CN114692360A - 一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法及系统，该方法基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略结合设定的参数分别获取储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率，在判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态后，根据裂缝电阻率计算裂缝孔隙度，再调用匹配的渗透率计算模型加入获得的裂缝孔隙度和裂缝张开度数据计算储层的裂缝渗透率，综合裂缝渗透率及采用设定算法获得的孔洞渗透率对当前储层进行测井评价。上述方案采用常规的测井参数和统计分析参数实现，能克服传统测井评价技术应用于碳酸盐岩储层时精度偏差明显的问题，且在可靠实现各类型碳酸盐岩储层测井评价的基础上，不需计算常规参数以外的中间理论参数，提升了评价结果获取的时效性。
Description
技术领域
本发明涉及储层测井评价技术领域，尤其涉及一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法及系统。
背景技术
碳酸盐岩储集空间包括原生孔隙、岩性演化孔隙、溶蚀孔洞、洞穴和各种裂缝，典型碳酸盐油田储层空间的研究成果表明，原生孔隙度很低，裂缝和溶蚀孔洞是否发育是能否成为有效储层的首要因素，例如塔河油田碳酸盐岩地层，基于进一步的研究，根据岩心观察、岩石薄片、荧光薄片等各项分析资料，按照规模、产状及成因，碳酸盐岩地层有效储集空间可以有效分为不同的类型，比如塔河油田碳酸盐岩地层有效储集空间类型可以分为孔隙、孔洞、裂缝三种。
碳酸盐岩缝洞型储层由于非均质性很强，孔洞中即有连通孔洞也有非连通孔洞，在裂缝发育的情况下，又有裂缝穿过孔洞，为孔洞提供渗流通道，极大地提高了储层的渗流能力。对于这种储层的评价，现有技术中多采用双孔介质模型为解释模型，其是将孔洞、裂缝分别计算其发育程度，从而分别划分评价标准来评价储层，即把储集空间分为裂缝和孔洞两大类，实际应用时，需要先基于设定的策略构建储集空间的体积结构模型，对应的体积结构模型包括孔洞、裂缝、泥质、和碳酸盐岩骨架4个部分，如附图1所示，进而对孔洞孔隙度和裂缝孔隙度分别计算确定各自的其发育程度，从而分别作为划分评价标准来评价储层；
图2中示出了采用上述双孔介质模型评价碳酸盐岩地层储层的结果示例图，根据图2中透露的信息，双孔介质模型评价过程中，针对碳酸盐岩缝洞型储层非常重要的两个组成(裂缝和孔洞)制定了定量的计算方法，但目前这种评价方法在实际应用中存在较大的不足，主要体现为：对孔洞和裂缝分别划分数量作为储层评价标准，例如图2中，一般裂缝型储层孔洞孔隙度必小于2％，最大级别只能是Ⅱ类储层，这与实际情况明显不符，可见储层评价结果的精度不高；另外，该种评价方法涉及的评价元素不够全面，无法形成对裂缝、孔洞的占比在储层变化的连续评价标准，比如A储层3％的孔洞孔隙度、0.06％的裂缝孔隙度(孔洞小、裂缝大)，B储层5％的孔洞孔隙度、0.04％的裂缝孔隙度(孔洞大、裂缝小)，那么两储层哪个级别高则无法得到有效、明确的评价，无法准确应对从孔洞至孔洞裂缝至裂缝型储层连续变化的评价。
发明内容
为解决上述问题，碳酸盐岩储层常规测井双孔介质测井评价方法在碳酸盐岩储层评价中的不足，为非均质性强的碳酸盐岩储层提供一种更准确的测井评价方法，本发明提供了以下的一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法，在一个实施例中，所述方法包括：
步骤S1、基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略结合设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别计算所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率；
步骤S2、判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度；
步骤S3、针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率；
步骤S4、按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及裂缝渗透率对当前碳酸盐岩储层进行测井评价，获取评价结果。
在一个实施例中，设定待评价的碳酸盐岩储层包含裂缝基质和孔洞基质中的任意一种或多种，依据裂缝、孔洞并联综合导电的特性制定基于孔洞电阻率计算裂缝电阻率的算法。
