CN107816349A - 一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法，所述方法包括：以不同孔隙结构在测井响应特征上的差异为基础，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态。本发明的方法利用常规测井曲线对致密砂岩孔隙结构状态进行分析。相较于现有技术，本发明的方法流程简便实用，分析结果与压汞实验、核磁实验测量的孔隙结构参数有较好的一致性。

Description

一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法

技术领域

本发明涉及地质开发领域，具体说涉及一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法。

背景技术

储集层岩石的孔隙结构特征是影响储层流体(油、气、水)的储集能力和开采油、气资源的关键因素。致密砂岩孔隙结构复杂，不同孔隙结构储层储集油气能力和生产油气能力差异很大，因此，地质勘探和油气田开发工作都对分析致密砂岩储层孔隙结构提出了需求。

在现有技术中，一般认为核磁共振测井可以测量岩石中与骨架无关的流体信息(反映孔隙结构)，是分析孔隙结构的有效手段，但是核磁共振测井成本较高，由于成本原因，大部分井眼没有核磁共振测井资料，因此大多数情况下需要利用常规测井曲线分析孔隙结构。

但是由于尺度的原因(致密砂岩孔径尺度为微米级，测井曲线探测分辨率为厘米-米级)，基于测井曲线直接分析孔隙结构存在较大的难度。基于现有技术的方法利用测井曲线分析致密砂岩的孔隙结构获得的结果并不理想。因此，需要一种新的分析致密砂岩孔隙结构状态的方法。

发明内容

本发明提供了一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法，所述方法包括：

以不同孔隙结构在测井响应特征上的差异为基础，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态。

在一实施例中，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态，其中：

获取目的层段的自然伽马曲线以及声波密度曲线重叠差；

分析所述自然伽马曲线以及所述声波密度曲线重叠差以判断岩石孔隙结构情况。

在一实施例中，分析目的层段自然伽马曲线以及声波密度曲线重叠差判断岩石孔隙结构情况，其中，在不同的目的层段中：

自然伽马值相对较低、声波密度曲线重叠差相对较大的目地层段具有相对较好的孔隙结构；

自然伽马值相对较高，声波密度曲线重叠差相对较小的目地层段具有相对较差孔隙结构。

在一实施例中，在不同的目的层段中：

所述声波密度曲线重叠差相对较大体现为密度曲线在声波时差曲线左边且离声波时差曲线相对较远；

所述声波密度曲线重叠差相对较小体现为声波时差曲线与密度曲线接近重合或密度曲线在声波时差曲线右边。

在一实施例中，获取目的层段的声波密度曲线重叠差，其中：

确定钙质夹层；

设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度，使得两者左右刻度代表的孔隙度差相等；

使两条曲线在所述钙质夹层处重叠以获取所述声波密度曲线重叠差。

在一实施例中，设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度，使得两者左右刻度代表的孔隙度差相等，其中，所述声波时差曲线与所述密度曲线的左右刻度满足下式：

式中，ACL、ACR为分别声波时差曲线左、右刻度，ACM、ACF分别为岩石骨架、地层流体声波时差值，DENL、DENR为分别密度曲线左、右刻度，DENM、DENF分别为岩石骨架、地层流体密度值。

在一实施例中，依据测井曲线特征确定所述钙质夹层。

在一实施例中，依据测井曲线特征确定所述钙质夹层，相较于其它层段，所述钙质夹层满足以下特征：

伽马值相对较低；

中子、声波时差值相对较小；

密度值相对较大；

浅探测电阻率相对较大。

本发明的方法利用常规测井曲线对致密砂岩孔隙结构状态进行分析。相较于现有技术，本发明的方法流程简便实用，分析结果与压汞实验、核磁实验测量的孔隙结构参数有较好的一致性。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的方法流程图；

图2是根据本发明一实施例的测井曲线图；

图3是根据本发明一实施例对图2测井曲线图处理后得到的测井曲线分析图；

图4是根据本发明一实施例的测井曲线分析图与压汞孔径分布图的对比。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

