CN110344825A - 一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，包括以下步骤：步骤1，建立几种有效的流体识别图版；步骤2，分别计算每个流体识别图版的判别符合率；步骤3，将待评价井的测井数据带入步骤1中建立的若干个流体识别图版中，并分别计算每种图版中横轴与纵轴的流体识别因子；步骤4，确定每一深度点的流体识别结果，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线；步骤5，对待评价井进行综合判别；本发明通过构建多种有效的流体识别图版并分别对储层进行流体识别，根据每种图版方法的流体识别结果，利用投票确定机制实现对储层流体类型的综合判断，既考虑了不同方法的独立判断，又能够考虑多种方法的有机结合，有效消除了某一种方法的局限性。

Description

一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法

技术领域

本发明涉及石油测井技术领域，具体涉及一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法。

背景技术

低孔低渗砂岩储层中低电阻率油层识别一直是测井解释的一个难题。低孔低渗砂岩储层孔隙度小，渗透率低，非均质性强，孔隙结构和油水关系复杂，大大降低了常规测井数据对孔隙流体的敏感性，油层和水层的电阻率测井差异不明显，甚至有的油层电阻率比水层电阻率还低，基于常规测井对低电阻率油层进行有效识别难度大。目前，尚没有一种普遍适用的、有效解决低电阻率油层识别的方法。

近年来，学者们在低电阻率油层识别方法方面进行了大量探索和尝试，其中重叠图技术和交会图技术由于能够快速直观地对储层流体进行定性识别，在实际应用中也最为普遍。该方法的应用关键在于结合储层特点和低电阻率油层成因分析寻找对油水敏感的测井数据以及相关储层参数。通过优选和构建能够分辨流体类型的测井数据与流体识别因子可以有效解决这一问题。目前，已发表的文献中有关利用常规测井资料进行低电阻率油层识别的方法有以下几种：

①2012年10月《测井技术》杂志中，赵军龙等人著作的《鄂尔多斯盆地Z区长8₁储层流体快速识别技术研究》中借助常规测井的重构思想，利用多元线性回归方法对声波时差(AC)，自然伽马(GR)和深电阻率(Rt)测井进行重构，然后通过对多组重构数据进行交会来进行流体识别。该方法虽然考虑了利用综合多种测井信息进行流体识别，但基础曲线的选择只是单一的测井，并没有对测井与孔隙流体之间的关系进行深入的挖掘，并且，各个测井响应之间的关系是非常复杂的，利用简单的线性回归方法进行曲线重构很难保证回归系数的可靠性。

②2013年5月《特种油气藏》杂志中，任培罡等人著作的《基于双孔模型的低孔低渗油气层测井综合评价》认为储层特征的差异，会导致含流体储层对测井、录井响应特征出现明显差异，在储层评价中提出了分区块、分层段进行流体识别的方法，并利用储层的导电孔隙度，或含水孔隙度(PORD)与利用声波时差计算得到的储层有效孔隙度(PORC)的相对大小作为“流体指示因子”，通过构建流体识别因子-孔隙度交会图进行流体识别。该方法是在“导电孔隙度模型”计算处理的基础上研发的一种直观指示储层所含流体性质的方法，对低孔低渗储层的流体识别具有一定借鉴意义。运用该方法的关键是地层水矿化度的确定，在低孔低渗储层中地层水矿化度的变化较大，虽然文中提到了可以通过在水层和泥岩层段让双孔隙度曲线重叠来调节地层水矿化度，但需对每个层段都要进行响应的调节工作，工作量较大，可操作性不强。

