CN106869916B - 一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置 - Google Patents
一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置，涉及碎屑岩油气开发技术领域。方法包括：根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
Description
技术领域
本发明涉及碎屑岩油气开发技术领域，尤其涉及一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置。
背景技术
在油气开发技术领域中，稠油又称重质油，是指在油层条件下，粘度大于50mPa.s，相对密度大于0.92的原油。由于稠油与常规油相比包含了数量较多的高分子烃和杂原子化合物，在物理性质上，具有密度大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低的特点。稠油与稀油相比，稀油可以像水一样流动，而稠油却很难流动，这是稠油粘度高造成的，稠油从油层流入井筒，或从井筒举升到地面都很困难。当前对于已流到井筒中的稠油，可以采用降粘法或稀释法提升流动性，而对于地层中的稠油采取热力开采法提升流动性。目前，世界范围内稠油资源总量巨大，我国的稠油资源重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。我国陆上稠油资源约占石油总资源量的20％以上，已探明与控制储量约为40亿吨，目前在12个盆地发现了70多个稠油油田。胜利油田地质储量约15000万吨，中原油田约为3200万吨，克拉玛依油田约6660万吨，国内每年稠油产量约占原油总产量的10％。中国尚未动用的超稠油探明地质储量为7.01×108t。
由于稠油特殊的物理性质和测量手段及技术的限制，目前稠油测井识别的难度很大，稠油在一维单井上和二维剖面、平面上的分布难以确定，因此在地下的赋存就很难准确表征。上述问题严重制约了碎屑岩稠油储层的开发，找不准稠油目标层，导致稠油难以高效开采，如何使用现有的资料尤其是常规测井快速识别稠油储层已经成为了一个亟待解决的问题。
当前尽管国内外已经开展了碎屑岩稠油储层识别方法研究，取得了一些进展和成果，但主要方式是依靠核磁共振这类特殊测井，而对于没有核磁共振测井的单井，就难以进行稠油识别。同时，在稠油识别的过程中，没有结合地质的研究成果，仅基于测井响应特征来判断，具有较大的多解性。
现有技术的方案主要包括核磁共振测井识别稠油：
目前一维核磁共振识别稠油使用的是差谱法(又称双TW法)和D加权法(又称移谱法或双TE法)。差谱法的原理为稠油的极化时间与大孔径中的水相比较。当等待时间TW较短时，水相不能被完全极化，当等待时间TW较长时，水相能够被完全极化，因而长、短等待时间回波串差分信号主要来自水层，据此可以利用双TW差谱法来识别稠油储层(邵维志，等.测井技术，2006；何宗斌，等.岩性油气藏，2007；刘仁迪，等.岩性油气藏，2012；Irons T，等.Near Surface Geophysics，2014)。
而D加权法的原理为水的扩散系数比较大，而高粘度原油的扩散系数比水小。核磁共振测井观测的横向弛豫时间T2是流体扩散系数D、回波间隔TE、以及磁场梯度G的函数。对于固定的G，改变TE，自由水的T2将比高粘度油以更快的速度减小。通过选择合适的TE，比较长、短TE的T2分布，找出油、水的特征信号，从而可以识别稠油(I Hirasaki G J F G，等.Magnetic Resonance Imaging，2003；毕林锐，等.国外测井技术，2004；李国军，等.石油天然气学报，2009)。
另外，现有技术还存在二维核磁共振测井方法，即使用现有的核磁共振测井仪器，仍采用CMPG回波脉冲序列，得到不同回波间隔条件下的横向弛豫时间回波串或T2分布谱，使用特定的反演软件，对这些回波串进行处理，得到二维处理图像的一种技术。其中弛豫—扩散二维核磁共振技术通过对不同回波间隔条件下原始核磁测量结果的反演处理，可以得到不同深度的横向弛豫T2—扩散系数D的二维图像，此时稠油就可以很清晰地辨别出来(Sun B，等.2004；田鑫，等.核电子学与探测技术，2008；李鹏举，等.测井技术，2011)。
上述现有技术的缺点：
一维核磁共振法操作复杂，成本高，同时由于稠油较常规原油具有黏度高、密度大的特点，其横向弛豫时间T2很短，在T2谱上稠油的信号会与束缚水的信号重叠，因此难以识别，而二维核磁共振法的方法尚不成熟，不能广泛地应用在生产实践中。核磁共振测井是目前用于评价原油物理性质的测井方法，对于没有核磁共振测井的单井就难以进行稠油识别，在识别过程中也没有结合地质研究成果，仅基于测井响应特征来判断，具有较大的多解性。
发明内容
本发明的实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置，以解决现有技术难以准确快速识别稠油储层的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种碎屑岩稠油储层识别方法，包括：
根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；
根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；
根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
进一步的，所述的碎屑岩稠油储层识别方法，还包括：
根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上；其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
具体的，所述稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。
具体的，所述确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，包括：
根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
具体的，根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，包括：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率；Nacl(ppm)为地层水矿化度；T地面为地面实验室的温度；T地层为地层温度。
具体的，根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，还包括：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位。
具体的，根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，包括：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型；所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值；
根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度；
根据公式：
确定原状地层含油饱和度S0；其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率；
根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
具体的，根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度，包括：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型；所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度；
