CN107829731A - 一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，包括：选取具有代表性的火山岩岩心，确定其有无蚀变和蚀变类型，对黏土蚀变的岩心测量常规孔隙度和黏土含量；对黏土蚀变的火山岩在常规测井曲线上的响应特征进行分析，优选出四条对黏土蚀变反映敏感的常规测井曲线；进而考虑每条曲线影响权重确定公式组合形式，从而利用敏感测井曲线构建出一条能综合反映火山岩黏土蚀变程度的曲线；再利用全岩矿物分析得出的黏土含量和计算的蚀变程度曲线建立目的层段黏土含量计算模型；最后利用研究区物性模型结合黏土含量曲线对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度校正。本发明实现了黏土蚀变的火山岩孔隙度的连续校正，提高了黏土蚀变的火山岩孔隙度的计算精度。

Description

一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法

技术领域

本发明属于石油勘探中的复杂油气藏地层测井评价技术领域，具体涉及一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法。

背景技术

在油气勘探中，测井解释的一个重要参数就是孔隙度的定量计算。地层孔隙度的计算多采用三孔隙度曲线，三孔隙度曲线是孔隙度计算的基础，在测井评价中发挥了重要的作用。无论在常规碎屑岩中还是在复杂岩性储层中都得到了广泛的应用。

随着油气勘探的不断深入，火山岩等复杂地层逐渐成为勘探重点，与碎屑岩油气藏相比，火山岩储集层一般埋藏深度大，岩石类型变化多样，非均质性强，火山岩储层的孔隙结构更为复杂。目前对未发生蚀变的火山岩的孔隙度评价已较为成熟。而发生黏土蚀变的火山岩的孔隙度定量计算一直是未解决的问题。若火山岩发生黏土蚀变，会导致三孔隙曲线计算的孔隙度偏大，从而对火山岩储层产生错误的认识，直接影响火山岩测井评价精度。

目前国内外研究人员对火山岩蚀变类型、蚀变程度等做了大量的研究，但黏土蚀变对物性会产生多大的影响还停留在定性上，还没有一个定量的评价。

发明内容

本发明的目的在于鉴于现有技术中存在的问题，提供了一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，该方法利用岩心岩石物理实验数据、常规测井数据建立黏土蚀变的火山岩孔隙度计算模型，以解决黏土蚀变的火山岩孔隙度计算偏高的问题。

本发明采取以下技术方案来实现的：

一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，包括以下步骤：

1)选取具有不同岩性的火山岩岩心样品，对所选取火山岩岩心样品进行薄片鉴定及扫描电镜分析，确定其有无蚀变及蚀变类型，对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量；

2)对黏土蚀变的火山岩常规测井曲线进行响应特征分析，优选反映黏土蚀变的敏感测井曲线；

3)利用敏感测井曲线构建一条能综合反映火山岩黏土蚀变程度的曲线；

4)利用实验得出的黏土含量和蚀变程度曲线建立黏土含量计算模型；

5)利用研究区物性模型结合黏土含量曲线对蚀变的火山岩进行孔隙度校正。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，对所选取火山岩岩心样品进行薄片鉴定、扫描电镜、孔隙度测量和全岩矿物分析是按照《岩石薄片鉴定(SY/T5368-2000)》、《岩石样品扫描电子显微镜分析方法(SY/T5162-2014)》、《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《全岩光片显微组分鉴定及统计方法(SY/T6414-2014)》标准流程进行。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，发生黏土蚀变的火山岩会导致：电阻率降低、中子孔隙度增大、密度值降低和声波时差增大。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，在分析蚀变作用对测井曲线影响的基础上，火山岩电阻率受蚀变程度和岩性的影响较大，油气对电阻率的影响忽略不计，蚀变程度与中子、声波成正相关，与密度、电阻率成负相关，结合校正地区的实际地质情况，建立了火山岩蚀变程度AL计算模型，如下：

式中，a为常数，用于提高密度值的影响权重；

b为常数，用于降低电阻率值的影响权重；

AC为声波测井值，单位μs/ft；

CNL为中子测井值，单位％；

DEN为密度测井值，单位g/cm³；

Rt为深侧向测井值，单位Ω·m。

本发明进一步的改进在于，计算的蚀变程度AL越大，全岩矿物分析中的黏土含量V_sh越高，且两者具有较好的相关性，所建立岩石黏土含量V^* _sh曲线与蚀变程度曲线AL之间的相关关系如下：

V^* _sh＝c×AL+d (2)

式中，V^* _sh为计算的岩石黏土含量；c、d均为系数，通过实验数据采用最优化拟合获得。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，利用建立的黏土含量V_sh计算模型，结合研究区泥质单矿物模型，利用密度孔隙度计算模型得到校正后的火山岩孔隙度：

式中，φ^*为校正后火山岩的孔隙度，单位％；ρ_ma为岩石骨架密度值，单位g/cm³；ρ_b为目的层密度测井值，单位g/cm³；ρ_f为地层流体密度值，单位g/cm³；V^* _sh为计算的地层黏土含量，单位％；ρ_sh为黏土骨架值，单位g/cm³。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

