CN114076992A - 基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，包括：步骤1、建立岩相划分方法，在沉积微相的控制下确定曲流河储层的岩相类型；步骤2、确定岩相判别测井特征参数，应用贝叶斯判别分析理论建立不同岩相测井定量解释模式；步骤3、根据相关性评价结果，选取微观孔喉评价的敏感参数；步骤4、建立曲流河储层不同岩相微观孔喉结构的分类评价标准；步骤5、建立分岩相的微观孔喉结构评价模型，明确不同岩相的微观孔喉特征。本发明形成了一套基于储层宏观、微观等多种表征参数的综合判别方法，建立不同岩相微观孔喉特征分布模型，搭建了储层宏观与微观的桥梁，从而实现曲流河储层微观孔喉结构的分类评价及展布规律研究。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法。
背景技术
孔隙结构是指岩石内的孔隙和喉道类型、大小、分布及其相互连通关系。宏观孔隙度-渗透率相同的岩心，其颗粒成分、颗粒粒度、沉积构造不同，我们将其划分为不同的岩相类型，由于形成时水动力条件不同，所以不同岩相其微观孔喉结构非均质性仍存在较大差异，从本质上来说，储层微观孔喉结构决定了储层的渗流差异性，进一步影响油水的运移与剩余油的形态与分布。因此，搞清孔喉分布特征，对特高含水后期油藏开发具有重要的意义。目前，获取孔喉特征的手段基本基于取心井的分析化验资料，研究区的取心井更是少之又少，不能满足空间孔喉特征研究的需要，搭建宏观岩相与微观孔喉的对应关系，建立起基于岩相的微观孔喉结构分类评价模型，从而实现微观孔喉的空间特征预测及规律性研究，对油藏开发特别是特高含水后期油藏开发具有十分重要的意义。
目前，微观孔喉结构的分类评价主要通过反映孔喉大小的参数来进行，常用的有排驱压力、最大孔喉半径、中值孔喉半径、饱和度中值压力等。而微观孔喉结构的差异从最根本上来说是由储层形成时的沉积环境和能量高低决定的，岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石的组合，是沉积微相的进一步细化，细致反映了沉积环境及水动力条件，因此，从岩相角度出发开展微观孔喉特征分析及分类评价，实际上是把握不同类型微观孔喉形成的本质，从内因上建立微观孔喉分类评价的方法，预测结果将更加具有现实意义。
在申请号：CN201610378525.8的中国专利申请中，涉及到一种基于孔喉结构特征的致密储层分级评价标准划分方法，属于非常规油气勘探开发领域。包含以下几步：1)基于力学平衡原理厘定致密储层上限阀值；2)基于压汞实验的致密储层孔喉结构分析；3)基于含油致密储层的孔喉结构特征，厘定致密储层含油性下限；4)致密储层物性与产能关系，厘定富集致密油储层物性下限；5)建立致密储层孔喉结构与储层物性关系，划分致密储层物性分级评价标准。该申请是基于致密储层储集性能和渗流能力主要受储层孔喉大小、分布的事实，对致密储层进行的分级评价，主要针对的是致密储层，并且主要是确定了有效致密储层、致密油“甜点”区储层的物性下限。
为此我们发明了一种基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高储层微观非均质性表征精度，为储层渗流能力差异及剩余油分布的研究奠定基础的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，该基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法包括：步骤1、建立岩相划分方法，在沉积微相的控制下确定曲流河储层的岩相类型；步骤2、确定岩相判别测井特征参数，应用贝叶斯判别分析理论建立不同岩相测井定量解释模式，实现非取心井的岩相描述；步骤3、根据相关性评价结果，选取微观孔喉评价的敏感参数；步骤4、建立曲流河储层不同岩相微观孔喉结构的分类评价标准；步骤5、建立分岩相的微观孔喉结构评价模型，明确不同岩相的微观孔喉特征。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，根据取心井岩心观察、粒度分析及薄片鉴定资料，在沉积微相研究的基础上，按照沉积构造、颗粒成分及颗粒粒度这些特征，划分出曲流河储层的几种主要岩相类型，划分指标为沉积构造、粒度范围、分选程度、杂基含量。
