CN106019403B - 自生自储油气层孔隙度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自生自储油气层孔隙度测量方法，属于页岩储层勘探的技术领域。本发明所述的测量方法包括以下步骤：利用ΔlgR法确定有机碳含量TOC；根据有机碳含量TOC确定有机质体积V_k；利用XRD、TOC实测以及物性实验确定有机质测井响应特征；建立测井资料有机质校正方法，确定有机质校正后的测井曲线；采取多元回归方法或者中子‑密度的方法确定孔隙度。本发明以岩石物理实验为基础可以准确评估岩石中有机质的测井响应值，并通过岩石体积物理模型去除有机质对测井曲线的影响，确定了岩石有机质校正的普适性关系，因而本发明的测量方法具有良好的通用性，能够更全面的反映页岩层段岩石测井响应特征，具有精度高、通用性好的优点。

Description

自生自储油气层孔隙度测量方法

技术领域

本发明涉及页岩储层勘探的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种自生自储油气层孔隙度测量方法。

背景技术

在现有技术中，油气储层孔隙度定量评价方法是根据威力(Wyllie)公式或者测井曲线多元拟合建立起来的。威力公式为：

式中，φ－孔隙度，小数；Logma、Logf－分别为岩石骨架声波、密度或中子值，地层流体声波、密度或中子值；单位分别为us/m，g/cm³，％；Log－目的层声波、密度或中子测井值，单位分别为us/m，g/cm3，％。

多元拟合的方法是在选择2条或以上测井曲线作为变量建立一个多元方程，公式为：

φ＝a×Log₁+b×Log₂+...+n×Log_n(2)

式中，φ－孔隙度，小数；Log1、Log2、Logn－分别为岩石某测井值；a、b、c－系数，无量纲。

在常规砂岩储层中，声波测井、密度测井、中子孔隙度测井(Log)主要反映地层孔隙度的变化，此时储层孔隙度可以利用上述两类公式精确计算出来。但是，在自生自储、有机质含量高的页岩储层中，有机质与孔隙对测井曲线的影响相同，测井曲线的异常是孔隙度与有机质共同作用的结果。受有机质的影响，通过常规的方法往往会过高计算地层真实的孔隙度，很难满足当前勘探开发的需求，因此准确的获得测井曲线孔隙度异常值，是解决页岩气储层孔隙度定量评价方法之一。

有机质含量越高对孔隙度计算精度的影响越大，所以去除有机质的影响建立高精度模型显得尤为重要。目前，为建立精确的孔隙度模型是将有机质含量较多地方实测的孔隙度数据删除，或者根据有机质含量的不同进行分级，进而采用不同的拟合方法。尽管此方法可以在一定程度上满足实际研究的需求，但是并没有给出彻底解决有机质的影响的普适性方法，这样就不利于高精度孔隙度模型的建立。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自生自储油气层孔隙度测量方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种自生自储油气层孔隙度测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过岩石热解实验测量镜质体反射率Ro，确定非烃源岩的位置，得到非烃源岩岩石的电阻率Rt_基线和声波时差基线△t_基线；

2)利用△lgR方法确定岩石中有机碳含量TOC：

ΔlgR＝lg(Rt/Rt_基线)+0.02×(Δt-Δt_基线) (1)

式中Rt为岩石电阻率，Rt_基线为非烃源岩泥岩段电阻率，△t为岩石声波时差值，△t_基线为非烃源岩泥岩段声波时差值，Ro为镜质体反射率；

3)根据式3，求出岩石中有机质的体积百分比，

式3中：TOC，有机碳含量；ρ_b，地层的体积密度；ρ_k，有机质的密度；γ是转换因子，根据不同的成岩作用阶段、不同的干酪根类型取不同的值；

4)选择两组XRD测试中矿物成分相同、孔隙度相等，但是TOC测试数据不同的岩芯数据；假定岩芯由有机质与非有机质两部分组成，假设岩芯中去除有机质后的测井值为log_nk，体积为V_nk，有机质的测井值为log_k，体积为V_k，那么存在有机质的测井值即为：

log＝log_k×V_k+log_nk×V_nk (4)

其中：

V_nk+V_k＝1 (5)

式中：log为岩石测井响应值，log_k为有机质的测井响应特征值，log_nk为非有机质的测井响应特征值；

5)根据步骤4)可以得到有机质的测井响应特征值为：

6)通过公式(6)确定有机质的测井响应特征值，再根据岩石体积物理模型对测井曲线进行校正：

log_c为校正后的测井曲线，其中V_k由公式(3)得到；

7)利用有机质校正后的测井曲线采用多元回归或者中子-密度的方法建立页岩储层的孔隙度定量关系式：

φ＝a×Δt_c+b×CNL_c+C×DEN_c+d (9)

式中：φ－孔隙度，小数；Log_ma、Log_f－分别为岩石骨架声波、密度或中子值，地层流体声波、密度或中子值，单位分别为us/m、g/cm³、％；Logc－经有机质校正的声波、密度或中子测井值，单位分别为us/m、g/cm³、％；△t_c－校正后的声波时差测井值，DENc－校正后的密度测井值，g/cm³；CNLc－校正后的补偿中子测井值，％。

