CN114109349A - 一种致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法 - Google Patents
一种致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法，属于油层勘探开发技术领域。孔隙度指数的确定方法包括：获取目标区的测井资料，确定目的层；测井资料包括声波时差、补偿中子和补偿密度；根据视孔隙度指数的计算公式得到视孔隙度指数；计算公式为：m′＝AcDEN/CNL；m′为视孔隙度指数；Ac为声波时差；DEN为补偿密度，CNL为补偿中子；根据视孔隙度指数和预先建立的孔隙度指数修正模型得到孔隙度指数。本发明建立了与孔隙度指数相关性大的视孔隙度指数参数，并且通过孔隙度指数修正模型对视孔隙度指数进行修正后得到最终的孔隙度指数。本发明仅通过测井资料即可得到准确的孔隙度指数，计算简单、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法，属于油层勘探开发技术领域。
背景技术
1942年，阿尔奇根据胶结砂岩的实验结果，提出了地层中含水饱和度的计算公式：
其中，F为地层因素；φ为孔隙度；Sw为含水饱和度；RI为电阻率指数；a、b为与岩性有关的系数；m为孔隙度指数；n为饱和度指数；Rt为地层电阻率；Rw为地层水电阻率。上述公式中孔隙度指数m、饱和度指数n是否准确，直接影响含水饱和度计算的准确性，进而影响到储量估算的可靠性。
阿尔奇公式对中高孔隙度高渗透率纯砂岩地层有很好的描述。然而致密砂岩储集层具有物性差、非均质性强、孔隙结构复杂的特点，与常规砂岩储集层相比，致密砂岩在储集层特征和测井响应特征等方面表现出较大的差异，例如：低孔隙度、低渗透率的致密砂岩具有双重孔隙结构，储层岩石中大孔隙和微孔隙并存，电性响应规律复杂，致使出现大量的“非阿尔奇”现象，也即电阻率增大倍数与含水饱和度在双对数坐标下呈现多样性变化特征、地层因素与孔隙度在双对数坐标下呈现出非线性关系。据前期岩电参数影响因素研究表明，在地层温度、压力、地层水矿化度、孔隙结构等综合影响下，m、n值在地层条件下是不断变化的，然而在测井资料处理解释过程中，用相对固定的m、n值计算地质参数必然是不准确的。
为此，对于致密砂岩储层，需要对m、n值连续定量的计算，现有技术中已经有人提出对对m、n值连续定量的计算方法，例如：申请公布号为CN 110222408 A的中国发明专利申请文件，该文件公开了一种确定岩电参数m值的图版方法，该方法通过构建一种孔隙与喉道的半径大小，以及孔隙与喉道的数量都可变成的立方体孔喉网络模型，实现了模拟不同的孔隙结构特征。通过数值模拟不同孔隙以及孔喉比条件的电阻率值，建立了m值与孔隙度、孔喉比三者之间的关系图版。这样在已知岩石孔隙度与孔喉比时，可确定相应的m值，从而实现m值的连续定量计算。然而该方法模型较为复杂，计算效率低。
又例如：期刊为《西部探矿工程》，期刊号为2019年第5期的期刊文章，该文章公开了一种致密砂岩储层胶结指数计算方法研究，其中胶结指数即为孔隙度指数，该方法通过建立计算胶结指数的模型m＝2.354+0.531×lgφ，φ为孔隙度，可以通过测井资料获得，进而从孔隙度测井资料中计算出可变的胶结指数。然而该方法得到的胶结指数并不准确。
发明内容
本申请的目的在于提供一种致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法，用以解决现有技术中对于致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数计算不准确的问题。
为实现上述目的，本申请提出了一种致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法的技术方案，包括以下步骤：
1)获取目标区的测井资料，确定目的层；测井资料包括声波时差、补偿中子和补偿密度；
2)根据声波时差、补偿中子和补偿密度，结合视孔隙度指数的计算公式得到视孔隙度指数；所述视孔隙度指数的计算公式为：
m′＝AcDEN/CNL；
其中，m′为视孔隙度指数；Ac为声波时差；DEN为补偿密度，CNL为补偿中子；
