CN115030707A - 一种油页岩“甜点”快速评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种油页岩“甜点”快速评价方法。所述方法包括以下步骤：在钻进油页岩段后，通过钻时的变化，粗判有利岩相分布段；利用气测录井确定有利产层段，综合确定裂隙发育程度、有利岩相类别和纵向井段范围长度；针对步骤2筛选出的有利井段，开展非常规录井技术，确定含油性类别，明确有利岩相种类；在中途测井或完钻测井后，建立页岩油测井解释图版；获得纵向有利岩相分布，优选岩相组合和有利集中段；获取油页岩“甜点”快速评价公式；基于公式，综合判定，确定有利“甜点”井段和投产产层。本发明方法可快速、准确地对油页岩甜点进行评价，为页岩油“甜点”评价开发提供了技术支撑。

Description

一种油页岩“甜点”快速评价方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种油页岩“甜点”快速评价方法。

背景技术

页岩油是赋存于富含有机质页岩层系中的石油，是当前可接替的重要资源，是石油地质勘探开发的重点。据勘探前期研究，济阳坳陷渤南、牛庄、利津、博兴等11个洼陷发育多套优质烃源岩，烃源岩厚度大、范围广、资源量大。但与国外页岩油对比，济阳坳陷页岩油岩相复杂、储层非均质性强、构造复杂、埋藏深、分布不稳定、平面变化快、成熟度相对低，造成了济阳坳陷页岩油甜点评价困难。济阳坳陷的古近系沙河街组三段和沙四段上段是主要烃源岩发育层段，特别是沙四上纯上亚段，依据资源评价，济阳坳陷已发现油藏约70％来自于沙四上烃源岩，因此，开发一套能够精准评价、优快钻井、提质提速、降本增效的油页岩甜点评价方案十分重要。

页岩油作为一个油气勘探开发新领域，仍处于基础地质研究攻关、勘探开发探索阶段，而国外没有对应的成果可借鉴国内陆相页岩油的勘探开发经验。为实现非常规页岩油效益开发，目前，国内初步形成了适合陆相页岩油甜点评价体系，以地质条件为基础，进行地质、测井、地震等多学科融合，通过综合研究和工程实践之间不断促进，逐步探索一套较为完整的、具有针对性的页岩油甜点开发技术。中国专利申请CN111610130A、CN111610266A，中国发明专利CN107703560B仅是为油页岩“甜点”的识别确定提供了依据，而未涉及“甜点”的快速评价。

目前来看，在页岩油甜点评价中，地质工程一体化，将地质甜点与工程甜点合二为一，将物质基础、可钻性、可压性相融合的前提主要在于测井、录井、钻井的第一手资料的齐全，实验分析化验项目的多样以及高精度的特殊测井仪器的使用。但是在现有的页岩油甜点评价过程中，现场资料、实验分析化验项目或者是高精度特殊测井仪器的不齐全，无法满足页岩油甜点的基础地质研究，主要分析如下：

一、岩心钻取费用高、取心井段少，岩心样品采样、分析周期长，难以满足优快勘探开发需求。页岩油的研究都是基于地质资料的齐全，如取心、录井、试采资料等，资料的缺失会导致无法为精细评价油页岩储层参数，认识甜点分布以及评价资源潜力等提供关键信息。

二、缺少相应的实验分析化验项目。页岩油评价核心是甜点段的判识，即油页岩“七性”评价(地化特性、岩性、储集性、含油性、电性、脆裂指数、可压性)，而实验分析化验资料是研究油页岩“七性”的基础，是提高非常规油气勘探效益的技术支撑。

三、缺少高精度的特殊测井仪器。页岩油储层层理结构多变，油页岩岩相泥质灰-灰质泥互层复杂多样，测井曲线对岩相表征不明确，相同岩相对应测井响应特征不同，单靠常规测井曲线难以有效划分岩相。需要高分辨率的测井仪器，如阵列声波测井、电成像测井、介电测井等，将岩相和层理构造认识清楚。

通过上述三种情况可知，现有技术手段的局限会导致最终甜点评价与实际相差大，无法满足生产需求，同时，评价页岩油甜点指标过多，过程繁琐，不够精准，成本过高，效率过低，急需一种针对现有技术、资料不足，且能满足生产需求，提出的快速、精准的油页岩甜点快速评价方法。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种油页岩“甜点”快速评价方法，本发明方法可快速、准确地对油页岩甜点进行评价，从根本上解决因地质认识不足，导致老井区再次开发的困难，为页岩油“甜点”评价开发提供了技术支撑。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种油页岩“甜点”快速评价方法，其包括以下步骤：

