CN111706319B - 一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法,具体涉及油气田勘探开发领域。该方法通过构建海相页岩导电模型,根据有机质的发育成熟情况,剥离有机质对海相页岩电阻率的影响,再结合电成像高分辨率电阻率曲线剥离低阻薄层的影响,利用页岩三维数字岩心模拟确定黄铁矿含量的影响,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,考虑粘土和地层水的影响,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,进行海相页岩含气饱和度评价;本发明有效解决了传统含气饱和度评价模型因海相页岩导电组分多、导电机理复杂而难以适用的问题,提高了海相页岩含气饱和度评价精度,为海相页岩气勘探开发提供了有力支撑。
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发领域,具体涉及一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法。
背景技术
随着经济社会发展对能源需求的增大和常规油气资源战略接替难度的增加,非常规油气资源越来越受到各国的重视。页岩气是一种以游离态、吸附态和溶解态赋存于富有机质页岩内的非常规天然气,页岩极低孔低渗,水平井和分段压裂技术的应用使页岩气得以商业开采。在页岩气勘探开发中,含气饱和度作为一个重要的评价参数,准确计算页岩含气饱和度对于页岩气资源量估算和产能预测具有重要意义。
利用地球物理测井资料计算页岩含气饱和度的常见方法为中子密度曲线差异法、总有机碳经验公式法、电阻率导电模型法。中子密度曲线差异法的原理是随着含气量的增加,页岩视密度孔隙度增大,视中子孔隙度减小,通过将视密度孔隙度与视中子孔隙度反向重叠,能够直观反映页岩地层含气量的大小,因此,利用岩心分析含气饱和度刻度中子密度差异,可以得到页岩地层含气饱和度经验计算公式;但该方法容易受到有机质的影响,而有机质和天然气对中子密度曲线的影响相同,使得含气饱和度计算结果不能完全反映地层含气量信息。总有机碳经验公式法是将测井曲线计算的总有机碳含量与总有机碳背景值作比计算页岩地层的含气饱和度;该方法简单直接但具有一定的经验性,总有机碳含量越高,含气饱和度计算结果越大,出现与地层真实情况不相符的情况。电阻率导电模型法基于测井电阻率对地层含气性的响应,通过构建合适的页岩导电模型,校正非气体影响因素对页岩电阻率的影响,计算页岩地层的含气饱和度;目前国际上斯伦贝谢等油服公司多采用基于阿尔奇公式的泥质附加导电模型计算页岩含气饱和度,但该方法并未考虑其它因素的影响。
页岩结构和成分复杂,纵向上时有发育凝灰岩条带等低阻薄层,岩石矿物成分既有石英、长石、方解石、白云石和粘土矿物,又有有机质和黄铁矿。导电组分和导电方式多样,孔隙水、粘土、高成熟度有机质和黄铁矿均导电,导电方式既有并联又有串联。因此,利用传统饱和度模型评价页岩含气饱和度存在精度低的问题,为了克服多种导电影响因素对页岩电阻率的影响,提高电阻率测井评价页岩含气饱和度的准确性,提出一种新的基于导电影响因素逐步剥离的页岩含气饱和度评价方法具有重要的应用价值。
发明内容
本发明针对海相页岩导电成分多、导电方式多样、利用传统饱和度模型评价含气饱和度精度低的问题,提供了一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法。
本发明具体采用如下技术方案:
一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法,具体包括以下步骤:
步骤1,构建海相页岩导电模型;
根据页岩地层的岩心剖面和电成像静态图,在电阻率测井探测尺度内,纵向上将页岩地层划分为低阻层和高阻层,结合岩心X射线衍射全岩和粘土矿物分析结果,构建海相页岩导电模型,在海相页岩导电模型中,根据导电性质的差异,将高阻层内的导电组分划分为有机质、黄铁矿、粘土和地层水,将低阻层设置为一个由低阻成分组成不区分导电组分的整体,海相页岩导电模型如下所示:
式中,Rt表示测井电阻率,单位为Ω·m;fL表示电阻率测井探测尺度内低阻层比例;RL表示低阻层电阻率,单位为Ω·m;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m;
步骤2,根据有机质的发育情况和成熟度,剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
根据总有机碳TOC确定页岩层段有机质的发育情况,通过测井电阻率和镜质体反射率Ro确定页岩层段有机质的成熟度,判断页岩层段是否满足总有机碳TOC>1.5%且测井电阻率连续小于2Ω·m、镜质体反射率Ro>3.0%的条件,若满足,则确定该层段为高成熟富有机质低阻页岩层段,不需要进行含气饱和度评价,若不满足,则确定该页岩层段有机质为低成熟度有机质,由于低成熟度有机质体积小含量低且高阻,对页岩电阻率的影响小,因此不需要剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
步骤3,结合电成像高分辨率电阻率曲线,确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL,剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响,基于步骤1构建的海相页岩导电模型,计算海相页岩高阻层电阻率;
