度，因此，在建立孔隙结构指数时，对喉道半径进行放大，对孔隙半径和最终进汞饱和度进行缩小，最终使好储层、差储层及非储层的孔隙结构指数曲线呈现出较明显的差异，以达到利用孔隙结构指示曲线较直观的分析储层好坏的目的。

第七步，根据孔隙结构指示曲线(Rc)计算公式，计算出全井段的储层孔隙结构指示曲线，参考测井解释的储层类型、储层中流体性质及测试产能，来对全井段储层进行分析。

实施例2

第一步，对目标层进行岩心采样，对采取的每块岩心样品分别进行恒速压汞和核磁共振两项分析测试，得到它们的喉道半径(Rth)、孔隙半径(Rp)及最终进汞饱和度(Shg)参数数据。

第二步，利用测井专业计算的目标层全井段的孔隙度(φ)、渗透率(k)曲线，求取全井段的渗透率与孔隙度比值曲线(k/φ)。

第三步，将第一步测得的每个样品喉道半径与其对应的第二步中计算的渗透率/孔隙度比值进行交会，分析两者间具备何种函数关系(如一次函数关系、二次函数关系、对数关系、指数关系等)，以其相关系数最高者为原则，拟合出喉道半径与渗透率/孔隙度比值的函数关系(如图2A所示)，即：Rth＝3.1689*k/φ+0.3478。

将第一步中得到的每个样品孔隙半径与其对应第二步得到的孔隙度进行交会，拟合出孔隙半径与孔隙度的函数关系(如图2B所示)，即：Rp＝12.884*φ+27.917。

将第一步中得到的每个样品最终进汞饱和度与其对应的第二步得到的渗透率/孔隙度比值进行交会，拟合出最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的函数关系(如图2C所示)，即：Shg＝-829.08*(k/φ)²+358.87*(k/φ)+13.119。

第四步，省略。

第五步，将第二步中计算的全井段的渗透率与孔隙度比值分别代入到第三步中所拟合出的函数关系中，计算出目标层全井段的喉道半径指示曲线、最终进汞饱和度指示曲线，将全井段的孔隙度值代入第三步所拟合出的函数关系中，计算出目标层全井段的孔隙半径指示曲线。

第六步，利用数学变换的方法，对第五步中得到的全井的喉道半径指示曲线进行放大，对孔隙半径指示曲线和最终进汞饱和度指示曲线进行缩小，建立孔隙结构指示曲线(Rc)计算公式如下：

Rc＝(A*Rth+Rp/B)*Shg/C

注：A、B、C为常数

说明：由于岩石储层的储集空间主要由孔隙和喉道组成，储层中流体的流动能力主要取决于喉道的大小，而孔隙半径与喉道半径大小往往存在2至3个数量级的级差，最终进汞饱和度主要反映了储层中流动能力和流体饱和度，因此，在建立孔隙结构指数时，对喉道半径进行放大，对孔隙半径和最终进汞饱和度进行缩小，最终使好储层、差储层及非储层的孔隙结构指数曲线呈现出较明显的差异，以达到利用孔隙结构指示曲线较直观的分析储层好坏的目的。

第七步，根据孔隙结构指示曲线(Rc)计算公式，计算出全井段的储层孔隙结构指示曲线，参考测井解释的储层类型、储层中流体性质及测试产能，来对全井段储层进行分析。

实施例3

如图3所示，利用本发明的实施例1或2的方法获得某油田的全井段储层的孔隙结构指示曲线对研究目标层全井段储层分类分析方法如下：第一步，分别计算出某气田53口井的研究目标层段的孔隙结构指示曲线。

第二步，对每口井目标层段内的储层段孔隙结构指数(Rc)进行统计和分析。

第三步，对研究区内目标层段进行过油气测试的井，开展储层分析和流体解释，确定其流体产出层段，并结合流体产量高低，将其储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，统计出各储层的孔隙结构指数(Rc)分布范围，从而确定出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层孔隙结构指数(Rc)界限值。如某油田某目标层段的孔隙结构指数(Rc)界限值为：Ⅰ类储层：Rc>110，Ⅱ类储层：70<Rc<110，Ⅲ类储层：50<Rc<70。

