CN113137225A - 一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，以砾岩砾石组分分析为基础，将砾岩储层的微观特征（砾石组分、面孔率）和宏观特征（储层孔渗和油气产能）相结合，通过探讨砾岩砾石组分对油气储层的控制作用，建立砾石组分与储层物性和油气产能的相关关系；本发明提供的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，是一种直接的储层地质评价方法，能够不依赖地球物理测井资料对砾岩储层进行准确便捷的评价，进而准确、快速指导砾岩油气藏的勘探开发。
Description
技术领域
本发明属于砾岩储层评价方法技术领域，具体涉及一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法。
背景技术
随着我国主要含油气盆地的勘探程度越来越高，陆上油气勘探已进入岩性地层油气藏与构造油气藏勘探并重的新阶段，岩性地层油气藏是今后相当长一个时期内我国陆上最现实、最有潜力、最有普遍性的油气勘探领域。
砾岩油气藏作为一种粗碎屑的岩性油气藏，在世界范围内正在逐步引起人们的重视，砾岩储层具有低孔隙度、低渗透率和强非均质性的特征，其储集性能主要受到沉积相、成岩作用、流体作用、构造活动、颗粒组分、填隙物类型及填充方式、粒度分布、颗粒接触方式等因素的控制。因此建立砾岩油气储层评价方法对于砾岩油气藏的勘探开发具有重要意义。
目前在砾岩油气储层评价中主要用到的方法是利用测井资料对砾岩储层进行识别和评价；其中，测井资料进行砾岩储层评价的主要方法可以概括为利用测井资料分析计算砾岩储层物性参数（主要是孔隙度和渗透率）的变化，进而进行砾岩储层的评价；其步骤可以概括为：
（1）、岩石骨架参数的确定；
（2）、孔隙度的计算；
（3）、渗透率的确定；
（4）、建立储层划分标准；
（5）、砾岩储层评价。
利用测井资料对砾岩储层进行识别和评价是一种间接的储层评价方法，首先测井资料的质量会直接影响储层评价的结果；其次，利用测井数据进行储层物性参数计算属于一种数学计算的范畴，选择的数学模型和计算方法也会影响储层物性的计算结果；特别是对于粗碎屑的砾岩储层来说，砾岩储层含有多种矿物成分，岩性、岩相十分复杂，储集空间类型多样，不仅有粒间孔、晶间孔、溶孔、溶洞和微孔隙，还有极为发育的不同角度的微裂缝系统，从而导致砾岩储层具有极端的非均质性，进而使基于常规砂岩和碳酸盐岩储层建立起来的测井处理、解释和评价方法更加不实用。通过测井资料获取的储层物性参数一般与实际测试的储层物性参数存在较大的差异也证明利用测井资料对砾岩储层进行识别和评价存在一定的局限性。
基于上述砾岩储层进行识别和评价中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，旨在准确、便捷的进行砾岩储层评价，快速推进砾岩油气藏的勘探开发。
本发明提供一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，该方法包括以下过程：
S1：收集研究区钻遇目的砾岩地层的钻井资料，确定进行岩心描述的钻井数量和井名；钻井资料包括岩心录井、岩石薄片、孔渗数据以及试油数据；
S2：对确定进行岩心描述的钻井；采用人工描述的方法对岩心进行精细描述，并采集相关的岩石样品，统计每个层段内砾岩的砾石类型及其含量，根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类；
S3：选取砾石样品磨制岩石薄片，获取砾石的微观图像，然后通过图像分析软件获取薄片中砾石的面孔率；按砾岩储层类别对获取的砾石样品的面孔率分别统计计算平均值；
S4：选取砾岩储层岩石样品，利用孔隙度- 渗透率联合测定仪对储层岩石样品进行孔隙度、渗透率测定，然后按砾岩储层类别对获取的样品的孔隙度、渗透率分别统计其分布区间；
S5：利用收集到研究区的砾岩储层的试油数据，结合砾岩体砾石组分含量进行分析统计，得到油气产能与砾石组分之间的关系；
S6：综合比较不同类型砾岩储层砾石面孔率、孔渗特征以及油气产能，判别砾石组分类型及其含量与砾岩储层的关系，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准，进而判别砾岩储层质量。
进一步地，S1步骤中，在确定进行岩心描述的钻井的过程中，要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围。
进一步地，S2步骤中，在根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类时，按照砾石岩性大类进行统计，砾石类型能够包括颗粒灰岩、泥晶灰岩、泥灰岩、颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩。
