CN110939428A - 一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，该识别方法包括：1)建立储层基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式；2)获取单井待识别井段砂岩储层段各深度采样点对应的的泥质含量、孔隙度和深度感应电导率，在同一套砂岩储层段中采用数据拟合的方法确定综合表现形式中的待定参数，确定出该套砂岩储层段各深度采样点对应的基块深感应电导率；3)比较同一套砂岩储层段各深度采样点对应的深感应电导率曲线的测井响应特征值和基块深感应电导率的大小，当其中某段深感应电导率大于基块深感应电导率时，则判断该段为裂缝发育段。本发明的识别方法能够准确、可靠的识别出致密砂岩油气藏储层裂缝发育层段。

Description

一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法

技术领域

本发明涉及一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，属于利用测井资料识别储层裂缝的测井技术领域。

背景技术

致密砂岩储层整体呈现低孔低渗的特征，而裂缝在致密砂岩的油气藏中往往扮演着重要的角色，裂缝明显改善了储层的渗流能力，促使该类油气藏达到具有工业价值的开采规模，目前识别储层裂缝的方法主要有钻探取心、成像测井、常规测井等，钻井取心可以直接观察裂缝发育情况，但由于成本等因素的影响，一般的井都不会大段取心，且应力释放也会导致岩心出现非地层裂缝的特征；成像测井是现代测井技术中识别储层裂缝重要技术手段，但同样受到测井成本的限制，在一个研究区内只有少数重点井才会测量；研究区绝大部分井都有常规测井资料，但利用常规测井资料识别致密砂岩油气层的裂缝一直是测井评价技术上的难题。

现有常规测井资料识别油气藏储层裂缝的方法是通过有限的钻井取心资料和成像测井资料对常规测井资料进行标定实现的，主要有四种利用常规测井资料识别致密砂岩油气藏储层裂缝的方法：第一种方法是双侧向电阻率差异法，当没有裂缝且地层中无径向电阻率变化时，深浅侧向电阻率应该是重合的，水平裂缝能加强侧向测井的聚焦作用，使测量的电阻降低，而且水平裂缝对深侧向电阻率的聚焦作用比浅侧向电阻率更强，从而使深侧向电阻率值小于浅侧向电阻率，即为负差异，高角度缝的有效导电截面在径向上不变，而孔隙的导电截面在径向上是逐渐增大的，因此在浅侧向测井探测范围内，裂缝和孔隙的有效导电截面之比远大于深侧向测井，从而使深侧向电阻率值大于浅侧向电阻率值，即为正差异，但由于受到泥浆侵入深度的影响，深浅侧向电阻率可能大段存在差异，在利用双侧向电阻率差异法定性识别有效裂缝往往会无从下手，除此之外在有些受研究区地层条件的限制，常规测井的电阻率测井只有深、中感应测井，而无双侧向测井，由于两种电阻率测井系列的聚焦原理的差异，该方法也失去了作用；第二种方法是深侧向电阻率或深感应电阻率特征法，由于钻井液的侵入导致裂缝处的深侧向电阻率或深感应电阻率明显下掉，但由于油气层中泥质条带的存在、含油饱和度的降低等地质因素都可能导致深侧向电阻率或深感应电阻率下掉，深侧向电阻率或深感应电阻率特征法在应用的过程中无法用一个固定的标准来衡量储层是否存在有效裂缝，很容易误判；第三种方法是声波时差特征法，当裂缝的产状为低角度缝或斜交缝时，声波时差会呈局部增大甚至跳跃的特征，而当裂缝的产状为高角度缝或垂直缝时，声波时差基本不受裂缝的影响，除此之外，井眼垮塌、储层欠压实、储层为气层等条件下也往往指示声波时差局部增大的特征，因此在声波时差特征法定性识别裂缝也往往出现误判；第四种方法裂缝综合识别参数法，通过对前人在某些特定研究区域利用常规测井曲线构造的一系列裂缝识别参数：三孔隙度比值法、等效弹性模量差比法、井径相对差异法、电阻率侵入校正差比法等，采用简单的数学运算建立一个综合识别参数来识别裂缝，但这些参数很难用一个准确的界限来衡量裂缝是否发育，利用这些裂缝综合识别参数识别裂缝的方法也往往导致误判。总之，在利用上述现有技术方法识别致密砂岩储层裂缝的过程中，存在确定性差、人为定性、容易误判的缺陷，这些方法不能准确的表征油气层裂缝发育的状况，给致密砂岩裂缝性油气藏的合理有效开发带来障碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种准确、可靠的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，包括以下步骤：