具体地，一个实施例中，在所述步骤S1中，通过以下操作计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率：
根据测井得到的中子数据和密度数据按照设定算法计算碳酸盐岩储层的总孔隙度；
利用岩芯实验的分析数据资料或多井的多孔隙度分布结合成像的统计数据确定当前碳酸盐岩储层对应的平均含水饱和度；
基于获得的总孔隙度和平均含水饱和度，结合阿尔奇算法引入地层水参数和岩电参数计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率。
进一步地，在一个实施例中，已知碳酸盐岩储层的孔洞电阻率后，利用孔洞电阻率与裂缝电阻率并联形成储层综合电阻率的原理，分离出裂缝电阻率。
一个实施例中，在所述步骤S2中，利用设定的经验公式判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，所述裂缝状态包括以下状态的一种或多种：高角度裂缝、倾斜裂缝和低角度裂缝。
进一步地，在一个实施例中，基于得到的裂缝状态结果，按照以下解释模型确定当前碳酸盐岩储层的裂缝孔隙度ΦF：
式中，ΦF为裂缝孔隙度，f，Rd为获得的裂缝的深侧向电阻率值，Ω·m，Rs为获得的裂缝的浅侧向电阻率值，Ω·m，Rmf为通过泥浆参数及地层温度获取的泥浆滤液电阻率，Ω·m；A1，A2和A3为不同的裂缝状态因子，为常数。
一个实施例中，在所述步骤S3中，针对不同的裂缝类型将对应的裂缝渗透率计算模型分为单组系模型、多组系模型和网状缝模型，选取与当前碳酸盐岩储层裂缝类型匹配的计算模型输入裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算裂缝渗透率；
其中，所述裂缝张开度数据是基于不同的裂缝状态采用sibbit公式计算获取的。
一个实施例中，在所述步骤S4中，通过探井三孔隙度测井曲线(AC、CNL、DEN)的数据获取当前碳酸盐岩储层的孔洞孔隙度，并基于所述孔洞孔隙度依据岩心分析的孔渗关系模型确定对应的孔洞渗透率。
进一步地，在一个实施例中，将当前碳酸盐岩储层孔洞渗透率与裂缝渗透率之和作为该储层的综合渗透率指标，基于其按照设定的评价标准确定该碳酸盐岩储层的测井评价结果，并生成多种形式的评价交互数据面向用户输出。
基于上述任意一个或多个实施例的其他方面，本发明还提供一种用于碳酸盐岩储层的测井评价系统，该系统用于执行上述任意一个或多个实施例中所述的方法，具体地，在一个实施例中，该系统包括：
电阻率分离计算模块，其配置为基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的前提采用设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别计算所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率；
裂缝孔隙度确定模块，其配置为判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度；
裂缝渗透率获取模块，其配置为针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率；
评价执行模块，其配置为按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及所述裂缝渗透率对相应碳酸盐岩储层进行评价，获取评价结果并输出至用户。
与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：
本发明提供的一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法，其是基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略计算碳酸盐岩储层的和裂缝电阻率，在此基础上计算对应的裂缝孔隙度和裂缝渗透率，该方法能够有效适用于各种类型碳酸盐岩储层的裂缝渗透率精确计算，打破了传统渗透率算法仅能应用于单类型碳酸盐岩储层的局限性。
另外的，本发明的测井评价方法是综合碳酸盐岩储层的孔洞渗流能力和裂缝渗流能力作为测井评价的直接指标，能够有效保障储层所划分级别的精确性和真实性，且适用于定渗透率的单基质储层(如既包含孔洞或仅包含裂缝)和多基质储层(如孔洞和裂缝均包含)，另外还能够实时分析评价变孔洞孔隙度以及变裂缝孔隙度储层，实用性更佳，且本发明的方案采用常规的测井参数实现，不需要计算常规参数以外的中间理论参数，时效性好，能够为完井方案提供可靠的数据依据，为储层储量的分析和计算提供更精确的测井参数支持。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的碳酸盐岩储集空间的结构模型示意图；