进一步地，S2步骤中，在砾岩储层分类中，将颗粒灰岩、泥晶灰岩以及泥灰岩的砾岩储层划分为灰岩砾岩储层；将颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩的砾岩储层划分为云岩砾岩储层。
进一步地，S3步骤中，通过利用显微镜及其摄像系统获取砾石的微观图像；显微镜选用蔡司Axioscope A1 APOL数字透反射偏光显微镜；摄像系统的图像分析软件采用AxioVision Software Rel.图像分析软件；或者直接利用收集到研究区相关薄片资料。
进一步地，S3步骤中，白云岩类与灰岩类砾石的面孔率存在差异，白云岩类的砾石的面孔率大于10%，灰岩类的砾石的面孔率小于10%。
进一步地，S4步骤中，孔隙度-渗透率联合测定仪选用FS-11型全直径覆压孔渗联合测定仪；或利用收集到研究区砾岩储层的孔渗数据。
进一步地，S4步骤中，白云岩砾岩体与灰岩砾岩体的孔隙度和渗透率存在明显差异，云岩砾岩体的孔隙度在5%-15%之间，渗透率大于1×10-3μm2；灰岩砾岩体的孔隙度小于10%，渗透率小于1×10-3μm2。
进一步地，S5步骤中，砾岩储层的试油数据是指：在油气田勘探过程中，对通过地震勘察、钻井录井、测井确定的可能含油（气）层位进行直接的测试而获取的目的层的产能、压力、温度、油气水性质的数据；利用到的是砾岩储层的产能数据，并且将天然气产量折合成原油产量进行统计分析。
进一步地，S6步骤中，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准的过程中，要针对研究区具体情况进行划分，砾石组分含量与储层等级相对存在变化。
本发明提供的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，以砾岩砾石组分分析为基础，将砾岩储层的微观特征（砾石组分、面孔率）和宏观特征（储层孔渗和油气产能）相结合，通过探讨砾岩砾石组分对油气储层的控制作用，建立砾石组分与储层物性和油气产能的相关关系；该砾岩储层质量评价方法，是一种直接的储层地质评价方法，能够不依赖地球物理测井资料对砾岩储层进行准确便捷的评价，进而准确、快速指导砾岩油气藏的勘探开发。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为本发明一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法流程图；
图2 为本发明砾岩体中不同砾岩组分的面孔率柱状图；
图3 为本发明不同砾石成分砾岩体的储层物性对比图；
图4 为本发明砾石含量与油气产能（油当量）关系图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图 1至图4所示，本发明提供一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，砾岩储层主要是指以砾岩为主的油气储层，不包含常规的砂岩和碳酸盐岩储层；具体地，该方法具体包括以下过程：
S1：收集研究区钻遇目的砾岩地层的钻井资料，确定进行岩心描述的钻井数量和井名；钻井资料包括岩心录井、岩石薄片、孔渗数据以及试油数据；
S2：对确定进行岩心描述的钻井；采用人工描述的方法对岩心进行精细描述，并采集相关的岩石样品，统计每个层段内砾岩的砾石类型及其含量，根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类；
S3：选取砾石样品磨制岩石薄片，利用显微镜及其摄像系统获取砾石的微观图像，然后通过图像分析软件获取薄片中砾石的面孔率；按砾岩储层类别对获取的砾石样品的面孔率分别统计计算平均值；
S4：选取砾岩储层岩石样品，利用孔隙度- 渗透率联合测定仪对储层岩石样品进行孔隙度、渗透率测定，然后按砾岩储层类别对获取的样品的孔隙度、渗透率分别统计其分布区间；
S5：利用收集到研究区的砾岩储层的试油数据，结合砾岩体砾石组分含量进行分析统计，得到油气产能与砾石组分之间的关系；
S6：综合比较不同类型砾岩储层砾石面孔率、孔渗特征以及油气产能，判别砾石组分类型及其含量与砾岩储层的关系，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准，进而判别砾岩储层质量。
本发明提供的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，是基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法以砾岩储层的砾石组分分析为基础，根据砾岩储层中砾石组分的地质特征进行储层评价，是一种直接的地质评价方法，能够不依赖地球物理测井对砾岩储层进行评价。
优选地，结合上述方案，收集该地区钻遇砾岩的钻井资料，包括岩心录井、岩石薄片、孔渗数据以及试油数据等资料，确定进行岩心描述的钻井数量和井名，如表1所示；
表1 研究区砾岩地层钻井数据统计表