利用浅侧向电阻率对电成像静态图进行刻度,得到电成像高分辨率电阻率曲线SRES,通过对SRES曲线电阻率进行统计分析确定截止值,将该截止值作为低阻薄层电阻率的上限,在电阻率测井探测尺度内,统计大于截止值的数据点数countH和小于截止值的数据点数countL,确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL,公式如下所示:
基于步骤1建立的海相页岩导电模型,利用电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响,计算海相页岩高阻层电阻率,公式如下所示:
式中,Rt表示测井电阻率,单位为Ω·m;fL表示电阻率测井探测尺度内低阻层比例;RL表示低阻层电阻率,单位为Ω·m,为符合页岩地层实际情况,需要满足RL>RtfL;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m;
步骤4,建立页岩三维数字岩心,模拟确定黄铁矿含量对海相页岩高阻层电阻率的影响,根据黄铁矿含量,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率;
从页岩层段中挑选岩样进行聚集离子束电镜扫描,得到岩样的电镜扫描图像,基于页岩岩样的电镜扫描图像在纳米尺度上重建页岩三维空间分布,根据各岩石组分灰度值的差异,分割提取页岩三维空间分布中的孔隙、粘土、脆性矿物、有机质和黄铁矿,建立页岩三维数字岩心;
利用矿物替代的方法逐渐增加页岩三维数字岩心中的黄铁矿含量,模拟黄铁矿对页岩测井电阻率的影响,得到页岩测井电阻率随黄铁矿含量的变化规律,当黄铁矿含量vpy<7%时,测井电阻率与黄铁矿关系不明显,黄铁矿含量对页岩测井电阻率无影响,当黄铁矿含量vpy≥7%时,随着黄铁矿含量的增加页岩测井电阻率明显下降,通过分析页岩三维数字岩心模拟结果,得到黄铁矿混联系数α和黄铁矿影响系数β;根据岩心剖面确定黄铁矿在页岩中呈不规则分布,通过页岩三维数字岩心电性模拟得到黄铁矿对页岩电阻率的影响为混联作用;
获取页岩层段的黄铁矿含量,通过对步骤3计算的高阻层电阻率进行黄铁矿含量校正,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,公式如下所示:
其中,
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m;Rpy表示黄铁矿电阻率,单位为Ω·m;α表示黄铁矿混联系数;c、d表示公式系数;β表示黄铁矿影响系数,数值一般在1-2之间;
步骤5,综合粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,计算海相页岩含气饱和度,开展海相页岩含气饱和度评价;
根据粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,结合传统泥质砂岩饱和度评价模型,计算海相页岩含水饱和度,公式如下所示:
根据海相页岩含水饱和度计算公式,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,如下所示:
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;φ表示地层孔隙度;Vcl表示粘土含量;Rcl表示粘土电阻率,单位为Ω·m;a、b表示公式系数,m表示孔隙指数,a、b、m通过岩电实验确定;Rw表示地层水电阻率,单位为Ω·m;Sw表示海相页岩含水饱和度,单位为%;Sg表示海相页岩含气饱和度,单位为%;
基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,计算海相页岩含气饱和度,进行海相页岩含气饱和度评价。
优选地,所述步骤4中,利用ECS元素能谱测井或岩心刻度测井统计分析模型获取页岩层段的黄铁矿含量。
本发明具有如下有益效果:
本发明根据各电阻率影响因素的特点采用逐步剥离的方式开展含气饱和度评价,有效解决了采用传统含气饱和度模型进行海相页岩含气饱和度评价因电阻率影响因素多、影响机理复杂导致评价精度低的问题;本发明方法综合考虑多种海相页岩电阻率影响因素,有利于准确计算页岩游离气含量,有助于估算页岩气资源量和开发产能,对指导页岩气勘探开发具有重要意义。
附图说明
图1为一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法流程图。
图2为页岩层段电阻率分布直方图。
图3为页岩测井电阻率随黄铁矿含量的变化规律图。
图4为例井A的处理成果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明:
以四川盆地海相页岩气井A井为例,页岩气井A井奥陶系五峰组和志留系龙马溪组一段(简称龙一段)发育有一套海相页岩地层,采用本发明提出的一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法,如图1所示,开展海相页岩含气饱和度评价,具体包括以下步骤:
步骤1,构建海相页岩导电模型;