图2是本发明实施例提供的传统双孔介质模型的储层评价效果示意图；
图3是本发明实施例中用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的评价模型原理示意图；
图4是本发明一实施例提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的流程示意图；
图5是本发明另一实施例提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的执行原理明细图；
图6是本发明一实施例中用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的评价标准示意图；
图7是本发明又一实施例中将测井评价方法应用于顺南某井的有效性评价结果示例图；
图8是本发明实施例中古城某井鹰山组6050-6100米井段的测井资料有效性评价示例图；
图9是本发明实施例提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
碳酸盐岩储集空间包括原生孔隙、岩性演化孔隙、溶蚀孔洞、洞穴和各种裂缝，典型碳酸盐油田储层空间的可靠研究成果表明，原生孔隙度很低，裂缝和溶蚀孔洞是否发育是能否成为有效储层的首要因素，例如塔河油田碳酸盐岩地层，基于进一步的研究，根据岩心观察、岩石薄片、荧光薄片等各项分析资料，按照规模、产状及成因，碳酸盐岩地层有效储集空间可以有效分为不同的类型，比如塔河油田碳酸盐岩地层有效储集空间类型可以分为孔隙、孔洞、裂缝三种。
进一步地，针对储集空间类型的孔隙：包括晶间孔与晶间溶孔、粒间孔与粒间溶孔、粒内溶孔等类型，一般直径几微米～几百微米，是奥陶系储层普遍存在的储集空间。基块孔隙度比较低，普遍只有1％～2％，基质的渗透率很低，孔隙只有与裂缝组合在一起时才能成为有效储层。孔洞：包括溶蚀孔洞和大型洞穴，是奥陶系油藏重要的储层之一。其中大型洞穴是指直径大于100mm的洞穴，钻井过程中可出现放空、钻时加快、漏失大量泥浆、井涌甚至井喷等现象。裂缝：包括构造缝、压溶缝和溶蚀缝，在研究目标内特别发育，是主要的油气储集空间之一。
碳酸盐岩缝洞型储层由于非均质性很强，孔洞中即有连通孔洞也有非连通孔洞，在裂缝发育的情况下，又有裂缝穿过孔洞，为孔洞提供渗流通道，极大地提高了储层的渗流能力。对于这种储层的评价，前期采用的解释模型为双孔介质模型，把储集空间分为裂缝和孔洞两大类，先基于设定的策略构建体积结构模型，对应的体积结构模型包括孔洞、裂缝、泥质、和碳酸盐岩骨架4个部分，如附图1所示，进而对孔洞和裂缝孔隙度分别计算其发育程度，从而分别划分评价标准来评价储层。
对于上述的双孔介质模型，由于模型针对碳酸盐岩缝洞型储层非常重要的两个组成裂缝和孔洞有了定量的计算方法，为碳酸盐岩储层的定量评价做出了重要贡献。
但目前碳酸盐岩储层双孔介质测井评价模型这种评价方法在实际应用中存在较大的不足：对孔洞和裂缝分别划分数量来作为储层评价标准，附图2示出了传统双孔介质模型的储层评价效果示意图，根据附图2中透露的信息，裂缝型储层孔洞孔隙度必须小于2％，最大级别只能是Ⅱ类储层，这与实际情况不符，储层评价的精度不高；对裂缝、孔洞的占比在储层评价中没有连续的评价标准，比如A储层3％的孔洞孔隙度、0.06％的裂缝孔隙度(孔洞小、裂缝大)，B储层5％的孔洞孔隙度、0.04％的裂缝孔隙度(孔洞大、裂缝小)，那么两储层哪个储层的评价级别高则无从得知，此方法无法准确应对从孔洞至孔洞裂缝至裂缝型储层连续变化的评价。
研究人员在广泛调研现有技术方法的基础上，发现其重要的原因是因为对碳酸盐岩储层，孔隙度这个参数虽然重要，但更重要的是渗流能力的评价，不论孔洞孔隙度、裂缝孔隙度各是多少，储层总的渗流能力才是储层级别最重要的评价参数。考虑到实际测井应用时涉及的有效储层物性下限通常以最小孔隙度作为可靠的度量依据，尤其是最小渗透率，那么具有孔洞和裂缝双孔介质的碳酸盐岩储层也是符合这一原则的，即不论孔洞孔隙度、裂缝孔隙度各是多少，只要总的渗透率高于设定的合理下限标准，就是有效储层，如附图3所示，因此对于储层级别的划分，基于储层渗流能力的量化程度评价储层级别最能保证划分结果的准确度。
基于上述构思，本发明为了解决现有碳酸盐岩储层常规测井双孔介质测井评价方法在碳酸盐岩储层评价中的不足，本发明提供了一种新的碳酸盐岩储层评价方法，用于碳酸盐岩储层测井评价，以弥补现有评价中的不足，为完井方案提供依据、为储量计算提供更精确的储层测井储层参数。本发明的测井评价方法是通过对碳酸盐岩储层综合渗流能力的级别划分，基于设定的合理评价标准实现对应储层定渗透率、变孔洞孔隙度以及变裂缝孔隙度等不同状态的储层级别划分。下面参考附图对本发明各个实施例进行说明。
