CN107780923B - 一种基于泥质校正的含水饱和度模型的建立、仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于泥质校正的含水饱和度模型的建立、仿真方法，其中建立方法包括：确定泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系；根据Vsh与Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C；将储层真实电阻率Rt与深电阻率Rd之间的比值设为电阻率校正系数Ksh，并根据含泥质储层之间的并联耦合关系以及比值系数C，确定Ksh与Vsh之间的关系；根据电阻率校正系数Ksh和深电阻率Rd建立基于泥质校正的含水饱和度模型。本发明通过分析泥质含量对地层真电阻率的影响，对所测得的地层电阻率进行泥质校正，可将地层视作消除了泥质含量的“纯地层”，符合经典阿尔奇公式适用范围，根据校正泥质含量之后的地层真电阻率建立含水饱和度的计算模型，从而提高计算的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于泥质校正的含水饱和度模型的建立、仿真方法，属于石油勘探开发行业测井领域。
背景技术
含水饱和度的计算是测井定量评价油气层的重要内容之一，计算含水饱和度最普遍的方法是经典阿尔奇公式。该方法主要是通过对地层的岩心样品进行岩电实验分析，建立地层电阻率与含水饱和度之间的关系。但是，阿尔奇公式的使用范围存在一定的局限性，首先，阿尔奇公式是在中大孔隙(大于15％)的岩石条件下建立的；其次，由于不同地区孔隙类型多样，孔隙结构复杂，使得岩石存在较强的纵横向非均质性，影响阿尔奇公式的计算精度。因此，在实际的应用中，基于某个地区的地层特征，很多学者对阿尔奇公式进行了优化改进，分别提出了Hossin模型、Simandoux模型、印度尼西亚模型、W-S、双水和S-B模型等。
在世界能源供需矛盾不断加大的背景下，国内外正在加大开发原来认为开采效率低下的低孔低渗砂泥岩油气田。鉴于低孔低渗砂泥岩储层特征：微孔隙发育，储层微孔隙与大孔隙并存，且夹杂含有泥质，局部泥质含量较高，均会导致电阻率测井得到的地层电阻率不能反应地层的真实情况，使得计算得到的含水饱和度误差较大，影响下一步完井求产的决策。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于泥质校正的含水饱和度模型的建立、仿真方法，用于解决低渗透致密砂岩储层由于泥质含量对地层电阻率影响导致含水饱和度计算不准确的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于泥质校正的含水饱和度模型的建立方法，包括以下步骤：
步骤1，由泥质含量Vsh对深电阻率Rd的影响，确定泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系；
步骤2，根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C；
步骤3，将储层真实电阻率Rt与深电阻率Rd之间的比值设为电阻率校正系数Ksh，并根据含泥质储层之间的并联耦合关系以及泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C，确定电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系；
步骤4，根据电阻率校正系数Ksh和深电阻率Rd建立基于泥质校正的含水饱和度模型，其数学表达式为：
其中，Sw为含水饱和度，Rw为地层水电阻率，a为与岩性有关的岩性系数，b为与岩性有关的常数，φ为地层孔隙度，m为胶结指数、n为饱和度指数。
进一步的，根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C的步骤包括：取泥质含量Vsh为第一泥质含量设定值时所对应的泥质电阻率Rs′h与不同泥质含量Vsh所对应的深电阻率Rd之间的比值作为所述比值系数C，其表达式为：
进一步的，所确定的电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系公式为：
进一步的，所述第一泥质含量设定值等于100％。
本发明还提供了一种基于泥质校正的含水饱和度模型的仿真方法，包括以下步骤：
步骤1，由泥质含量Vsh对深电阻率Rd的影响，确定泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系；