3)根据步骤2)中得到的视孔隙度指数和预先建立的孔隙度指数修正模型得到孔隙度指数；所述孔隙度指数修正模型中：孔隙度指数修正值与补偿密度正相关，孔隙度指数修正值与与补偿中子反相关。
本发明的致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法的技术方案的有益效果是：本发明根据测井资料中的参数：声波时差、补偿中子和补偿密度，建立了与孔隙度指数相关性大的视孔隙度指数参数，并且通过孔隙度指数修正模型对视孔隙度指数进行修正后得到最终的孔隙度指数。本发明中通过孔隙度指数修正模型对视孔隙度指数进行修正得到更加准确的孔隙度指数。
进一步的，所述孔隙度指数修正模型为：
Δm＝k1×DEN/CNL-k2；
其中，Δm为孔隙度指数修正值；DEN为补偿密度；CNL为补偿中子；k1、k2为孔隙度指数拟合系数。
进一步的，k1＝13.951；k2＝1.6414。
进一步的，所述步骤3)中的孔隙度指数为视孔隙度指数和孔隙度指数修正值的差值。
另外，本申请还提出一种致密砂岩储层饱和度指数的确定方法的技术方案，包括以下步骤：
1)获取目标区的测井资料，确定目的层；测井资料包括电阻率、补偿中子和补偿密度；
2)根据电阻率、补偿中子和补偿密度，结合视饱和度指数的计算公式得到视饱和度指数；所述视饱和度指数的计算公式为：
n′＝RDEN/CNL；
其中，n′为视饱和度指数；R为电阻率；DEN为补偿密度；CNL为补偿中子；
3)根据步骤2)中得到的视饱和度指数和预先建立的饱和度指数修正模型得到饱和度指数；所述饱和度指数修正模型中：饱和度指数修正值与电阻率正相关，饱和度指数修正值与补偿中子反相关。
本发明的致密砂岩储层饱和度指数的确定方法的技术方案的有益效果是：本发明根据测井资料中的参数：电阻率、补偿中子和补偿密度，建立了与饱和度指数相关性大的视饱和度指数参数，并且通过饱和度指数修正模型对视饱和度指数进行修正后得到最终的饱和度指数。本发明通过饱和度指数修正模型对视饱和度指数进行修正，得到更加准确的饱和度指数。
进一步的，所述饱和度指数修正模型为：
Δn＝k3×R/CNL-k4；
其中，Δn为饱和度指数修正值；R为电阻率；CNL为补偿中子；k3、k4为饱和度指数拟合系数。
进一步的，k3＝0.1284；k4＝0.2958。
进一步的，所述步骤3)中的饱和度指数为视饱和度指数和饱和度指数修正值的差值。
进一步的，所述电阻率为深感应电阻率、深侧向电阻率、或者阵列感应电阻率。
附图说明
图1是本发明致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法的流程图；
图2是本发明孔隙度指数修正模型和饱和度指数修正模型的建立流程图；
图3是本发明孔隙度与地层因素的交汇图；
图4是本发明含水饱和度与电阻率指数的交汇图；
图5是本发明补偿密度/补偿中子与Δm的交汇图；
图6是本发明电阻率/补偿中子与Δn的交汇图；
图7是本发明验证过程中根据岩心、岩电实验得到的参考孔隙度指数、参考饱和度指数与本发明测井解释得到的孔隙度指数、饱和度指数的对比图。
具体实施方式
致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法实施例：
本发明的主要构思在于，通过对测井资料进行分析，构建出与测井资料相关性较大的视孔隙度指数m＇和视饱和度指数n＇两个参数，并且通过对测井资料和岩心岩电资料进行对比分析确定了孔隙度指数修正模型和饱和度指数修正模型，进而在得到目的层的测井资料后，直接通过目的层的测井资料以及预先建立好的修正模型，即可得到连续定量计算的孔隙度指数和饱和度指数。
具体的，致密砂岩储层孔隙度指数/饱和度指数的确定方法如图1所示，包括以下步骤：
1)获取目标区的测井资料，并确定目的层。
测井资料中包括电阻率、声波时差、补偿中子和补偿密度。电阻率R可以为深感应电阻率、深侧向电阻率或者阵列感应电阻率。本实施例中采用深感应电阻率Rt进行后续的计算。
2)根据步骤1)得到的声波时差、补偿中子和补偿密度得到目的层的视孔隙度指数m＇；根据步骤1)得到的深感应电阻率、补偿中子和补偿密度得到目的层的视饱和度指数n＇。
视孔隙度指数m＇的计算公式为：
m′＝AcDEN/CNL；
其中，Ac为声波时差；DEN为补偿密度，CNL为补偿中子。
视饱和度指数n＇的计算公式为：
n′＝RtDEN/CNL；