实施例一
图4示出了本发明实施例一提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的流程示意图，参照图4可知，该方法包括如下步骤。
步骤S110、基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略结合设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别计算所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率。
目前测井过程中广泛采用三维有限元反演裂缝孔隙度计算方法，相对其它裂缝孔隙度计算方法来说，这样的算法有更高的精度、更宽的适应性，但它的应用要求是基质孔隙度较小的硬地层，并且需要基质电阻率大于1000Ω·m，才能保障计算结果的精确度，且因为其建立在纯裂缝型储层的导电模式下，因此只能适应纯裂缝型储层类型的裂缝孔隙度计算，也就是说这种计算方法只能应用于纯裂缝型的碳酸盐岩储层，存在明显的局限性。
鉴于现今碳酸盐岩裂缝孔隙度计算方法的不足，本发明提供了一种新的碳酸盐岩储层裂缝孔隙度改进计算方法，比之于现今裂缝孔隙度计算方法适应性更强、精度更高。
基于碳酸盐岩基质电阻率很高的事实，本发明上述步骤中从碳酸盐岩储层基质的导电特性入手改进裂缝孔隙度的计算方法，考虑到储层的真实电阻率所反映的是所有类型储层的导电结果，也就是裂缝、孔洞(孔隙)并联综合导电的结果，结合实际工况数据，对于裂缝型储层，孔洞所造成的电阻率降低近乎无，电阻率的降低完全由裂缝形成，对于孔洞型储层，没有裂缝形成的电阻率降低，电阻率降低完全由孔洞形成，对于裂缝、孔洞型储层，电阻率的降低是由裂缝和孔洞共同影响形成，裂缝电阻率和孔洞电阻率并联后成为储层电阻率，而计算裂缝孔隙度时需要把总电阻率分解为裂缝电阻率和孔洞电阻率，只用孔洞电阻率来计算裂缝孔隙度，从而排除孔洞对裂缝的影响。
因此，图4示出了本发明实施例提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的执行原理明细图，如图5所示，设定待评价的碳酸盐岩储层包含裂缝基质和孔洞基质中的任意一种或多种，本发明实施例中在所述步骤S110中，基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略计算当前待评价碳酸盐岩储层的裂缝电阻率，具体地，依据裂缝、孔洞并联综合导电的特性制定基于孔洞电阻率计算裂缝电阻率的算法。
基于上述构思，在计算裂缝电阻率之前需要先获得待评价碳酸盐岩储层的空洞电阻率，具体地，本发明研究人员设计利用常规综合测井得到的中子、密度计算得到总孔隙度、利用多井的多孔隙度分布结合成像的统计来得到储层平均饱和度，利用阿尔奇公式、地层水参数与岩电参数来得到储层中孔洞的电阻率，因此，在一个实施例中，本发明通过以下操作计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率：
根据测井得到的中子数据和密度数据按照设定算法计算碳酸盐岩储层的总孔隙度；
利用岩芯实验室分析的压汞或者核磁资料或多井的多孔隙度分布结合成像的统计数据确定当前碳酸盐岩储层对应的平均含水饱和度；
基于获得的总孔隙度和平均含水饱和度，结合阿尔奇算法引入地层水参数和岩电参数计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率。
具体地，在一个实施例中，优选利用岩芯实验室分析得到的压汞细聊或者核磁资料确定当前碳酸盐岩储层的平均含水饱和度；如果无法获取或不便获取本区取芯资料，那么可采用多井的多孔隙度分布结合成像的统计数据确定当前碳酸盐岩储层对应的平均含水饱和度；
然后利用上述获得的总孔隙度和平均含水饱和度数值，基于阿尔弃公式引入地层水参数和岩电参数计算出碳酸盐岩储层的孔洞电阻率。
具体计算原理为：阿尔弃公式涉及的参数包括含水饱和度SW，岩电参数a\b\m\n，地层水电阻率Rw，地层电阻率Rt，孔隙度
这8个数据，知道7个就能得到第8个；此处已取得含水饱和度、孔隙度、地层水、岩电a\b\m\n，这7个数据，即能够解得地层电阻率作为目标储层的孔洞电阻率。
因此，在一个具体的实施例中，按照以下公式计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率Rt：
式中，Rt表示储层的孔洞电阻率，Ω·m；Sw表示平均含水饱和度，小数；Φ表示得到的目的层总孔隙度，小数；Rw表示地层水电阻率，Ω·m；a、b、m、n均表示岩电参数，其中，一般通过岩芯实验分析获得所述岩电参数。已知碳酸盐岩储层的孔洞电阻率后，利用孔洞电阻率与裂缝电阻率并联形成储层综合电阻率的原理，分离出裂缝电阻率。