根据公式：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带；
根据公式：确定冲洗带地层含油饱和度Sor；其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
具体的，将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置，包括：
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果；
确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
一种碎屑岩稠油储层识别装置，包括：
稠油成因类型判断单元，用于根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；
电阻率确定单元，用于确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；
原状地层的含油饱和度测井解释单元，用于根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；
冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元，用于根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；
稠油储层的分布位置确定单元，用于将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
进一步的，所述碎屑岩稠油储层识别装置，还包括：
稠油识别图版建立单元，用于根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上；其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
具体的，所述稠油成因类型判断单元中的稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。
此外，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
另外，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率；Nacl(ppm)为地层水矿化度；T地面为地面实验室的温度；T地层为地层温度。
此外，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位。
另外，所述原状地层的含油饱和度测井解释单元，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型；所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值；
根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度；
根据公式：
确定原状地层含油饱和度S0；其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率；
根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
此外，所述冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型；所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度；
根据公式：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带；
根据公式：确定冲洗带地层含油饱和度Sor；其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
此外，所述稠油储层的分布位置确定单元，具体用于：
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果；
确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别方法及装置，首先，根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；而后，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；进而根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；然后，根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；最终，将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。本发明可以解决现有技术难以准确快速识别稠油储层的问题，可以克服现有技术方案中碎屑岩稠油储层识别方法较为单一的缺点，解决识别过程中忽视地质分析及识别结果多解性高的问题，提高了识别结果的可信度。
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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种碎屑岩稠油储层识别方法的流程图一；
图2为本发明实施例提供的一种碎屑岩稠油储层识别方法的流程图二；
图3为本发明实施例中的冲洗带地层岩石物理模型的示意图；
图4为本发明实施例中的塔里木盆地东河1油田DH1-7-8井石炭系稠油测井识别图；
图5为本发明实施例中的塔里木盆地东河1油田石炭系油藏生产曲线图；
图6为本发明实施例中的塔里木盆地东河1油田石炭系稠油识别图版示意图；
图7为本发明实施例提供的一种碎屑岩稠油储层识别装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是为了克服现有技术方案中碎屑岩稠油储层识别方法单一化及成本高的缺点，解决识别过程中忽视地质分析及识别结果多解性高的问题。本发明实施例中的稠油储层的识别与地质研究相结合，提高了识别结果的可信度。
为了克服上述现有技术的问题，实现上述发明目的，如图1所示，本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别方法，包括：
步骤101、根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型。
步骤102、确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
步骤103、根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值。
步骤104、根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度。
步骤105、将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别方法，首先，根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；而后，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；进而根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；然后，根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；最终，将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。本发明可以解决现有技术难以准确快速识别稠油储层的问题，可以克服现有技术方案中碎屑岩稠油储层识别方法较为单一的缺点，解决识别过程中忽视地质分析及识别结果多解性高的问题，提高了识别结果的可信度。
