CN112241510A - 一种断层封闭性录井评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断层封闭性录井评价方法。该方法包括：在评价断层的上盘和下盘优选出典型对比井，以dc指数表征断层两盘压力性质，以气测解释成果表征断层两盘流体性质，建立评价指标公式，评价断层封闭性。本发明可以应用录井参数，从压力性质和流体性质的角度快速、科学的评价储气库动用区内断层的封闭能力，为断层封闭性评价提供了新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及地下储气库建设技术领域，特别是涉及一种断层封闭性录井评价方法。
背景技术
近年来，我国天然气消费需求旺盛，现有及规划储气设施不能满足天然气调峰期快速增加的需求。地下储气库建设作为国家战略规划，可以满足天然气季节调峰和国家战略储备的需要。准确评价断层封闭性对储气库后期长期运行具有重要的意义。
在储气库建设过程中，储气库边界断层及内部断层是否具有封闭性，是评价储气库不漏气、不泄气完整封闭的重要研究内容。目前，针对储气库的断层封闭性评价，一般采取岩性配置分析法、早期开发动态资料对比法及注气试验对储气库边界断层封闭性进行评价。长期的储气库建设实践表明，现有断层封闭性评价方法不能满足生产实际需求，一是现有评价方法均是在研究静态条件下的边界断层封闭性的性质，但是油气田在开发以后，油气井会进行压裂酸化作业，油田会进行水驱采油，储气库内部增加新识别的断层等，地层中原有的断层性质会随之发生变化；二是现有评价方法未考虑储气库建库过程中地层流体性质和温压力系统的变化；这样对枯竭油气藏改建储气库断层封闭性评价不够准确。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种断层封闭性录井评价方法，该录井评价方法可以在代表井完钻后对钻遇断层进行封闭性评价，亦可以在代表井随钻过程中对钻遇的断层开展封闭性评价，从地层压力性质和流体性质的角度提出断层封闭性能的优劣，达到了在录井现场快速评价钻遇断层封闭性的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种断层封闭性录井评价方法，该评价方法包含以下步骤：
步骤一：通过地震构造解释与成图厘定所评价断层的断层产状，确定该断层对研究区构造格局的影响；
步骤二：沿断层两盘分区块、分层位统计油气井/藏压力、流体性质；
步骤三：优选能够代表断层两盘压力、流体性质的典型对比井；
步骤四：优选能够反映断层两盘地层压力、流体性质的评价参数；
步骤五：求取断层两盘对比井的同一层位的dc指数比值；
步骤六：断层两盘对比井同一层位同一解释单层的气测解释成果比较；
步骤七(对应前述步骤C)：根据录井评价指标λ，获得断层封闭性录井评价结果。其中，录井评价指标λ的计算公式如下：
其中，λ为断层封闭性指数；
dc上盘为断层上盘评价层位的dc指数均值；
dc下盘为断层下盘评价层位的dc指数均值；
sign1为压力性质评价的方向函数，定义如下：
q上盘为断层上盘同一层位同一解释层的录井气测解释成果；
q下盘为断层下盘同一层位同一解释层的录井气测解释成果；
sign2为流体性质评价的方向函数，定义如下：
步骤八(对应前述步骤D)：断层封闭性录井评价。
根据本发明的具体实施方式，在所述步骤一中，只有当所评价断层为构造区块分界断层时，断层两盘的压力系统和流体性质会受断层封闭性影响而呈现明显差异。因此，在评价断层封闭性前，需综合分析断层所处位置，是否是研究区内部构造的分界线。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，在所述步骤二中，首先需统计断层两盘所有井的压力、流体性质数据，为下一步优选对比井和对比参数做准备。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，优选地，在所述步骤三中，典型对比井的选取原则井紧邻断层，但不钻穿断层。层位划分精确，录井参数齐全。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，优选地，在所述步骤四中，以录井中的dc指数作为表征断层两盘地层压力性质的评价参数，dc指数代表的是可钻性，可由dc指数求取地层压力。其中dc指数的计算公式为：
式中，N为转盘转速，r/min；
R为钻时，m/min；
W为钻压，kN；
Db为钻头直径，mm；
Gn为正常液压梯度，g/cm3；
ρECD为当量钻井液密度，g/cm3。
地层压力的计算公式为：
式中，Pc为地层压力，MPa；
dcn为正常压实曲线，无量纲，是根据选择厚度大于150m的纯泥岩段进行回归，回归公式为：lgdcn＝a×h+b；
dc为随钻求取的曲线，无量纲。
从地层压力求取公式中可以看出，一般地，回归得出的dcn曲线是确定的，那么dc指数变化就可以表征地层压力的变化，因此，在断层两盘压力性质对比中，可以直接比较dc指数的差异。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，优选地，在所述步骤四中，以录井气测解释成果作为表征断层两盘流体性质的评价参数。气测解释成果一般根据全烃、C1指标数值，基于图版法来解释小层属性。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，在所述步骤五中，针对典型对比井同一层位，对dc指数进行归一化处理，归一化处理公式如下：
dc＝(dci-dcmin)/(dcmax-dcmin)，式中，dci为第i个dc指数值，dcmin和dcmax分别为评价层位内最小和最大dc指数值。归一化后的参数值在0～1范围内。