在步骤2中，按照岩相类型的划分结果，在测井曲线标准化的前提下，提取不同岩相的相关测井曲线值，根据敏感性分析的结果，选取的测井曲线为声波时差、微电极幅度差、自然电位、自然伽马、感应电导率，运用贝叶斯判别方法建立岩相判别函数；利用岩相判别函数对非取心井进行岩相判识和划分。
在步骤3中，孔隙结构评价参数包括表征孔喉大小特征参数、反映渗流能力特征参数、反映非均质性的参数、宏观参数；从诸多的孔喉结构评价参数中，根据相关性分析结果确定适合目标区曲流河储层的评价参数，即选取与微观孔喉结构相关性高的参数作为最终评价参数。
在步骤3中，表征孔喉大小特征参数包括孔喉半径平均值、最大孔喉半径、中值半径，反映渗流能力特征参数包括退汞效率、中值压力，反映非均质性的参数包括均质系数、变异系数，宏观参数包括储层结构指数。
在步骤4中，根据优选的宏观及微观评价参数，绘制交会分类图版，确定目标区几种孔喉结构类型，明确几种结构类型的孔喉结构特征，即建立了目标区微观孔喉结构分类评价标准。
在步骤5中，依据取心井资料及岩相划分的结果，对照目标区孔喉分类标准，搞清岩相与孔喉类型的对应关系，搭建宏观岩相与微观孔喉之间的联系，从而建立岩相约束下的微观孔喉结构分类评价模型，实现孔喉特征评价及分布规律研究。
本发明中的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，涉及石油开发中的微观孔喉非均质定量表征领域，综合考虑沉积环境、岩相类型、宏观参数、微观参数等，利用相关性分析及交会图等方法，建立了岩相约束下的孔喉结构特征分布模型，形成了一套微观孔喉结构的分类评价及分布规律研究方法，其评价参数的选取更加可靠，评价结果更接近地下真实。微观孔喉定量分类评价结果为进一步评价储层渗流能力的差异性、为深入研究微观孔喉结构非均质性对剩余油分布的影响提供了依据。
本发明中的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，是从岩相特征及划分入手，利用目标区的岩心、测井、分析化验等资料，在岩相的控制下，采用数理统计、相关性分析等多种手段，对储层宏观、微观孔喉表征参数等多种参数综合分析下，建立不同岩相微观孔喉特征分布模型，从而实现曲流河储层不同岩相微观孔喉结构的分类评价。
附图说明
图1为本发明的一具体实施例中以孤岛西区北非取心井岩相判别图；
图2为本发明的一具体实施例中孔喉半径平均值与结构指数交会图；
图3为本发明的一具体实施例中退汞效率与孔喉半径平均值交会图；
图4为本发明的一具体实施例中变异系数与退汞效率交会图；
图5为本发明的一具体实施例中以孤岛西区北为例的岩相约束下孔喉结构分布模型图；
图6为本发明的一具体实施例中以孤岛西区北为例的Ng35小层孔喉分布图；
图7为本发明的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图7所示，图7为本发明的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法的流程图。
步骤101，根据取心井岩心观察及岩心资料，建立岩相划分方法，在沉积微相的控制下确定曲流河储层的岩相类型。
根据取心井岩心观察、粒度分析及薄片鉴定资料，在沉积微相研究的基础上，按照沉积构造、颗粒成分及颗粒粒度等特征，划分出曲流河储层的几种主要岩相类型，划分指标主要是沉积构造、粒度范围、分选程度、杂基含量等。
步骤102，根据敏感性分析，确定岩相判别测井特征参数，应用贝叶斯判别分析理论建立不同岩相测井定量解释模式。