进一步地，用上述得到的裂缝电阻率，求得裂缝孔隙度，因此有步骤S120、判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度。
具体方法包括，利用设定的经验公式判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，所述裂缝状态包括以下状态的一种或多种：高角度裂缝、倾斜裂缝和低角度裂缝。
实际应用中，在进行全井段处理过程中，首先按照下述经验公式计算判别指数Y的值，然后基于该值对裂缝的状态进行判别。
上式(2)中的Rd为本发明实施例中得到的裂缝深侧向电阻率值(Ω·m)，Rs为本发明实施例中得到的浅侧向电阻率值(Ω·m),Y为判别指数，无量纲。当Y＞0.1时，为高角度裂缝；0≤Y≤0.1时，为倾斜裂缝；当Y＜0时，为低角度裂缝。
裂缝状态判别出来以后，用设定的解释模型对裂缝孔隙度进行计算，因此在一个实施例中，基于得到的裂缝状态结果，按照以下解释模型确定当前碳酸盐岩储层的裂缝孔隙度ΦF：
式中，ΦF为裂缝孔隙度，f，Rd为获得的裂缝深侧向电阻率值，Ω·m，Rs为获得的裂缝的浅侧向电阻率值，Ω·m，Rmf为通过泥浆参数及地层温度获取的泥浆滤液电阻率，Ω·m；A1，A2和A3为不同的裂缝状态因子，为常数，其取值因裂缝状态不同而不同。
本发明实施例根据裂缝产状及其组合特征不同分类以裂缝孔隙度和裂缝宽度等参数来计算得到裂缝渗透率。通常在测井过程中，涉及的裂缝渗透率分为单组系、多组系、网状缝三种状态，通过加入裂缝孔隙度、裂缝张开度数据计算得到。因此有步骤S130、针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率。
所述步骤S130中，针对不同的裂缝类型将对应的裂缝渗透率计算模型分为单组系模型、多组系模型和网状缝模型，选取与当前碳酸盐岩储层裂缝类型匹配的计算模型输入裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算裂缝渗透率；
具体地，按照下述的各渗透率计算模型计算裂缝渗透率：
1)单组系裂缝渗透率：
Kf＝8.5×10-4R×ε2×Pf mf (4)
2)多组系裂缝渗透率：
Kf＝4.24×10-4R×ε2×Pf mf (5)
3)网状裂缝渗透率：
Kf＝5.66×10-4R×ε2×Pf mf (6)
上述各式中，Kf为裂缝渗透率(μm2)；R为裂缝径向延伸系数；ε为裂缝张开度；mf为裂缝孔隙度指数。
其中，裂缝的张开度与其渗透率和有效性密切相关，本次研究中，利用双侧向电阻率曲线来计算裂缝的张开度，采用的是sibbit公式(Schlumberger，1985)，具体地，按照下式计算计算不同裂缝状态下裂缝的张开度ε：
1)高角度裂缝张开度：
ε＝(Cs-Cd)/(4×10-4×Cmf) (7)
2)低角度裂缝张开度：
ε＝(Cd-Cb)/(1.2×10-3×Cmf) (8)
3)网状裂缝张开度：
ε＝(Cs-Cd)/(4×10-4×Cmf)+(Cd-Cb)/(1.2×10-3×Cmf) (9)
上述各式中：ε表示裂缝张开度(μm)；Cb表示基岩块电导率；Cs、Cd、Cmf分别为浅侧向、深侧向、泥浆滤液的电导率。
采用上述方法计算碳酸盐岩储层的裂缝渗透率，具有更佳的实用性，不仅仅适用于纯裂缝型碳酸盐岩储层，能够精确计算各种碳酸盐岩型储层的裂缝渗透率数据
本发明的测井评价方法基于碳酸盐岩储层的综合渗流能力因素实现，也就是综合孔洞、裂缝基质对渗流能力的贡献来评价储层。基于上述原理，本发明建立了新的测井渗流评价计算模型，这是一个变孔洞孔隙度、变裂缝孔隙度的方法，孔洞渗透率、裂缝渗透率互相补充的固定渗透率下限模型；这个方法的模型并不固定划分多少孔洞孔隙度、多少裂缝孔隙度为几类储层，是综合孔洞、裂缝对渗流能力的贡献来评价储层。因此，在一个实施例中，本发明包括步骤S140、按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及裂缝渗透率对当前碳酸盐岩储层进行测井评价，获取评价结果并输出至用户。
其中，通过探井三孔隙度测井曲线(AC、CNL、DEN)的数据获取当前碳酸盐岩储层的孔洞孔隙度，并基于所述孔洞孔隙度依据岩心分析的孔渗关系模型确定对应的孔洞渗透率。相比于现有的裂缝渗透率计算方法，更能够保证计算结果的真实性，为测井过程中的各个人物提供可靠的数据支持。
具体的，计算孔洞孔隙度的方法如下所示：
ΦN＝CNL-SH×NSH (11)