③2016年6月《Journal of Geophysics and Engineering》杂志中，孙建孟等人著作的《Fluid identification of in tight sandstone reservoirs based on a newrock physics model》基于Voigt-Reuss-Hill模型，考虑连通和非连通孔隙对声波速度的影响，建立了一种针对低孔低渗砂岩的双孔隙度模型。利用该模型得到的剪切模量、杨氏模量、体积模量、泊松比和拉梅系数等弹性参数对流体敏感性进行分析，最终构建了一种包含多种弹性参数的流体识别方法(S-L双参数交会图法)。该方法充分利用了各种对流体性质敏感的弹性参数，流体识别效果相比利用单一的弹性参数方法要好。但是利用该模型计算弹性参数时，需要进行较多的假设，比如泥质含量、连通孔和非连通孔的占比等，计算结果存在很多人为误差。并且，对于孔隙结构较复杂的储层，不能保证该模型的适用性，推广性不强。

④2017年7月《地球物理学进展》杂志中，侯振学等著作的《一种定量评价低孔低渗砂岩储层流体性质的新方法—相关系数法》中通过对常规测井资料的深入挖掘，以经典阿尔奇公式为理论依据，使用密度孔隙度与电阻率测井分别对测试的气层、水层和干层进行回归分析，并求取幂函数相关系数，统计分析结果发现不同流体的密度孔隙度和电阻率的相关系数存在差异，认为气层的相关性差，相关系数小于0.2；干层和水层的相关性好，相关系数大于0.2；这种根据密度孔隙度和电阻率测井相关系数的大小进行流体识别的方法一定程度上避开了常规测井孔隙度和电阻率大小这一概念，克服了传统方法定性识别的不足。但该方法只考虑了电性和物性之间的相关关系进行流体识别，没有体现地层水矿化度差异的影响，而且该方法是针对的是气层的识别，对于油层尤其是低电阻率油层该方法不一定适用。

现有的低阻油层流体识别方法均是通过寻找能够反映储层不同流体之间差异，或者放大差异的识别因子，但是单一方法在低阻油层的识别中存在局限性，很难将多种有效测井信息和储层影响因素考虑进去，多种信息的综合对于提高流体识别精度是有效的。目前，还没有关于综合多种流体识别方法来判别低阻油层的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，解决了现有的低孔低渗低电阻率砂岩油层的判识过程中单一方法的局限性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，包括以下步骤：

步骤1，基于不同地区储层特点与低电阻率油层的成因分析构建流体识别因子，并建立若干种有效的若干个有效的流体识别图版；

步骤2，分别计算步骤1中建立的每个流体识别图版的判别符合率；

步骤3，将待评价井的测井数据带入步骤1中建立的若干个流体识别图版中，并分别计算每种图版中横轴与纵轴的流体识别因子；

步骤4，将步骤3中计算得到的待评价井的流体识别因子与每种流体识别图版中的流体界限值进行比较，确定每一深度点的流体识别结果，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线；

步骤5，根据步骤2中得到的若干个流体识别图版的判别符合率以及步骤4中得到的每种流体识别图版的流体识别曲线，对待评价井进行综合判别。

优选地，步骤2中，计算每个流体识别图版的判别符合率的具体方法是：

利用下式计算图版符合率V：

式中，n为图版中符合试油结果的样本点个数，N为图版中所有样本点的个数。

优选地，步骤4中，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线，具体的方法是：

确定每一深度点的流体识别结果为油层、油水同层、水层或干层；

将流体识别结果用不同的数字代表，其中，2代表油层，1代表油水同层，-2代表水层，-1代表干层；

将每个深度点的流体识别结果连线，得到每种流体识别图版的流体识别曲线。

优选地，步骤5中，对待评价井进行综合判别的具体方法是：

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中有至少两种的识别结果一致，则作为待评价井的最终判别结果；

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中三种识别结果均不同，则将步骤2中得到的三种流体识别图版的判别符合率最高的流体识别图版的判别符合率对应的识别结果作为待评价井的最终判别结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，现有的低阻油层流体识别方法均是通过寻找反映储层不同流体之间差异，或者放大差异的识别因子，由于低电阻率油层的成因复杂，单一流体判别方法在低阻油层的识别中存在局限性，很难将各种有效测井信息和造成低阻油层的各种因素进行综合考虑，因此多信息的综合对于提高流体识别精度是有效的；本发明通过构建多种有效的流体识别图版并分别对储层进行流体识别，根据每种图版方法的流体识别结果，利用投票确定机制实现对储层流体类型的综合判断，既考虑了不同方法的独立判断，又能够考虑多种方法的有机结合，有效消除了某一种方法的局限性。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是研究区地层水矿化度与地层电阻率之间关系；