按照岩相类型的划分结果，在测井曲线标准化的前提下，提取不同岩相的相关测井曲线值，根据敏感性分析的结果，主要选取的测井曲线为声波时差(AC)、微电极幅度差(△ML)、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、感应电导率(COND)，运用贝叶斯判别方法建立岩相判别函数。利用岩相判别函数可以对非取心井进行岩相判识和划分。
步骤103，根据相关性评价结果，选取微观孔喉评价的敏感参数。
孔隙结构评价参数包括有表征孔喉大小特征参数(孔喉半径平均值、最大孔喉半径、中值半径等)、反映渗流能力特征参数(包括退汞效率、中值压力等)、反映非均质性的参数(均质系数、变异系数等)、宏观参数(储层结构指数)等。从诸多的孔喉结构评价参数中，根据相关性分析结果确定适合目标区曲流河储层的评价参数，即选取与微观孔喉结构相关性高的参数作为最终评价参数。
步骤104，根据优选的宏观、微观评价参数，绘制交会分类图版，建立曲流河储层不同岩相微观孔喉结构的分类评价标准。
根据优选的宏观及微观评价参数，绘制交会分类图版，确定目标区几种孔喉结构类型，明确几种结构类型的孔喉结构特征，即建立了目标区微观孔喉结构分类评价标准。
步骤105，搭建宏观岩相与微观孔喉之间的联系，建立基于岩相的微观孔喉结构分类评价模型，实现孔喉特征评价及分布规律研究。
利用压汞及薄片资料，开展岩相类型与孔喉类型相关性分析，将岩相划分了4种类型，建立岩相约束下的孔喉结构特征分布模型，即根据之前得到的单井岩相类型，预测最大可能的孔喉类型，从而实现微观孔喉分布规律研究，解决取心井单井点孔喉特征研究的局限性。
微观孔喉结构的分类评价系统的建立，为进一步评价储层渗流能力的差异性、为深入研究微观孔喉结构非均质性对剩余油分布形态及分布规律的影响具有重要意义。
在应用本发明的一具体实施例中，孤岛油田区域构造位于济阳坳陷沾化凹陷东部的孤岛潜山披覆背斜构造上，是一个以新近系馆陶组疏松砂岩为储层的大型披覆背斜构造整装稠油油藏。孤岛油田西区北部位于孤岛披覆背斜构造西翼的北部，是一个人为划分的不封闭的开发单元，其北界、西界为孤岛1号大断层遮挡，南界和东界分别与西区馆3-6单元和中一区相邻。目标区为孤岛油田西区Ng3-4单元，构造简单平缓，东高西低，地层倾角1.5°～2.0°。含油面积3.3km2，有效厚度24.2m，地质储量1371×104t。油藏埋深1180-1300米。以曲流河细沉积为主，储层非均质性较强。
1、基于取心井的岩相特征及划分
沉积环境和能量的不同决定了岩石特征不同，利用取心井岩心观察、粒度分析及薄片鉴定资料，根据岩石学特征等划分目标区的岩相类型。目标区为典型的曲流河沉积，典型的二元结构，发育有多种岩相类型，岩性主要以细砂岩、粉砂岩为主，按照沉积构造、颗粒成分及颗粒粒度等特征，共划分出9种主要的岩相类型，分别为块状构造细砂岩相、交错层理含粉砂细砂岩相、块状构造砾质砂岩相、块状构造砾岩相、流水沙纹层理粉砂岩相、波状层理钙质细砂质粉砂岩相、块状构造含细砂粉砂岩相、块状构造泥质粉砂岩相、块状构造泥岩相。其中块状构造泥岩相为非储层沉积，对其进行研究的意义不大，因此研究的重点是其余的8种岩相类型，不同岩相之间其沉积特征、岩石特征具有较大差异，岩相划分类型及特征见表1所示。
表1 岩相类型及岩相特征汇总表
2、岩相测井判别模式建立
岩相的不同可以通过测井曲线反映出来，按照之前岩相类型的划分结果，提取不同岩相的相关测井曲线值，通过敏感性分析，选取声波时差(AC)、微电位(ML1)、微梯度(ML2)、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、感应电导率(COND)为评价曲线，综合这五种测井曲线可以以较高准确率识别出岩相。采用贝叶斯判别方法建立9种岩相判别函数，因块状构造砾质砂岩相和块状构造砾岩相沉积时具有相似的水动力条件，反映出的测井曲线也具有相似性，因为作为一种岩相进行识别。Y1-Y8分别为块状构造砾岩相+砾质砂岩相、块状构造砂岩相、交错层理含粉砂细砂岩相、块状构造含细砂粉砂岩相、流水沙纹层理砂岩相、块状构造泥质粉砂岩相、块状构造泥岩相、波状层理钙质细砂质粉砂岩相。各岩相判别函数如下：