在现有技术中，大多数情况下需要利用常规测井曲线分析孔隙结构状态。但是由于尺度的原因(致密砂岩孔径尺度为微米级，测井曲线探测分辨率为厘米-米级)，基于测井曲线直接分析致密砂岩孔隙结构存在较大的难度。基于现有技术的方法利用测井曲线分析致密砂岩的孔隙结构获得的结果并不理想。

针对上述问题，本发明提出了一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法。通过对致密砂岩油区多口井测井曲线特征和能反映孔隙结构的压汞、核磁等实验数据分析发现，不同孔隙结构致密砂岩在测井响应特征上存在一定差异。基于上述原理，在本发明一实施例中，以不同孔隙结构在测井响应特征上的差异为基础，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态。具体的，基于不同的致密砂岩孔隙结构在测井曲线上的表现不同，为致密砂岩孔隙结构进行分类，通过致密砂岩孔隙结构的类型来对比性的描述致密砂岩孔隙结构状态。

在本发明一实施例中，选用测井曲线中的自然伽马曲线、声波时差曲线以及密度曲线来分析致密砂岩孔隙结构状态。具体的，获取目的层段的自然伽马曲线、声波时差曲线以及密度曲线，将声波时差曲线以及密度曲线重叠获取声波密度曲线重叠差，利用声波密度曲线重叠差结合自然伽马曲线来分析判断判断目的层段的岩石孔隙结构情况。

在致密砂岩地层中，常常存在钙质夹层，钙质夹层孔隙结构极差，属无效层，且在测井响应特征上容易识别。因此，在本发明一实施例中，通过将钙质夹层段声波时差曲线、密度曲线重叠，得到目的层段声波密度曲线重叠差。

接下来结合附图详细描述本发明的实施例的方法的实施过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本发明一实施例中，如图1所示，首先获取目的层段的测井曲线(步骤S110)；然后基于测井曲线特征确定钙质夹层(步骤S120)。

具体的，在步骤S120中，相较于其它层段，钙质夹层测井响应特征十分明显，其满足以下特征：

伽马值相对较低；

中子、声波时差值相对较小；

密度值相对较大；

浅探测电阻率相对较大。

钙质夹层确定后就可以获取声波密度曲线重叠差(步骤S130)。具体的，在一实施例中，首先设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度，使得两者左右刻度代表的孔隙度差相等；然后使两条曲线在钙质夹层处重叠以获取声波密度曲线重叠差。

进一步的，在一实施例中，在设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度时满足下式：

式1中，ACL、ACR为分别声波时差曲线左、右刻度，ACM、ACF分别为岩石骨架、地层流体声波时差值，DENL、DENR为分别密度曲线左、右刻度，DENM、DENF分别为岩石骨架、地层流体密度值。在测井解释时，ACM、ACF、DENM、DENF均为已知量。

接下来就可以分析目的层段的自然伽马曲线以及声波密度曲线重叠差(步骤S140)从而判断目的层段的岩石孔隙结构状态(步骤S150)

具体的，在不同的目的层段中：自然伽马值相对较低、声波密度曲线重叠差相对较大的目地层段具有相对较好的孔隙结构；自然伽马值相对较高，声波密度曲线重叠差相对较小的目地层段具有相对较差孔隙结构。

进一步的，在不同的目的层段中：

声波密度曲线重叠差相对较大体现为密度曲线在声波时差曲线左边且离声波时差曲线相对较远；

声波密度曲线重叠差相对较小体现为声波时差曲线与密度曲线接近重合或密度曲线在声波时差曲线右边。

本发明的方法利用常规测井曲线对致密砂岩孔隙结构状态进行分析。相较于现有技术，本发明的方法流程简便实用，分析结果与压汞实验、核磁实验测量的孔隙结构参数有较好的一致性。

接下来基于具体应用实例来描述本发明一实施例的实施效果。

利用本发明对某油田某井长8段砂岩进行孔隙结构识别，该井曲线图如图2所示，该井2266米-2280米为目的砂岩层段。

首先依据测井曲线特征找出钙质夹层。

钙质夹层测井特征表现为伽马值相对较低，中子、声波时差值较小，密度值较大，浅探测电阻率明显增大。图2中，2275.8-2276.8米(虚线框中层段)自然伽马曲线值明显降低(与上下段相比)，中子曲线、声波时差曲线明显降低，密度曲线值明显增大，浅电阻率呈尖峰状增大，符合钙质夹层的测井响应特征，因此判断2275.8-2276.8米为钙质夹层。

