CN106323835A - 确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法，包括：选取目标岩储层的多个岩心样本；获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系；获取待测岩心的束缚水饱和度；根据所述待测岩心的束缚水饱和度基于所述对应关系计算所述待测岩心的胶结指数。

Description

确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法

技术领域

本发明涉及油气藏储层测井评价技术领域，特别涉及一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法。

背景技术

储层岩石的导电性主要取决于孔隙空间中的流体性质、饱和状态及其空间分布，对非均质碳酸盐岩储层而言，孔隙结构对电阻率的影响非常显著，有时缝洞对电阻率的影响远超含油气性的影响，很多研究者试图摆脱70多年来单纯依赖电阻率曲线计算饱和度的传统方法，尝试利用各种非电法测井计算碳酸盐岩饱和度，但效果并不理想。因此，迄今为止，以电法测井为基础的饱和度计算依然是最切实、可行的方法。

Archie(1942)最早提出了含油气储层电阻率增大率—含水饱和度、地层因素—孔隙度之间的关系式。李宁(1989)以非均匀各向异性地层模型为基础，通过完整的数学推导，给出了电阻率增大率—含水饱和度、地层因素—孔隙度之间的关系式。一般关系式从理论上解决了非均质复杂储层饱和度的精确定量计算问题，但在现有技术条件下，要将其应用到实际生产中还需要解决两个关键技术问题：首先，一般关系式是一个通解方程，不便于直接用于编程计算，即在现有测井技术条件下，确定一般关系中的所有参数相当困难，因此实际应用中需要根据实际的储层特征选择满足精度要求的最短形式(也称最佳形式)；其次，需要选择一种可靠的方法准确确定最佳形式中各个待定参数，使得最终确定的计算模型能够最大限度地反映储层电阻率与含水饱和度之间的真实规律。

以Archie公式为核心的含油气饱和度计算中，涉及到胶结指数m、饱和度指数n这两个重要的岩电参数，在碳酸盐岩储层中，如何准确确定胶结指数m和饱和度指数n，一直以来是岩石物理学家及测井分析家研究的重点。蒋进勇等(2004)针对塔河油田通过递归分析得到了胶结指数m，朱留方等(2007)川东北地区以溶孔型、裂缝—溶孔型海相碳酸盐岩储集层，仅以层组来区分m、n值具有一定局限性，必须在按层组统计的基础上，再利用不同孔隙度区间来进一步回归m值，并由岩电实验数据回归得到不同层段、不同孔隙类型的m值。田素月等(2009)在对普光地区189块岩心岩石物理实验资料分析的基础上，讨论了胶结指数m的影响因素，并利用岩电实验资料计算出了该地区的m值。韩双等(2010)指出对孔隙胶结指数的研究，有通过岩电实验统计的，也有通过建立孔隙模型推导的。由于各种方法都有一定的局限性，因此找到一个能较全面反映各个因素的又不引入多参数的方法将是准确计算m值的关键。

在实际研究中，为了获得用于饱和度计算的胶结参数m，通常的做法是首先对某一地区某层段多个岩心分别进行岩电实验，然后将这些结果放在一起，以Archie公式或者扩展的Archie公式为基础，利用最小二乘拟合得到该地区地层因素(F)与孔隙度之间的关系，进而确定胶结指数m的数值。对于物性较好、非均质性较弱的砂岩储层，常规方法可以取得较好的应用效果，然而对于孔隙结构复杂、非均质性强的储层，简单的拟合方法只能获得该地区胶结指数m的平均数值，无法准确获取目的层段胶结指数m的数值。

由于我国海相碳酸盐岩油气地质条件复杂，形成于多旋回的叠合盆地，地质时代老，演化历史长，后期改造强烈，使得碳酸盐岩储层类型多、非均质性强，利用一个地区胶结指数m的平均数值不能准确计算每个层段储层的含油气饱和度。为了进一步提高非均质碳酸盐岩储层含油气饱和度的计算精度，需要根据各个层段储层的孔隙特征动态确定胶结指数m的数值。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法，以能够准确确定非均质碳酸盐岩胶结指数，从而能够动态确定碳酸盐岩饱和度模型参数以及提高饱和度计算精度。