具体地，S1步骤中，在确定进行岩心描述的钻井的过程中，要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围。
优选地，结合上述方案，对确定进行岩心的钻井，采用人工描述的方法对岩心进行精细描述，并采集相关的岩石样品，统计每个层段内砾岩的砾石类型及其含量，如表2所示；具体地，S2步骤中，在根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类时，一般按照砾石岩性大类进行统计；例如在样品中，砾石类型能够包括颗粒灰岩、泥晶灰岩、泥灰岩、颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩等；在砾岩储层分类中，将颗粒灰岩、泥晶灰岩以及泥灰岩的砾岩储层划分为灰岩砾岩储层；将颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩的砾岩储层划分为云岩砾岩储层。
进一步地，根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类，研究区砾岩砾石组分主要为碳酸盐岩砾石，含量大于90%；具体地，碳酸盐岩砾石主要包括两种类型，一类是灰岩砾石（含颗粒灰岩、泥晶灰岩和泥灰岩等），另一类是白云岩砾石（含颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩和硅质白云岩等）；因此研究区储层根据砾石含量的多少可以分为以白云岩砾石为主要组分的云岩砾岩储层和以灰岩砾石为主要组分的灰岩砾岩储层，具体如表2所示：
表2 岩心描述记录表
优选地，结合上述方案，具体地，S3步骤中，通过利用显微镜及其摄像系统获取砾石的微观图像；显微镜选用蔡司Axioscope A1 APOL数字透反射偏光显微镜；或者选用具有同样功能和性能的显微镜和图像分析系统；摄像系统的图像分析软件采用Axio VisionSoftware Rel.图像分析软件，或者选用具有同样功能和性能的显微镜和图像分析系统；或者利用收集到研究区相关薄片资料。
优选地，结合上述方案，具体地，S3步骤中，选取灰岩和白云岩砾石样品磨制岩石薄片，利用显微镜及其摄像系统获取砾石的微观图像，然后通过图像分析软件获取薄片中砾石的面孔率，白云岩类与灰岩类砾石的面孔率存在明显差异，按砾岩储层类别对获取的砾石样品的面孔率分别统计计算平均值，并做成柱状图，如图2所示；具体地，白云岩类的砾石的面孔率大于10%，灰岩类的砾石的面孔率小于10%。
优选地，结合上述方案，在S4步骤中，孔隙度-渗透率联合测定仪选用FS-11型全直径覆压孔渗联合测定仪，或者选用同样功能和性能的仪器设备；或利用收集到研究区砾岩储层的孔渗数据。
优选地，结合上述方案，在S4步骤中，选取砾岩储层岩石样品，利用孔隙度-渗透率联合测定仪对储层岩石样品进行孔隙度、渗透率测定（本实例中的孔隙度、渗透率数据来自已有的数据资料），然后按砾岩储层类别对获取的样品的孔隙度、渗透率分别统计其分布区间，并进行成图，如图3所示；具体地，宏观上，在S4步骤中，白云岩砾岩体与灰岩砾岩体的孔隙度和渗透率存在明显差异，云岩砾岩体的孔隙度在5%-15%之间，渗透率大于1×10-3μm2；灰岩砾岩体的孔隙度一般小于10%，渗透率一般小于1×10-3μm2，云岩砾岩体的储层物性明显好于灰岩砾岩体。
优选地，结合上述方案，S5步骤中，利用收集到研究区的砾岩储层的试油数据，结合砾岩体砾石组分含量进行分析统计，得到油气产能与砾石组分之间的关系，如图4所示；砾岩体的油气产能与砾岩体的砾石组分关系密切，油气产能与白云岩砾石含量成正相关关系，而与灰岩砾石含量呈负相关关系，也就是说云岩砾岩体比灰岩砾岩体具有更好的含油气性；具体地，S5步骤中，砾岩储层的试油数据是指：在油气田勘探过程中，利用专用的设备和方法，对通过地震勘察、钻井录井、测井确定的可能含油（气）层位进行直接的测试而获取的目的层的产能、压力、温度、油气水性质的数据；利用到的是砾岩储层的产能数据，并且将天然气产量折合成原油产量进行统计分析，1000 m3天然气≈1t原油。
优选地，结合上述方案，在S6步骤中，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准的过程中，要针对研究区具体情况进行划分，砾石组分含量与储层等级相对存在变化，即砾石组分含量与储层等级不是一成不变的；具体地，综合比较不同类型砾岩储层砾石面孔率、孔渗特征以及油气产能（图2、3、4），判别砾石组分类型及其含量与砾岩储层的关系：白云岩砾石含量越高，砾岩储层质量越好。以此为基础，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准，进而判别砾岩储层质量，如表3所示：
表3 以砾石组分为依据划分砾岩储层级别