其中，Rt为深感应电阻率；DEN为补偿密度，CNL为补偿中子。
3)根据步骤2)计算得到的视孔隙度指数m＇，结合孔隙度指数修正模型得到孔隙度指数m；根据步骤2)计算得到的视饱和度指数n＇结合饱和度指数修正模型得到饱和度指数n。
孔隙度指数m的计算过程为：m＝m′-Δm；Δm为根据孔隙度指数修正模型得到的孔隙度指数修正值；
饱和度指数n的计算过程为：n＝n′-Δn；Δn为根据饱和度指数修正模型得到的饱和度指数修正值。
孔隙度指数修正模型和饱和度指数修正模型的建立过程如图2所示：
a.获取历史资料，历史资料包括8口井的测井资料和对应井岩心归位后的岩心、岩电实验分析资料。
b.找出致密砂岩储层作为分析研究的目标，根据测井资料得到致密砂岩储层的m＇和n＇。
以井40为例，根据m′＝AcDEN/CNL计算出的m＇分布于1.9～3.3，，平均值2.35，根据n′＝RtDEN/CNL计算出的n＇布于1.4～2.36，平均值1.8，根据测井资料计算出的m＇和n＇是动态的、可变的，是随储层孔隙结构、物性大小及其含油性在变化，可见，由于致密砂岩孔隙结构复杂性和较强的非均质性导致该储层段纵向上的岩电参数的差异性。采用同样的方法对其他井的m＇和n＇进行计算。
c.根据岩心、岩电实验分析资料得到参考孔隙度指数m0和参考饱和度指数n0。
以井40为例，如图3、图4所示，经过大量的实验数据拟合得到井40得到的参考孔隙度指数m0＝1.812；得到的参考饱和度指数n0＝1.743，为固定不变的；本实施例为了简化建模过程，岩心、岩电实验分析只分析8块不同地层的岩心，将8块不同的岩心分析后得到的参考孔隙度指数和参考饱和度指数取平均，得到m0＝1.72；n0＝1.75。同理，接着对其他井进行参考孔隙度指数m0和参考饱和度指数n0的求解。8口井得到的数据对比如表一所示。
表一测井资料和岩心、岩电实验测试的对比表
d.将每口井得到的m＇的平均值和m0作差得到若干相应的孔隙度指数差值，将每口井得到的n＇的平均值和n0作差得到若干个相应的饱和度指数差值，将已知的若干相应的孔隙度指数差值与DEN/CNL做线性拟合，得到孔隙度指数修正值Δm与DEN/CNL的线型关系，进而建立得到孔隙度指数修正模型Δm＝k1×DEN/CNL-k2，k1、k2为孔隙度指数拟合系数；将已知的若干个相应的饱和度指数差值与Rt/CNL做线性拟合，得到饱和度指数修正值Δn与Rt/CNL的线型关系，进而建立得到饱和度指数修正模型Δn＝k3×R/CNL-k4，k3、k4为饱和度指数拟合系数。
本实施例中，如图5、图6所示经过拟合得出k1＝13.951；k2＝1.6414；k3＝0.1284；k4＝0.2958，最终的孔隙度指数修正模型为：Δm＝13.951×DEN/CNL-1.6414；饱和度指数修正模型为：Δn＝0.1284×Rt/CNL-0.2958，然而对于孔隙度指数拟合系数k1、k2、以及饱和度指数拟合系数k3、k4，均为拟合系数，因此对于不同的地区，得到的具体的系数可能不同，但是只是系数的不同，整体上，孔隙度指数修正模型中Δm与DEN呈正相关关系、与CNL呈反相关关系；饱和度指数修正模型中Δn与Rt呈正相关关系、与CNL呈反相关关系。
通过上述修正模型的建立，最终得到：
孔隙度指数m的计算公式为：m＝m′-13.951×DEL/CNL+1.6414；
饱和度指数n的计算公式为：n＝n′-0.1284×Rt/CNL+0.2958。
上述实施例中，电阻率R为深感应电阻率Rt，作为其他实施方式，也可以采用深侧向电阻率或者阵列感应电阻率，当然在采用其他电阻率时，饱和度指数修正模型的建立过程也需要对应的电阻率进行拟合。
以下以井40为例，通过含油饱和度的计算验证本发明的准确性。
阿尔奇公式为：
其中，F为地层因素；φ为孔隙度；Sw为含水饱和度；RI为电阻率指数；a、b为与岩性有关的系数；m为孔隙度指数；n为饱和度指数；Rt为地层电阻率；Rw为地层水电阻率。
井40的致密砂岩油层的岩心、岩电实验分析确定：a＝1.0813、b＝1.0007、地层水电阻率Rw＝0.085Ω·m。
