CN109386281A - 一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：在储层中选择岩电实验用的多个岩石样品，确定各岩石样品中孔隙的类型，并记录各孔隙类型下的地层电阻率和对应的胶结指数；根据测井信息记录储层中致密层的地层电阻率，确定致密层的胶结指数；根据测井信息记录储层中高角度缝和低角度缝的地层电阻率，确定高角度缝和低角度缝的胶结指数；根据测井信息记录储层中溶蚀溶孔的地层电阻率，并确定溶蚀溶孔的胶结指数；根据岩电实验和测井信息中裂缝性低孔低渗储层的胶结指数，确定储层的测井饱和度。本发明能够直观、快速的获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度，可操作性强，使用范围广。

Description

一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法
技术领域
本发明涉及一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，属于油气田勘探开发领域。
背景技术
Archie(阿尔奇)公式由于是连接电阻率和饱和度的不可或缺的桥梁和纽带，作为计算含油饱和度的经典公式，因此一直在测井解释中发挥着重要作用。阿尔奇公式中的系数a、b、m、n通常是由实验测量决定的，且实验测量确定的参数往往唯一，其中，a、b分别为岩性系数，m为胶结指数，n为油气层含水饱和度指数。然而，在油田的实际开采过程中，由于a、b、m、n的值并不是一成不变的，对于不同的岩性、不同的地层水电阻率、不同的矿化度、不同的渗透率、不同的温度、不同的压力等都会发生一定的变化，因此，在测井解释过程中如何准确地确定a、b、m、n的值，并最后确定含油或含气饱和度就显得非常有必要。其中，m表示胶结指数，能够反映岩石的胶结程度，岩石孔径的曲折与级差能反映m值的高低，因此，不同类型孔隙度之间的函数关系能够在一定程度上反映m值的大小。同时，m值还与岩石孔隙结构和地层胶结程度有关，即与岩石颗粒的形状、比表面、分选程度、胶结程度、压实程度和各向异性有关。此外，m值还会受温度、压力等多种因素的影响。研究中一般认定a＝1，系数b和n的值保持不变，这样m则是地下地质体的一种综合响应。
现有技术中，m值的确定主要有两条方向，一条是通过岩电实验进行统计的，另一条是基于孔隙模型进行推导的。根据测井信息确定水层m值时，对某地区的同一岩性来说，虽然在(孔隙度)变化范围有限的情况下也可以测量m值，但是，只有在较多纯水层，同时变化范围较大，Rw(地层水电阻率)较稳定以及钻井液侵入不太深等条件下，才能够取得好结果。根据测井信息确定油气层的m值时，需要根据核磁共振资料获得束缚水饱和度，并根据束缚水饱和度确定油气层的含水饱和度。根据核磁实验进行分析时，则需要根据岩心核磁共振测量结果评价孔隙结构。由于根据测井信息确定m值和根据核磁实验进行分析确定m值均需要核磁共振资料，而且需要多口有核磁共振资料的井才能进行分析。因此，受成本影响，部分油气田满足不了研究条件，导致应用范围受限。虽然根据岩电实验确定m值，实现起来比较容易，但是受地区影响很大。虽然结合岩电实验和测井信息共同确定m值具有原理基础，并且操作性强，既能够弥补某地区只能够选取有限的岩石样品做岩电实验的局限性，又不会像建立导电模型那么复杂，应用广泛，但是，目前结合岩电实验和测井信息共同确定m值时却没有考虑储层存在裂缝或溶蚀溶孔的情况。由于m值是岩性和孔隙结构的综合反映，而且储层中裂缝或溶蚀溶孔处的m值与储层中其它区域的m值是不相同的，因此，亟需一种直观、快速、可操作性强且使用范围广的针对裂缝性低孔低渗储层m值的求解方法来准确计算储层测井饱和度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法。能够直观、快速的获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度，可操作性强，使用范围广。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：在储层中选择岩电实验用的多个岩石样品，确定各岩石样品中孔隙的类型，并记录各孔隙类型下的地层电阻率和对应的胶结指数；根据测井信息记录储层中致密层的地层电阻率，确定致密层的胶结指数；根据测井信息记录储层中高角度缝和低角度缝的地层电阻率，确定高角度缝和低角度缝的胶结指数；根据测井信息记录储层中溶蚀溶孔的地层电阻率，并确定溶蚀溶孔的胶结指数；根据岩电实验和测井信息中裂缝性低孔低渗储层的胶结指数，确定储层的测井饱和度。