为达到上述目的，本申请提供一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法，包括：

选取目标岩储层的多个岩心样本；

获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系；

获取待测岩心的束缚水饱和度；

根据所述待测岩心的束缚水饱和度基于所述对应关系计算所述待测岩心的胶结指数。

作为一种优选的实施方式，选取10块以上目标岩储层的岩心样本。

作为一种优选的实施方式，所述选取目标岩储层的多个岩心样本包括：

确定目标岩储层的位置、有效厚度；

根据成像测井资料确定目标岩储层的取心位置；

在所述取心位置钻取多个岩心样本。

作为一种优选的实施方式，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系包括：

获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度；

获取每个所述岩心样本的胶结指数；

将所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度线性拟合以获得胶结指数与束缚水饱和度的对应关系；所述对应关系如下：

m＝aSwir+b；

m为胶结指数；Swir为束缚水饱和度。

作为一种优选的实施方式，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系还包括：

根据孔渗参数按照预定规则选取部分数量的所述岩心样本；

相对应的，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数包括：

获取所述部分数量的所述岩心样本中每个所述岩心样本的胶结指数。

作为一种优选的实施方式，所述预定规则为所选择的岩心样本为含孔洞、微裂缝以及以粒间、晶间孔为主且孔洞裂缝不发育的储层岩心。

作为一种优选的实施方式，所述获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度包括：

对每个所述岩心样本进行孔渗参数测量及离心实验以确定束缚水饱和度。

作为一种优选的实施方式，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数包括：

对每个所述岩心样本进行饱和水岩电实验以获取胶结指数。

作为一种优选的实施方式，所述获取所述待测岩心的束缚水饱和度包括：

对所述待测岩心进行孔渗参数测量及离心实验以确定束缚水饱和度。

通过以上描述可以看出，与传统储层胶结指数m的确定方法相比，本发明提出的方法具有以下几个显著的优点：1)确定方法简便：一旦该地区胶结指数m与束缚水饱和度S_wir之间的关系建立，利用该方法，不需再对目的层段岩心进行储层条件饱含水岩电实验，只需通过离心实验(或它方法)确定岩心的束缚水饱和度，便可确定对应储层段胶结指数m的数值,克服了储层条件岩电实验的困难；2)参数更为准确：利用该方法能够根据目的层位不同储层特征确定对应的胶结指数，体现了不同孔隙结构电性的差异，而传统方法通过地层因素F与孔隙度关系只能确定研究区域的平均胶结指数，不能反映区域内储层特性差异对电性的影响；(3)便于利用测井资料动态确定：利用该方法，利用测井资料能够方便地实现胶结指数m的动态计算，从而提高复杂碳酸盐岩油气饱和度的计算精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种实施方式所提供的确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法步骤流程图；

图2是长庆油田某层段胶结指数m与束缚水饱和度Swir之间的关系图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请一种实施方式提供一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法，该方法包括以下步骤：

S100：选取目标岩储层的多个岩心样本；

为较好的反映储层类别，在本步骤中，优选地选取10块以上目标岩储层的岩心样本。

该步骤S100中可以选取研究区域有代表性的岩心样本，是指在对常规、成像测井等资料综合分析基础之上，确定目的层位的位置、有效厚度，并根据常规、成像测井等资料在纵向上的变化特征，确定取心位置并钻取有代表性的岩心样本。

具体地，所述选取多块目标岩储层的岩心样本(步骤S100)可以包括以下子步骤：S110、确定目标岩储层的位置、有效厚度；S120、根据成像测井资料确定目标岩储层的取心位置；S130、在所述取心位置钻取多个岩心样本。

S200：获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系；

其中，本步骤S200可以通过以下步骤执行：S210、获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度；S220、获取每个所述岩心样本的胶结指数；S230、将所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度线性拟合以获得胶结指数与束缚水饱和度的对应关系。所述对应关系为：m＝aSwir+b；其中，m为胶结指数；Swir为束缚水饱和度。