海相页岩气井例井A采用侧向测井测量电阻率,侧向测井纵向分辨率为0.9m,根据钻井取心和电成像图显示例井A发育有厚度小于0.9m的低阻层,低阻层使得侧向测井出现低阻特征,因此,在电阻率测井探测尺度内,纵向上将页岩地层划分为低阻层和高阻层;结合岩心X射线衍射全岩和粘土矿物分析结果,构建海相页岩导电模型,根据岩心X射线衍射全岩分析结果,页岩矿物成分主要为有机质、石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿和粘土,根据粘土矿物分析结果,确定粘土矿物成分主要为伊利石和伊蒙混层;根据导电性质的差异,由于粘土矿物、黄铁矿、高成熟有机质和地层水都是良好的导体,在海相页岩导电模型中,将高阻层内的导电组分划分为有机质、黄铁矿、粘土和地层水,设置低阻层为一个由低阻成分组成不区分导电组分的整体,海相页岩导电模型如下所示:
式中,Rt表示测井电阻率,单位为Ω·m;fL表示电阻率测井探测尺度内低阻层比例;RL表示低阻层电阻率,单位为Ω·m;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m。
步骤2,根据有机质的发育情况和成熟度,剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
由于页岩中的有机质按照成因可分为沉积有机质和迁移有机质,沉积有机质与陆源矿物紧密结合,迁移有机质存在于页岩孔隙中;高成熟有机质由于石墨化存在电子导电作用,充填页岩孔隙中的有机质形成连通的导电网络,使页岩出现低阻-极低阻特征,有机质石墨化后的页岩由于物性和含气性差,开展饱和度评价已无意义,因此,需要根据有机质的发育情况和成熟度,判断页岩层段是否需要进行含气饱和度评价;以总有机碳TOC>1.5%为页岩层段富有机质的判断条件,以测井电阻率连续小于2Ω·m且镜质体反射率Ro>3.0%为有机质过成熟碳化的判断条件,判断页岩层段是否满足总有机碳TOC>1.5%且测井电阻率连续小于2Ω·m、镜质体反射率Ro>3.0%的条件,若满足,则确定该层段为高成熟富有机质低阻页岩层段,不需要进行含气饱和度评价,若不满足,则确定该页岩层段有机质为低成熟度有机质,由于低成熟度有机质体积小含量低且高阻,对页岩电阻率的影响小,因此不需要剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
本实施例例井A的龙一段三亚段和二亚段总有机碳TOC均小于1.5%,即龙一段三亚段和二亚段均为贫有机质页岩层段,由于龙一段三亚段和二亚段的有机质含量低且高阻,对电阻率无影响,因此,针对龙一段三亚段和二亚段不需要剥离有机质对电阻率的影响;例井A的龙一段一亚段到五峰组,有机质含量逐渐增加,总有机碳TOC介于1.5%~6.0%,平均值3.5%,为富有机质页岩层段,并且有机质镜质体反射率Ro介于2.2%~2.6%、测井电阻率大于12Ω·m,有机质高成熟但未石墨化,综合有机质的高阻特性和有机质体积分数小于10%,判断后确定例井A在评价海相页岩含气饱和度时,不需要剥离有机质对海相页岩电阻率的影响。
步骤3,结合电成像高分辨率电阻率曲线,确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL,剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响,基于步骤1构建的海相页岩导电模型,计算海相页岩高阻层电阻率;
例井A的龙一段和五峰组电成像静态图可见暗色的低阻薄层,低阻薄层发育的层段测井电阻率呈现低值,而采用传统饱和度模型计算得到的含水饱和度结果为高值,与页岩层段实际情况不符,因此,需要考虑低阻薄层对海相页岩电阻率的影响;为了剥离低阻薄层的影响,利用浅侧向电阻率对电成像静态图进行刻度,得到纵向分辨率为0.00254m的电成像高分辨率电阻率曲线SRES,电成像高分辨率电阻率曲线SRES既具有高分辨率又能真实反应地层电阻率,根据成像高分辨率电阻率曲线SRES对例井A的龙一段和五峰组进行电阻率统计分析,并绘制电阻率分布直方图,如图2所示,电阻率分布直方图中显示页岩电阻率主要分布在30~140Ω·m之间,电阻率低于30Ω·m处为低阻薄层,因此,设置截止值为30Ω·m,根据侧向测井的电阻率探测尺度为0.9m,统计0.9m窗长内大于截止值的数据点数countH和小于截止值的数据点数countL,利用公式(2)计算低阻层比例fL,计算结果如图4中低阻层比例所示,再基于步骤1建立的海相页岩导电模型,利用低阻层比例fL剥离低阻薄层对海相页岩高阻层电阻率的影响,计算海相页岩高阻层电阻率RH,计算过程中低阻薄层电阻率RL取值为20Ω·m,计算结果如图4中剥离后电阻率所示。
步骤4,建立页岩三维数字岩心,模拟确定黄铁矿含量对海相页岩高阻层电阻率的影响,根据黄铁矿含量,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率;
从例井A页岩气主力层段挑选岩样进行聚集离子束电镜(FIB-SEM)扫描,得到岩样的电镜扫描图像,基于页岩岩样的电镜扫描图像在纳米尺度上重建页岩三维空间分布,根据各岩石组分灰度值的差异,分割提取页岩三维空间分布中的孔隙、粘土、脆性矿物、有机质和黄铁矿,建立页岩三维数字岩心;