根据岩电实验和测井信息建立各孔隙类型下的地层电阻率与胶结指数的交会图，形成裂缝性低孔低渗储层胶结指数的求解图版。
根据岩电实验的储层中每一岩石样品的测量深度获取多条测井曲线，记录每一岩石样品测量深度下的地层电阻率，并结合每一岩石样品的多条测井曲线的响应特征，确定每一岩石样品的孔隙类型，孔隙类型包括基质孔隙、高角度缝、低角度缝、溶蚀溶孔或低角度缝与溶蚀溶孔的结合。
测井信息包括泥质指示曲线、三孔隙度曲线和地层电阻率曲线，根据泥质指示曲线、三孔隙度曲线和地层电阻率曲线的响应特征确定致密层，致密层基质孔隙的孔隙度小于等于3％。
在致密层中，选择三孔隙度曲线上重合且靠近零基线的深度点为致密层的致密点，记录致密点的地层电阻率和孔隙度值，并计算致密层的胶结指数，设定致密层的含水饱和度为99％，确定致密层的胶结指数所依据的公式为：
式中，m为胶结指数，Rt为地层电阻率，为孔隙度，为油气层的含水饱和度，n为油气层的含水饱和度指数，n＝2，a为岩性系数，a＝1，b为岩性系数，b＝1。
根据地层电阻率曲线选择双侧向地层电阻率相对于围岩呈降低且双侧向电阻率出现正差异的区域为高角度缝的发育层，根据三孔隙度曲线和地层电阻率曲线选择三孔隙度曲线均增大且地层电阻率曲线呈尖峰状降低的区域为低角度缝的发育层；选择地层电阻率曲线中双侧向电阻率对应的谷值点或三孔隙度曲线中的峰值点为高角度缝的深度点，并记录高角度缝深度点的地层电阻率，选择三孔隙度曲线的峰值点或地层电阻率的谷值点为低角度缝的深度点，并记录低角度缝深度点的地层电阻率；选择三孔隙度曲线均增大的区域为所述溶蚀溶孔发育的深度。
高角度缝或低角度缝内的流体为水时，确定100％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数所依据的公式为：
式中，Rw为地层水电阻率，Ro为地层100％含水的地层电阻率；
高角度缝或低角度缝内的流体为水和油气的混合物时，设定含水饱和度为90％，根据公式(1)确定90％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数。
选取三孔隙度曲线的峰值点为溶蚀溶孔的深度点，记录溶蚀溶孔的深度点的地层电阻率值；溶蚀溶孔内的流体完全为水时，根据公式(2)确定溶蚀溶孔的胶结指数；溶蚀溶孔内的流体为水和油气的混合物时，设定含水饱和度为90％，根据公式(1)确定溶蚀溶孔的胶结指数。
确定储层的测井饱和度所依据的公式为：
本发明带来了以下有益效果：1、本发明根据岩电实验确定了各岩石样品的孔隙类型，并记录各孔隙类型的地层电阻率和对应的胶结指数，同时根据测井信息确定了致密层的地层电阻率，并确定致密层的胶结指数，确定高角度缝和低角度缝对应的地层电阻率，并确定高角度缝和低角度缝对应的胶结指数；确定溶蚀溶孔的地层电阻率，并确定溶蚀溶孔的胶结指数，能够快速的获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度，本发明可操作性强，使用范围广。2、本发明根据岩电实验和测井信息建立各孔隙类型下的地层电阻率与胶结指数的交会图，形成裂缝性低孔低渗储层胶结指数的求解图版，能够直观、快捷的获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度，使用方便。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他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结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是本发明的流程结构示意图；
