CN115749761A - 一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法 - Google Patents

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廖勇
赵红燕
石元会
冯亦江
叶应贵
谭判
杨露鸿
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Abstract

本发明涉及非常规油气储层评价技术领域，具体涉及一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法。方法为获取区域页岩油气勘探发现井资料，包括测井、录井、试气资料；建立目标层区域评价标准，绘制TOC‑BI‑POR三参数评价图版；获取待评价井页岩层段和解释参数；投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC‑BI‑POR三参数评价图版；依据TOC‑BI‑POR三参数评价图版解释储层分级；输出评价结果。表征了页岩原生品质、储集性能、可压性，可实现快速准确评价海相、陆相页岩油气储层的目的，为水平井穿行靶窗优选提供依据，降低勘探开发成本。

Description

一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法
技术领域
本发明涉及非常规油气储层评价技术领域，具体涉及一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法。
背景技术
国内页岩气勘探与开发实践证实，页岩储层评价参数众多，页岩储层的原生品质、储集性能、可压性等因素是决定页岩油气井产能高低的最直接关键因素，随钻过程中快速评价页岩油气储层的优劣，对指导水平井钻井和高效开发页岩油气资源具有重要价值。
四川盆侏罗系是重要陆相页岩勘探层系，发育多套既含油又含气的页岩层，与盆地内志留系龙马溪组海相页岩相比，陆相页岩储层的在原生品质、储集性能、可压性等指标均表现出一定的差异性，具体表现在：陆相富有机质页岩的有机质含量、石英含量均较低，储集条件以无机孔隙为主，地质评价指标与可压性评价指标表现为一种弱负相关，这一差别导致了陆相页岩地质甜点与工程甜点相矛盾，因此，在海相页岩储层建立的评价方法在陆相页岩储层评价中并不完全适用；如何兼顾地质评价指标、可压性评价指标，寻找地质、工程评价指标的合理匹配，优选出地质、工程“双优”甜点，成为陆相页岩油气储层评价急需解决的难题。
实践证明，总有机碳含量、总孔隙度、脆性指数是页岩储层的三个重要评价参数，三个参数表征了页岩储层的含油气性能、储集性能和可压性，目前，基于总孔隙度和总有机碳含量等两参数交会评价图版较多，由于考虑因素不够全面，现有评价模型与方法存在一定不足，缺乏基于页岩品质、储集性能、可压性的多参数评价交会解释图版方法，尤其是在陆相页岩油气储层的评价上这一需求显得更为突出。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，通过建立基于页岩总有机碳含量TOC、脆性指数BI、总孔隙度POR的页岩油气储层三参数评价图版，表征了页岩原生品质、储集性能、可压性，可实现快速准确评价海相、陆相页岩油气储层的目的，为水平井穿行靶窗优选提供依据，降低勘探开发成本。
本发明提供的一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，包括
获取区域页岩油气勘探发现井资料，包括测井、录井、试气资料；
建立目标层区域评价标准，绘制TOC-BI-POR三参数评价图版；
获取待评价井页岩层段和解释参数；
投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC-BI-POR三参数评价图版；
依据TOC-BI-POR三参数评价图版解释储层分级；
输出评价结果。
较为优选的，所述区域页岩油气勘探发现井为油气田开发第一个阶段完成试气任务的井；所述测井、录井资料包括页岩层段的总有机碳含量TOC、脆性指数BI和总孔隙度POR；所述试气资料包括试气井段L、单井初期最高稳定产气量Qgmax、单井初期最高稳定产油量Ygmax。
较为优选的，在获取所述单井初期最高稳定产气量Qgmax后，还包括按照天然气与油的转换关系，将单井初期最高产稳定气量换算成每1000.0m水平段单井初期最高稳定油气当量。
较为优选的，所述建立目标层区域评价标准，绘制TOC-BI-POR三参数评价图版包括：
依据区域页岩油气勘探发现井的测井、录井资料建立目标层区域评价标准；
进行储层级别分类，包括在TOC-BI-POR三参数评价图版上，用不同的符号对不同分级进行标注，其中，一个页岩层段包括TOC与BI、TOC与POR两个数据点；
页岩储层分级区域划分，包括分别对各分级页岩储层TOC与BI、TOC与POR样本数据点所在区域进行储层分级区域划分；
将已确定的页岩储层分级划分标准绘制到TOC-BI-POR图版上。
较为优选的，所述依据区域页岩油气勘探发现井的测井、录井资料建立目标层区域评价标准包括：
以总有机碳含量TOC为横向坐标轴X，脆性指数BI为主要纵向坐标轴Y1、总孔隙度POR为次要纵向坐标轴Y2，构成TOC-BI-POR三参数评价图版；
其中，TOC、BI、POR坐标轴刻度均保留1位小数；区域页岩油气勘探发现井页岩层段样本数据不少于3口井、20个页岩层段。