第四步，以第三步确定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层孔隙结构指数(Rc)界限值为标准，利用第二步得到的统计结果，对研究内所有井目标层全井段进行储层分析和类别划分，从而实现研究内目标层段全井段储层的分布规律的分析。

上述技术方案只是本发明的一些实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改变，而不仅限于本发明上述具体实施方式所选择的孔隙结构参数，因此前面所选择的孔隙结构参数只是本目标层优选的参数，而并不具有限制性的意义，例如，反映喉道大小的参数也可选择主流喉道半径，而不选择喉道半径亦可。

Claims (10)

1.一种利用孔隙结构参数进行储层分析的方法，包括：

1)对目标层进行岩心采样，并对采样的每块岩心分别进行多个孔隙结构参数的测定；

2)获得测井专业计算的目标层全井段的孔隙度和渗透率数据，并且取得全井段的渗透率与孔隙度比值曲线；

3)针对步骤1)测定的每个孔隙结构参数，进行下列处理：将步骤1)测定得到的每个样品的该孔隙结构参数与对应的步骤2)计算得到的渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率进行交会，拟合出该孔隙结构参数与渗透率/孔隙度比值、孔隙度或者渗透率的函数关系；

4)挑选出步骤3)中的拟合程度好的孔隙结构参数，以及孔隙结构参数的拟合出的函数关系；

5)将步骤2)中获得的全井段的孔隙度和/或渗透率分别代入步骤4)中得到的挑选出的孔隙结构参数的挑选出的拟合出的函数关系中，计算得到目标层全井段的挑选出的孔隙结构参数的指示曲线；

6)通过数学变换的方法，根据步骤4)中得到的挑选出的孔隙结构参数，建立孔隙结构指示曲线的计算公式；以及

7)根据孔隙结构指示曲线的计算公式，利用步骤5)中得到的全井段的每个挑选出的孔隙结构参数的指示曲线，计算出目标层的全井段的孔隙结构指示曲线，以此来对全井段目标层进行分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述孔隙结构参数包括喉道半径、孔隙半径、最终进汞饱和度、主流喉道半径、平均毛管半径、喉道半径方均根值、孔喉半径比平均值、微观均值系数、分选系数、最大连通喉道半径、排驱压力、总孔隙进汞饱和度、总喉道进汞饱和度、总孔/喉体积比和可动流体百分比中的两种或多种，优选包括喉道半径、孔隙半径和最终进汞饱和度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤4)中挑选得到的孔隙结构参数包括喉道半径、孔隙半径和/或最终进汞饱和度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤4)中挑选出的函数关系包括喉道半径与渗透率/孔隙度比值的函数关系、孔隙半径与孔隙度的函数关系和/或最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的函数关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述喉道半径与渗透率/孔隙度比值的函数关系为一次函数关系。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述孔隙半径与孔隙度的函数关系为一次函数关系。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，最终进汞饱和度与渗透率/孔隙度比值的函数关系为二次函数关系或一次函数关系，优选为二次函数关系。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，以对步骤4)挑选得到的孔隙结构参数中影响储层性能较大的参数进行放大，对影响储层性能较小的参数进行缩小的方式来建立步骤6)中所述的孔隙结构指示曲线的计算公式。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，利用已知的能够进行储层分析的孔隙结构参数和/或孔隙结构参数与渗透率和/或孔隙度的函数关系，作为步骤4)中挑选出的孔隙结构参数和/或孔隙结构参数的拟合出的函数关系，从而省略步骤4)中的相应步骤，和/或省略步骤1)和3)中涉及的相应的不挑选出的孔隙结构参数的步骤。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法在油气勘探和/或开发中的应用，优选是在非均质性强和/或大规模的储层的油气勘探和/或开发中的应用，尤其优选在致密砂岩储层的油气勘探和/或开发中的应用。