图2是本发明第一井中致密层的胶结指数；
图3是本发明第二井中高角度裂缝的胶结指数；
图4是本发明第三井中低角度裂缝的胶结指数；
图5是本发明第四井中溶蚀溶孔的胶结指数。
图6是本发明各孔隙类型的地层电阻率和胶结指数之间关系的结构示意图；
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，借此对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能充分理解并据以实施。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。
如图1所示，本发明的获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，包括以下步骤：
1)在储层中选择岩电实验用的多个岩石样品，确定各岩石样品中孔隙的类型，并记录各孔隙类型的地层电阻率和对应的胶结指数；
根据储层中每一岩石样品的测量深度获取多条测井曲线，记录该测量深度下的地层电阻率，接着结合每一岩石样品的多条测井曲线的响应特征，确定各岩石样品的孔隙类型，孔隙类型包括基质孔隙、高角度缝、低角度缝、溶蚀溶孔或低角度缝与溶蚀溶孔的结合。
2)根据测井信息确定储层中致密层的胶结指数；
测井信息包括泥质指示曲线、三孔隙度曲线(声波测井曲线、密度测井曲线和中子测井曲线)和地层电阻率曲线。
根据泥质指示曲线、三孔隙度曲线和地层电阻率曲线的响应特性确定致密层，其中，致密层基质孔隙的孔隙度小于等于3％。同时，在储层中裂缝或溶蚀孔区域填充有水或油气，致密层的地层电阻率大于裂缝或溶蚀孔区域的地层电阻率。
在储层的致密层中，选择三孔隙度曲线上基本重合且靠近零基线的深度点为致密层的致密点，并记录致密点的地层电阻率和孔隙度值，接着计算致密层的胶结指数，设定含水饱和度为99％，通过岩电参数获取的与岩性相关的基础参数a＝1，b＝1，n＝2，确定储层致密层的胶结指数所依据的公式为：
式中，m为胶结指数，Rt为地层电阻率，为油气层的含水饱和度，n为油气层的含水饱和度指数，n＝2，为孔隙度，a为岩性系数，a＝1，b为岩性系数，b＝1。
3)根据测井信息确定储层中高角度缝和低角度缝的胶结指数；
根据地层电阻率曲线，选择地层电阻率相对于围岩有平缓的不大的降低，且双侧向电阻率出现正差异的区域为高角度缝发育层，根据三孔隙度曲线和地层电阻率曲线选择三孔隙度曲线均增大且地层电阻率曲线呈尖峰状降低的区域为低角度缝发育层，并根据地层电阻率曲线响应特征或测试结果(指油气田完钻井后会选择某些井段进行钻孔测试，测试的结果一般为每天出多少方水或出多少方油气)确定高角度缝或低角度缝内充填的流体为水或水和油气的混合物。接着，选择地层电阻率曲线中双侧向电阻率对应的谷值点或三孔隙度曲线中孔隙度的峰值点为高角度缝的深度点，并记录高角度缝深度点的地层电阻率。选择三孔隙度曲线均显著增大或地层电阻率曲线的谷值点为低角度缝的深度点，并记录低角度缝深度点的地层电阻率。
当高角度缝或低角度缝内的流体完全是水时，确定100％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数所依据的公式为：
式中，Rw为地层水电阻率，Ro为地层100％含水的地层电阻率。
当高角度缝或低角度缝内的流体为水和油气的混合物(绝大部分为水，且含有少量油气)时，设定含水饱和度为90％，确定90％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数所依据的公式为：
4)根据测井信息确定储层中溶蚀溶孔的胶结指数；
选择三孔隙度曲线增大的区域为储层中溶蚀溶孔发育的深度，并根据三孔隙度曲线响应特征和地层电阻率响应特征或测试结果确定溶蚀溶孔内充填的流体为水或水和油气的混合物。接着，选取三孔隙度曲线的峰值点为溶蚀溶孔的深度点，并记录该深度点的地层电阻率值。
当溶蚀溶孔内的流体完全为水时，确定溶蚀溶孔的胶结指数所依据的公式为：