较为优选的，所述储层级别分类包括：
页岩储层水平井压裂试气满足单井初期最高稳定油气当量/km≥20.0t/d，则分级为Ⅰ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气满足10.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜20.0t/d，则分级为Ⅱ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气满足2.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜10.0t/d，则分级为Ⅲ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气无产能，则分级为非有效页岩层。
较为优选的，所述获取待评价井页岩层段和解释参数包括：
获取待评价井页岩层段的总有机碳含量TOC、脆性指数BI、总孔隙度POR、气测全烃含量Ct、甲烷含量C1；
当测井和录井储层井段划分一致时，直接选用测井解释井段作为页岩层段；
当测井和录井储层井段划分不一致时，选用岩性为页岩、气测全烃含量Ct和甲烷含量C1有明显异常的井段作为页岩层段。
较为优选的，选用所述测井解释井段作为页岩层段时，还包括：
待评价井参数总有机碳含量TOC选用地化录井测量结果的算术平均值；
脆性指数BI选用元素录井中测量的元素矿物组分计算结果的算术平均值；
总孔隙度POR选用测井数据的算术平均值；
其中，每层段选用一组数据。
较为优选的，所述投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC-BI-POR三参数评价图版包括：
将待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR值分别投点到绘制的所述TOC-BI-POR三参数评价图版上；
在TOC-BI-POR三参数评价图版上，将待评价井页岩层段的TOC与BI的数据交会点、TOC与POR的数据交会点分别用不同的符号表示。
较为优选的，所述依据TOC-BI-POR三参数评价图版解释储层分级包括：
在绘制的TOC-BI-POR三参数评价图版上，依据储层分级解释方法对待评价井页岩层段数据点所在的区域解释储层分级。
本发明的有益效果为：
本方法基于页岩总有机碳含量TOC、脆性指数BI、总孔隙度POR建立的TOC-BI-POR三参数交会评价图版直观简洁，评价结果可靠，综合考虑利用总有机碳含量TOC-脆性指数BI-总孔隙度POR来表征页岩原生品质、储集性能、可压性，三种评价指标充分挖掘了地质参数与工程参数的表征价值，可实现快速准确评价海相、陆相页岩油气储层的目的，为水平井穿行靶窗优选提供依据，降低勘探开发成本。解决了传统评价方法在陆相页岩油气评价精确度不高、可靠性差的问题。此外，TOC-BI-POR三参数交会评价图版涉及的评价参数易于获取，图版制作简便，适用于国内陆相、海相页岩气等非常规储层快速精细评价的需要，易于推广。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明四川盆地涪陵气田FX区块陆相页岩油气储层的三参数评价图版式样示意图。
具体实施方式
为了使本申请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，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。
实施例一
图1示出了本申请较佳实施例(图1示出了本申请第一实施例)提供的一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
步骤1，获取区域页岩油气勘探发现井资料(包括测井、录井、试气资料)；
(1)所述区域页岩油气勘探发现井是指在油气田开发第一个阶段完成试气任务的井；
(2)所述测井、录井资料包括页岩层段的总有机碳含量(TOC)、脆性指数(BI)、总孔隙度(POR)，TOC、POR、BI计量单位均为％；
(3)所述试气资料包括试气井段(L)、单井初期最高稳定产气量(Qgmax)、单井初期最高稳定产油量(Ygmax)，试气井段(L)计量单位为m，Qgmax计量单位为m3/d，Ygmax计量单位为t/d；
(4)按1000.0m3天然气相当于1.0t油，将单井初期最高稳定产气量换算成每1000.0m水平段单井初期最高稳定油气当量，单井初期最高稳定油气当量计量单位为t/d。
步骤2，建立目标层区域评价标准，绘制TOC-BI-POR三参数评价图版；
(1)依据区域页岩油气勘探发现井的测井、录井资料建立目标层区域评价标准；
以总有机碳含量(TOC)为横向坐标轴(X)，脆性指数(BI)为主要纵向坐标轴(Y1)、总孔隙度(POR)为次要纵向坐标轴(Y2)，构成TOC-BI-POR三参数评价图版；TOC、BI、POR坐标轴刻度均保留1位小数；区域页岩油气勘探发现井页岩层段样本数据应不少于3口井、20个页岩层段；
(2)进行储层级别分类；在TOC-BI-POR三参数评价图版上，用不同的符号对不同分级进行标注，1个页岩层段包括TOC与BI、TOC与POR两个数据点；