步骤1，在钻进油页岩段后，通过钻时的变化，粗判有利岩相分布段；

步骤2，利用气测录井确定有利产层段，综合确定裂隙发育程度、有利岩相类别和纵向井段范围长度；

步骤3，针对步骤2筛选出的有利井段，开展非常规录井技术，确定含油性类别，明确有利岩相种类；

步骤4，在中途测井或完钻测井后，建立页岩油测井解释图版；获得纵向有利岩相分布，优选岩相组合和有利集中段；

步骤5，获取油页岩“甜点”快速评价公式；

步骤6，基于公式，综合判定，确定有利“甜点”井段和投产产层。

进一步地，在步骤1中，在钻进油页岩段后，依据硬度较软的岩石钻时比硬度较硬的岩石钻时低的原理，通过钻时的变化，可获取岩石软硬程度变化，从而粗判有利岩相分布段。

进一步地，在步骤2中，开展录井分析，对岩屑进行描述记录；利用气测录井测量由于压差作用从地层进入钻井液的气体，油质越轻、成熟度越高，测量地层中的烃类气体含量越高。测量后，进行迟到时间测定，对理念迟到时间进行校正，依据全烃变化即升高层段对有利产层段进行准确预测。

进一步地，在步骤2中，还包括在24小时内，岩屑按照1块/2m取样，利用荧光、薄片分析手段，评价油页岩的原油性质以及页岩油赋存形式，观察裂隙发育程度。

进一步地，在步骤3中，采用热解、元素扫描、核磁技术手段，在24小时内测试各个样品的有机碳含量TOC、热解气态烃SO、热解游离烃S1、热解裂解烃S2、全烃含量Pg、岩石矿物含量和常规物性参数、孔隙度及含油性种类。

进一步地，在步骤4中，在中途测井或完钻测井后，利用测井曲线，判断页岩油储层岩相类别，挑选出页岩油岩相敏感曲线，建立页岩油测井解释图版。

进一步地，在步骤4中，采用曲线交汇法，通过声波-电阻率曲线和自然伽马-声波曲线重叠交会，直观指示页岩油有利储层含油性和可压性，获得纵向有利岩相分布，优选岩相组合和有利集中段。

进一步地，步骤5中，油页岩甜点快速评价公式：

Y_甜点指数＝aX_钻井+bX_气测+cX_{非常规录井}+dX_测井 (1)

其中：X_{非常规录井}＝eX_TOC+fX_S1+gX_S0 (2)

X_测井＝hX_GR+iX_RT+jX_AC+kX_CNL+lX_DEN (3)

式中：权系数a、b、c、d、…k、l通过变异系数法求取。

更进一步地，各权系数计算方法具体如下：选取研究区块中至少5口页岩油试油井，整理所有试油井段的钻时、气测数据、非常规录井数据、实验分析化验数据和常规测井曲线；

将整理的数据分别代入变异系数公式中，公式如下：

式中：V_i是第i项数据的变异系数，σ_i是第i项数据的标准差，

是第i项数据的平均值；

其中：σ_i的标准差和

的平均值的公式如下：

式中：σ_i第i项数据的标准差，N是各项数据的总数，X_i是第i项数据，

是第i项数据；

计算各项数据的权重公式：

式中：W_i是各项数据的权重，V_i是第i项数据的变异系数；

对所有各项数据的权重进行归一化，公式如下：

式中：Y_i是归一化后的各项数据的权重，W利用变异系数法求得的权重，W_min变异系数法求得的权重最小值，W_max变异系数法求得的权重最大值。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明方法可快速、准确地对油页岩“甜点”进行评价，从根本上解决因地质认识不足，导致老井区再次开发的困难，为页岩油甜点评价开发提供了技术支撑。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一具体实施例所述油页岩“甜点”快速评价方法的具体实施的流程图；

图2为本发明一具体实施例所述油页岩“甜点”快速评价方法的页岩油非常规录井综合图；

图3为本发明一具体实施例所述油页岩“甜点”快速评价方法的页岩油测井曲线交汇判别含油性和可压性图；

图4为本发明一具体实施例所述油页岩“甜点”快速评价方法的页岩油甜点快速评价综合图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

本发明所述油页岩“甜点”是指有利岩相连续集中发育，含油性好，储集条件优越，可改造性强，在现有经济技术条件下，具有商业开发价值的页岩油层段。

实施例1

如图1所示，所述油页岩“甜点”快速评价方法，包括以下步骤：

在步骤1，钻进油页岩段后，在钻井参数相同情况下，根据硬度较软的岩石钻时比硬度较硬的岩石钻时低的原理，通过钻时的变化，获取油页岩岩石性质。灰质含量多的岩石比泥质含量多的岩石钻时高，选取脆性指数较高的油页岩段作为有利岩相，即钻时较高段粗判有利岩相分布段。