1)建立储层基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式：

式中，CILD_基块为基块深感应电导率，

为孔隙度，V_sh为泥质含量，a、b、c分别为待定参数；

2)获取单井待识别井段砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量、孔隙度和深感应电导率曲线的测井响应特征值，在同一套砂岩储层段中采用数据拟合的方法确定所述综合表现形式中的待定参数a、b、c的值，根据所述综合表现形式得到同一套砂岩储层段中基块深感应电导率和孔隙率、泥质含量之间的关系；

根据所述同一套砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量、孔隙度，利用该套砂岩储层段中基块深感应电导率和孔隙率、泥质含量之间的关系，确定出该套砂岩储层段各深度采样点对应的基块深感应电导率；

3)比较同一套砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率曲线的测井响应特征值和基块深感应电导率的大小，当该砂岩储层段中某段采样点对应的深感应电导率大于基块深感应电导率时，则判断该段为裂缝发育段。

本发明的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，通过分析致密砂岩油气藏砂岩储层段对应的深感应电导率和基块深感应电导率之间的差异特征来识别储层裂缝，该裂缝的识别方法能够准确、可靠的识别出致密砂岩油气藏储层裂缝发育层段，为致密砂岩油气藏的合理有效开发提供依据。

优选的，上述致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，还包括：获取单井待识别井段各砂岩储层段中各深度采样点对应的基块深感应电导率；以单井待识别井段非砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率作为单井待识别井段非砂岩储层段中各深度采样点对应的基块深感应电导率，确定出待识别井段的基块深感应电导率曲线。获取单井待识别井段各深度采样点对应的基块深感应电导率，采用常规方法构建基块深感应电导率曲线。

步骤2)中，依据单井待识别井段各深度采样点对应的泥质含量确定单井待识别井段的砂岩储层段；将单井待识别井段中泥质含量大于50％的砂岩段确定为待识别井段的砂岩储层段。

步骤2)中，单井待识别井段各深度采样点对应的孔隙度采用密度孔隙度和补偿中子孔隙度的平均值确定。

步骤2)中，所述数据拟合采用最小二乘法法，采用最小二乘法进行数据拟合确定所述综合表现形式中的待定参数a、b、c的值的方法，包括：

令

由

可得到：

求解，即得a、b、c的值；

式中，CILD_i为同一套砂岩储层段中第i个采样点的深感应电导率测井响应特征值，

为同一套砂岩储层段中第i个采样点的孔隙度值，V_shi为同一套砂岩储层段中第i个采样点的泥质含量值，n为同一套砂岩储层段中采样点个数。

本发明中的基块是指假定待识别井段的地层为无裂缝的状态。

附图说明

图1为实施例的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法的流程图；

图2为实施例中中原油田W77-4井测井组合与储层裂缝识别效果图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例

本实施例的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，以中原油田致密砂岩油藏的W77-4井为例，流程图见图1，包括以下步骤：

1)建立W77-4井非裂缝砂岩储层段深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间的关系，依据该关系得到储层基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式：

在电成像测井和取心分析资料反映的致密砂岩油气藏的非裂缝砂岩储层段中，储层的深感应电导率即为基块深感应电导率，由于储层有效孔隙发育，储层的孔隙被油气层充注，深感应电导率和孔隙度之间表现为较好的负相关线性关系，即当储层孔隙度增大，储层的深感应电导率减小，同时由于储层中泥质导电的影响因素，深感应电导率和泥质含量之间表现为较好的正相关线性关系，即当储层的泥质含量增大，储层深感应电导率也随之增大；而在电成像测井和取心分析资料反映的致密砂岩油气藏的裂缝砂岩储层段中，由于裂缝导致钻井液异常侵入的影响，导致裂缝发育的砂岩储层段的深感应电导率相比基块深感应电导率将明显增大，深感应电导率将大于基块深感应电导率，而储层的孔隙度和泥质含量基本不受裂缝是否发育的影响，在深感应电导率和孔隙度、深感应电导率和泥质含量的交会图中，砂岩储层段中裂缝层和非裂缝层的相关特征差异明显，因此可综合利用非裂缝段深感应电导率和孔隙度、深感应电导率和泥质含量交会关系采用二元一次函数建立深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合关系式可表示为：

