CN116341170A

CN116341170A - 一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法及系统

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Publication number: CN116341170A
Application number: CN202111599493.1A
Authority: CN
Inventors: 吴刚; 刘兴礼; 黄若坤; 张承森; 信毅; 吴兴能; 柳先远; 王建伟; 李进福; 王青; 李华玮; 唐保勇
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-06-27

Abstract

本发明涉及一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法，所述方法包括以下步骤，获取油田数据；根据所述油田数据获取100％含水储层测井数据点，拟合视水层电阻率；根据所述视水层电阻率计算含油饱和度。所述获取油田数据包括，获取储层的测井自然伽马曲线GR、测井密度曲线DEN和储层电阻率曲线Rt；一种计算泥质砂岩储存含油饱和度的系统，所述系统包括，数据获取单元，用于获取油田数据；数据拟合单元，用于根据所述油田数据读取100％含水储层测井数据点，拟合视水层电阻率；数据计算单元，用于根据所述含水饱和度计算含油饱和度。通过本方法进行计算，具有误差小、准确度高的效果。

Description

一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法及系统

技术领域

本发明属于油田探测与开发的技术领域，特别涉及一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法及系统。

背景技术

对于泥质砂岩，无论是预探井还是开发井，通常采集常规曲线进行储层评价，利用自然伽马、自然电位结合井径识别岩性；利用声波测井、密度测井、中子测井来计算孔隙度；利用深、中、浅三电阻率曲线来识别含油性。为了准确计算含油饱和度，一般采用取心井的岩心，在实验室通过岩电实验来确定岩电参数a、b、m、n，最后采用阿尔奇方程计算储层含水饱和度，利用含水饱和度与含油饱和度的互补关系来反算含油饱和度，即含油饱和度等于1减去含水饱和度。

在相关技术中，阿尔奇岩电模型是基于纯砂岩实验得到的，对于大多数的中高孔渗均质泥质砂岩储层是适用的，但其没有考虑岩性变化对测井响应的影响，对于现阶段越来越多的非均质复杂岩性油气藏等非常规油气藏，其评价结果误差较大，应用效果差。因此需要一种综合考虑储层岩性、物性及电性计算含油饱和度的新方法，用于节省成本，提高测井解释评价的符合率。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法及系统。

第一方面，本发明公开了一种计算泥质砂岩储层含油饱和度的方法，所述方法包括以下步骤，获取油田数据；根据所述油田数据获取100％含水储层测井数据点，拟合视水层电阻率；根据所述视水层电阻率计算含油饱和度。

更进一步的，所述获取油田数据包括，获取储层的测井自然伽马曲线GR、测井密度曲线DEN和储层电阻率曲线R_t。

更进一步的，所述获取视水层电阻率值具体包括，所述视水层电阻率值通过下式计算得到，

ln(R_ta100)＝f*GR+g*DEN-h (4)

其中，R_ta100为视水层电阻率值，ln(R_ta100)为视水层电阻率值的自然对数值，GR为测井自然伽马曲线，DEN为测井密度曲线，f、g和h为计算常数。

更进一步的，根据所述视水层电阻率计算含油饱和度包括，

在储层含水饱和度100％时，得到下式：

其中，a、b、m、n为储层岩电参数；R_ta100为视水层电阻率，R_W为地层水电阻率，

为地层孔隙度，R_t为地层实测电阻率；

根据式(5)和式(6)获取含油饱和度。

更进一步的，所述计算含油饱和度还包括，根据所述式(5)和式(6)得到下式，

S_w＝(R_ta100/R_t)^1/n (7)

其中，S_w为含水饱和度，R_t为地层实测电阻率，R_ta100为地层视水层电阻率，n为饱和度指数；根据所述含水饱和度获取含油饱和度。

更进一步的，根据所述含水饱和度计算含油饱和度，具体包括，获取定值1与所述含水饱和度的差值作为所述含油饱和度，通过下式表示，

S_O＝1-S_w

其中，S_O为含油饱和度，S_w为含水饱和度。

另一方面，本发明公开了一种计算泥质砂岩储存含油饱和度的系统，所述系统包括，数据获取单元，用于获取油田数据；数据拟合单元，用于根据所述油田数据读取100％含水储层测井数据点，拟合视水层电阻率；数据计算单元，用于根据所述含水饱和度计算含油饱和度。