步骤2，根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C；
步骤3，将储层真实电阻率Rt与深电阻率Rd之间的比值设为电阻率校正系数Ksh，并根据含泥质储层之间的并联耦合关系以及泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C，确定电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系；
步骤4，根据电阻率校正系数Ksh和深电阻率Rd建立基于泥质校正的含水饱和度模型，其数学表达式为：
其中，Sw为含水饱和度，Rw为地层水电阻率，a为与岩性有关的岩性系数，b为与岩性有关的常数，φ为地层孔隙度，m为胶结指数、n为饱和度指数；
步骤5，根据所述含水饱和度模型，计算储层的含水饱和度。
进一步的，根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C的步骤包括：取泥质含量Vsh为第一泥质含量设定值时所对应的泥质电阻率Rs′h与不同泥质含量Vsh所对应的深电阻率Rd之间的比值作为所述比值系数C，其表达式为：
进一步的，所确定的电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系公式为：
进一步的，所述第一泥质含量设定值等于100％。
本发明的有益效果是：在不同测井系列下，通过分析泥质含量对地层真电阻率的影响，对所测得的地层电阻率进行泥质校正，校正之后，可以将地层视作消除了泥质含量的“纯地层”，符合经典阿尔奇公式适用范围，再根据校正泥质含量之后的地层真电阻率建立含水饱和度的计算模型，从而提高了计算的精度。
附图说明
图1是本发明基于泥质校正的含水饱和度模型的建立方法的流程图；
图2是实施例CC组段深侧向电阻率与泥质含量关系图；
图3是实施例CC组段深电阻率校正图版示意图；
图4是实施例A井测井综合处理解释成果图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的技术方案进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明的基于泥质校正的含水饱和度模型的建立方法包括以下步骤：
(1)在不同测井系列下，分析泥质含量Vsh对深电阻率的影响，由泥质含量Vsh预测深电阻率Rd，找出泥质含量Vsh与深电阻率Rd的关系。
其中，不同测井系列可以是双侧向电阻率测井或双感应电阻率测井，深电阻率是指深侧向LLD电阻率或深感应ILD电阻率。
(2)根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的关系。
具体的，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的关系的步骤包括：
1)将泥质含量Vsh为第一泥质含量设定值时所对应的泥质电阻率Rs′h与不同泥质含量Vsh所对应的深电阻率预测值R′d之间的比值作为比值系数C，其表达式为：
其中，Rs′h指泥质含量Vsh为第一泥质含量设定值时所对应的泥质电阻率，例如第一泥质含量设定值设为100％，Rd′是指根据不同Vsh所预测的深电阻率值大小。
2)泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的关系为：
Rsh＝C×Rd
(3)设储层由泥质和砂岩两种岩性构成，那么测量所得的深电阻率Rd与泥质电阻率Rsh和砂岩电阻率(不含泥的储层电阻率)为并联关系，即有：
其中，Rd为深侧向LLD电阻率或深感应ILD电阻率，Rt为储层真实电阻率，Vsh为泥质含量，Rsh为泥质电阻率。
为了简化校正过程，此处将储层真实电阻率Rt与深电阻率Rd之间的比值设为电阻率校正系数Ksh，即：
带入上述公式和系数C，可确定电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系，则有：
利用不同的泥质含量与对应的校正系数Ksh的统计关系，例如泥质含量统计范围Vsh＝1、2…20，直接拟合Ksh与Vsh关系公式。
建立拟合Ksh与Vsh的关系公式主要是为了在计算时方便，图3相当于建立了不同Vsh时对应的Ksh的图版，也就是说只要知道了Vsh的值，利用图3所建立的图版就可以直接读出对应的Ksh值，不需再利用公式进行计算。