当溶蚀溶孔内的流体中大部分为水，并含有少量油气时，设定含水饱和度为90％，确定溶蚀溶孔的胶结指数所依据的公式为：
5)根据步骤1)～4)中岩电实验和测井信息中的各孔隙类型下的地层电阻率和胶结指数建立地层电阻率与胶结指数的交会图，形成针对裂缝性低孔低渗储层胶结指数的求解图版；
采用不同形状点代表不同的孔隙类型。实心点代表基质孔隙，正方形代表低角度缝，三角形代表溶蚀溶孔，菱形代表高角度缝(如图6所示)。
6)根据岩电实验和测井信息中裂缝性低孔低渗储层的胶结指数，确定储层的测井饱和度；
确定测井饱和度所依据的公式为：
下面列举一具体的实施例：
如图2所示，本实施例为第一井致密层的胶结指数。其中，图2是西南某区第一井的测井解释剖面图。选择地层电阻率高，三孔隙度曲线基本重合且趋近于零基线的深度点，深度点为5903米(如图2中黑线的位置所示)。记录该深度点的电阻率值，其中孔隙度值分别为7284.8589Ω·m，2.93％。其中，根据岩电实验得到该研究区的岩电参数a＝1，b＝1，n＝2，地层水电阻率Rw＝0.036Ω·m，设定该深度点的含水饱和度为99％，反算得到第一井致密层的胶结指数为3.45。
如图3所示，本实施例的第二井高角度缝的胶结指数。图3是西南某区第二井的测井解释剖面图。选择高角度缝发育(双侧向曲线明显正差异)的深度点，其中，流体中只出少量油气，大部分出水，深度点定为5712.9米(如图3中黑线位置所示)。读取该深度点的电阻率值，计算孔隙度的值分别为704.976Ω·m，3.6％。根据岩电实验得到该研究区的岩电参数a＝1，b＝1，n＝2，地层水电阻率Rw＝0.036Ω·m，设定该深度点的含水饱和度为90％，反算得到高角度缝的胶结指数为2.91。
如图4所示，本实施例第三井低角度缝的m值。图4是西南某区第三井的测井解释剖面图。选择低角度缝发育(声波时差曲线突然增大，成尖峰状，双侧向电阻率曲线明显降低)的深度点，其中，流体中只出少量油气，大部分出水，深度点定为5773.6米(如图4中黑线位置所示)。读取该深度点的电阻率值，已经计算了的孔隙度值分别为106.1124Ω·m，4.97％。根据岩电实验得到该研究区的岩电参数a＝1，b＝1，n＝2，地层水电阻率Rw＝0.036Ω·m，设定该深度点的含水饱和度为90％，反算得到低角度缝的胶结指数值为2.59。
如图5所示，本实施例第四井溶蚀溶孔的胶结指数。图5是西南某区第四井的测井解释剖面图。选择溶蚀溶孔发育的深度点(三孔隙度曲线同时增大，双侧向电阻率曲线明显降低)，其中，流体中只出少量油气，大部分出水，该深度点定为5708.1米(如图5中黑线位置所示)。读取该深度点的电阻率值，已经计算了的孔隙度值分别为75.731Ω·m，8.34％。根据岩电实验得到该研究区的岩电参数a＝1，b＝1，n＝2，地层水电阻率Rw＝0.036Ω·m，设定该深度点的含水饱和度为90％，反算得到溶蚀溶孔的胶结指数为2.996。
如图6所示，本实例建立的不同孔隙类型下地层电阻率与胶结指数之间的关系图。不但展示了基质孔隙型地层电阻率与胶结指数的变化关系，也展示了根据测井信息测定的三种不同的孔隙类型下，地层电阻率与胶结指数的变化关系。基质孔隙储层的电阻率变化范围从100Ω·m(欧姆米)到20000Ω·m，其胶结指数的变化范围从2.43到4.28；低角度缝储层的电阻率变化范围从20Ω·m到100Ω·m，胶结指数的变化范围从2.47到2.59；溶蚀溶孔储层的电阻率变化范围从10Ω·m到110Ω·m，其中，胶结指数的变化范从2.996到3.062；高角度缝储层电阻率相对比较集中，主要分布在500Ω·m到1000Ω·m，相对的，胶结指数的范围也相对集中，在2.8～2.9附近。
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。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在储层中选择岩电实验用的多个岩石样品，确定各岩石样品中孔隙的类型，并记录各孔隙类型下的地层电阻率和对应的胶结指数；
根据测井信息记录储层中致密层的地层电阻率，确定致密层的胶结指数；