所述页岩储层分级原则：Ⅰ类页岩储层水平井压裂试气能够获得高产，单井初期最高稳定油气当量/km≥20.0t/d；Ⅱ类页岩储层水平井压裂试气能够获得中等产量，10.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜20.0t/d；Ⅲ类页岩储层水平井压裂试气能够获得低产量，2.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜10.0t/d；非有效页岩层压裂试气无产能。
(3)页岩储层分级区域划分：分别对各分级页岩储层TOC与BI、TOC与POR样本数据点所在区域进行储层分级区域划分；
划分原则：90.0％以上的Ⅰ类页岩储层数据点所在的区域为Ⅰ类页岩储层区，90.0％以上的Ⅱ类页岩储层数据点所在区域为Ⅱ类页岩储层区域，90.0％以上的Ⅲ类页岩储层数据点所在区域为Ⅲ类页岩储层区域；Ⅲ类区下限以外区域为非有效页岩储层区域；
在TOC-BI-POR三参数评价图版上，Ⅰ类页岩储层TOC与BI的数据交会点用“■”表示、TOC与POR的数据交会点用“□”表示，Ⅱ类页岩储层TOC与BI的数据交会点用“●”表示、TOC与POR的数据交会点用“○”表示，Ⅲ类页岩储层TOC与BI的数据交会点用“◆”表示、TOC与POR的数据交会点用“◇”表示，非有效储层TOC与BI的数据交会点用“▲”表示、TOC与POR的数据交会点用“△”表示；
以四川盆地涪陵页岩气田FX区块陆相页岩储层为例，3口井43个页岩层段的TOC-BI-POR三参数评价图版(见图2)显示：Ⅰ类页岩储层，TOC≧2.0％、BI≧40.0％、POR≧5.0％；Ⅱ类页岩储层，1.0％≤TOC＜2.0％、35.0％≤BI＜40.0％、3.0％≤POR＜5.0％；Ⅲ类页岩储层，0.5％≤TOC＜1.0％、30.0％≤BI＜35.0％、2.0％≤POR＜3.0％；非有效页岩储层，TOC＜0.5％、BI＜30.0％、POR＜2.0％；
(4)将已确定的页岩储层分级划分标准绘制到TOC-BI-POR图版上，TOC的4个分级用3条纵向实线表示，BI的4个分级用3条横向实线表示，POR的4个分级用3条横向虚线表示；
步骤3，获取待评价井页岩层段和解释参数(包括TOC-BI-POR)；
(1)获取待评价井页岩层段的总有机碳含量(TOC)、脆性指数(BI)、总孔隙度(POR)、气测全烃含量(Ct)、甲烷含量(C1)，TOC、POR、BI、Ct、C1计量单位均为％；
(2)当测井和录井储层井段划分一致时，直接选用测井解释井段作为页岩层段；待评价井参数总有机碳含量(TOC)选用地化录井测量结果的算术平均值，脆性指数(BI)选用元素录井中测量的元素矿物组分计算结果的算术平均值，总孔隙度(POR)选用测井数据的算术平均值，每层段选用一组数据；
(3)当测井和录井储层井段划分不一致时，选用岩性为页岩、气测全烃含量(Ct)和甲烷含量(C1)有明显异常的井段作为页岩层段。
步骤4，投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC-BI-POR三参数评价图版；
(1)将待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR值分别投点到步骤2)绘制的TOC-BI-POR三参数评价图版上；
(2)在TOC-BI-POR三参数评价图版上，将待评价井页岩层段的TOC与BI的数据交会点用“★”表示、TOC与POR的数据交会点用“☆”表示；
步骤5，依据TOC-BI-POR三参数评价图版解释储层分级；
在绘制的TOC-BI-POR三参数评价图版上；依据储层分级解释方法对待评价井页岩层段数据点所在的区域解释储层分级；
Ⅰ类页岩储层解释方法，待评价井页岩层段的TOC与BI的数据点、TOC与POR的数据交会点同时落在各自划分的Ⅰ类页岩储层区；
Ⅱ类页岩储层解释方法，分两种情况解释，一是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点有一点落在各自划分的Ⅰ类页岩储层区、一点落在各自划分的Ⅰ类页岩储层区以下区域，二是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点同时落在各自划分Ⅱ类页岩储层区；
Ⅲ类页岩储层解释方法，分两种情况解释，一是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点有一点落在各自划分的Ⅱ类页岩储层区、一点落在各自划分的Ⅱ类页岩储层区以下区域，二是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点同时落在各自划分的Ⅲ类页岩储层区；
非有效储层解释方法，分两种情况解释，一是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点有一点落在各自划分的Ⅲ类页岩储层区、一点落在各自划分的非有效页岩储层区，二是待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR的数据交会点同时落在各自划分的非有效页岩储层区。
步骤6，输出评价结果。
按照用户要求输出评价结果，内容包括页岩层段、TOC、BI、POR、解释结论。
本发明已在四川盆地涪陵气田海相、陆相页岩油气储层的精细评价中进行了应用，指导侧钻水平井靶框选层110余口，水平段在Ⅰ类页岩层段穿行平均为90.0％，经大型压裂试气均获得高产，其中在陆相页岩A井试气初期最高稳定油气当量达到47.9t/d/km，海相页岩气B井试气初期最高稳定油气当量超过50.0t/d/km，满足了测录井页岩储层精细解释评价和工程服务需要，具有良好的推广应用价值。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于：包括