更进一步的，所述数据获取单元获取的油田数据包括，储层的测井自然伽马曲线GR、测井密度曲线DEN和储层电阻率曲线Rt；

所述视水层电阻率值通过下式计算得到，

ln(R_ta100)＝f*GR+g*DEN-h(4)

其中，R_ta100为视水层电阻率值，ln(R_ta100)为视水层电阻率值的自然对数值；GR为测井自然伽马曲线；DEN为测井密度曲线；R_ta100为视水层电阻率值，f、g和h为计算常数。

更进一步的，所述数据计算单元获取含油饱和度具体包括，

在储层含水饱和度100％时，得到下式：

其中，a、b、m、n为储层岩电参数，R_ta100为视水层电阻率，R_W为地层水电阻率，

为地层孔隙度，R_t为地层实测电阻率；

获取所述含水饱和度还包括，根据所述式(5)和式(6)得到下式并计算所述含水饱和度，

S_w＝(R_ta100/R_t)^1/n (7)

其中，S_w为含水饱和度，R_t为地层实测电阻率，R_ta100为地层视水层电阻率，n为饱和度指数；所述计算单元根据所述含水饱和度获取含油饱和度。

更进一步的，所述饱和度计算单元计算含油饱和度，具体包括，获取定值1与所述含水饱和度的差值作为所述含油饱和度，通过下式表示，

S_O＝1-S_W

其中，S_O为含油饱和度，S_w为含水饱和度。

本发明至少具有如下的优点，

通过本方法，既考虑储层岩性的影响，又考虑了储层物性的影响，同时，可以排除岩电参数不准确以及地层水电阻率测量带来的误差，因此在低孔低渗复杂岩性油气藏等非常规油气藏中应用效果较好，准确率高。

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指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实验分析粒度中值与测井伽马、密度交会图；

图2是实验分析粒度中值与测井伽马、密度三维交会图；

图3是纯水层粒度中值与深电阻率交会图；

图4是为100％含水的纯水层电阻率-伽马-密度三维关系图；

图5是采用阿尔奇方法和本申请方法的测井处理结果对比图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种计算泥质砂岩储存含油饱和度的系统，所述系统包括，数据获取单元，用于获取油田数据；数据拟合单元，用于根据所述油田数据读取100％含水储层测井数据点，拟合视水层电阻率；数据计算单元，用于根据所述含水饱和度计算含油饱和度。获取的油田数据包括有储层的测井自然伽马曲线GR、测井密度曲线DEN和储层电阻率曲线Rt。此外，使用测井声波曲线AC可以代替测井密度曲线DEN，起到相同的效果。

本实施例还公开了一种计算泥质砂岩储存含油饱和度的方法，本方法和本系统的主要效果是，通过获取单元获取的油田数据就可以进行含油饱和度的计算，不需要再借助岩电参数，下面将对本方法进行进一步的介绍。

该方法包括以下的步骤，

S1、数据获取单元获取视油田数据。

获取的油田数据为储层的测井自然伽马曲线GR、测井密度曲线DEN和储层电阻率曲线Rt。

S2、数据拟合单元，根据所述油田数据获取100％含水储层测井数据点，并拟合视水层电阻率。

在获取视水层电阻率值时，需要先获取粒度中值曲线LD，图1是本实施例中实验分析粒度中值与测井伽马、密度交会图。地层粒度中值与GR相关，与测井体积密度DEN也相关，单独用某一项属性去表征误差较大，采用二元拟合能够得到更好的效果。参照图2，是实验分析粒度中值与测井伽马、密度三维交会图。参照图2，粒度中值是GR和DEN的函数。粒度中值曲线LD的函数如下所示，

LD＝c-d*GR-e*DEN (1)

其中，c、d和e均为常数，将常数的数值代入到式(1)中，可以得到下式，

LD＝4.723-0.016*GR-1.36*DEN (1)

在式(1)中，LD为粒度中值曲线,单位为mm；GR为测井自然伽马曲线,单位为API，DEN为测井体积密度曲线，单位为g/cm3。

地层的粒度中值曲线LD包含有岩性与物性信息，研究其与电性之间的关系，为了排除含油性的影响，选取另外一个区块的100％含水地层进行相关性分析。结果如图3所示，为纯水层粒度中值与深电阻率交会图。

LD与测井电阻率交会图上可以看出二者具有较好的相关性。定义100％含水储层电阻率为R_ta100，有：

ln(R_ta100)＝0.7007-1.387*LD (2)