Y1＝-17.19SP+9.094GR+1.525AC+0.543COND-104.689|ML1-ML2|-841.816；
Y2＝-17.727SP+7.166GR+1.549AC+0.456COND-51.506|ML1-ML2|-707.011；
Y3＝-16.773SP+7.276GR+1.626AC+0.438COND-64.983|ML1-ML2|-724.104；
Y4＝-12.52SP+9.823GR+1.407AC+0.519COND-154.338|ML1-ML2|-807.579；
Y5＝-12.617SP+9.262GR+1.406AC+0.502COND-142.223|ML1-ML2|-754.614；
Y6＝-10.998SP+9.639GR+1.484AC+0.511COND-152.839|ML1-ML2|-813.599；
Y7＝-11.276SP+8.382GR+1.508AC+0.478COND-123.268|ML1-ML2|-711.76；
Y8＝-15.482SP+6.664GGR+1.518AC+0.413COND-48.269|ML1-ML2|-625.08；
3、孔喉评价相关性参数选取
利用压汞测试数据及测试曲线能够实现微观孔喉结构的定性及定量描述。目前微观孔喉结构表征参数主要有四类，一类是表征孔喉大小的参数：孔喉半径平均值、最大孔喉半径、中值孔喉半径等；一类是反映渗流能力的特征参数：退汞效率、中值压力等；一类是表征孔喉结构非均质性的参数：均质系数、变异系数，最后一类是宏观参数，定义为储层结构指数RQI＝(K/Φ)0.5。由国外学者Kozeny和Carmon在微观孔喉实验研究中提出该参数与微观孔喉结构具有密切的关系。针对不同地区不同类型的储层，其微观孔喉分类评价参数选取不同，要对诸多宏观、微观参数两两进行相关性分析，根据相关性分析的结果，选择相关性高的参数作为微观孔喉评价参数。最终确定的参数为：孔喉半径平均值、中值半径、退汞效率、变异系数及结构指数(表2)。
表2 微观孔喉结构参数相关性分析表
4、孔喉结构分类标准
根据优选的宏观及微观评价参数，即孔喉半径平均值、中值半径、退汞效率、变异系数、储层结构指数等绘制交会分类图版(图2-图4)，确定目标区共5种孔喉结构类型，分别是粗-特粗孔特粗喉型(Ⅰ型)、粗-特粗孔粗喉型(Ⅱ型)、粗孔中喉型(Ⅲ型)、中孔中喉型(Ⅳ型)、微孔微喉型(V型)五种类型。明确了5种微观孔喉结构类型的孔喉结构特征(表3)，
表3 孤岛西区北微观孔喉结构分类评价标准表
其中，孔喉半径平均值、中值半径采用
值(
R为孔隙半径平均值，μm)。Ⅰ型：粗-特粗孔特粗喉型，为孤岛西区北馆上段内最好的储层类型，孔喉半径平均值<6.5，渗透率一般大于3500×10-3μm2，退汞效率1-10％，平均7％左右，储层结构指数8-12，平均9.0，孔喉分布的分选性好，压汞曲线存在较大平台段。Ⅱ型：粗-特粗孔粗喉型，为孤岛西区北较好的储层类型，孔喉半径平均值6.5-7.0，渗透率一般2000-3500×10-3μm2，退汞效率7-10％，平均9％左右，储层结构指数6-9，平均7.6，孔喉分布的分选性较好。Ⅲ型：粗孔中喉型，孔喉半径平均值7.0-7.5，渗透率一般1000-2000×10-3μm2，退汞效率10-20％，平均15.7％，储层结构指数4-7，平均4.7，非均质性较强，变异系数一般大于0.8。Ⅳ型：中孔中喉型，孔喉半径平均值7.5-8.0，渗透率一般500-1000×10-3μm2，退汞效率20-30％，平均25％左右，储层结构指数一般小于5。V型：微孔微喉型，孔喉半径平均值>8，渗透率一般<500×10-3μm2，退汞效率大于30％，储层结构指数小于3，非均质性强，变异系数大于1.3。
5、建立岩相约束下孔喉结构分类评价模型