为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的具体实施例，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
如图2所示，本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别方法，包括：
步骤201、根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型。
此处，稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。其中，原生型稠油主要是指烃源岩在低演化阶段形成的未熟或低熟油。次生型稠油则是指油藏遭受后期破坏改造，油气发生水洗、生物降解与氧化等多种物理与化学作用后形成的一种重质油或沥青，这些变化将不同程度地改变原油的性质，甚至完全改变原油的性质。相比而言，原油的次生作用对其性质的改造更为重要，氧化作用、生物降解作用、水洗作用等次生作用是原油稠化的重要因素。在钻井过程中，泥浆柱压力大于地层压力，因而泥浆滤液将不可避免地侵入地层，驱替原始地层流体。所以井壁周围在径向上就会形成冲洗带、过渡带和原状地层。对于常规油层，冲洗带孔隙中只包含泥浆滤液、束缚水和残余油。而对于稠油层，由于稠油粘度大、流动性差，一般不会被泥浆滤液驱替。所以稠油层在冲洗带会有相对较高的含油饱和度，甚至与原状地层含油饱和度接近，在测井曲线上就表现为相对较高的冲洗带电阻率。
步骤202、根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
此处，可以根据公式(1)、(2)：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率，单位为Ω·m；Nacl(ppm)为地层水矿化度，单位为ppm；T地面为地面实验室的温度，单位为℃；T地层为地层温度，单位为℃。
另外，可以根据公式(3)、(4)：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位，单位为mV。
步骤203、获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型。
其中，所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值，单位为μs/ft。
步骤204、根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度。
步骤205、根据公式(5)、(6)：
确定原状地层含油饱和度S0。
其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率单位为Ω·m。
步骤206、根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
步骤207、获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型。
其中，所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度。
步骤208、根据公式(7)：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带。
步骤209、根据公式(8)、(9)：确定冲洗带地层含油饱和度Sor。
其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
步骤210、将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果。
步骤211、确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
此处，对于稠油层，由于稠油粘度大、流动性差，一般不会被泥浆滤液驱替。在冲洗带会有相对较高的含油饱和度，与原状地层含油饱和度接近。与原状地层含油饱和度值进行对比，两者相近且含油饱和度值均在油层的界限值之上，就是稠油储层的分布位置。
步骤212、根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上。
其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
为了使上述步骤201至步骤212更加清楚，下面列举一个具体的应用实例：
通过上述步骤201至步骤212对塔里木盆地东河1油田石炭系地层进行稠油成因分析，之后通过DH1-7-8井石炭系地层的自然电位测井、地层温度、地层水矿化度测试资料、实验室测试温度等参数，计算地层水电阻率及泥浆滤液电阻率值；然后，计算原状地层及冲洗带地层含油饱和度，确定DH1-7-8井单井稠油段分析；最后，通过原状地层含油饱和度及冲洗带地层含油饱和度，建立稠油识别图版。
①东河1井区石炭系地层整体属于一个压力系统的块状底水油藏，原油性质分布具有上部稀，底部稠的特征，非全井段油气都是粘度较大的原生型未熟—低熟油，而是由于底部受底水长期氧化油质变稠，即油藏遭受后期破坏改造，油气发生水洗、生物降解与氧化等多种物理与化学作用后形成的次生型稠油。
②由地层水测试资料数据得知DH1-7-8井地层水矿化度为240000ppm，其地面实验室温度为30℃，地层温度为130℃，由公式(1)和(2)求得DH1-7-8井石炭系地层的地层水电阻率为0.01167Ω·m。在确定地层水电阻率后，获取均质、巨厚的纯含水砂岩地层的自然电位曲线值与泥岩基线值，该自然电位曲线值与泥岩基线值相减，得到静自然电位SSP为-81mV，由公式(3)和(4)求得DH1-7-8井泥浆滤液电阻率0.08209Ω·m。
③利用岩心井划分样本层，根据声波时差数值与对应的岩心测试孔隙度，建立声波时差相对孔隙度计算模型，计算的公式如下：Ф＝1.242×DT-73.159。
在求取孔隙度曲线的基础上，利用高温高压条件下油驱水岩电实验资料，得到相应的岩电参数：a＝1.7051，b＝1.0133，m＝1.6621，n＝1.8625。由公式(5)和(6)求得DH1-7-8井的原状地层含油饱和度So的曲线，结合试油资料确定东河1石炭系油层与水层的含油饱和度界限值为40％，即含油饱和度大于40％为油层(包括稠油层和稀油层)，而含油饱和度小于等于40％的为水层。
④图3是冲洗带地层岩石物理模型，包括泥浆滤液、束缚水、油、岩石骨架。通过岩心分析孔隙度与束缚水饱和度测试数据进行单相关分析，建立孔隙度相对束缚水饱和度模型，计算公式为：Swi＝-0.7549Φ+37.726。
冲洗带含油饱和度通过冲洗带电阻率模型来求取，其中DH1-7-8井石炭系地层的地层水电阻率为0.01167Ω·m，泥浆滤液电阻率0.08209Ω·m，由公式(7)求得DH1-7-8井的冲洗带地层水电阻率。
图4是塔里木盆地东河1油田DH1-7-8井石炭系稠油测井识别图。根据公式(8)和(9)求得DH1-7-8井的冲洗带地层含油饱和度曲线。与原状地层含油饱和度进行重叠分析，可明显发现，DH1-7-8井顶部常规油层在重叠图上表现为明显的原状地层含油饱和度在右，冲洗带含油饱和度在左的特征，然而在底部5817m—5854m井段，原状地层含油饱和度与冲洗带含油饱和度明显表现为基本重叠，而且该井段含油饱和度大于40％，该井段解释为稠油层，也符合稠油层为次生成因，分布于油藏底部的特征，而在之前的二次解释中将井段解释为油水同层，显然是不准确的。
图5是塔里木盆地东河1油田石炭系油藏生产曲线图。东河1油田石炭系油藏仅射孔开发上部的稀油层，可以发现研究区有很长时间的无水采油期，截止到2014年12月，研究区综合含水62.65％，采出程度38.71％。这是由于较厚稠油段对外围水体的侵入都起到了明显的阻挡作用，外围水体的能量不能有效向油藏范围内补充，造成油藏无水采油期长，地层压力下降快，采油速度较慢，与地质成因研究及测井识别结果一致，验证了稠油储层解释结果。
⑤图6是塔里木盆地东河1油田石炭系稠油识别图版。通过冲洗带地层电阻率模型计算得到冲洗带含油饱和度，与原状地层含油饱和度做交互图分析，通过试油资料的标定得到稠油识别图版。在稠油识别图版上，稠油、稀油和水层分布在不同的位置上，区分明显。稠油层在识别图版上主要分布在对角线附近，稀油分布在对角线之下，水层则分布在对角线之上且含油饱和度小于40％。