式中LD为粒度中值曲线，R_ta100为100％含水储层的电阻率，单位为欧姆·米。

将(1)式与(2)式合并，得到：

ln(R_ta100)＝0.022*GR+1.886*DEN-5.85 (3)

参照图4，为100％含水的纯水层电阻率-伽马-密度三维关系图，即在100％含水储层中，取对数的实测储层电阻率与储层的测井自然伽马曲线GR和测井体积密度曲线DEN之间呈线性关系。将100％含水储层的电阻率R_ta100、测井自然伽马曲线GR、测井体积密度曲线DEN的数据点在相关联的三维图上落在一个面上，即纯水平面。油田层系的100％含水的纯水层的实测数据点得到证实。

设待求储层测井数据为储层电阻率曲线R_t、测井体积密度曲线DEN、测井自然伽马曲线GR，将测井数据点带入(3)式可得到该层100％含水时的视水层电阻率值R_ta100，即：

ln(R_ta100)＝f*GR+g*DEN-h (4)

其中，f、g和h均为常数，将其代入到式(4)中，以得到下式，

ln(R_ta100)＝0.022*GR+1.886*DEN-5.85 (4)

通过式(4)可以进行计算并得到视水层电阻率值，地层实测电阻率地层水电阻率和地层孔隙度可以通过测量来得到，R_ta100为视水层电阻率值，ln(R_ta100)为视水层电阻率值的自然对数。

S3，数据计算单眼根据视水层电阻率计算含油饱和度。

待求的储层的孔隙度

地层水电阻率为Rw,那么若储层含水饱和度100％时，即储层的含水饱和度等于100％，有：

式中，a、b、m、n为储层岩电参数，R_ta100为该层视水层电阻率,单位为欧姆·米，R_w为地层水电阻率，单位为欧姆·米；

为地层孔隙度，为小数。

设待求的储层含水饱和度S_w，则有，

式中：a、b、m、n为储层岩电参数；Rt为待求地层实测电阻率，单位为欧姆·米；R_w为地层水电阻率，单位为欧姆·米；

为待求地层孔隙度，为小数。两式相除(6)/(5)可以得：

S_w ⁿ/1ⁿ＝R_ta100/R_t也即：S_w＝(R_ta100/R_t)^1/n (7)

式中：S_w为待求储层含水饱和度，R_t为待求地层实测电阻率，单位为欧姆·米；R_ta100为待求地层的视水层电阻率值，单位为欧姆·米。

其中R_ta100可采用实际测量数据带入(4)式求得；n值为饱和度指数，可以选用本井区的岩电实验参数，也可以由本井区的原始100％含水储层测井数据反算求得。通过式(7)进行计算，不需要得到每个岩电参数即可进行计算，使得计算过程更加简便。

在获取了所求底层的含水饱和度之后，通过定值1和含水饱和度的差值可以得到所述含油饱和度，也即1减去含水饱和度的得到的差值作为含油饱和度。也即，

通过S_O＝1-S_W，即可求取待求储层的含油饱和度，S_O为含油饱和度，S_w为含水饱和度。

通过上述的方法，可以得到所求地层的含油饱和度。

本方法的过程概述为，首先对待求井区已有的测井数据进行深度匹配、测井曲线标准化等数据整理工作。其次，选取井区内纯水层井段，读取测井数据(分别有高、中、低数值，这样的数据具有代表性)。然后，建立视水层电阻率与自然伽马、岩性密度之间的关系，拟合A、B、C的值，也即，

ln(R_ta100)＝A*GR+B*DEN+C

最后，建立饱和度计算模型。设待求储层的测井值：根据公式(7)，S_w＝(R_ta100/R_t)^1/n

将第三步视水层电阻率代入公式有：

S_w＝(E^{(A*GR+B*DEN+C)}/R_t)^1/n

在得到S_w之后，计算含油饱和度，即通过式S_o＝1-S_w来进行计算得到所求层的含油饱和度。

参照图5，为采用阿尔奇方法和本方法的测井处理结果对比图。采用阿尔奇模型计算，4559.3-4569.7米井段均为油气层，采用本发明方法计算，4559.3-4560.3米井段为油气层，4560.3-4561.7米井段为油水同层，4561.7-4563.7米井段为含油水层。通过在4555.0-4562.0米井段试油，折日产油7.94立方米，天然气26295立方米，水20.3立方米。试油试采结果证实本方法的计算更准确更可靠，为试油方案设计提供更可靠的测井技术支持。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。