本发明提供的断层封闭性录井评价方法中，在所述步骤五中，将归一化后的需对比的断层两盘的dc值进行比较，对比值中较大值作为分子，较小值作为分母，如果比值结果小于5，认为断层两盘压力性质具有相似性；如果比值结果大于5，认为断层两盘压力性质不具有相似性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种断层封闭性录井评价方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一中w23储气库主块断层刚要图(文23-31断层为实施例中的评价断层)；
图3为本发明实施例一中典型对比井间的小层连通图。
具体实施方式
本发明公开了一种断层封闭性录井评价方法。该方法包括：在评价断层的上盘和下盘优选出典型对比井，以dc指数表征断层两盘压力性质，以气测解释成果表征断层两盘流体性质，建立评价指标公式，评价断层封闭性。本发明可以应用录井参数，从压力性质和流体性质的角度快速、科学的评价储气库动用区内断层的封闭能力，为断层封闭性评价提供了新的思路。
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权力要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
实施例一：
本实施例提供了一种断层封闭性录井评价方法，工艺流程如图1所示，具体步骤如下：
w23储气库是在原枯竭气田w23气田基础上改建的，一期工程共新钻井66口，分2号、3号3、4号、5号、6号、7号台、8号台、11号台8个井台。断层封闭性评价是储气库前期选址评价及建设过程中评价的重要部分，依据地震数据已经落实了储气库动用区主块内部共发育断层21条，划分13个井区，各井区边界断层封闭性是评价重点，现将文23-31断层作为实施例。
(1)通过地震构造解释与成图厘定文23-31断层的断层产状，文23-31断层位于主块东北部，文103井区和文109井区分界断层，断层走向NE，倾向NW，倾角40°，延伸距离1.5km，落差20～30m。
(2)沿文23-31断层两盘分层位统计油气井/藏压力、流体性质。其中文109井区北部有2号台11口井，3号台4口井。文103井区有3号台6口井。统计这21口井的各类录井数据。
(3)对比各井与文23-31断层的位置关系、井轨迹、数据质量情况，优选出w23c2-6井和w23c3-9井作为断层两盘对比井(为了更加便于参数对比，需优选2～4口能够代表断层两盘压力、流体性质的典型对比井)，优选沙四上亚段3砂层组作为断层两盘对比层位，砂层组代号为ES4 3，根据地层对比，ES4 3砂层组进一步划分为4个小层，编号为ES4 3-1～ES4 3-4。
(4)w23c2-6井和w23c3-9井dc指数录井数据，气测解释数据齐全完整，能够反映断层两盘井的压力、流体性质差异。w23c2-6井ES4 3砂层组气测解释成果共划分13个解释单层，其中ES4 3-1小层内共有3个解释单层，编号ES4 3-1-1～ES4 3-1-3；ES4 3-2小层内共有3个解释单层，编号ES4 3-2-1～ES4 3-2-3；ES4 3-3小层内共有3个解释单层，编号ES4 3-3-1～ES4 3-3-3；ES4 3-4小层内共有4个解释单层，编号ES4 3-4-1～ES4 3-4-4；w23c3-9井ES4 3砂层组气测解释成果共划分10个解释单层，其中ES4 3-1小层内共有3个解释单层，编号ES4 3-1-1～ES4 3-1-3；ES4 3-2小层内共有2个解释单层，编号ES4 3-2-1～ES4 3-2-2；ES4 3-3小层内共有3个解释单层，编号ES4 3-3-1～ES4 3-3-3；ES4 3-4小层内共有2个解释单层，编号ES4 3-4-1～ES4 3-4-2。经过地层对比得到这两口井的小层连通关系(图3)。
(5)对w23c2-6井和w23c3-9井ES4 3砂层组的dc指数数据进行归一化处理。然后依据w23c2-6井和w23c3-9井的气测解释成果和小层精细对比结果，对各解释单层求取dc指数均值(图3)。
(6)对比断层两盘w23c2-6井和w23c3-9井ES4 3砂层组内的各连通小层的dc指数，对比值中较大值作为分子，较小值作为分母。如果比值结果小于2，认为断层两盘压力性质具有相似性，方向函数sign1赋值为1；如果比值结果大于2，认为断层两盘压力性质不具有相似性，方向函数sign1赋值为-1。
(7)对比断层两盘w23c2-6井和w23c3-9井ES4 3砂层组内的各连通小层的气测解释结论，如果同一连通小层气测解释成果相同或相近(例如均是气层、气层和低产气层、均是水层等)，则认为断层两盘流体性质具有相似性，方向函数sign2赋值为1；如果同一连通小层气测解释成果不同(例如一侧是气层，另一侧为水层等)，则认为断层两盘流体性质不具有相似性，方向函数sign2赋值为-1。
(8)根据录井评价指标λ，得到断层两盘对比井各连通小层的封闭性评价结果，如果压力性质的方向函数sign1和流体性质的方向函数sign2有一项为负值，或全是负值，则认定所评价断层不具有封闭性。结果来看，ES4 3-1小层内，有两个解释单层的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为1，有一个解释单层间的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为-1，表明压力性质和流体性质具有相似性，同时并不完全一致，评价断层在此层位处虽具有封闭性，但封闭能力差；
