CN107121448B - 碳酸盐岩储层沥青含量计算方法 - Google Patents

碳酸盐岩储层沥青含量计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳酸盐岩储层沥青含量计算方法，包括如下步骤：a、基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设；b、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型；c、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系；d、得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式；e、将对应的测井项得到的测井数据输入步骤d得到的碳酸盐岩储层沥青含量计算公式，就得到了碳酸盐岩储层沥青含量。本发明首次将核磁共振测井同常规测井资料进行了有机的融合，并基于岩石物理理论推导，建立了碳酸盐岩储层沥青含量理论模型，因为该理论模型不针对某种特征的地质体或区块，普通适用性强。

Description

碳酸盐岩储层沥青含量计算方法
技术领域
本发明涉及石油地质测井资料分析处理技术领域，确切地说涉及一种碳酸盐岩储层沥青含量计算方法。
背景技术
碳酸盐岩储层含沥青质较为普遍，例如四川盆地高石梯～磨溪区块寒武系龙王庙组储层储集空间以粒间溶孔、晶间溶孔为主，其次为晶间孔，大部分井段发育溶洞和裂缝，但取心描述及荧光薄片都能看到局部黑色沥青充填颗粒之间及颗粒边缘，晶间溶孔部分被沥青充填；震旦系灯影组岩石类型主要包括白云岩、角砾岩、泥页岩和硅质岩。砂屑白云岩、藻叠层白云岩、颗粒粘连白云岩、风化残积角砾岩、岩溶(假)角砾岩；颗粒粘连白云岩粘结格架孔在荧光薄片上见到被叶片状粉-中晶白云石和沥青半充填。测井仪器响应把沥青当作是孔隙流体的一种，但沥青的存在事实上对储层孔隙空间的渗滤通道却起到了阻塞作用。换言之，对于沥青存在的储层，孔隙度与渗透率将失去正相关关系，相对高孔隙度可能因为沥青的存在相反渗透率较低，最终导致产能低于预期。因此，对沥青含量进行准确的计算就成了碳酸盐岩储层评价一项关键的技术。
目前，碳酸盐岩储层沥青含量计算模型有多种，这些计算模型均采用的是回归模型，也就是针对不同的地区，不同的地质体，结合岩心实验分析数据建立不同的回归公式；这些计算模型总体上离不开以下三点：①利用岩心实验得到的沥青含量与常规测井资料如声波测井值、补偿中子测井值、自然伽玛能谱测井得到的钍铀的含量建立回归公式；②利用岩心实验得到的沥青含量与测井计算的孔隙度、含水饱和度、残余油饱和度建立回归公式；③利用岩心实验得到的沥青含量与上述①②多个或1～2个物理量建立回归公式。例如，2011年02期《试验研究》，丛琳、李志军等发表了一篇题为《沥青质的测井响应特征及对储层物性参数的影响》，该文章首先研究了沥青质常规测井响应特征，如补偿中子测井值降低，自然伽玛增大等；然后建立了沥青与上述物理量的回归公式。
但现有的方法还存在如下不足：①目前的计算方法均是利用岩心实验得到的沥青含量与测井物理量建立回归公式，理论基础不足；②因为是针对某一特定的地质体、区块、甚至某一口石油天然气井建立的回归公式，公式适用性差，很难推广到其它不同的地质体或区块使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有碳酸盐岩储层沥青含量计算方法存在的上述问题，提供一种新的碳酸盐岩储层沥青含量计算方法，并首次综合利用常规测井资料与核磁共振测井资料，推导出了一种碳酸盐岩储层沥青含量计算的理论模式，该计算方法不针对任何地质体、区块或单个石油天然气井，具有普遍适用性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种碳酸盐岩储层沥青含量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设；
b、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型；
c、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系；
d、得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式；
e、将对应的测井项得到的测井数据输入步骤d得到的碳酸盐岩储层沥青含量计算公式，得到碳酸盐岩储层沥青含量。
所述步骤a中，基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设过程如下：
在储层高温高压条件下，沥青被视作一种孔隙流体，可以将其归属为一种高粘度的油。理论和实验研究均表明，油的粘度越高，它的T2值越小，如图1所示。无论在那种回波间隔TE条件下测量油的T2值，T2值都会随粘度增加而减小；当油的粘度大于20cP时，油的T2会呈直线减小，对于重油(粘度一般大于200cP),它的T2值通常会小于10ms，各种孔隙流体横向驰豫时间T2谱分布大致范围如图2所示。
因为小于10ms的T2谱主要来自于沥青与粘土束缚水的贡献，那么可以提出这样的假设：在T2谱上存在这样一个阀值T2Hold(Threshold)，T2<T2Hold段T2谱的面积为粘土束缚水体积与沥青体积含量之和。T2Hold与T2截止值(T2Cutoff)以及在T2谱的关系位置如下图3所示。
所述步骤b建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型过程如下：
根据图3所阐释的沥青含量与束缚水含量的关系，得到碳酸盐岩储层沥青含量理论模型如下：
Figure BDA0001282779150000021
式中：
φbvi，粘土束缚水孔隙度，小数；
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
Swir，束缚水饱和度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
f(T2)，核磁共振测井得到的T2谱幅度与横向驰豫时间T2的函数，小数。
所述步骤c中，建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系过程如下：
c1.f(T2)对应到核磁共振测井得到的T2谱；
c2.φ对应到核磁共振测井得到有效孔隙度；
c3.束缚水饱和度Swir按下式进行计算：
Figure BDA0001282779150000031
式(2)中
Rt，对应到地层原状电阻率测井，单位：ohmm；
Rxo，对应到地层冲洗带电阻率，单位：ohmm；
Rmf，对应到井眼泥浆滤液电阻率，单位：ohmm；
GR，对应到自然伽玛测井值，单位：API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数。