然后设置声波时差曲线与密度曲线左右刻度。

研究区声波时差左右刻度常取365微秒/米、145微秒/米，代入式(1)，即ACL＝365微秒/米，ACR＝145微秒/米，岩石骨架、地层流体声波时差值、密度值均为已知常数，目的层段取ACM＝182微秒/米、ACF＝620微秒/米，DENM＝2.65克/立方厘米，DENF＝1克/立方厘米，因此可解得DENR-DENL约为0.8克/立方厘米，因此在测井曲线图中设置声波时差左右刻度分别为365微秒/米、145微秒/米，改变密度曲线左右刻度值，使密度曲线相对于声波时差曲线移动(移动过程中保持密度曲线右刻度与左刻度差始终为0.8克/立方厘米)，直到密度曲线与声波时差曲线在钙质夹层段重合。如图3所示，DENL＝1.93克/立方厘米、DENR＝2.73克/立方厘米时，密度曲线与声波时差曲线在钙质夹层段重合。

之后依据测井曲线特征对孔隙结构分类。

从测井响应特征来看，如图3所示，2266-2275.8米段可分为两部分，上部分层段2266-2272.5米自然伽马曲线值明显较低，密度曲线在声波时差曲线左边且离声波时差曲线较远(重叠差大)，判断为孔隙结构较好(定为I类孔隙结构)，下部分层段2272.5-2276.8米自然伽马值较高，声波时差曲线与密度曲线接近重合甚至部分密度曲线在声波时差曲线右边(重叠差较小)，判断为孔隙结构较差(定为II类孔隙结构)。将孔隙结构分类与该段岩心压汞实验资料比较(如图4所示)，1号样品对应测井深度为2268.67米，在上部分层段范围，2号样品对应测井深度2273.54米，在下部分层段范围，由两样品压汞实验数据绘制的孔径分布图如图4右侧图所示，1号样品孔径相对2号样品明显更大，孔隙结构更好，验证了根据本发明对孔隙结构状态的分析结果的正确性。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法，其特征在于，所述方法包括：

以不同孔隙结构在测井响应特征上的差异为基础，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态，其中：

获取目的层段的自然伽马曲线以及声波密度曲线重叠差；

分析所述自然伽马曲线以及所述声波密度曲线重叠差以判断岩石孔隙结构情况。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分析目的层段自然伽马曲线以及声波密度曲线重叠差判断岩石孔隙结构情况，其中，在不同的目的层段中：

自然伽马值相对较低、声波密度曲线重叠差相对较大的目地层段具有相对较好的孔隙结构；

自然伽马值相对较高，声波密度曲线重叠差相对较小的目地层段具有相对较差孔隙结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在不同的目的层段中：

所述声波密度曲线重叠差相对较大体现为密度曲线在声波时差曲线左边且离声波时差曲线相对较远；

所述声波密度曲线重叠差相对较小体现为声波时差曲线与密度曲线接近重合或密度曲线在声波时差曲线右边。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，获取目的层段的声波密度曲线重叠差，其中：

确定钙质夹层；

设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度，使得两者左右刻度代表的孔隙度差相等；

使两条曲线在所述钙质夹层处重叠以获取所述声波密度曲线重叠差。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，设置声波时差曲线与密度曲线的左右刻度，使得两者左右刻度代表的孔隙度差相等，其中，所述声波时差曲线与所述密度曲线的左右刻度满足下式：

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式中，ACL、ACR为分别声波时差曲线左、右刻度，ACM、ACF分别为岩石骨架、地层流体声波时差值，DENL、DENR为分别密度曲线左、右刻度，DENM、DENF分别为岩石骨架、地层流体密度值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，依据测井曲线特征确定所述钙质夹层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，依据测井曲线特征确定所述钙质夹层，相较于其它层段，所述钙质夹层满足以下特征：

伽马值相对较低；

中子、声波时差值相对较小；

密度值相对较大；

浅探测电阻率相对较大。