图3是建立的双视地层水电阻率差异交会图；

图4是建立的物性指数与阵列感应电阻率差异交会图；

图5是建立的全烃录井-测井联合交会图；

图6是研究区一口新井的综合流体识别结果展示。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明是针对低孔低渗储层低电阻率油层识别困难的问题，提出的一种综合多种流体识别图版进行流体识别的方法。将该方法应用到实际复杂储层孔隙流体的识别中，可以降低单一流体识别方法存在的局限性，有效提高流体识别精度。

如图1所示，本发明提供的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，包括以下步骤：

步骤1，基于不同地区储层特点与低电阻率油层的成因分析构建流体识别因子，并选择建立几种有效的流体识别图版；

步骤2，分别计算步骤1中建立的每个流体识别图版的判别符合率，具体方法是：

利用下式计算图版符合率V：

式中，n为图版中符合试油结果的样本点个数，N为图版中所有样本点的个数。

步骤3，将待评价井的测井数据带入步骤1中建立的若干个流体识别图版中，并分别计算每种图版中横轴与纵轴的流体识别因子；

步骤4，将步骤3中计算得到的待评价井的流体识别因子与每种流体识别图版中的流体界限值进行比较，确定每一深度点的流体识别结果，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线，具体的方法是：

确定每一深度点的流体识别结果为油层、油水同层、水层或干层；

将流体识别结果用不同的数字代表，其中，2代表油层，1代表油水同层，-2代表水层，-1代表干层；

将每个深度点的流体识别结果连线，得到每种流体识别图版的流体识别曲线；

步骤5，根据步骤2中得到的若干个流体识别图版的判别符合率以及步骤4中得到的每种流体识别图版的流体识别曲线，对待评价井进行综合判别；其中：

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中有至少两种的识别结果一致，则作为待评价井的最终判别结果；

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中三种识别结果均不同，则将步骤2中得到的三种流体识别图版的判别符合率最高的流体识别图版的判别符合率对应的识别结果作为待评价井的最终判别结果。

实施例1

下面以鄂尔多斯盆地陇东地区致密砂岩储层为例，本发明提供的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，包括以下步骤：

步骤1，根据储层特点和低阻油层的主控成因选择建立合适的流体识别图版，具体地：

如图2所示，通过对研究区低电阻率油层的分析认为，储层物性较差，孔隙结构复杂，外加地层水矿化度高共同导致了研究区低对比度油层的发育，其中地层水矿化度高是导致研究区低阻油层的主要原因。

在此认识基础上选择构建三种较为有效的流体识别图版，分别包括双视地层水电阻率差异交会图、物性与阵列感应电阻率差异交会图和全烃录井-测井联合交会图；

步骤2，利用公式分别计算每种图版的判别符合率；

本实施例中，计算判别符合率时为了保证图版流体识别的可靠性，落在分界线上的样本点不作考虑。

为了保证图版流体识别的可靠性，落在分界线上的样本点不作考虑；其中，双视地层水电阻率差异法共44个样本点，不符合点8个；物性指数与阵列感应电阻率差异法共48个样本点，不符合点9个；全烃录井-测井联合交会图法共47个样本点，不符合点6个；根据公式(5)计算三种方法的图版符合率分别为81.81％，81.25％，87.23％。

步骤3，用评价井的测井数据分别计算每种图版中横轴与纵轴的流体识别因子；

本实施例中，每种流体识别因子都是根据待评价井已有的测井数据计算得到的，因此所有流体识别因子也都是连续的曲线，具体地：

如图3所示，当流体识别图版为双视地层水电阻率差异交会图时，将待评价井的测井数据带入该流体识别图版中，并计算该图版中横轴与纵轴的流体识别因子的具体方法是：通过自然电位曲线和阿尔奇公式分别计算视地层水电阻率，其中：