与现有技术相比，本发明所述的自生自储油气层孔隙度测量方法具有以下有益效果：

本发明以岩石物理实验为基础可以准确评估岩石中有机质的测井响应值，并通过岩石体积物理模型去除有机质对测井曲线的影响，确定了岩石有机质校正的普适性关系，因而本发明的测量方法具有良好的通用性，能够更全面的反映页岩层段岩石测井响应特征，具有精度高、通用性好的优点。

附图说明

图1为本发明所述的孔隙度测量方法的流程示意图。

图2为实施例1所述的岩石体积物理模型。

图3为实施例1所述的测井曲线有机质校正的原理示意图。

图4为实施例1以某油田A井页岩气储层的测试以及对比汇总结果。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的自生自储油气层孔隙度测量方法做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明基于以下原理建立：有机质密度较低，有机质存在的地方压实作用也比围岩弱，具有较高的声波时差；存在有机质的地层中的含氢量高，对快中子减速能力强，显示为高中子孔隙度；有机质很容易吸附放射性元素铀，显示为高伽马。有机质在测井响应特征上具有与地层孔隙相同的特性，如果直接利用测井曲线建立孔隙度模型，或者直接与实测孔隙度进行多元拟合，会因为有机质存在的原因导致求取的孔隙度不准确。因此，本发明通过计算有机质体积，通过岩石物理体积模型的方法消除岩石中有机质对测井响应的影响，从而利用多方法计算地层真实的孔隙度。本发明所述的自生自储油气层孔隙度测量的流程如图1所示。

实施例：以某油田A井页岩气储层为例

1)通过岩石热解实验测量到某油田A井的镜质体反射率Ro，确定并非烃源岩的位置，得到非烃源岩岩石的电阻率和声波时差基线(Rt基线、△t基线)。

2)根据公式(10)、(11)

ΔlgR＝lg(Rt/Rt_基线)+0.02×(Δt-Δt_基线) (10)

求解出该油田A井页岩储层的有机碳含量TOC。

3)根据公式(12)

求解出该油田A井页岩储层中有机质的体积，其中γ的取值如表1所示：

表1转换因子γ取值范围

成岩作用阶段—碎屑沉积物在机械压实作用以及微生物作用下转化为沉积岩，并在该阶段末期转化为有机质(包含部分原始的干酪根)；后生作用阶段—随着埋深不断增大，温度、压力增加，有机质在开始大量生烃。

4)利用XRD、TOC实测及物性实验确定了两个TOC不同但是矿物和孔隙度相同的两块岩芯，根据公式(13)和(14)

其中V_k由步骤3)获得，如图2所示，假定岩芯主要有两部分组成，分别是有机质与非有机质，则V_nk＝1-V_k，由此可确定页岩储层岩石中有机质的声波、中子，或密度测井响应特征；

5)根据公式(15)、(16)和(17)

确定有机质校正后的测井曲线；校正前后的曲线如图3所示。

6)最后采取多元回归的方法利用公式确定该油田A井的孔隙度φ。

φ＝0.036225×Δt_c-8.1553×DEN_c+13.92021

本发明可以通过Techlog，Interactive Petro physics，Geoframe，Forward，Lead等软件来计算该油田A井页岩储层的孔隙度φ。如图4所示，是采用Techlog软件绘制出的孔隙度φ，从图中可以看出：在第五、六、七道，是利用上述方法基于第四道有机质体积百分比对测井曲线校正前、后曲线的展示。在第八道，是利用中子孔隙度、密度孔隙度进行几何平均求出的孔隙度，二者求出的孔隙度经过几何平均后可以互相弥补不足，但是从图中可以清楚的看出计算值和实验值之间存在一定的误差。在第九道，孔隙度φ是基于第五、六、七道校正后的测井曲线建立模型得到的。从第九道可以看出孔隙度φ的计算值和实验室之间的误差很小，说明基于该油田A井页岩储层有机质校正后计算的孔隙度比第8道使用其他普通话方法更准确，因此，改进了页岩储层孔隙度φ的计算精度。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自生自储油气层孔隙度测量方法，其特征在于：所述测量方法包括通过有机质含量对测井曲线进行校正的步骤；所述测量方法包括以下步骤：根据有机碳含量TOC确定有机质体积V_k；利用XRD、TOC实测以及物性实验确定有机质测井响应特征；确定有机质校正后的测井曲线；采取多元回归方法或者中子-密度的方法确定孔隙度。

2.根据权利要求1所述的自生自储油气层孔隙度测量方法，其特征在于：利用ΔlgR法确定有机碳含量TOC。

3.根据权利要求1所述的自生自储油气层孔隙度测量方法，其特征在于：利用确定有机质体积V_k，式中：TOC，有机碳含量；ρ_b，地层的体积密度；ρ_k，有机质的密度；γ是转换因子。