采用矿物替代的方法逐渐增加页岩三维数字岩心中的黄铁矿含量,由于黄铁矿含量很少超过10%,因此,设置黄铁矿含量最大为10%,利用页岩三维数字岩心模拟黄铁矿对页岩测井电阻率的影响,得到页岩测井电阻率随黄铁矿含量的变化规律,如图3所示,分析发现当黄铁矿含量vpy<7%时,测井电阻率与黄铁矿关系不明显,黄铁矿含量对页岩测井电阻率无影响,当黄铁矿含量vpy≥7%时,随着黄铁矿含量的增加页岩测井电阻率明显下降;同时,根据岩心剖面,发现黄铁矿在页岩中呈不规则分布,既可呈团块状分布,又可呈条带状分布,根据页岩三维数字岩心电性模拟得到黄铁矿对页岩电阻率的影响为混联作用;通过对图3所示的页岩三维数字岩心模拟结果进行拟合分析,确定黄铁矿混联系数α和黄铁矿影响系数β,得到剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率计算公式,如下所示:
其中,
β=1.8
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m;Rpy表示黄铁矿电阻率,单位为Ω·m;
利用ECS元素能谱测井值确定页岩层段的黄铁矿含量,根据公式(4)计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率。
步骤5,综合粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,计算海相页岩含气饱和度,开展海相页岩含气饱和度评价;
由于页岩中吸附气主要吸附于有机质和粘土表面,页岩孔隙中主要为游离气和地层水,页岩孔隙中的地层水和具有阳离子附加导电作用的粘土对页岩电阻率具有明显影响,且这种影响同时还受地层含水饱和度的控制,因此,需要同时校正地层水和粘土对海相页岩电阻率的影响;
根据粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,结合传统泥质砂岩饱和度评价模型,计算海相页岩含水饱和度,公式如下所示:
根据海相页岩含水饱和度计算公式,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,如下所示:
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;φ表示地层孔隙度;Vcl表示粘土含量;Rcl表示粘土电阻率,单位为Ω·m;a、b表示公式系数,m表示孔隙指数,a、b、m通过岩电实验确定;Rw表示地层水电阻率,单位为Ω·m;Sw表示海相页岩含水饱和度,单位为%;Sg表示海相页岩含气饱和度,单位为%;
其中,由于龙一段三亚段有机质、脆性矿物含量低,粘土矿物含量高,能够用于确定粘土矿物电阻率Rcl取值,因此,根据例井A的三亚段测井电阻率确定粘土矿物电阻率Rcl取值为40Ω·m;
由于页岩地层的中子密度曲线对粘土含量Vcl反应敏感,利用中子密度曲线计算例井A的粘土含量Vcl,计算公式如下所示:
Vcl=-136.748+1.897×CNL+56.94×DEN (8)
式中,CNL表示中子孔隙度,单位为%;DEN表示地层密度,单位为g/cm3;
由于页岩地层的声波时差曲线对孔隙度反应敏感,利用声波时差曲线计算例井A的孔隙度,计算公式如下所示:
φ=0.091×AC-3.336 (9)
式中,AC表示声波时差,单位为us/ft;φ表示地层孔隙度,单位为%;
根据例井A相邻层段奥陶系宝塔组地层水水样分析资料,得到地层水等效NaCl矿化度为72925mg/L,即确定例井A的地层水电阻率Rw为0.037Ω·m;
通过从例井A的不同层段挑选页岩制备柱塞样进行岩电实验,根据岩电实验结果确定公式系数a=0.62、b=1.0,孔隙指数m=2.0;
基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,利用公式(7)计算例井A的海相页岩含气饱和度,进行海相页岩含气饱和度评价,图4所示为例井A的处理成果图,其中第1道为深度,第2道为地质分层,第3道为电成像静态图,第4道为高分辨率电阻率,第5道为影响因素剥离前后的电阻率,第6道为利用元素能谱测井ECS确定的黄铁矿含量,第7道为低阻层比例fL,第8道为孔隙度,第9道为总有机碳TOC,第10道为粘土含量,第11道为含水饱和度。
处理结果表明:孔隙度、总有机碳和粘土的计算结果与岩心分析结果具有良好的对应性,采用未进行导电影响因素剥离的测井电阻率计算得到的含水饱和度偏大,与岩心含水饱和度相差较大,而采用本发明方法剥离各导电影响因素后的测井电阻率进行计算,得到的含水饱和度与岩心含水饱和度对应良好,通过与未剥离导电影响因素的传统模型含水饱和度计算结果相对比,验证了本发明方法在海相页岩气地层中的适用性,以及利用本发明方法进行海相页岩含气饱和度评价的准确性。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1,构建海相页岩导电模型;
根据页岩地层的岩心剖面和电成像静态图,在电阻率测井探测尺度内,纵向上将页岩地层划分为低阻层和高阻层,结合岩心X射线衍射全岩和粘土矿物分析结果,构建海相页岩导电模型,在海相页岩导电模型中,根据导电性质的差异,将高阻层内的导电组分划分为有机质、黄铁矿、粘土和地层水,将低阻层设置为一个由低阻成分组成不区分导电组分的整体,海相页岩导电模型如下所示:
式中,Rt表示测井电阻率,单位为Ω·m;fL表示电阻率测井探测尺度内低阻层比例;RL表示低阻层电阻率,单位为Ω·m;RH表示高阻层电阻率,单位为Ω·m;
步骤2,根据有机质的发育情况和成熟度,剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
