CN107818185B - 一种获取致密砂岩地层因素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获取致密砂岩地层因素的方法，所述方法包括：基于实验数据确定孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的阿尔奇公式计算值、实测数据、以及束缚水饱和度之间的数学模型；根据测井资料基于所述数学模型对孔隙度小于孔隙度阈值的测量目标的阿尔奇公式计算值进行修正以获取所述测量目标的地层因素。本发明针对致密砂岩测井解释中地层因素获取的难题，建立了基于束缚水饱和度的地层因素获取新方法和流程。相较于现有技术，本发明的方法操作简便实用，在实际测井解释中应用效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及地质开发领域，具体说涉及一种获取致密砂岩地层因素的方法。
背景技术
确定地层因素是石油测井解释饱和度评价中的一项重要内容。长期以来，确定地层因素采用美国测井工程师G.E.Archie在1942发表的成果(被称为阿尔奇公式)，G.E.Archie通过大量的岩电实验数据分析发现：在双对数坐标下，“纯净”砂岩地层因素与孔隙度呈线性关系，表示为下式：
其中：F为地层因素，无量纲；R0为岩样100％含水时的电阻率，欧姆·米；Rw为孔隙水电阻率，欧姆·米；φ为岩石孔隙度，小数；a、m为与岩石性质有关的常数(岩性常数，一般的，a≈1、m≈2)。
G.E.Archie的研究成果主要基于取自美国海湾地区的岩心样本孔隙度、电阻率测量结果，其岩样孔隙度范围介于10％～40％。但是，近年来，随着针对致密砂岩的岩石物理实验研究增多，大量的实验数据表明：在双对数坐标下，致密砂岩的地层因素与孔隙度间的相互关系并不能十分理想的符合阿尔奇公式。阿尔奇公式是否适用于致密砂岩储层测井解释因此存在争议。
因此，为了获取更为准确的地层因素，需要一种新的针对致密砂岩的地层因素获取方法。
发明内容
本发明提供了一种获取致密砂岩地层因素的方法，所述方法包括：
基于实验数据确定孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的阿尔奇公式计算值、实测数据、以及束缚水饱和度之间的数学模型；
根据测井资料基于所述数学模型对孔隙度小于孔隙度阈值的测量目标的阿尔奇公式计算值进行修正以获取所述测量目标的地层因素。
在一实施例中，所述方法包括：
利用阿尔奇公式计算获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第一地层因素值；
实验测量获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第二地层因素值；
由孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的实验数据确定所述第二地层因素值与所述第一地层因素值的比值与束缚水饱和度的数值对应关系，根据所述数值对应关系建立所述数学模型。
在一实施例中，所述方法包括：
基于测井资料利用阿尔奇公式计算获取测量目标的第三地层因素值；
基于测井资料获取所述测量目标的束缚水饱和度；
根据所述测量目标的束缚水饱和度以及所述数学模型对所述第三地层因素值进行修正以获取所述测量目标的地层因素值。
在一实施例中，利用阿尔奇公式计算获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第一地层因素值，其中：
通过对孔隙度大于孔隙度阈值的多个岩样实验数据确定阿尔奇公式的岩性常数的值；
基于所述岩性常数的值对孔隙度小于孔隙度阈值的岩样采用所述阿尔奇公式计算地层因素。
在一实施例中，通过对孔隙度大于孔隙度阈值的多个岩样实验数据确定阿尔奇公式的岩性常数的值，其中，由地层因素值以及岩石孔隙度拟合获取岩性常数的值。
在一实施例中，由岩电实验获取所述地层因素值，由物性分析实验获取所述岩石孔隙度。
在一实施例中，由孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的实验数据确定所述第二地层因素值与所述第一地层因素值的比值与束缚水饱和度的数值对应关系，其中，通过对多个岩样的所述第二地层因素值、所述第一地层因素值以及束缚水饱和度拟合获取所述数值对应关系。
在一实施例中，所述数值对应关系表现为：
c＝d×Swi+f
其中，c为所述第二地层因素值与所述第一地层因素值的比值，Swi为束缚水饱和度，d、f为关系式系数。
在一实施例中，由岩样压汞实验、核磁共振实验或相渗实验获取所述束缚水饱和度。
在一实施例中，所述孔隙度阈值为10％。
本发明针对致密砂岩测井解释中地层因素获取的难题，建立了基于束缚水饱和度的地层因素获取新方法和流程。相较于现有技术，本发明的方法操作简便实用，在实际测井解释中应用效果较好。
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是现有技术中通过实验获取的孔隙度地层因素交会图；
图2是根据本发明一实施例的方法流程图；
图3是根据本发明一实施例的数学模型坐标图；
图4是根据本发明一实施例的计算结果与实测数据对比图。