式中：ΦD为储层的密度计算孔隙度，％，DEN表示岩石体积密度，g/cm3；SH表示泥质含量，小数；DF为地层水的密度值，g/cm3；DSH为泥岩的密度值，g/cm3；NSH分别泥岩的中子值，％；ΦN为储层的中子计算孔隙度，％；CNL为测井测量中子孔隙度，％；ΦT为储层的综合孔隙度，％。
进一步地，在一个实施例中，将当前碳酸盐岩储层孔洞渗透率与裂缝渗透率之和作为该储层的综合渗透率指标，即储层总渗透率＝孔洞渗透率+裂缝渗透率；进而由经验丰富的工作人员依据渗透率与储层特性之间的关系确定储层级别的下限标准，划分标准储层级别，建立设定的储层评价标准。需要说明的是，上述建立评价标准的步骤不需要重复执行，在确保其合理的情况下普通的工作人员可以持续沿用，不影响评价结果的正确性。
基于其按照设定的评价标准确定该碳酸盐岩储层的测井评价结果，并生成多种形式的评价交互数据面向用户输出。
实际应用中，可以通过文本、语音或图表的形式将当前碳酸盐岩储层的测井评价结果传达给用户；附图6示出了本发明实施例中用于碳酸盐岩储层的测井评价方法的评价标准示意图，参照图6中披露的信息，针对本发明实施例评价标准中的有效储层，与图2的双孔介质评价模型的评价标准示意图相比，本评价模型包括的Ⅰ类、Ⅱ类储层均连续没有边界，当裂缝孔隙度为0时，就成为孔洞型储层，如图纵轴上B\C\D\E等位置，当孔洞孔隙度为0时，如横轴上的a\b\c\d位置，就是裂缝型储层，当两者均不为0时，就是裂缝、孔洞型储层，实现了裂缝孔洞型储层连续没间隔的综合评价。图7提供了顺南某井一间房组6455-6650米井段依据本发明实施例的测井评价方法得到的测井资料有效性评价图；由图7中的数据可知：该井段井径有部分扩径，自然伽马、去铀伽马含量低，双侧向测井值与围岩相比有明显降低，中子孔隙度略有增大。该井段处理岩性基本为纯灰岩，6500-6570米井段计算的平均总孔隙度约为3.2％，总渗透率大于1mD，可见该段地层的渗流能力较好，划为好储层。该井6367.64-6651.60m中测，8mm油嘴，油压17.2-14.1MPa，产气153433-133785m3/d；6mm油嘴，油压16.2-10.9MPa，产气86047-56277m3/d，验证了该套储层的有效性。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。在本发明的其他实施例中，该方法还可以通过将上述实施例中的某一个或某几个进行结合来得到新的测井评价方法，以实现对碳酸盐岩储层的精确测井评价。
通过应用本碳酸盐岩储层测井评价方法对碳酸盐岩储层进行评价，能得到更准确的碳酸盐岩有效储层划分标准、有效层段及储层分类评级标准，为完井方案优化选层，节约完井经费；为储量计算提供更准确的下限标准及储层参数。
需要说明的是，本文所述的测井评价操作可以实现为存储在非暂时性有形计算机可读介质中的程序指令集合。
当以这种方式实现时，该计算机程序包括一组指令，当该组指令由计算机运行时其促使计算机执行能实施上述功能的方法。可编程逻辑可以暂时或永久地安装在非暂时性有形计算机可读介质中，例如只读存储器芯片、计算机存储器、磁盘或其他存储介质。除了以软件来实现之外，本文所述的逻辑可利用分立部件、集成电路、与可编程逻辑设备(诸如，现场可编程门阵列(FPGA)或微处理器)结合使用的可编程逻辑，或者包括它们任意组合的任何其他设备来体现。所有此类实施例旨在落入本发明的范围之内。
因此，本发明还提供了一种程序产品，该程序产品存储有程序代码，该代码被操作系统执行时能够实现如上所述的用于碳酸盐岩储层的测井评价方法。
补充说明
本发明针对现有碳酸盐岩储层双孔介质评价模型的不足，提出一种以储层渗流能力作为储层评价主要参数的碳酸盐岩储层测井评价模型，应用于碳酸盐岩缝洞型储层评价。
为了使技术人员充分了解本发明的目的、逻辑及功能，借由下述具体的实施案例对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，但此示例性实施例并非唯一。
图8示出了古城X井鹰山组6050-6100米井段常规测井资料有效性评价图，由该图可见，该井段自然伽马含量低，双侧向测井值与围岩相比有降低，尤其是6070-6082.5米井段，电阻率明显降低，中子孔隙度有明显增大，声波时差、密度较纯白云岩略微增大。
该井段处理岩性为灰岩及白云岩，其中6070-6082.5米井段白云岩含量较高，计算的平均总孔隙度约为1.8-3.7％，裂缝孔隙度约为0.07-0.2，总渗透率为0.1-5mD，可见该段地层的渗流能力较好，划为有效储层。该井该段储层8mm油嘴，油压49.16MPa，日产气47.84万方，为获得工业气流的鹰山组下段白云岩储层。
实施例二
根据上述任意一个或多个实施例的其他方面，本发明还提供了一种用于碳酸盐岩储层的测井评价系统，该系统执行上述任意一个或多个实施例中所述的方法和步骤。
具体地，图9示出了本发明实施例中用于碳酸盐岩储层的测井评价系统的结构示意图，如图9所示，该系统包括：