式中，CILD为基块深感应电导率，单位为Ω·m，

为孔隙度，单位为％，V_sh为泥质含量，单位为％，a、b、c分别为待定参数；

在致密砂岩油气藏砂岩储层段中，单井中不同的层段受含油饱和度、岩性差异的影响，在不同深度的非裂缝砂岩储层段中式(1)中的待定参数a、b、c是变化的，但深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式是不变的，在储层不发育裂缝情况下的深感应电导率和基块深感应电导率是相同的，因此基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式可表示为：

式中，CILD_基块为基块深感应电导率，单位为Ω·m；

为孔隙度，单位为％，V_sh为泥质含量，单位为％，a、b、c分别为待定参数。

2)获取W77-4井待识别井段各深度采样点对应的自然伽马、补偿中子、密度、深感应电导率曲线的测井响应特征值，利用所获取的自然伽马、补偿中子、密度及测井响应特征值确定出待识别井段的砂岩储层段，以及各砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量和孔隙度；W77-4井的部分测井资料见图2，图2中第二道中的实线、第三道中的实线、第三道中的虚线分别为W77-4井的自然伽马GR、密度ρ_b和补偿中子Φ_N测井曲线；具体步骤为：

根据W77-4井的测井资料，据选取W77-4井2919～2964米为待识别井段，根据该井的测井资料获取该待识别井段各深度采样点的然伽马GR、密度ρ_b和补偿中子Φ_N测井响应特征值，采用如下的经验公式计算泥质含量V_sh：

式中，GR_min为纯砂岩处的自然伽马测井值，单位为API；GR_max为纯泥岩处的自然伽马测井值，单位为API；GCUR为希尔奇指数，在本区域因地层为中生界地层，GCUR＝2，当泥质含量V_sh大于50％的砂岩段，为该待识别井段的砂岩储层段。

储层孔隙度采用密度孔隙度和补偿中子孔隙度的平均值确定，密度孔隙度φ_D的计算模型为：

式中，φ_D为密度孔隙度，单位为％，ρ_bma为纯砂岩骨架密度值，单位为g/cm³；ρ_bsh为纯泥岩骨架密度值，单位为g/cm³；ρ_f为流体骨架密度值，单位为g/cm³；

补偿中子孔隙度φ_N的计算模型为：

式中，φ_N为补偿中子孔隙度，单位为％，Φ_Nma为纯砂岩骨架补偿中子值，单位为P.U；Φ_Nsh为纯泥岩骨架补偿中子值，单位为P.U；Φ_Nma为流体骨架补偿中子值，单位为P.U；

储层孔隙度φ的解释模型为：

利用(3)、(4)、(5)、(6)式确定出待识别井段的砂岩储层段，以及各砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量和孔隙度。图2中第六道的虚线和实线分析别确定出的泥质含量V_sh和孔隙度φ曲线，第八道即为根据泥质含量划分的待识别井段的7个砂岩储层段。

3)针对W77-4井的2919～2964米井段的某个砂岩储层段，利用步骤2)获取的该砂岩储层段各深度采样点对应的深感应电导率测井响应特征值和确定的泥质含量、孔隙度，采用最小二乘法的原理确定出该砂岩储层段的基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量的之间关系的综合表现形式中的待定参数a、b、c的值，具体为：

令

由

可得到：

求解，即得a、b、c的值；式(8)中，CILD_i为该砂岩储层段中第i个采样点的深感应电导率的测井响应特征值，单位为Ω·m，

为该砂岩储层段中第i个采样点的孔隙度值，单位为％，V_shi为该砂岩储层段中第i个采样点的泥质含量值，单位为％，n为该砂岩储层段采样点个数。

将获得待定参数a、b、c的值代入式(2)中，得到该砂岩储层段中基块深感应电导率和孔隙率、泥质含量之间的关系式，将该砂岩储层段各深度采样点对应的泥质含量和孔隙度代入所得关系式中，得到该储层各深度采样点对应的基块深感应电导率。

4)按照步骤3)的方法，获取W77-4井的2919～2964米井段其余各砂岩储层段各深度采样点对应的基块深感应电导率；2919～2964米井段的非砂岩储层段中，从测井资料中获取非砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率，将各深度采样点对应的深感应电导率作为各深度采样点对应的基块深感应电导率，进而得到2919～2964米井段各深度采样点对应的基块深感应电导率；然后根据所得到的各深度采样点对应的基块深感应电导率确定出一条基块深感应电导率曲线，见图2；图2中第五道的实线即为确定的基块深感应电导率曲线。