所述步骤d中，得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式过程如下：
Figure BDA0001282779150000032
式中：
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
Rt，地层原状电阻率测井，ohmm；
Rxo，地层冲洗带电阻率，ohmm；
Rmf，井眼泥浆滤液电阻率，ohmm；
GR，自然伽玛测井值，API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数。
所述步骤e中，将核磁共振T2谱、原状地层电阻率、冲洗带电阻率、自然伽玛测井值、孔隙度等均为新输入的测井资料，通过区块上岩电实验，Archie公式a,b,m,n,Rw将是已知参数，代入(3)式，就可以求出新输入测井资料对应的沥青含量φp。
采用本发明的优点在于：
一、针对碳酸盐岩储层沥青含量的计算，以前均为回归模型，本发明基于岩石物理理论推导，建立了碳酸盐岩储层沥青含量理论模型。
二、本发明建立的碳酸盐岩储层沥青含量理论模型不针对某种特征的地质体或区块，普通适用性更强。
三、首次将核磁共振测井同常规测井资料进行了有机的融合，并对应到了碳酸盐岩储层沥青含量理论模型各个物理量之中。
四、整个方法和流程易于计算机语言实现。
附图说明
图1是实验室分析油的横向驰豫时间T2与油的粘度及测量回波间隔TE之间的关系图；
图2是沥青(高粘度的油)在核磁共振T2谱的分布位置示意图；
图3是沥青与束缚水总含量T2Hold截止值示意图；
具体实施方式
实施例1：
本发明基于岩石物理理论推导，建立了碳酸盐岩储层沥青含量理论模型，提供一种新的碳酸盐岩储层沥青含量计算方法。
包括如下步骤：
a、基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设
b、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型
c、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系
d、得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式
e、将对应的测井项得到的测井数据输入步骤d得到的碳酸盐岩储层沥
青含量计算公式，就得到了碳酸盐岩储层沥青含量。
步骤a、基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设过程如下：
在储层高温高压条件下，沥青被视作一种孔隙流体，可以将其归属为一种高粘度的油。理论和实验研究均表明，油的粘度越高，它的T2值越小，如图1所示。无论在那种回波间隔TE条件下测量油的T2值，T2值都会随粘度增加而减小；当油的粘度大于20cP时，油的T2会呈直线减小，对于重油(粘度一般大于200cP),它的T2值通常会小于10ms，各种孔隙流体横向驰豫时间T2谱分布大致范围如图2所示。
因为小于10ms的T2谱主要来自于沥青与粘土束缚水的贡献，那么可以提出这样的假设：在T2谱上存在这样一个阀值T2Hold(Threshold)，T2<T2Hold段T2谱的面积为粘土束缚水体积与沥青体积含量之和。T2Hold与T2截止值(T2Cutoff)以及在T2谱的关系位置如下图3所示。
步骤b、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型过程如下：
根据图3所阐释的沥青含量与束缚水含量的关系，得到碳酸盐岩储层沥青含量理论模型如下：
Figure BDA0001282779150000051
式中：
φbvi，粘土束缚水孔隙度，小数；
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
Swir，束缚水饱和度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
f(T2)，核磁共振测井得到的T2谱幅度与横向驰豫时间T2的函数，小数。
步骤c、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系过程如下：
c1.f(T2)对应到核磁共振测井得到的T2谱。
c2.φ对应到核磁共振测井得到有效孔隙度。
c3.束缚水饱和度Swir按下式进行计算：
Figure BDA0001282779150000061
式(2)中
Rt，对应到地层原状电阻率测井，单位：ohmm；
Rxo，对应到地层冲洗带电阻率，单位：ohmm；
Rmf，对应到井眼泥浆滤液电阻率，单位：ohmm；
GR，对应到自然伽玛测井值，单位：API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数。
步骤d、得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式过程如下：
Figure BDA0001282779150000062
式中：
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
Rt，地层原状电阻率测井，ohmm；
Rxo，地层冲洗带电阻率，ohmm；
Rmf，井眼泥浆滤液电阻率，ohmm；
GR，自然伽玛测井值，API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数。
步骤e、将对应的测井项得到的测井数据输入步骤d得到的碳酸盐岩储层沥青含量计算公式，就得到了碳酸盐岩储层沥青含量。
e1.核磁共振测井得到的T2谱数据
序数i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T2(ms) 1 2 4 8 16 32 64 128 256 521 1024 2048
f(T2)(％) 0.02 0.1 0.5 0.8 1.5 3.4 5.7 4.25 3.1 1.2 0.5 0.123
e2.T2Hold取16ms，则计算：
Figure BDA0001282779150000071
e3.给定其它测井值
通过电阻率测井，可以得到如：RT＝30ohmm；RXO＝28ohmm；通过自然伽玛测井可以得到如GR＝15；通过核磁共振测井可以得到有效孔隙度如：φ＝0.08。
e4.区域上，通过岩电实验得到Archie参数如：a＝1；b＝1；m＝2；n＝2；Rw＝0.02。
e5.通过本井测井，得到泥将滤液电阻率如：Rmf＝0.1ohmm；通过岩心实验数据标定，得到c＝0.0001，d＝0.0001；
e6.则将上述测井值及通过岩电实验得到Archie参数代入可得：
e7.则沥青的含量为：
Figure BDA0001282779150000073