(4)利用校正后获取的储层(地层)真实电阻率Rt，以阿尔奇公式来计算含水饱和度，那么基于泥质校正的含水饱和度模型为：
其中，Sw为含水饱和度，Rw为地层水电阻率，a为与岩性有关的岩性系数，b为与岩性有关的常数，φ为地层孔隙度，m为胶结指数、n为饱和度指数。
通过上述所获得的含水饱和度模型，可以获得受泥质含量影响的储层的含水饱和度。
例如，将上述基于泥质校正的含水饱和度模型的建立方法应用到中国西部地区某低渗透致密砂岩气田，对A井2897.0-2953.0米中2号层和3号层进行含水饱和度计算，并与试气结果进行对比。
图2为应用区CC组段深侧向LLD电阻率RLLD与泥质含量Vsh的关系图，可得到
R2＝0.6445(R为相关系数)。图3为应用区CC组段深电阻率校正图版，是在利用深侧向LLD电阻率RLLD与泥质含量Vsh关系的基础上，根据Ksh公式来估算出不同泥质含量Vsh时的校正系数Ksh，利用不同泥质含量(根据工区泥质含量统计范围Vsh＝1、2…20)与对应的校正系数Ksh的统计关系，直接拟合Ksh与Vsh关系公式：
R2＝0.99(R为相关系数)。图4为A井利用得到的校正系数求取的含水饱和度，并与试气结果进行了对比。其中，图4中第一道为层位，第二道为深度，第三道为自然伽马(GR)和自然电位(SP)，第四道为双井径(CAL1和CAL2)和光电吸收截面指数(PE)，第五道为双侧向(LLD和LLS)及微球聚焦(MSFL)电阻率，第六道为三孔隙度曲线，即声波时差(AC)、密度(DEN)、中子曲线(CNL)，第七道为泥质校正饱和度模型(颜色相对较深)与其他优化饱和度模型(颜色相对较浅)，第八道为岩性。图4中A井CC组两段(2937-2943)和(2947-2954)试气结果为气层，泥质含量在7％-18％不等，变化较大，孔隙度平均为13％，渗透率平均为3mD，优化含水饱和度模型计算结果在41％-80％之间，计算结果较差，而泥质校正含水饱和度模型计算结果在33％左右，与试气结果相符，因此该段用泥质校正饱和度模型计算的饱和度更为精确。
Claims (2)
1.一种基于泥质校正的含水饱和度模型的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，由泥质含量Vsh对深电阻率Rd的影响，确定泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系；
步骤2，根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C；根据泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，确定泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C的步骤包括：取泥质含量Vsh为第一泥质含量设定值时所对应的泥质电阻率Rs′h与不同泥质含量Vsh所对应的深电阻率Rd之间的比值作为所述比值系数C，其表达式为：
步骤3，将储层真实电阻率Rt与深电阻率Rd之间的比值设为电阻率校正系数Ksh，并根据含泥质储层之间的并联耦合关系以及泥质电阻率Rsh与深电阻率Rd之间的比值系数C，确定电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系；所确定的电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh之间的关系公式为：
步骤4，根据电阻率校正系数Ksh和深电阻率Rd建立基于泥质校正的含水饱和度模型，其数学表达式为：
其中，Sw为含水饱和度，Rw为地层水电阻率，a为与岩性有关的岩性系数，b为与岩性有关的常数，φ为地层孔隙度，m为胶结指数、n为饱和度指数；
在储层含水饱和度的计算过程中，利用储层深电阻率Rd和泥质含量Vsh来拟合泥质含量Vsh与深电阻率Rd之间的关系，在利用深电阻率Rd与泥质含量Vsh关系的基础上，根据步骤3)中Ksh公式
来估算出不同泥质含量Vsh时的电阻率校正系数Ksh，利用不同泥质含量与对应的电阻率校正系数Ksh的统计关系，直接拟合电阻率校正系数Ksh与泥质含量Vsh关系公式，以根据泥质含量Vsh直接获得电阻率校正系数Ksh，然后利用获得的电阻率校正系数Ksh及步骤4)中的含水饱和度模型，获得储层的含水饱和度。
2.根据权利要求1所述的基于泥质校正的含水饱和度模型的仿真方法，其特征在于，所述第一泥质含量设定值等于100％。
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