5)比较同一套砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率曲线的测井响应特征值和基块深感应电导率的大小，当该砂岩储层段中某段深感应电导率大于基块深感应电导率时，则判断该段为裂缝发育段：

由步骤4)可确定出的待识别井段中基块深感应电导率曲线，通过比较深感应电导率和基块深感应电导率曲线的大小关系来确定各砂岩储层段是否发育裂缝，若其中某段深感应电导率大于基块深感应电导率时，则认为该段存在裂缝；否则，认为该段裂缝不发育。本实施例在待识别井段2919～2964米通过分析各砂岩储层段深感应电导率CILD和基块深感应电导率CILD_基块之间的差异识别裂缝，在各砂岩储层段的裂缝发育段中深感应电导率由于钻井液的侵入有增大的特征，深感应电导率大于基块深感应电导率曲线，而在各砂岩储层段的非裂缝发育段中，深侧向电阻率因只受孔隙度和泥质大小的影响，深感应电导率小于或等于基块深感应电导率曲线，因此，可依据深感应电导率与基块深感应电导率的差异来确定各砂岩储层段中的裂缝发育段，图2中第十道即为在常规测井解释砂岩储层段、泥质含量和储层孔隙度的基础上，在各砂岩储层段中识别出各裂缝发育段，图2中第九道为电成像测井解释出的裂缝发育段，通过对比分析表明，本发明方法识别的储层的裂缝发育段与电成像测井解释的裂缝发育段能够很好的对应，证明了该致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法是可行、有效的。

Claims (6)

1.一种致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)建立储层基块深感应电导率和孔隙度、泥质含量之间关系的综合表现形式：

式中，CILD_基块为基块深感应电导率，

为孔隙度，V_sh为泥质含量，a、b、c分别为待定参数；

2)获取单井待识别井段砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量、孔隙度和深感应电导率曲线的测井响应特征值，在同一套砂岩储层段中采用数据拟合的方法确定所述综合表现形式中的待定参数a、b、c的值，根据所述综合表现形式得到同一套砂岩储层段中基块深感应电导率和孔隙率、泥质含量之间的关系；

根据所述同一套砂岩储层段中各深度采样点对应的泥质含量、孔隙度，利用该套砂岩储层段中基块深感应电导率和孔隙率、泥质含量之间的关系，确定出该套砂岩储层段各深度采样点对应的基块深感应电导率；

3)比较同一套砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率曲线的测井响应特征值和基块深感应电导率的大小，当该砂岩储层段中某段采样点对应的深感应电导率大于基块深感应电导率时，则判断该段为裂缝发育段。

2.根据权利要求1所述的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：还包括：获取单井待识别井段各砂岩储层段中各深度采样点对应的基块深感应电导率；以单井待识别井段非砂岩储层段中各深度采样点对应的深感应电导率作为单井待识别井段非砂岩储层段中各深度采样点对应的基块深感应电导率，确定出待识别井段的基块深感应电导率曲线。

3.根据权利要求1或2所述的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：步骤2)中，依据单井待识别井段各深度采样点对应的泥质含量确定单井待识别井段的砂岩储层段；将单井待识别井段中泥质含量大于50％的砂岩段确定为待识别井段的砂岩储层段。

4.根据权利要求1或2所述的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：步骤2)中，单井待识别井段各深度采样点对应的孔隙度采用密度孔隙度和补偿中子孔隙度的平均值确定。

5.根据权利要求1所述的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：步骤2)中，所述数据拟合采用最小二乘法。

6.根据权利要求5所述的致密砂岩油气藏储层裂缝的识别方法，其特征在于：采用最小二乘法进行数据拟合确定所述综合表现形式中的待定参数a、b、c的值的方法，包括：

令

由

可得到：

求解，即得a、b、c的值；

式中，CILD_i为同一套砂岩储层段中第i个采样点的深感应电导率测井响应特征值，

为同一套砂岩储层段中第i个采样点的孔隙度值，V_shi为同一套砂岩储层段中第i个采样点的泥质含量值，n为同一套砂岩储层段中采样点个数。

Images