在步骤S200中，首先对所选取的岩心样本，进行孔隙度、渗透率参数测量，然后对所选择的岩心进行离心实验。实验中离心力的选择应参考地层压力及储层孔隙特征。离心实验中，应先测量岩心样本的饱含水重量，然后在一定转速(或者说离心力)下进行离心实验，实验结束后测量离心后的岩心样本重量,并计算岩心的束缚水饱和度。实验中离心力的选择应考虑地层压力及储层孔隙特征即，所述获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度(步骤S210)可以包括：对每个所述岩心样本进行孔渗参数测量及离心实验以确定束缚水饱和度。

实验中地层水的类型及矿化度根据研究区域地层水分析资料确定，实验温度以及围压根据目的层段的储层温度及压力确定。在(储层条件饱含水)岩电实验基础上，并结合S210中孔隙度测量结果确定每个岩心胶结指数m的数值。即，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数(S220)可以包括：对每个所述岩心样本进行饱和水岩电实验以获取胶结指数。

进一步的，为获取合理准确的计算结果，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系(步骤S200)还可以包括步骤：S225、根据孔渗参数按照预定规则选取部分数量的所述岩心样本。

相对应的，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数步骤(S230)则包括(为)：S231、获取所述部分数量的所述岩心样本中每个所述岩心样本的胶结指数。

通过步骤S225可以剔除不合理的数据，从而提高计算的精度。根据孔渗参数选择具有代表性的岩心开展饱含水岩电实验(即对完全饱含水岩心进行电阻率实验)。由于碳酸盐岩储层孔隙类型多、非均质性强、岩电关系复杂，为了使所建立的评价模型更加准确，选择用于建立定量评价模型的岩心应该具有代表性，也即含孔洞、微裂缝以及以粒间、晶间孔为主而孔洞裂缝不发育储层岩心都应包括，也可以理解为，所述预定规则为所选择的岩心样本为含孔洞、微裂缝以及以粒间、晶间孔为主且孔洞裂缝不发育的储层岩心。具体到孔渗关系而言，就是所选择的岩心应覆盖高孔、高渗、低孔高渗以及高孔低渗等孔渗关系的不同区域。从而剔除不合理的岩心样本后，对剩余的岩心样本每个均进行岩电实验(即步骤S231)。

在步骤S230中，根据所选择的具有代表性岩心的束缚水饱和度Swir、胶结指数m的计算结果，通过线性拟合确定该地区胶结指数m与束缚水饱和度Swir之间的关系：

m＝a·Swir+b

上述公式中参数a、b对特定地区的特定层位而言是常数，但不同地区、不同层位上述参数的数值存在差异，参数a、b的数值可通过岩心实验确定。。

S300：获取所述待测岩心的束缚水饱和度；

在本步骤中，对待测岩心进行孔隙度、渗透率参数测量，然后待测岩心进行离心实验。实验中离心力的选择应参考储层的孔隙及压力特性。离心实验中，应先测量待测岩心的饱含水重量，然后在一定转速(或者说离心力)下进行离心实验，实验结束后测量离心后的待测岩心重量,并计算待测岩心的束缚水饱和度。

S400：根据所述待测岩心的束缚水饱和度基于所述对应关系计算所述待测岩心的胶结指数。

通过步骤S300确定待测岩心的束缚水饱和度为Swir_待，在步骤S400中即为将Swir_待带入步骤S230中的胶结指数与束缚水饱和度的对应关系，从而得到待测岩心的胶结指数m_待＝aSwir_待+b。

通过以上描述可以看出，与传统储层胶结指数m的确定方法相比，本发明提出的方法具有以下几个显著的优点：1)确定方法简便：一旦该地区胶结指数m与束缚水饱和度S_wir之间的关系建立，利用该方法，不需再对目的层段岩心进行储层条件饱含水岩电实验，只需通过离心实验(或它方法)确定岩心的束缚水饱和度，便可确定对应储层段胶结指数m的数值,克服了储层条件岩电实验的困难；2)参数更为准确：利用该方法能够根据目的层位不同储层特征确定对应的胶结指数，体现了不同孔隙结构电性的差异，而传统方法通过地层因素F与孔隙度关系只能确定研究区域的平均胶结指数，不能反映区域内储层特性差异对电性的影响；(3)便于利用测井资料动态确定：利用该方法，利用测井资料能够方便地实现胶结指数m的动态计算，从而提高复杂碳酸盐岩油气饱和度的计算精度。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