ES4 3-2小层内，所有的解释连通单层间的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为-1，表明压力性质和流体性质不同，评价断层在此层位处具有封闭性，且封闭性较好；
ES4 3-3小层内，有两个解释连通单层间的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为-1，有一个解释连通单层间的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为1，表明压力性质和流体性质不同，评价断层在此层位处具有封闭性，但封闭性中等；
ES4 3-4小层内，所有的解释连通单层间的压力性质方向函数和流体性质方向函数均赋值为1，表明压力性质和流体性质相似，评价断层在此层位处不具有封闭性；
综上分析认为，ES4 3砂层组内，将w23c2-6井所在的文109井区和w23c3-9井所在的文103井区对比得到，ES4 3-1小层和ES4 3-4小层压力性质和流体性质相似，认为作为这两个井区分界断层的文23-31断层不具有封闭性；ES4 3-2小层和ES4 3-3小层压力性质和流体性质不同，认为作为这两个井区分界断层的文23-31断层具有封闭性；整体来看，ES4 3-2小层和ES4 3-3小层为ES4 3砂层组的主力层位，因此评价断层文23-31断层具有封闭性。
以上实施例说明，本发明的断层封闭性录井评价方法可以应用录井参数，从压力性质和流体性质的角度快速、科学的评价储气库动用区内断层的封闭能力，解决了现有技术中尚无利用压力性质和流体性质来评价断层封闭性的研究的问题，为断层封闭性评价提供了新的思路。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种断层封闭性录井评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：在评价断层的上盘和下盘优选出典型对比井；
步骤B：以dc指数表征断层两盘压力性质，以气测解释成果表征断层两盘流体性质；
步骤C：根据压力性质和流体性质计算录井评价指标λ，公式如下：
其中，λ为断层封闭性指数；
dc上盘为断层上盘评价层位的dc指数均值；
dc下盘为断层下盘评价层位的dc指数均值；
sign1为压力性质评价的方向函数，定义如下：
q上盘为断层上盘同一层位同一解释层的录井气测解释成果；
q下盘为断层下盘同一层位同一解释层的录井气测解释成果；
sign2为流体性质评价的方向函数，定义如下：
步骤D：根据录井评价指标λ，获得断层封闭性录井评价结果。
2.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，所述步骤B包括：
步骤五：求取断层两盘对比井的同一层位的dc指数比值；其中，首先对断层两盘对比井同一层位的dc指数进行归一化处理，归一化后的参数值在0～1范围内，然后求取归一化后的dc指数比值。
3.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，所述步骤B包括：
步骤六：断层两盘对比井同一层位同一解释单层的气测解释成果比较；其中，需对比分析典型对比井的沉积微相图和油气藏剖面图，绘制对比井间的小层连通图，给断层两盘的气测解释的小层进行编号。
4.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤C中，sign1压力性质方向函数中，如果比值小于5，则函数sign1赋值1，表示断层两盘为同一压力系统；如果比值大于5，则函数sign1赋值-1，表示断层两盘为不同的压力系统。
5.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤C中，选取评价层位内的断层两盘连通小层间的解释结果对比，如果对比小层解释结果相同或相近，则认为评价断层两盘流体性质相似性高，sign2函数赋值1；如果对比小层解释结果不同，则认为评价断层两盘流体性质不具有相似性，sign2小层赋值-1。
6.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤D中，如果录井评价指标中，如果压力性质的方向函数和流体性质的方向函数有一项为负值，或全是负值，则认定所评价断层不具有封闭性。
7.根据权利要求1所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，所述步骤A包括：
步骤一：通过地震构造解释与成图厘定所评价断层的断层产状，确定该断层对研究区构造格局的影响；
步骤二：沿断层两盘分区块、分层位统计油气井/藏压力、流体性质；
步骤三：优选能够代表断层两盘压力、流体性质的典型对比井。
8.根据权利要求7所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤一中，通过地震构造解释与成图确定的断层产状包括断层在研究区的位置、断距、倾角和延伸距离；特别地，当断层影响研究区构造区块划分时，需重点评价其封闭性。
9.根据权利要求7所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤二中，当评价断层作为构造区块分界断层时，需沿断层两盘分区块、分层位统计所有油气井压力、流体性质。
10.根据权利要求7所述的断层封闭性录井评价方法，其特征在于，在所述步骤三中，需优选2～4口能够代表断层两盘压力、流体性质的典型对比井。
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