利用自然电位计算视地层水电阻率Rwa_SP的公式如下：

式中，R_mf为泥浆滤液电阻率，Ω·m；U_ssp为静自然电位幅度，mV；K为与温度有关的系数。

利用阿尔奇公式计算视地层水电阻率Rwa_RT的公式如下：

式中，RT为地层电阻率，Ω·m；φ为地层孔隙度，小数；m为孔隙度指数；a和b均为与岩性有关的系数，b常取1；Rwa_RT包含了储层物性和含油性信息。

其中，计算得到的Rwa_sp和计算得到的Rwa_RT相等时，将其作为分界线；Rwa_sp较低，落在分界线上方，且含油饱和度越高，地层电阻率也高；Rwa_RT较大，样本点落在图版中距离分界线的距离越远；因此，根据距离分界线的远近判断油层和油水同层。

但对干层来说，由于电阻率也较高，也会落在分界线上方，与油层和油水同层不好区分。对一些含油饱和度较低的油水同层，虽然也出油，但高矿化度的地层水导电性好，导致地层电阻率数值低，落在分界线下方，与水层区分不开。

从图3中可以看出，该方法总体上识别效果是不错的，只是对一些含油饱和度较低的油水同层和干层识别效果不好。

如图4所示，当流体识别图版为物性与阵列感应电阻率差异图时，将待评价井的测井数据带入该流体识别图版中，并计算该图版中横轴与纵轴的流体识别因子的具体方法是：

将(K/φ)^0.5*ΔSP两个因子相乘作为物性与阵列感应电阻率差异交会图的横轴，其中，(K/φ)^0.5为物性指数，K为渗透率；φ为孔隙度；

自然电位相对幅度ΔSP的计算式如下：

其中，SP为自然电位测井数值，SP_shale为纯泥岩层段的自然电位值，SP_sand为纯砂岩层段自然电位值；

将D_R*AT90两个因子相乘作为物性与阵列感应电阻率差异交会图的纵轴，其中，D_R为感应电阻率差异系数，

感应电阻率差异系数D_R的计算公式：

式中，AT10，AT20，AT30，AT60和AT90分别为阵列感应电阻率测井探测深度为10英寸、20英寸、30英寸、60英寸和90英寸的电阻率。。

高分辨率阵列感应测井可以提供不同径向深度地层的电阻率，不同储层的侵入特征不同，不同探测深度阵列感应电阻率的差异也不同，一般油层表现为正差异，即探测深度越深的电阻率数值越高；而水层则表现为负差异，即探测深度越深电阻率越低。

从图4得到，物性指数与阵列感应电阻率差异交会图能够将油层和油水同层从水层和干层中识别出来，但油层与油水同层的区分效果欠佳。

如图5所示，当流体识别图版为全烃录井-测井联合交会图时，将待评价井的测井数据带入该流体识别图版中，并计算该图版中横轴与纵轴的流体识别因子的具体方法是：

将全烃录井数值与阵列感应电阻率差异系数、地层电阻率相乘，即D_R*AT90*Q_T,其中，D_R为感应电阻率差异系数；AT90为阵列感应电阻率测井探测深度为90英寸的电阻率；T_T全烃录井数值。

全烃录井直接反映储层含油性的好差，储层含油性越好，全烃录井数值越大，且受储层物性和水性的影响较小，结合全烃录井资料进行储层解释可以有效提高解释精度。

从图5得到，该图版油层和油水同层之间的界限更加明显，对不同流体的识别效果更好。

步骤4，将步骤3中计算得到的待评价井的流体识别因子与每种流体识别图版中的流体界限值进行比较，确定每一深度点的流体识别结果，得到每种流体识别图版的流体识别曲线；

其中，每一深度点的流体识别结果类型包括2、1、-2和-1，其中，2代表油层，1代表油水同层，-2代表水层，-1代表干层。

步骤5，根据步骤2中得到的三种流体识别图版的判别符合率以及步骤4中得到的每种流体识别图版的流体识别曲线，对待评价井进行综合判别。

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中有至少两种的识别结果一致，则作为待评价井的最终判别结果；