在步骤2，利用录井技术手段，获取有利岩相类别以及纵向上有利岩相的范围长度。

开展录井分析，对岩屑进行描述记录，统计所有含油级别的岩相。

利用气测录井测量由于压差作用从地层进入钻井液的气体，油质越轻、成熟度越高，测量地层中的烃类气体含量越高。测量后，进行迟到时间测定，对理念迟到时间进行校正，依据全烃变化即升高层段对有利产层段进行准确预测。

在24小时内，岩屑按照1块/2m取样，利用荧光、薄片分析手段，评价油页岩的原油性质即判断轻质油、中质油、重质油或稠油，以及页岩油赋存形式、评价产出能力、观察裂隙发育程度，综合确定油页岩有利岩相类别并计算页岩油井段在纵向上的有利岩相的范围长度。

在步骤3，针对步骤2选出的有利井段，开展非常规录井技术，采用热解、元素扫描、核磁技术手段，在24小时内测试测试各个样品的有机碳含量TOC、热解气态烃SO、热解游离烃S1、热解裂解烃S2、全烃含量Pg、岩石矿物含量和常规物性参数、孔隙度及含油性种类。针对所测得的实验参数，确定成熟度大小、有机质类型、各类岩相的含油性类别，明确有利岩相种类，缩小纵向上有利岩相的范围长度。

在步骤4，利用测井曲线明确岩相组合和有利集中段。

在中途测井或完钻测井后，依据钻时以及岩屑录井和实验分析化验资料，综合测井曲线，判断页岩油岩相测井响应特征，其中，块状泥岩：GR高值、RT低值、三孔隙度左偏；块状灰岩：GR低值、RT高值、三孔隙度右偏；层状泥质灰-灰质泥互层：GR、RT中值、三孔隙度右偏；纹层状泥质灰-灰质泥互层：GR中高值、RT中值、AC和CNL高值、DEN低值。

基于页岩油岩相测井响应特征，挑选出页岩油岩相5条敏感曲线(自然伽马GR、电阻RT、声波AC、中子CNL、密度DEN)，建立页岩油测井解释图版。

采用曲线交汇快速识别法，通过声波-电阻率曲线和自然伽马-声波曲线重叠交会，直观指示页岩油有利储层的含油性和可压性。其中：声波-电阻率曲线重叠，依据△logR模型即不同烃源岩TOC在孔隙度曲线和电阻率曲线上的差异能精确计算出不同成熟度条件下的有机碳含量值来判别含油性。通过曲线交汇快速识别法，获得含油性和可压性都较好的纵向有利岩相分布，优选出岩相组合和有利集中段。

在步骤5，依据步骤1到步骤4，获取油页岩甜点快速评价公式：

Y_{快速评价甜点}＝aX_钻井+bX_气测+cX_{非常规录井}+dX_测井 (1)

其中：X_{非常规录井}＝eX_TOC+fX_S1+gX_S0 (2)

X_测井＝hX_GR+iX_RT+jX_AC+kX_CNL+lX_DEN (3)

式中：权系数a、b、c、d、…k、l通过变异系数法求取；

选取研究区块中至少5口页岩油试油井，整理所有试油井段的钻时、气测数据、非常规录井数据(试油井段的岩相的岩屑、荧光、薄片资料)、实验分析化验数据(热解S1、S0、TOC)、挑选对岩相敏感的测井曲线(GR、RT、AC、CNL和DEN)；

通过变异系数法求取权系数a、b、c、d、…k、l，变异系数法是一种客观赋权的方法，可利用各项指标所包含的信息通过计算得到各自的权重，将步骤5a中所整理的指标数据分别代入变异系数公式中，公式如下：