电阻率分离计算模块91，其配置为基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的前提采用设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别计算所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率；
裂缝孔隙度确定模块93，其配置为判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度；
裂缝渗透率获取模块95，其配置为针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率；
评价执行模块97，其配置为按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及所述裂缝渗透率对相应碳酸盐岩储层进行评价，获取评价结果。
在一个实施例中，设定待评价的碳酸盐岩储层包含裂缝基质和孔洞基质中的任意一种或多种，所述电阻率分离计算模块91，进一步配置为依据裂缝、孔洞并联综合导电的特性制定基于孔洞电阻率计算裂缝电阻率的算法。
具体地，所述电阻率分离计算模块91配置为通过以下操作计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率：
根据测井得到的中子数据和密度数据按照设定算法计算碳酸盐岩储层的总孔隙度；
利用岩芯实验的分析数据资料或多井的多孔隙度分布结合成像的统计数据确定当前碳酸盐岩储层对应的平均含水饱和度；
基于获得的总孔隙度和平均含水饱和度数值，结合阿尔奇算法引入地层水参数和岩电参数计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率。
进一步地，所述电阻率分离计算模块91在已知碳酸盐岩储层的孔洞电阻率后，利用孔洞电阻率与裂缝电阻率并联形成储层综合电阻率的原理，分离出裂缝电阻率。
一个实施例中，所述裂缝渗透率获取模块93配置为利用设定的经验公式判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，所述裂缝状态包括以下状态的一种或多种：高角度裂缝、倾斜裂缝和低角度裂缝。
具体地，所述裂缝渗透率获取模块基于得到的裂缝状态结果，按照以下解释模型确定当前碳酸盐岩储层的裂缝孔隙度ΦF：
式中，ΦF为裂缝孔隙度，f，Rd为获得的裂缝的深侧向电阻率值，Ω·m，Rs为获得的裂缝的浅侧向电阻率值，Ω·m，Rmf为通过泥浆参数及地层温度获取的泥浆滤液电阻率，Ω·m；A1，A2和A3为不同的裂缝状态因子，为常数。
一个实施例中，所述裂缝渗透率获取模块95，配置为针对不同的裂缝类型将对应的裂缝渗透率计算模型分为单组系模型、多组系模型和网状缝模型，选取与当前碳酸盐岩储层裂缝类型匹配的计算模型输入裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算裂缝渗透率；
其中，所述裂缝张开度数据是基于不同的裂缝状态采用sibbit公式计算获取的。
在一个实施例中，先通过探井三孔隙度测井曲线(AC、CNL、DEN)的数据获取当前碳酸盐岩储层的孔洞孔隙度，再由评价执行模块97基于所述孔洞孔隙度依据岩心分析的孔渗关系模型确定对应的孔洞渗透率。
进一步地，在一个实施例中，所述评价执行模块97还配置为：将当前碳酸盐岩储层孔洞渗透率与裂缝渗透率之和作为该储层的综合渗透率指标，基于其按照设定的评价标准确定该碳酸盐岩储层的测井评价结果，并生成多种形式的评价交互数据面向用户输出。
本发明实施例提供的用于碳酸盐岩储层的测井评价系统中，各个模块或单元结构可以根据实际测井评价需求独立运行或组合运行，以实现相应的技术效果。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。
说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于碳酸盐岩储层的测井评价方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的策略结合设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别获取所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率；
步骤S2、判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度；