本发明首先选取具有代表性的火山岩岩心，对岩心进行分类筛选，甄别出发生蚀变的岩心；然后进行薄片鉴定及扫描电镜分析，确定其蚀变类型，尤其对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量；对黏土蚀变的火山岩在常规测井曲线上的响应特征进行分析，优选出反映黏土蚀变的敏感测井曲线，利用敏感测井曲线构建一条火山岩蚀变程度曲线；对蚀变程度曲线和黏土含量进行统计分析，建立两者相关关系，确定出黏土含量计算公式；最后利用泥质单矿物模型得到反映地层真实情况的黏土蚀变后的岩石孔隙度。

本发明解决了现有黏土蚀变的火山岩地层孔隙度偏高的难点，通过引入常规测井资料计算得到的蚀变程度作为计算岩石黏土含量的重要参数，使得确定的黏土蚀变火山岩孔隙度更符合实际地层和岩石物理特征，具有更高的精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法的流程图；

图2为本发明实施例的实验室测量的黏土含量与蚀变程度关系图；

图3为本发明实施例的黏土蚀变的火山岩校正前计算孔隙度和分析孔隙度相关关系图；

图4为本发明实施例的黏土蚀变的火山岩校正后计算孔隙度和分析孔隙度相关关系图；

图5为本发明的应用效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明提供的一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，包括如下步骤：

步骤101：对所选取火山岩岩心样品进行薄片鉴定及扫描电镜分析，确定其有无蚀变及蚀变类型，对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量；

步骤102：对黏土蚀变的火山岩在常规测井曲线上的响应特征进行分析，优选反映黏土蚀变的敏感测井曲线；

步骤103：利用敏感测井曲线，构建一条能综合反映火山岩黏土蚀变程度的曲线；

步骤104：利用实验得出的黏土含量和蚀变程度曲线建立黏土含量计算模型；

步骤105：利用研究区物性模型结合黏土含量曲线对蚀变的火山岩进行孔隙度校正。

下面，通过对本实施例的具体实施情况做进一步详细说明，以支持本发明所要解决的技术问题。

1、根据火山岩地层段的岩心、测井数据资料，选取火山岩具有代表性的岩心样品，进行薄片鉴定及扫描电镜分析，确定其有无蚀变及蚀变类型，对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量；

本实施例中选择一油田区块的石炭系火山岩地层段作为研究目的层，收集目的层段的岩心资料和测井资料，并根据这些资料选出了具有代表性的火山岩岩心样品42块，本实施例中，所谓代表性的岩心是指在该区建立的岩性识别图版的基础上，根据常规测井、录井、取心描述、特殊测井等资料所确定了岩性的火山岩样品；按照《岩石薄片鉴定(SY/T5368-2000)》、《岩石样品扫描电子显微镜分析方法(SY/T5162-2014)》、《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《全岩光片显微组分鉴定及统计方法(SY/T6414-2014)》标准流程进行实验，确定其有无蚀变及蚀变类型，其中黏土蚀变火山岩岩心15块，对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量。

2、测井响应是岩性、孔隙度、孔隙结构和流体性质的综合反映，当出现蚀变时，各种曲线特征会发生变化：黏土蚀变产生的各种黏土矿物会导致电阻率降低；岩石黏土蚀变产生的黏土矿物含有大量的结合水，会导致中子孔隙度偏高，尤其是蚀变严重时，中子测井值明显高于未蚀变的同类岩石；岩石黏土蚀变产生的沸石、绿泥石等也会造成密度值下降；岩石黏土蚀变产生的黏土矿物也会使声波时差值稍有增大。因此优选出电阻率、声波、密度、中子测井曲线作为岩石黏土蚀变程度评价的敏感曲线。

3、分析蚀变作用对测井曲线的影响，火山岩电阻率受蚀变程度和岩性的影响较大，油气对电阻率的影响可以忽略不计，蚀变程度与中子、声波成正相关，与密度、电阻率成负相关。结合本地区的实际地质情况，为了提高密度曲线的权重和降低电阻率曲线的权重，令a＝2，b＝1/2，火山岩蚀变程度AL的数学表达式演化为：

式中，AC为声波测井值，单位μs/ft；

CNL为中子测井值，单位％；

DEN为密度测井值，单位g/cm³；

Rt为深侧向测井值，单位Ω·m。

4、提取黏土蚀变的岩心样品对应深度点的蚀变程度数据，建立全岩矿物分析得到的黏土含量V_sh与计算的岩石黏土蚀变程度AL的相关关系(参见图2)，即可得到计算的岩石黏土含量V^* _sh曲线与蚀变程度曲线AL之间的相关关系式：

V^* _sh＝1.1951×AL-3.1316 (5)