式中：V_i是第i项数据的变异系数，σ_i是第i项数据的标准差，

是第i项数据的平均值；

其中：σ_i的标准差和

的平均值公式如下：

式中：σ_i第i项数据的标准差，N是各项数据的总数，X_i是第i项数据，

是第i项数据的平均值；

计算各项指标数据的权重公式：

式中：W_i是各项数据的权重，V_i是第i项数据的变异系数；

对所有各项指标数据的权重进行归一化，公式如下：

式中：Y_i是归一化后的各项数据的权重，W利用变异系数法求得的权重，W_min变异系数法求得的权重最小值，W_max变异系数法求得的权重最大值；

在步骤6，通过步骤5中的油页岩甜点快速评价公式综合判定，选取结果较好的层段，确定为有利甜点井段。

以济阳坳陷东营凹陷利津-滨南地区利886块页岩油取心井为例，工区内共计12口页岩油取心井，其中老井10口，新井2口。依据常规油页岩甜点分析方法，全区老井居多，资料缺失严重，技术手段欠缺，无法准确判断甜点范围。本发明实施提供的技术方案给出了基于钻、录、测的油页岩甜点快速评价方法，挑选利886块5口页岩油取心井，分析试油层段的钻井、录井岩屑、气测、实验分析化验资料，获得有利岩相(纹层状灰质泥-泥质灰互层)，并计算出大致的纵向上有利岩相的长度。利用测井曲线，基于利886块岩相的测井响应特征，挑选出5条敏感曲线，做测井解释图版，依据曲线重叠原理，精确得出有利岩相组合和有利集中段。通过油页岩甜点快速评价公式计算，综合利886块的钻、录、测结果，当甜点指数大于0.7时，确定为有利甜点井层段。

本发明是在资料、技术手段欠缺的情况下提出的一种基于钻、录、测的油页岩甜点快速评价方法，从根本上解决因地质认识不足，导致老井区再次开发的困难，为页岩油甜点评价开发提供了技术支撑。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油页岩“甜点”快速评价方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1，在钻进油页岩段后，通过钻时的变化，粗判有利岩相分布段；

步骤2，利用气测录井确定有利产层段，综合确定裂隙发育程度、有利岩相类别和纵向井段范围长度；

步骤3，针对步骤2筛选出的有利井段，开展非常规录井技术，确定含油性类别，明确有利岩相种类；

步骤4，在中途测井或完钻测井后，建立页岩油测井解释图版；获得纵向有利岩相分布，优选岩相组合和有利集中段；

步骤5，获取油页岩“甜点”快速评价公式；

步骤6，基于公式，综合判定，确定有利“甜点”井段和投产产层。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤1中，在钻进油页岩段后，依据硬度较软的岩石钻时比硬度较硬的岩石钻时低的原理，通过钻时的变化，可获取岩石软硬程度变化，从而粗判有利岩相分布段。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤2中，开展录井分析，对岩屑进行描述记录；利用气测录井测量由于压差作用从地层进入钻井液的气体，油质越轻、成熟度越高，测量地层中的烃类气体含量越高。测量后，进行迟到时间测定，对理念迟到时间进行校正，依据全烃变化即升高层段对有利产层段进行准确预测。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤2中，还包括在24小时内，岩屑按照1块/2m取样，利用荧光、薄片分析手段，评价油页岩的原油性质以及页岩油赋存形式，观察裂隙发育程度。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤3中，采用热解、元素扫描、核磁技术手段，在24小时内测试各个样品的有机碳含量TOC、热解气态烃SO、热解游离烃S1、热解裂解烃S2、全烃含量Pg、岩石矿物含量和常规物性参数、孔隙度及含油性种类。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤4中，在中途测井或完钻测井后，利用测井曲线，判断页岩油储层岩相类别，挑选出页岩油岩相敏感曲线，建立页岩油测井解释图版。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤4中，采用曲线交汇法，通过声波-电阻率曲线和自然伽马-声波曲线重叠交会，直观指示页岩油有利储层含油性和可压性，获得纵向有利岩相分布，优选岩相组合和有利集中段。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤5中，油页岩“甜点”快速评价公式：

Y_甜点指数＝aX_钻井+bX_气测+cX_{非常规录井}+dX_测井 (1)

其中：X_{非常规录井}＝eX_TOC+fX_S1+gX_S0 (2)

X_测井＝hX_GR+iX_RT+jX_AC+kX_CNL+lX_DEN (3)

式中：权系数a、b、c、d、…k、l通过变异系数法求取。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，各权系数计算方法具体如下：选取研究区块中至少5口页岩油试油井，整理所有试油井段的钻时、气测数据、非常规录井数据、实验分析化验数据和常规测井曲线；

将整理的数据分别代入变异系数公式中，公式如下：

式中：V_i是第i项数据的变异系数，σ_i是第i项数据的标准差，X_i是第i项数据的平均值；

其中：σ_i的标准差和

的平均值的公式如下：

式中：σ_i第i项数据的标准差，N是各项数据的总数，X_i是第i项数据，

是第i项数据；

计算各项数据的权重公式：

式中：W_i是各项数据的权重，V_i是第i项数据的变异系数；

对所有各项数据的权重进行归一化，公式如下：

式中：Y_i是归一化后的各项数据的权重，W利用变异系数法求得的权重，W_min变异系数法求得的权重最小值，W_max变异系数法求得的权重最大值。

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