Claims (2)

1.一种碳酸盐岩储层沥青含量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设；
b、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型；
c、建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系；
d、得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式；
e、将对应的测井项得到的测井数据输入步骤d得到的碳酸盐岩储层沥青含量计算公式，得到碳酸盐岩储层沥青含量；
所述步骤a中，基于实验室对沥青核磁共振T2谱的分析提出理论模型基本假设过程如下：在T2谱上存在这样一个阀值T2Hold，T2<T2Hold段T2谱的面积为粘土束缚水体积与沥青体积含量之和；
所述步骤b建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型过程如下：
Figure FDA0002070976210000011
式中：
φbvi，粘土束缚水孔隙度，小数；
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
Swir，束缚水饱和度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
f(T2)，核磁共振测井得到的T2谱幅度与横向驰豫时间T2的函数，小数；
所述步骤c中，建立碳酸盐岩储层沥青含量理论模型中各物理量与测井资料之间的关系过程如下：
c1.f(T2)对应到核磁共振测井得到的T2谱；
c2.φ对应到核磁共振测井得到有效孔隙度；
c3.束缚水饱和度Swir按下式进行计算：
Figure FDA0002070976210000012
式(2)中
Rt，对应到地层原状电阻率测井，单位：ohmm；
Rxo，对应到地层冲洗带电阻率，单位：ohmm；
Rmf，对应到井眼泥浆滤液电阻率，单位：ohmm；
GR，对应到自然伽玛测井值，单位：API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数；
所述步骤d中，得到碳酸盐岩储层沥青含量计算公式过程如下：
Figure FDA0002070976210000021
式中：
φp，沥青孔隙度，小数；
φ，核磁有效孔隙度，小数；
T2Hold，粘土束缚水体积与沥青体积含量在T2谱上的截止值，ms；
T2，核磁共振测井横向驰豫时间，ms；
Rt，地层原状电阻率测井，ohmm；
Rxo，地层冲洗带电阻率，ohmm；
Rmf，井眼泥浆滤液电阻率，ohmm；
GR，自然伽玛测井值，API；
a,b,m,n,Rw，分别对应到Archie公式岩电实验待定参数。
2.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩储层沥青含量计算方法，其特征在于，所述步骤e中，将核磁共振T2谱、原状地层电阻率、冲洗带电阻率、自然伽玛测井值、孔隙度均为新输入的测井资料，通过区块上岩电实验，Archie公式a,b,m,n,Rw将是已知参数，代入(3)式，就可以求出新输入测井资料对应的沥青含量φp。
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