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中三种识别结果均不同，则将步骤2中得到的三种流体识别图版的判别符合率最高的流体识别图版的判别符合率对应的识别结果作为待评价井的最终判别结果。

图6为对研究区一口新井进行综合流体识别的实例。分别利用上述三种方法和综合分析方法进行了流体识别。图中第9、第10和第11道分别是双视地层水电阻率差异法、物性指数与阵列感应电阻率差异法和全烃录井-测井联合法三种方法的流体识别结果。其中第9道利用计算的两种视地层水电阻率重叠填充反映了储层含油性，Rwa_RT大于Rwa_SP的部分填充黑色，而Rwa_RT小于Rwa_SP的部分填充灰白色，填充黑色部分越饱满说明含油性越好，油层可能性越大；填充灰白色部分越饱满说明含油性越差，越可能是水层。其余两种方法分别将流体识别曲线与“0”线进行重叠填充，大于0值充填为黑色，小于0值充填灰白色。第12道为综合解释结果，在目的层段2590-2596.5m位置，双视地层水电阻率差异法、物性指数与阵列感应电阻率差异法的解释结果均为油层，而全烃录井-测井联合法在该层段解释为油水同层，综合三种流体识别结果最终解释该层段为油层，后来在该层进行试油，出油23.63吨/天，无水，为高产油层，验证了综合解释的准确性。

从上面例子可以看出，本发明所提出的利用多种方法综合判别低电阻率油层的方法是有效的，相比单一流体识别方法，综合判别法可以消除某一具体方法的局限性，体现大多数方法的判断，这种思路在实际应用中也是值得推广的。

Claims (4)

1.一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于不同地区储层特点与低电阻率油层的成因分析构建流体识别因子，并建立若干种有效的流体识别图版；

步骤2，分别计算步骤1中建立的每个流体识别图版的判别符合率；

步骤3，将待评价井的测井数据带入步骤1中建立的若干个流体识别图版中，并分别计算每种图版中横轴与纵轴的流体识别因子；

步骤4，将步骤3中计算得到的待评价井的流体识别因子与每种流体识别图版中的流体界限值进行比较，确定每一深度点的流体识别结果，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线；

步骤5，根据步骤2中得到的若干个流体识别图版的判别符合率以及步骤4中得到的每种流体识别图版的流体识别曲线，对待评价井进行综合判别。

2.根据权利要求1所述的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，其特征在于，步骤2中，计算每个流体识别图版的判别符合率的具体方法是：

利用下式计算图版符合率V：

式中，n为图版中符合试油结果的样本点个数，N为图版中所有样本点的个数。

3.根据权利要求1所述的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，其特征在于，步骤4中，根据流体识别结果得到每种流体识别图版的流体识别曲线，具体的方法是：

确定每一深度点的流体识别结果为油层、油水同层、水层或干层；

将流体识别结果用不同的数字代表，其中，2代表油层，1代表油水同层，-2代表水层，-1代表干层；

将每个深度点的流体识别结果连线，得到每种流体识别图版的流体识别曲线。

4.根据权利要求1所述的一种低孔低渗低电阻率砂岩油层综合判识方法，其特征在于，步骤5中，对待评价井进行综合判别的具体方法是：

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中有至少两种的识别结果一致，则作为待评价井的最终判别结果；

若步骤4中得到的三种流体识别曲线中三种识别结果均不同，则将步骤2中得到的三种流体识别图版的判别符合率最高的流体识别图版的判别符合率对应的识别结果作为待评价井的最终判别结果。