获取区域页岩油气勘探发现井资料，包括测井、录井、试气资料；
建立目标层区域评价标准，绘制TOC-BI-POR三参数评价图版；
获取待评价井页岩层段和解释参数；
投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC-BI-POR三参数评价图版；
依据TOC-BI-POR三参数评价图版解释储层分级；
输出评价结果。
2.根据权利要求1所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于：所述区域页岩油气勘探发现井为油气田开发第一个阶段完成试气任务的井；所述测井、录井资料包括页岩层段的总有机碳含量TOC、脆性指数BI和总孔隙度POR；所述试气资料包括试气井段L、单井初期最高稳定产气量Qgmax、单井初期最高稳定产油量Ygmax。
3.根据权利要求2所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于：在获取所述单井初期最高稳定产气量Qgmax后，还包括按照天然气与油的转换关系，将单井初期最高稳定产气量换算成每1000.0m水平段单井初期最高稳定油气当量。
4.根据权利要求1所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述建立目标层区域评价标准，绘制TOC-BI-POR三参数评价图版包括：
依据区域页岩油气勘探发现井的测井、录井资料建立目标层区域评价标准；
进行储层级别分类，包括在TOC-BI-POR三参数评价图版上，用不同的符号对不同分级进行标注，其中，一个页岩层段包括TOC与BI、TOC与POR两个数据点；
页岩储层分级区域划分，包括分别对各分级页岩储层TOC与BI、TOC与POR样本数据点所在区域进行储层分级区域划分；
将已确定的页岩储层分级划分标准绘制到TOC-BI-POR图版上。
5.根据权利要求4所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述依据区域页岩油气勘探发现井的测井、录井资料建立目标层区域评价标准包括：
以总有机碳含量TOC为横向坐标轴X，脆性指数BI为主要纵向坐标轴Y1、总孔隙度POR为次要纵向坐标轴Y2，构成TOC-BI-POR三参数评价图版；
其中，TOC、BI、POR坐标轴刻度均保留1位小数；区域页岩油气勘探发现井页岩层段样本数据不少于3口井、20个页岩层段。
6.根据权利要求4所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述储层级别分类包括：
页岩储层水平井压裂试气满足单井初期最高稳定油气当量/km≥20.0t/d，则分级为Ⅰ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气满足10.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜20.0t/d，则分级为Ⅱ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气满足2.0t/d≤单井初期最高稳定油气当量/km＜10.0t/d，则分级为Ⅲ类页岩储层；
页岩储层水平井压裂试气无产能，则分级为非有效页岩层。
7.根据权利要求1所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述获取待评价井页岩层段和解释参数包括：
获取待评价井页岩层段的总有机碳含量TOC、脆性指数BI、总孔隙度POR、气测全烃含量Ct、甲烷含量C1；
当测井和录井储层井段划分一致时，直接选用测井解释井段作为页岩层段；
当测井和录井储层井段划分不一致时，选用岩性为页岩、气测全烃含量Ct和甲烷含量C1有明显异常的井段作为页岩层段。
8.根据权利要求7所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，选用所述测井解释井段作为页岩层段时，还包括：
待评价井参数总有机碳含量TOC选用地化录井测量结果的算术平均值；
脆性指数BI选用元素录井中测量的元素矿物组分计算结果的算术平均值；
总孔隙度POR选用测井数据的算术平均值；
其中，每层段选用一组数据。
9.根据权利要求1所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述投射待评价井页岩层段的解释参数到目标层区域TOC-BI-POR三参数评价图版包括：
将待评价井页岩层段的TOC与BI、TOC与POR值分别投点到绘制的所述TOC-BI-POR三参数评价图版上；
在TOC-BI-POR三参数评价图版上，将待评价井页岩层段的TOC与BI的数据交会点、TOC与POR的数据交会点分别用不同的符号表示。
10.根据权利要求1所述的基于页岩油气储层三参数评价图版的评价方法，其特征在于，所述依据TOC-BI-POR三参数评价图版解释储层分级包括：
在绘制的TOC-BI-POR三参数评价图版上，依据储层分级解释方法对待评价井页岩层段数据点所在的区域解释储层分级。
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