步骤S3、针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率；
步骤S4、按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及裂缝渗透率对当前碳酸盐岩储层进行测井评价，获取评价结果并传达至用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，设定待评价的碳酸盐岩储层包含裂缝基质和孔洞基质中的任意一种或多种，依据裂缝、孔洞并联综合导电的特性制定基于孔洞电阻率计算裂缝电阻率的算法。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过以下操作计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率：
根据测井得到的中子数据和密度数据按照设定算法计算碳酸盐岩储层的总孔隙度；
利用岩芯实验的分析数据资料或多井的多孔隙度分布结合成像的统计数据确定当前碳酸盐岩储层对应的平均含水饱和度；
基于获得的总孔隙度和平均含水饱和度，结合阿尔奇算法引入地层水参数和岩电参数计算碳酸盐岩储层的孔洞电阻率。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，已知碳酸盐岩储层的孔洞电阻率后，利用孔洞电阻率与裂缝电阻率并联形成储层综合电阻率的原理，分离出裂缝电阻率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，利用设定的经验公式判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，所述裂缝状态包括以下状态的一种或多种：高角度裂缝、倾斜裂缝和低角度裂缝。
6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，基于得到的裂缝状态结果，按照以下解释模型确定当前碳酸盐岩储层的裂缝孔隙度ΦF：
式中，ΦF为裂缝孔隙度，f，Rd为获得的裂缝的深侧向电阻率值，Ω·m，Rs为获得的裂缝的浅侧向电阻率值，Ω·m，Rmf为通过泥浆参数及地层温度获取的泥浆滤液电阻率，Ω·m；A1，A2和A3为不同的裂缝状态因子，为常数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，针对不同的裂缝类型将对应的裂缝渗透率计算模型分为单组系模型、多组系模型和网状缝模型，选取与当前碳酸盐岩储层裂缝类型匹配的计算模型输入裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算裂缝渗透率；
其中，所述裂缝张开度数据是基于不同的裂缝状态采用sibbit公式计算获取的。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过探井三孔隙度测井曲线(AC、CNL、DEN)的数据获取当前碳酸盐岩储层的孔洞孔隙度，并基于所述孔洞孔隙度依据岩心分析的孔渗关系模型确定对应的孔洞渗透率。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的方法，其特征在于，将当前碳酸盐岩储层孔洞渗透率与裂缝渗透率之和作为该储层的综合渗透率指标，基于其按照设定的评价标准确定该碳酸盐岩储层的测井评价结果，并生成多种形式的评价交互数据面向用户输出。
10.一种用于碳酸盐岩储层的测井评价系统，其特征在于，所述系统包括：
电阻率分离计算模块，其配置为基于碳酸盐岩储层基质的导电特性，按照分离处理的前提采用设定的测井参数、孔隙度分布数据以及地质参数，分别获取所述碳酸盐岩储层的孔洞电阻率和裂缝电阻率；
裂缝孔隙度确定模块，其配置为判别当前碳酸盐岩储层的裂缝状态，基于判别结果结合得到的裂缝电阻率计算相应裂缝状态下的裂缝孔隙度；
裂缝渗透率获取模块，其配置为针对不同的裂缝类型，加入匹配的裂缝孔隙度数据和裂缝张开度数据计算对应的裂缝渗透率；
评价执行模块，其配置为按照设定的算法获取碳酸盐岩储层的孔洞渗透率，综合其及所述裂缝渗透率对相应碳酸盐岩储层进行评价，获取评价结果并输出至用户。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116010789A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-04-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种碳酸盐岩储层类型识别方法、装置、设备及应用 |
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