如图7所示，通过本发明的方法计算得出的m分布于1.72～1.95，平均值为1.79；n分布于1.57～2.18，平均值为1.77，进而根据阿尔奇公式计算出的含油饱和度(含油饱和度＝1-含水饱和度)分布于16.1％～61.8％之间，平均值为44.5％；通过岩心、岩电实验分析得出m0＝1.812、n0＝1.743，进而根据阿尔奇公式计算得到含油饱和度分布于14.0％～62.5％之间，平均值为43.4％；二者相对误差分布于-25.0％～50.0％之间，平均相对误差6.6％。然而对该储层段密闭取心分析，得到实际的含油饱和度校正后分布于3.69％～66.5％之间，平均值为45.2％，可见利用本发明的确定的m和n的计算结果更接近于密闭取心分析结果，相对误差为2.4％，进而体现出本发明的准确性。
本发明根据测井资料中的深感应电阻率、声波时差、补偿中子和补偿密度等测井参数值重构出视孔隙度指数m＇和视饱和度指数n＇，同时，利用历史资料，将根据测井资料得到的m＇和n＇，与根据岩心、岩电实验分析资料得到的m0和n0进行对比分析，建立了两个修正模型，进而可以准确的计算出致密砂岩储层的孔隙度指数m和饱和度指数n。本发明有效地解决致密砂岩储层使岩电参数出现大量的“非阿尔奇”现象，在纵横向上连续定量计算致密砂岩储层的岩电参数：孔隙度指数m和饱和度指数n，进而准确的计算出含水饱和度。本发明仅仅采用测井资料这种容易获取的资料就可以计算出孔隙度指数m和饱和度指数n，减少了计算的复杂性，并且还满足了非均质较强的致密砂岩储层测井解释的连续性需要，提高计算的准确性。
Claims (9)
1.一种致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取目标区的测井资料，确定目的层；测井资料包括声波时差、补偿中子和补偿密度；
2)根据声波时差、补偿中子和补偿密度，结合视孔隙度指数的计算公式得到视孔隙度指数；所述视孔隙度指数的计算公式为：
m′＝AcDEN/CNL；
其中，m′为视孔隙度指数；Ac为声波时差；DEN为补偿密度，CNL为补偿中子；
3)根据步骤2)中得到的视孔隙度指数和预先建立的孔隙度指数修正模型得到孔隙度指数；所述孔隙度指数修正模型中：孔隙度指数修正值与补偿密度正相关，孔隙度指数修正值与与补偿中子反相关。
2.根据权利要求1所述的致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法，其特征在于，所述孔隙度指数修正模型为：
Δm＝k1×DEN/CNL-k2；
其中，Δm为孔隙度指数修正值；DEN为补偿密度；CNL为补偿中子；k1、k2为孔隙度指数拟合系数。
3.根据权利要求2所述的致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法，其特征在于，k1＝13.951；k2＝1.6414。
4.根据权利要求1所述的致密砂岩储层孔隙度指数的确定方法，其特征在于，所述步骤3)中的孔隙度指数为视孔隙度指数和孔隙度指数修正值的差值。
5.一种致密砂岩储层饱和度指数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取目标区的测井资料，确定目的层；测井资料包括电阻率、补偿中子和补偿密度；
2)根据电阻率、补偿中子和补偿密度，结合视饱和度指数的计算公式得到视饱和度指数；所述视饱和度指数的计算公式为：
n′＝RDEN/CNL；
其中，n′为视饱和度指数；R为电阻率；DEN为补偿密度；CNL为补偿中子；
3)根据步骤2)中得到的视饱和度指数和预先建立的饱和度指数修正模型得到饱和度指数；所述饱和度指数修正模型中：饱和度指数修正值与电阻率正相关，饱和度指数修正值与补偿中子反相关。
6.根据权利要求5所述的致密砂岩储层饱和度指数的确定方法，其特征在于，所述饱和度指数修正模型为：
Δn＝k3×R/CNL-k4；
其中，Δn为饱和度指数修正值；R为电阻率；CNL为补偿中子；k3、k4为饱和度指数拟合系数。
7.根据权利要求6所述的致密砂岩储层饱和度指数的确定方法，其特征在于，k3＝0.1284；k4＝0.2958。
8.根据权利要求5所述的致密砂岩储层饱和度指数的确定方法，其特征在于，所述步骤3)中的饱和度指数为视饱和度指数和饱和度指数修正值的差值。
9.根据权利要求5或6或7或8所述的致密砂岩储层饱和度指数的确定方法，其特征在于，所述电阻率为深感应电阻率、深侧向电阻率、或者阵列感应电阻率。
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