根据测井信息记录储层中高角度缝和低角度缝的地层电阻率，确定高角度缝和低角度缝的胶结指数；
根据测井信息记录储层中溶蚀溶孔的地层电阻率，并确定溶蚀溶孔的胶结指数；
根据岩电实验和测井信息中裂缝性低孔低渗储层的胶结指数，确定储层的测井饱和度。
2.根据权利要求1所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，根据岩电实验和测井信息建立各孔隙类型下的地层电阻率与胶结指数的交会图，形成裂缝性低孔低渗储层胶结指数的求解图版。
3.根据权利要求1或2所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，根据岩电实验的储层中每一岩石样品的测量深度获取多条测井曲线，记录每一岩石样品测量深度下的地层电阻率，并结合每一岩石样品的多条测井曲线的响应特征，确定每一岩石样品的孔隙类型，孔隙类型包括基质孔隙、高角度缝、低角度缝、溶蚀溶孔或低角度缝与溶蚀溶孔的结合。
4.根据权利要求1所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，测井信息包括泥质指示曲线、三孔隙度曲线和地层电阻率曲线，根据泥质指示曲线、三孔隙度曲线和地层电阻率曲线的响应特征确定致密层，致密层基质孔隙的孔隙度小于等于3％。
5.根据权利要求1或4所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，在致密层中，选择三孔隙度曲线上重合且靠近零基线的深度点为致密层的致密点，记录致密点的地层电阻率和孔隙度值，并计算致密层的胶结指数，设定致密层的含水饱和度为99％，确定致密层的胶结指数所依据的公式为：
式中，m为胶结指数，Rt为地层电阻率，为孔隙度，为油气层的含水饱和度，n为油气层的含水饱和度指数，n＝2，a为岩性系数，a＝1，b为岩性系数，b＝1。
6.根据权利要求5所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，根据地层电阻率曲线选择双侧向地层电阻率相对于围岩呈降低且双侧向电阻率出现正差异的区域为高角度缝的发育层，根据三孔隙度曲线和地层电阻率曲线选择三孔隙度曲线均增大且地层电阻率曲线呈尖峰状降低的区域为低角度缝的发育层；选择地层电阻率曲线中双侧向电阻率对应的谷值点或三孔隙度曲线中的峰值点为高角度缝的深度点，并记录高角度缝深度点的地层电阻率，选择三孔隙度曲线的峰值点或地层电阻率的谷值点为低角度缝的深度点，并记录低角度缝深度点的地层电阻率；选择三孔隙度曲线均增大的区域为所述溶蚀溶孔发育的深度。
7.根据权利要求1所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，高角度缝或低角度缝内的流体为水时，确定100％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数所依据的公式为：
式中，Rw为地层水电阻率，Ro为地层100％含水的地层电阻率。
8.根据权利要求5所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，高角度缝或低角度缝内的流体为水和油气的混合物时，设定含水饱和度为90％，根据公式(1)确定90％含水层的高角度缝或低角度缝的胶结指数。
9.根据权利要求6或7所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，选取三孔隙度曲线的峰值点为溶蚀溶孔的深度点，记录溶蚀溶孔的深度点的地层电阻率值；溶蚀溶孔内的流体完全为水时，根据公式(2)确定溶蚀溶孔的胶结指数；溶蚀溶孔内的流体为水和油气的混合物时，设定含水饱和度为90％，根据公式(1)确定溶蚀溶孔的胶结指数。
10.根据权利要求1所述的一种获取裂缝性低孔低渗储层测井饱和度的方法，其特征在于，确定储层的测井饱和度所依据的公式为：
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