根据总有机碳TOC确定页岩层段有机质的发育情况,通过测井电阻率和镜质体反射率Ro确定页岩层段有机质的成熟度,判断页岩层段是否满足总有机碳TOC>1.5%且测井电阻率连续小于2Ω·m、镜质体反射率Ro>3.0%的条件,若满足,则确定该层段为高成熟富有机质低阻页岩层段,不需要进行含气饱和度评价,若不满足,则确定该页岩层段有机质为低成熟度有机质,由于低成熟度有机质体积小含量低且高阻,对页岩电阻率的影响小,因此不需要剥离有机质对海相页岩电阻率的影响;
步骤3,结合电成像高分辨率电阻率曲线,确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL,剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响,基于步骤1构建的海相页岩导电模型,计算海相页岩高阻层电阻率;
利用浅侧向电阻率对电成像静态图进行刻度,得到电成像高分辨率电阻率曲线SRES,通过对SRES曲线电阻率进行统计分析确定截止值,将该截止值作为低阻薄层电阻率的上限,在电阻率测井探测尺度内,统计大于截止值的数据点数countH和小于截止值的数据点数countL,确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL,公式如下所示:
基于步骤1建立的海相页岩导电模型,利用电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响,计算海相页岩高阻层电阻率,公式如下所示:
式中,为符合页岩地层实际情况,需要满足RL>RtfL;
步骤4,建立页岩三维数字岩心,模拟确定黄铁矿含量对海相页岩高阻层电阻率的影响,根据黄铁矿含量,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率;
从页岩层段中挑选岩样进行聚集离子束电镜扫描,得到岩样的电镜扫描图像,基于页岩岩样的电镜扫描图像在纳米尺度上重建页岩三维空间分布,根据各岩石组分灰度值的差异,分割提取页岩三维空间分布中的孔隙、粘土、脆性矿物、有机质和黄铁矿,建立页岩三维数字岩心;
利用矿物替代的方法逐渐增加页岩三维数字岩心中的黄铁矿含量,模拟黄铁矿对页岩测井电阻率的影响,得到页岩测井电阻率随黄铁矿含量的变化规律,当黄铁矿含量vpy<7%时,测井电阻率与黄铁矿关系不明显,黄铁矿含量对页岩测井电阻率无影响,当黄铁矿含量vpy≥7%时,随着黄铁矿含量的增加页岩测井电阻率明显下降,通过分析页岩三维数字岩心模拟结果,得到黄铁矿混联系数α和黄铁矿影响系数β;根据岩心剖面确定黄铁矿在页岩中呈不规则分布,通过页岩三维数字岩心电性模拟得到黄铁矿对页岩电阻率的影响为混联作用;
获取页岩层段的黄铁矿含量,通过对步骤3计算的高阻层电阻率进行黄铁矿含量校正,计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,公式如下所示:
其中,
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;Rpy表示黄铁矿电阻率,单位为Ω·m;α表示黄铁矿混联系数;c、d表示公式系数;β表示黄铁矿影响系数,数值一般在1-2之间;
步骤5,综合粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,计算海相页岩含气饱和度,开展海相页岩含气饱和度评价;
根据粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响,结合传统泥质砂岩饱和度评价模型,计算海相页岩含水饱和度,公式如下所示:
根据海相页岩含水饱和度计算公式,建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,如下所示:
式中,RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率,单位为Ω·m;φ表示地层孔隙度;Vcl表示粘土含量;Rcl表示粘土电阻率,单位为Ω·m;a、b表示公式系数,m表示孔隙指数,a、b、m通过岩电实验确定;Rw表示地层水电阻率,单位为Ω·m;Sw表示海相页岩含水饱和度,单位为%;Sg表示海相页岩含气饱和度,单位为%;
基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型,计算海相页岩含气饱和度,进行海相页岩含气饱和度评价。
2.如权利要求1所述的一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法,其特征在于,所述步骤4中,利用ECS元素能谱测井或岩心刻度测井统计分析模型获取页岩层段的黄铁矿含量。
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CN112859197B (zh) * | 2021-03-31 | 2024-03-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于均质化地层电磁场理论的数字井筒电阻率模拟方法 |