可见，本发明相对于现有技术的优势为：
创造性地提出了基于稠油成因和特性研究来识别稠油，大大提高了结果的可信度。与地质研究相结合，从稠油的成因入手，分析其分布的可能位置，即以地质研究为约束降低测井解释的多解性。以稠油的特性为基础，分析稠油地层泥浆侵入的独特性，即由于稠油粘度大、流动性差，在冲洗带中稠油一般不会被泥浆滤液驱替，奠定了常规测井曲线识别稠油层的基础。
创造性地提出了一套使用常规测井曲线快速识别稠油层的方法。可以不依赖于高成本的核磁共振测井，使用常规的电阻率曲线就可以完成单井稠油层的解释。提出了地层水电阻率及泥浆滤液电阻率值的确定方法，后进行冲洗带地层和原状地层的含油饱和度测井解释及对比，确定稠油的分布位置，建立稠油识别图版，可以快速识别单井稠油层。
本发明实施例能够与稠油成因和特性研究相结合，进行冲洗带地层和原状地层的含油饱和度测井解释及对比，快速确定稠油的分布位置，为下一步稠油的储量计算和开采提供了依据，能够用于生产实践当中。
对应于上述图1和图2所述的方法实施例，如图7所示，本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别装置，包括：
稠油成因类型判断单元31，用于根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型。
电阻率确定单元32，用于确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
原状地层的含油饱和度测井解释单元33，用于根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值。
冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元34，用于根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度。
稠油储层的分布位置确定单元35，用于将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
进一步的，如图7所示，所述碎屑岩稠油储层识别装置，还包括：
稠油识别图版建立单元36，用于根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上；其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
具体的，所述稠油成因类型判断单元31中的稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。
此外，所述电阻率确定单元32，具体用于：
根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
另外，所述电阻率确定单元32，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率；Nacl(ppm)为地层水矿化度；T地面为地面实验室的温度；T地层为地层温度。
此外，所述电阻率确定单元32，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位。
另外，所述原状地层的含油饱和度测井解释单元33，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型；所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值。
根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度。
根据公式：
确定原状地层含油饱和度S0；其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率。
根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
此外，所述冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元34，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型；所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度。
根据公式：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带。
根据公式：确定冲洗带地层含油饱和度Sor；其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
此外，所述稠油储层的分布位置确定单元35，具体用于：
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果。
确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
值得说明的是，本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别装置的具体实现方式可以参见上述图1和图2对应的方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供一种碎屑岩稠油储层识别装置，首先，根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；而后，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；进而根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；然后，根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；最终，将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。本发明可以解决现有技术难以准确快速识别稠油储层的问题，可以克服现有技术方案中碎屑岩稠油储层识别方法较为单一的缺点，解决识别过程中忽视地质分析及识别结果多解性高的问题，提高了识别结果的可信度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (18)
1.一种碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，包括：
根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；
根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；
根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
2.根据权利要求1所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，还包括：
根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上；其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
3.根据权利要求1所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，所述稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。
4.根据权利要求3所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，所述确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，包括：
根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