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，，确定地层因素通常采用阿尔奇公式。但是，近年来，随着针对致密砂岩的岩石物理实验研究增多，大量的实验数据表明：在双对数坐标下，致密砂岩的地层因素与孔隙度间的相互关系并不能十分理想的符合阿尔奇公式。阿尔奇公式是否适用于致密砂岩储层测井解释因此存在争议。
针对上述情况，本发明提出了一种新的获取致密砂岩地层因素的方法。
在双对数坐标下，约以孔隙度10％为分界，当孔隙度大于10％时，砂岩地层因素与孔隙度关系符合阿尔奇公式；而当孔隙度小于10％时，砂岩地层因素明显朝减小的方向偏离，如图1所示的孔隙度地层因素交会图(横坐标为孔隙度，纵坐标为地层因素)。
对于这种偏离现象，一种合理的解释是：当孔隙度小于10％时，岩石孔径较小，微毛细管十分发育，大量微毛细管相互连接，形成较好的导电路径，这部分微毛细管的导电能力强于阿尔奇公式描述的岩石中孔隙流体的导电能力，从而导致了地层因素与孔隙度关系的偏离。从这个角度来说，实验测量地层因素与阿尔奇公式计算地层因素的偏离程度应与微毛细管的发育程度相关，微毛细管孔径较小，地层条件下难以流动，因此可利用束缚水饱和度来反映微毛细管的发育情况。通过对岩石物理实验数据的分析发现：孔隙度小于10％时，实验测量地层因素与阿尔奇公式计算地层因素的偏离程度与岩石束缚水饱和度存在较好的线性相关关系，因此可基于实验数据建立偏离程度与束缚水饱和度的关系式，在测井解释中，利用测井解释得到的束缚水饱和度，结合关系式，即可对阿尔奇公式计算的地层因素进行校正，得到较为准确的地层因素。
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，首先基于实验数据确定孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的阿尔奇公式计算值、实测数据、以及束缚水饱和度之间的数学模型。具体的，如图2所示，利用阿尔奇公式计算获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第一地层因素值(阿尔奇公式计算值)(步骤S211)；实验测量获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第二地层因素值(实验测量值)(步骤S212)；实验测量获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的束缚水饱和度(步骤S213)。
然后就可以由孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的实验数据确定第二地层因素值(实验测量值)与第一地层因素值(阿尔奇公式计算值)的比值与束缚水饱和度的数值对应关系，并根据数值对应关系建立数学模型(步骤S220)。
这里需要说明的是，由于在双对数坐标下，约以孔隙度10％为分界，当孔隙度大于10％时，砂岩地层因素与孔隙度关系符合阿尔奇公式；而当孔隙度小于10％时，砂岩地层因素明显朝减小的方向偏离。因此在本发明一实施例中，以10％作为孔隙度阈值。在本发明的其他实施例中，可以基于实际需要，选取其他更高精度的数值作为孔隙度阈值。
进一步的，在一实施例中，在步骤S211中，在本发明一实施例中，首先通过对孔隙度大于孔隙度阈值的多个岩样实验数据确定阿尔奇公式(式1)的岩性常数的值(a值、m值)；然后基于岩性常数的值对孔隙度小于孔隙度阈值的岩样采用阿尔奇公式计算地层因素。
具体的，在一实施例中，在确定岩性常数的值(a值、m值)的过程中：地层因素F由岩电实验得到；岩石孔隙度φ由物性分析实验得到；由F、φ数据即可拟合得到a值、m值。
进一步的，在一实施例中，在步骤S220中，通过对多个岩样的第二地层因素值、第一地层因素值以及束缚水饱和度拟合获取数值对应关系。
具体的，在一实施例中，对孔隙度小于10％的岩样确定实验测量地层因素与阿尔奇公式计算地层因素的比值：
其中Fm为岩电实验测量得到的地层因素(第二地层因素值)，Fa为采用阿尔奇公式计算得到的地层因素(第一地层因素值)。
数值对应关系表现为：
c＝d×Swi+f (式3)
其中，c为第二地层因素值与第一地层因素值的比值，Swi为束缚水饱和度，d、f为关系式系数。
束缚水饱和度Swi可由岩样压汞实验或核磁共振实验或相渗实验得到。通过多个岩样的c、Swi数据即可拟合得到d、f。
接下来就可以在测井解释时根据测井资料基于所述数学模型对孔隙度小于孔隙度阈值的测量目标的阿尔奇公式计算值进行修正以获取所述测量目标的地层因素。
具体的，如图2所示，基于测井资料利用阿尔奇公式计算获取测量目标的第三地层因素值(阿尔奇公式计算值)(步骤S231)；基于测井资料获取测量目标的束缚水饱和度(步骤S232)。最后根据测量目标的束缚水饱和度以及数学模型对第三地层因素值进行修正以获取测量目标的地层因素值(步骤S240)。
具体的，在一实施例中，在步骤S231中，利用测井资料得到的地层孔隙度φ和步骤S211中得到a值、m值，由阿尔奇公式计算地层因素Fal。
进一步的，在一实施例中，在步骤S240中，利用测井资料得到的地层束缚水饱和度Swi(步骤S232)和步骤S220得到的关系式(式2)，计算比值c。最后由步骤S231得到的阿尔奇公式计算地层因素与得到的比值c计算致密砂岩地层因素：
F＝c×Fal (式4)
本发明针对致密砂岩测井解释中地层因素获取的难题，建立了基于束缚水饱和度的地层因素获取新方法和流程。相较于现有技术，本发明的方法操作简便实用，在实际测井解释中应用效果较好。