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CN116774279B (zh) * | 2023-06-14 | 2024-04-16 | 西南石油大学 | 基于气水平衡岩性组合单元的页岩含水饱和度预测方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1325494A (zh) * | 1998-12-30 | 2001-12-05 | 贝克休斯公司 | 由钻孔电阻率图像仪、横向感应测井纪录以及含水饱和度张量模型确定水饱和度及砂岩分数的方法 |
CN101775983A (zh) * | 2010-02-09 | 2010-07-14 | 康志勇 | 基于砂岩储层水层电阻率的地层数据处理方法 |
CN101892837A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 地层因数确定方法及含油饱和度确定方法 |
CN102322250A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-01-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置及系统 |
CN102933792A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-02-13 | 亚康科技股份有限公司 | 使用单个水平井以将油和燃烧气体产出到地面的改进的现场燃烧采收方法 |
CN103174406A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-26 | 吉林大学 | 一种油页岩地下原位加热的方法 |
CN103912268A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-09 | 中石化江汉石油工程有限公司测录井公司 | 基于toc的页岩储层含气饱和度确定方法 |
CN104500049A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-04-08 | 成都创源油气技术开发有限公司 | 页岩气地球物理快速评价方法 |
CN104712329A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种泥页岩油气饱和度的计算模型 |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
CN108508274B (zh) * | 2018-06-05 | 2020-10-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 电阻率测定方法、装置及系统 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1325494A (zh) * | 1998-12-30 | 2001-12-05 | 贝克休斯公司 | 由钻孔电阻率图像仪、横向感应测井纪录以及含水饱和度张量模型确定水饱和度及砂岩分数的方法 |
CN101775983A (zh) * | 2010-02-09 | 2010-07-14 | 康志勇 | 基于砂岩储层水层电阻率的地层数据处理方法 |
CN102933792A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-02-13 | 亚康科技股份有限公司 | 使用单个水平井以将油和燃烧气体产出到地面的改进的现场燃烧采收方法 |
CN101892837A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 地层因数确定方法及含油饱和度确定方法 |
CN102322250A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-01-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置及系统 |
CN103174406A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-26 | 吉林大学 | 一种油页岩地下原位加热的方法 |
CN103912268A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-09 | 中石化江汉石油工程有限公司测录井公司 | 基于toc的页岩储层含气饱和度确定方法 |
CN104500049A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-04-08 | 成都创源油气技术开发有限公司 | 页岩气地球物理快速评价方法 |
CN104712329A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种泥页岩油气饱和度的计算模型 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
天然气水合物储层参数测井评价综述;孙建孟;《地球物理学进展》;715-723 * |
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