式中，V^* _sh为计算的岩石黏土含量，单位％；AL为火山岩发生黏土蚀变的程度，无因次。

5、利用建立的黏土含量V^* _sh计算模型，结合研究区骨架密度模型(火山角砾岩骨架密度为2.68g/cm³，安山岩骨架密度为2.74g/cm³)，采用泥质单矿物模型，泥岩骨架密度取理论值2.35g/cm³，流体密度取研究区经验值1.02g/cm³，利用密度孔隙度计算模型得到校正后的火山岩孔隙度。

式中，φ^*为校正后火山岩的孔隙度，单位％；

ρ_ma为岩石骨架密度值，单位g/cm³；

ρ_b为目的层密度测井值，单位g/cm³；

V^* _sh为计算的地层黏土含量，单位％；

黏土蚀变的火山岩校正前计算的孔隙度比实验分析孔隙度整体偏大(见图3)；校正后的孔隙度与分析孔隙吻合较好(见图4)。

6、附图5所示黏土蚀变的火山岩孔隙度校正的效果图，图中第一道为自然伽马曲线，第二道为深度道，第三道为岩性剖面，第四道为深侧向电阻率曲线，第四道为三孔隙度曲线，第五道为计算的蚀变程度道，第六道为黏土含量道(圆状点为分析黏土含量)，第七道为校正前计算的孔隙度道(圆状点为分析常规孔隙度)，第八道为校正后计算的孔隙度道(圆状点为分析常规孔隙度)。图中，校正前的计算孔隙度明显高于岩石物理实验分析孔隙度，通过黏土含量校正后计算的孔隙度与分析孔隙度一致性好，从而验证了本方法的可靠性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取具有不同岩性的火山岩岩心样品，对所选取火山岩岩心样品进行薄片鉴定及扫描电镜分析，确定其有无蚀变及蚀变类型，对黏土蚀变的火山岩进行孔隙度测量和全岩矿物分析，确定出其黏土含量；

2)对黏土蚀变的火山岩常规测井曲线进行响应特征分析，优选反映黏土蚀变的敏感测井曲线；

3)利用敏感测井曲线构建一条能综合反映火山岩黏土蚀变程度的曲线；

4)利用实验得出的黏土含量和蚀变程度曲线建立黏土含量计算模型；

5)利用研究区物性模型结合黏土含量曲线对蚀变的火山岩进行孔隙度校正。

2.根据权利要求1所述的黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，步骤1)中，对所选取火山岩岩心样品进行薄片鉴定、扫描电镜、孔隙度测量和全岩矿物分析是按照《岩石薄片鉴定(SY/T5368-2000)》、《岩石样品扫描电子显微镜分析方法(SY/T5162-2014)》、《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》和《全岩光片显微组分鉴定及统计方法(SY/T6414-2014)》标准流程进行。

3.根据权利要求1所述的黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，步骤2)中，发生黏土蚀变的火山岩会导致：电阻率降低、中子孔隙度增大、密度值降低和声波时差增大。

4.根据权利要求1所述的黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，步骤3)中，在分析蚀变作用对测井曲线影响的基础上，蚀变程度与中子、声波成正相关，与密度、电阻率成负相关，结合校正地区的实际地质情况，建立了火山岩蚀变程度AL计算模型，如下：

<mrow> <mi>A</mi> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>A</mi> <mi>C</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mi>C</mi> <mi>N</mi> <mi>L</mi> </mrow> <mrow> <msup> <mi>DEN</mi> <mi>a</mi> </msup> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>Rt</mi> <mi>b</mi> </msup> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式中，a为常数，用于提高密度值的影响权重；

b为常数，用于降低电阻率值的影响权重；

AC为声波测井值，单位μs/ft；

CNL为中子测井值，单位％；

DEN为密度测井值，单位g/cm³；

Rt为深侧向测井值，单位Ω·m。

5.根据权利要求4所述的黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，计算的蚀变程度AL越大，全岩矿物分析中的黏土含量V_sh越高，且两者具有较好的相关性，所建立岩石黏土含量V^* _sh曲线与蚀变程度曲线AL之间的相关关系如下：

V^* _sh＝c×AL+d (2)

式中，V^* _sh为计算的岩石黏土含量；c、d均为系数，通过实验数据采用最优化拟合获得。

6.根据权利要求5所述的黏土蚀变的火山岩孔隙度校正方法，其特征在于，步骤5)中，利用建立的黏土含量V_sh计算模型，结合研究区泥质单矿物模型，利用密度孔隙度计算模型得到校正后的火山岩孔隙度：

<mrow> <msup> <mi>&amp;phi;</mi> <mo>*</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>b</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>f</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> <mo>-</mo> <msub> <msup> <mi>V</mi> <mo>*</mo> </msup> <mrow> <mi>s</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>f</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式中，φ^*为校正后火山岩的孔隙度，单位％；ρ_ma为岩石骨架密度值，单位g/cm³；ρ_b为目的层密度测井值，单位g/cm³；ρ_f为地层流体密度值，单位g/cm³；V^* _sh为计算的地层黏土含量，单位％；ρ_sh为黏土骨架值，单位g/cm³。