接下来基于一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长8段致密砂岩地层获取地层因素。
步骤一：对该油田长8段14块孔隙度大于10％的岩样进行了岩电实验，测量岩样地层因素，利用岩样地层因素与岩样孔隙度数据拟合阿尔奇公式a值、m值，得a＝1、m＝1.9。
步骤二：对该油田长8段11块孔隙度小于10％的岩样采用步骤一确定的a值、m值利用阿尔奇公式计算地层因素。
步骤三：对孔隙度小于10％的11块岩样进行岩电实验，测量岩样地层因素，计算各岩样的实验测量地层因素与阿尔奇公式计算地层因素的比值c。
步骤四：对孔隙度小于10％的11块岩样进行核磁共振实验，测量岩样束缚水饱和度，利用测量的束缚水饱和度和步骤三得到的比值c，拟合获取式(3)中的d值、f值，如图3所示的束缚水饱和度-比值c交会图，d＝-0.0103，f＝1.381。
步骤五：对该油田某井长8段进行测井解释，利用测井资料得到的地层孔隙度φ和步骤一中得到a值、m值，由阿尔奇公式计算地层因素。
步骤六：利用测井资料得到的地层束缚水饱和度Swi，依据式(3)，计算比值c。
步骤七：由步骤五得到的阿尔奇公式计算地层因素与步骤六得到的比值c，依据式(4)，计算地层因素。
地层因素计算结果与实验测量地层因素比较，如图4所示(横坐标为实验测量的地质因素，纵坐标为根据本发明方法计算获取的地质因素)。由图4可以看出，数据点集中分布在45°线附近，显示本发明获取地层因素与实验测量地层因素吻合较好，证实了本发明的实用性。
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 (9)
1.一种获取致密砂岩地层因素的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于实验数据确定孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的阿尔奇公式计算值、实测数据、以及束缚水饱和度之间的数学模型；
根据测井资料基于所述数学模型对孔隙度小于孔隙度阈值的测量目标的阿尔奇公式计算值进行修正以获取所述测量目标的地层因素；
其中，根据测井资料基于所述数学模型对孔隙度小于孔隙度阈值的测量目标的阿尔奇公式计算值进行修正以获取所述测量目标的地层因素包括：
利用阿尔奇公式计算获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第一地层因素值；
实验测量获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第二地层因素值；
由孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的实验数据确定所述第二地层因素值与所述第一地层因素值的比值与束缚水饱和度的数值对应关系，根据所述数值对应关系建立所述数学模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于测井资料利用阿尔奇公式计算获取测量目标的第三地层因素值；
基于测井资料获取所述测量目标的束缚水饱和度；
根据所述测量目标的束缚水饱和度以及所述数学模型对所述第三地层因素值进行修正以获取所述测量目标的地层因素值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用阿尔奇公式计算获取孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的第一地层因素值，其中：
通过对孔隙度大于孔隙度阈值的多个岩样实验数据确定阿尔奇公式的岩性常数的值；
基于所述岩性常数的值对孔隙度小于孔隙度阈值的岩样采用所述阿尔奇公式计算地层因素。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过对孔隙度大于孔隙度阈值的多个岩样实验数据确定阿尔奇公式的岩性常数的值，其中，由地层因素值以及岩石孔隙度拟合获取岩性常数的值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由岩电实验获取所述地层因素值，由物性分析实验获取所述岩石孔隙度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由孔隙度小于孔隙度阈值的岩样的实验数据确定所述第二地层因素值与所述第一地层因素值的比值与束缚水饱和度的数值对应关系，其中，通过对多个岩样的所述第二地层因素值、所述第一地层因素值以及束缚水饱和度拟合获取所述数值对应关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数值对应关系表现为：
c＝d×Swi+f
其中，c为所述第二地层因素值、所述第一地层因素值的比值，Swi为束缚水饱和度，d、f为关系式系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由岩样压汞实验、核磁共振实验或相渗实验获取所述束缚水饱和度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述孔隙度阈值为10％。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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