目标区共有8种岩相类型(不包括块状构造泥岩相)，结合本区压汞测试及薄片鉴定等资料，分析每种岩相的孔喉特征(表4)，从结果中我们看到，不同岩相与孔喉结构类型具有较好的对应性，例如块状构造细砂岩相主要孔喉结构类型是Ⅰ型，块状构造含细砂粉砂岩相、流水沙纹层理砂岩相、波状层理钙质细砂质粉砂岩相则主要对应的孔喉结构类型Ⅳ型。由此，从岩相出发，建立了岩相约束下的孔喉结构特征分布模型(图5)，即可以通过岩相较准确预测岩相对应的孔喉结构类型，正是由于岩相相当于沉积能量单元，沉积环境和能量大小决定了孔隙结构及渗流特征，从而岩相从本质上决定了其对孔喉结构的控制作用，从岩相角度评价微观孔喉结构(图6)，具有极其重要的意义。
表4 孤岛西区北不同岩相微观孔喉特征分析表
本发明是针对曲流河沉积，以中高渗储层为研究对象，对微观孔喉开展分类评价，目的不是为了确定有效储层，而是通过建立岩相约束下孔喉分布模型，研究孔喉分布特征及分布规律，从而指导储层渗流能力差异性研究，为高耗水层带及剩余油研究奠定地质基础。
Claims (7)
1.基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，该基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法包括：
步骤1、建立岩相划分方法，在沉积微相的控制下确定曲流河储层的岩相类型；
步骤2、确定岩相判别测井特征参数，应用贝叶斯判别分析理论建立不同岩相测井定量解释模式，实现非取心井的岩相描述；
步骤3、根据相关性评价结果，选取微观孔喉评价的敏感参数；
步骤4、建立曲流河储层不同岩相微观孔喉结构的分类评价标准；
步骤5、建立分岩相的微观孔喉结构评价模型，明确不同岩相的微观孔喉特征。
2.根据权利要求1所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤1中，根据取心井岩心观察、粒度分析及薄片鉴定资料，在沉积微相研究的基础上，按照沉积构造、颗粒成分及颗粒粒度这些特征，划分出曲流河储层的几种主要岩相类型，划分指标为沉积构造、粒度范围、分选程度、杂基含量。
3.根据权利要求1所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤2中，按照岩相类型的划分结果，在测井曲线标准化的前提下，提取不同岩相的相关测井曲线值，根据敏感性分析的结果，选取的测井曲线为声波时差、微电极幅度差、自然电位、自然伽马、感应电导率，运用贝叶斯判别方法建立岩相判别函数；利用岩相判别函数对非取心井进行岩相判识和划分，实现非取心井的岩相类型研究。
4.根据权利要求1所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤3中，孔隙结构评价参数包括表征孔喉大小特征参数、反映渗流能力特征参数、反映非均质性的参数、宏观参数；从诸多的孔喉结构评价参数中，根据相关性分析结果确定适合目标区曲流河储层的评价参数，即选取与微观孔喉结构相关性高的参数作为最终评价参数。
5.根据权利要求4所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤3中，表征孔喉大小特征参数包括孔喉半径平均值、最大孔喉半径、中值半径；反映渗流能力特征参数包括退汞效率、中值压力；反映非均质性的参数包括均质系数、变异系数；宏观参数包括储层结构指数。
6.根据权利要求1所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤4中，根据优选的宏观及微观评价参数，绘制交会分类图版，确定目标区几种孔喉结构类型，明确几种结构类型的孔喉结构特征，即建立了目标区微观孔喉结构分类评价标准。
7.根据权利要求1所述的基于岩相的曲流河储层微观孔喉分类评价方法，其特征在于，在步骤5中，依据取心井资料及岩相划分的结果，对照目标区孔喉分类标准，搞清岩相与孔喉类型的对应关系，搭建宏观岩相与微观孔喉之间的联系，从而建立岩相约束下的微观孔喉结构分类评价模型，实现孔喉特征评价及分布规律研究。
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