在对长庆油田某层段常规、成像测井等资料综合分析基础之上，确定了目的层位的位置、有效厚度，并根据常规、成像测井等资料在纵向上的变化特征，确定取心位置并钻取有代表性的柱塞岩心19块(岩心样本)。

首先对所选取的19块柱塞岩心，进行常规孔隙度、渗透率参数测量，然后对所选择的岩心进行离心实验。根据地层压力及储层孔隙特征，离心转速选择为3000转/秒。离心实验中，先测量了每块岩心饱含水的重量，然后在3000转/秒的转速下进行离心实验，实验结束后测量每块岩心离心后的重量。

根据19块柱塞岩心孔关系选择具有代表性的10块岩心开展饱含水岩电实验，选择的这10块岩心覆盖了孔隙度-渗透率关系图中高孔高渗、低孔高渗以及高孔低渗等不同区域，基本代表了研究区域碳酸盐岩储层的不同孔隙类型。

根据目的区域地层水分析资料，饱和盐水的矿化度为100000ppm、水型为NaCl，地层水电阻率Rw为0.035欧姆.米。根据目的区域储层深度及地温梯度，实验中温度80摄氏度，围压为15MPa。

根据上述中测量的每块岩心饱含水重量及离心后的重量，以及上述步骤中孔隙度测量中计算的每块岩心的孔隙体积，计算岩心的束缚水饱和度Swir。

根据上述步骤中储层条件饱含水岩电实验结果可以计算每块岩心饱含水电阻率R0，利用上述步骤中对应岩心孔隙度测量结果及上述步骤中地层水电阻率Rw的数值，利用Archie公式可以计算每块岩心的胶结指数m。

根据长庆油田某层段所选择的具有代表性岩心的束缚水饱和度Swir、胶结指数m的计算结果，通过线性拟合确定该地区胶结指数m与束缚水饱和度Swir之间的关系(见附图2)：

m＝-0.937Swir+2.5

对长庆油田某层段未进行储层条件饱含水岩电实验的岩心B，根据离心结果计算该岩心的束缚水饱和度Swir为0.62。根据上述步骤所建立的该地区胶结指数m与束缚水饱和度Swir之间的定量关系，可以计算岩心B及其所对应层段储层的胶结指数为1.92，类似地，可以利用上述关系式确定其它岩心及对应层段储层的胶结指数。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种确定非均质碳酸盐岩储层胶结指数的方法，其特征在于，包括：

选取目标岩储层的多个岩心样本；

获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系；

获取待测岩心的束缚水饱和度；

根据所述待测岩心的束缚水饱和度基于所述对应关系计算所述待测岩心的胶结指数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选取10块以上目标岩储层的岩心样本。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取目标岩储层的多个岩心样本包括：

确定目标岩储层的位置、有效厚度；

根据成像测井资料确定目标岩储层的取心位置；

在所述取心位置钻取多个岩心样本。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系包括：

获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度；

获取每个所述岩心样本的胶结指数；

将所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度线性拟合以获得胶结指数与束缚水饱和度的对应关系；所述对应关系如下：

m＝aSwir+b；

m为胶结指数；Swir为束缚水饱和度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数与束缚水饱和度之间的对应关系还包括：

根据孔渗参数按照预定规则选取部分数量的所述岩心样本；

相对应的，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数包括：

获取所述部分数量的所述岩心样本中每个所述岩心样本的胶结指数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定规则为所选择的岩心样本为含孔洞、微裂缝以及以粒间、晶间孔为主且孔洞裂缝不发育的储层岩心。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述岩心样本的束缚水饱和度包括：

对每个所述岩心样本进行孔渗参数测量及离心实验以确定束缚水饱和度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述岩心样本的胶结指数包括：

对每个所述岩心样本进行饱和水岩电实验以获取胶结指数。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测岩心的束缚水饱和度包括：

对所述待测岩心进行孔渗参数测量及离心实验以确定束缚水饱和度。