本发明提供的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，以砾岩砾石组分分析为基础，将砾岩储层的微观特征（砾石组分、面孔率）和宏观特征（储层孔渗和油气产能）相结合，通过探讨砾岩砾石组分对油气储层的控制作用，建立砾石组分与储层物性和油气产能的相关关系；该砾岩储层质量评价方法，是一种直接的储层地质评价方法，能够不依赖地球物理测井资料对砾岩储层进行准确便捷的评价，进而准确、快速指导砾岩油气藏的勘探开发。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
S1：收集研究区钻遇目的砾岩地层的钻井资料，确定进行岩心描述的钻井数量和井名；所述钻井资料包括岩心录井、岩石薄片、孔渗数据以及试油数据；
S2：对确定进行岩心描述的钻井；采用人工描述的方法对岩心进行精细描述，并采集相关的岩石样品，统计每个层段内砾岩的砾石类型及其含量，根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类；
S3：选取砾石样品磨制岩石薄片，获取砾石的微观图像，然后通过图像分析软件获取薄片中砾石的面孔率；按砾岩储层类别对获取的砾石样品的面孔率分别统计计算平均值；
S4：选取砾岩储层岩石样品，利用孔隙度- 渗透率联合测定仪对储层岩石样品进行孔隙度、渗透率测定，然后按砾岩储层类别对获取的样品的孔隙度、渗透率分别统计其分布区间；
S5：利用收集到研究区的砾岩储层的试油数据，结合砾岩体砾石组分含量进行分析统计，得到油气产能与砾石组分之间的关系；
S6：综合比较不同类型砾岩储层砾石面孔率、孔渗特征以及油气产能，判别砾石组分类型及其含量与砾岩储层的关系，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准，进而判别砾岩储层质量。
2.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S1步骤中，在确定进行岩心描述的钻井的过程中，要确保钻井分布能够覆盖已知砾岩的垂向和横向分布范围。
3.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S2步骤中，在根据砾石组分及其含量对砾岩储层进行分类时，按照砾石岩性大类进行统计；砾石类型能够包括颗粒灰岩、泥晶灰岩、泥灰岩、颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩。
4.根据权利要求1或3所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S2步骤中，在砾岩储层分类中，将颗粒灰岩、泥晶灰岩以及泥灰岩的砾岩储层划分为灰岩砾岩储层；将颗粒白云岩、细晶白云岩、粉晶白云岩、微晶白云岩以及硅质白云岩的砾岩储层划分为云岩砾岩储层。
5.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S3步骤中，通过利用显微镜及其摄像系统获取砾石的微观图像；所述显微镜选用蔡司Axioscope A1 APOL数字透反射偏光显微镜；摄像系统的图像分析软件采用Axio VisionSoftware Rel.图像分析软件；或者直接利用收集到研究区相关薄片资料。
6.根据权利要求1或5所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S3步骤中，白云岩类与灰岩类砾石的面孔率存在差异，白云岩类的砾石的面孔率大于10%，灰岩类的砾石的面孔率小于10%。
7.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S4步骤中，孔隙度-渗透率联合测定仪选用FS-11型全直径覆压孔渗联合测定仪；或利用收集到研究区砾岩储层的孔渗数据。
8.根据权利要求1或7所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S4步骤中，白云岩砾岩体与灰岩砾岩体的孔隙度和渗透率存在差异，云岩砾岩体的孔隙度在5%-15%之间，渗透率大于1×10-3μm2；灰岩砾岩体的孔隙度小于10%，渗透率小于1×10-3μm2。
9.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S5步骤中，砾岩储层的试油数据是指：在油气田勘探过程中，对通过地震勘察、钻井录井、测井确定的可能含油（气）层位进行直接的测试而获取的目的层的产能、压力、温度、油气水性质的数据；利用到的是砾岩储层的产能数据，并且将天然气产量折合成原油产量进行统计分析。
10.根据权利要求1所述的基于砾石组分分析的砾岩储层评价方法，其特征在于，所述S6步骤中，根据砾岩组分建立砾岩储层评价标准的过程中，要针对研究区具体情况进行划分，砾石组分含量与储层等级相对存在变化。
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