5.根据权利要求4所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，包括：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率；Nacl(ppm)为地层水矿化度；T地面为地面实验室的温度；T地层为地层温度。
6.根据权利要求5所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，还包括：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位。
7.根据权利要求6所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，包括：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型；所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值；
根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度；
根据公式：
确定原状地层含油饱和度S0；其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率；
根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
8.根据权利要求7所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度，包括：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型；所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度；
根据公式：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带；
根据公式：确定冲洗带地层含油饱和度Sor；其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
9.根据权利要求8所述的碎屑岩稠油储层识别方法，其特征在于，将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置，包括：
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果；
确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
10.一种碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，包括：
稠油成因类型判断单元，用于根据碎屑岩稠油研究区域的原油性质化验及生产情况数据判断碎屑岩稠油研究区域的稠油成因类型；
电阻率确定单元，用于确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率；
原状地层的含油饱和度测井解释单元，用于根据所述地层水电阻率进行原状地层的含油饱和度测井解释，确定原状地层含油饱和度，并确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值；
冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元，用于根据所述地层水电阻率及泥浆滤液电阻率，进行冲洗带地层的含油饱和度测井解释，确定冲洗带地层含油饱和度；
稠油储层的分布位置确定单元，用于将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，并根据对比结果和所述界限值确定稠油储层的分布位置。
11.根据权利要求10所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，还包括：
稠油识别图版建立单元，用于根据所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度建立稠油识别图版，并将所述稠油储层的分布位置标记于所述稠油识别图版上；其中，所述稠油识别图版的横坐标轴表示原状地层含油饱和度，纵坐标轴表示冲洗带地层含油饱和度。
12.根据权利要求10所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述稠油成因类型判断单元中的稠油成因类型包括原生型稠油和次生型稠油。
13.根据权利要求12所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据碎屑岩稠油研究区域的自然电位测井曲线、地层温度、地层水矿化度测试资料数据、实验室测试温度数据，确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率及泥浆滤液电阻率。
14.根据权利要求13所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的地层水电阻率Rw-地层；其中，Rw-地面为地面实验室条件下的地层水电阻率；Nacl(ppm)为地层水矿化度；T地面为地面实验室的温度；T地层为地层温度。
15.根据权利要求14所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述电阻率确定单元，具体用于：
根据公式：
确定碎屑岩稠油研究区域的泥浆滤液电阻率Rmf；其中，k为扩散吸附系数；SSP为静自然电位。
16.根据权利要求15所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述原状地层的含油饱和度测井解释单元，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和声波时差测井曲线数据，并进行单相关分析，确定声波时差相对孔隙度模型；所述声波时差相对孔隙度模型为：Ф＝1.242×DT-73.159；其中，Ф为岩心分析孔隙度；DT为声波时差测井曲线中的声波时差值；
根据所述声波时差相对孔隙度模型，确定地层孔隙度；
根据公式：
确定原状地层含油饱和度S0；其中，SW为原状地层含水饱和度；n为饱和度指数；a为与岩性有关的岩性系数；b为与岩性有关的常数；m为胶结指数；φ'为地层孔隙度；Rt为地层电阻率；
根据碎屑岩稠油研究区域的试油资料数据，以及原状地层含油饱和度，确定碎屑岩稠油研究区域的油层与水层的界限值，使得原状地层含油饱和度大于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的油层，原状地层含油饱和度小于等于所述界限值的区间为碎屑岩稠油研究区域的水层。
17.根据权利要求16所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述冲洗带地层的含油饱和度测井解释单元，具体用于：
获取碎屑岩稠油研究区域的岩心分析孔隙度和束缚水饱和度测试数据，并进行单相关分析，确定孔隙度相对束缚水饱和度模型；所述孔隙度相对束缚水饱和度模型为：Swi＝-0.7549Φ+37.726；其中，Ф为岩心分析孔隙度；Swi为冲洗带地层束缚水饱和度；
根据公式：Rw-冲洗带＝SwiRw-地层+(1-Swi)Rmf，确定冲洗带地层孔隙水电阻率Rw-冲洗带；
根据公式：确定冲洗带地层含油饱和度Sor；其中，Sw-冲洗带为冲洗带地层含水饱和度。
18.根据权利要求17所述的碎屑岩稠油储层识别装置，其特征在于，所述稠油储层的分布位置确定单元，具体用于：
将所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度进行对比，形成所述对比结果；
确定所述对比结果小于预先设置的差值范围，且所述冲洗带地层含油饱和度和所述原状地层含油饱和度均大于所述界限值的区间，作为所述稠油储层的分布位置。
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