CN116357308A - 一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质 - Google Patents
一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质，是以核磁测井数据区间孔隙度为基础，确定出区间孔隙度截止值后的孔隙度与S1的相关性，相关性好坏代表着含油储集空间多少。可以对页岩含油性起到指示的作用。能够解决页岩储层因常规储层含油性的评价方法中密闭取芯测定饱和度、基于岩石物理实验的测井饱和度解释模型、利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度不适用页岩油储层。准确计算页岩储层含油气饱和度，为测井评价储层以及油田勘探、开发提供帮助，在计算页岩储层含油饱和度方面具备其它饱和度模型无可比拟的优势，实际应用效果显著，极具推广价值。
Description
技术领域
本发明属于涉及石油、天然气勘探、开发的一种测井计算油气饱和度评价方法技术领域，具体涉及一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质。
背景技术
页岩油在大庆油田的勘探开发中已成为油气接替的重要领域。这类储层具有粘土含量高，有效孔隙度较低，常规储层含油性的评价方法中密闭取芯测定饱和度、基于岩石物理实验的测井饱和度解释模型、利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度不适用页岩油。由于页岩油是储存在大段富含有机质的页岩中无机及有机孔隙中的游离烃，及吸附在有机质和岩石颗粒表面的吸附烃，而核磁共振测井测量的是地层中氢核的共振驰豫特性。
因此，它能够反映储层的物性和其中流体的性质。利用核磁共振测井可以探测到储存在页岩中的无机及有机孔隙中的液态烃，但探测到的烃有多少是游离烃还不能确定。
现有技术中，没有通过对热解S1和以核磁测井数据区间孔隙度为基础，建立物理模型确定出页岩油的含油饱和度，这也使得无法对页岩油含量进行检测，无法准确对页岩油含量进行把控，导致现场开采过程中较为被动。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质，能够实现根据饱和度物理模型确定出页岩油的含油饱和度。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1：根据核磁共振测井观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系，确定地层总孔隙度,进而提取核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度；
A2：根据提取到的核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度，并与岩石中热解烃含量S1做相关性分析，并得到相关性变好的驰豫时间；
A3：根据相关性变好的驰豫时间得到页岩含油饱和度计算公式，并完成页岩含油饱和度计算。
进一步，所述步骤A1中提取核磁共振测井数据区间孔隙度，观测孔隙度并分解为不同弛豫时间区间的孔隙度，对于P型核磁得到多个BIN孔隙度分布，并分别得到对应的P型弛豫时间和CMR核磁弛豫时间。
进一步，所述步骤A1中的数据区间孔隙度计算步骤为，
其中，
和E(0)均为孔隙度，Pi为i弛豫时间的孔隙分布。
进一步，所述步骤A1中的得到13个BIN的孔隙度分布，包括P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12和P13，
其分别对应的P型弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、64ms、128ms、256ms、512ms、1024ms、2048ms；
其分别对应的CMR核磁弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、大于64ms。
进一步，所述步骤A2中的比较相关性的步骤为：
对比核磁共振测井总孔隙度、大于4ms之后区间孔隙度、大于8ms之后区间孔隙度、大于16ms之后区间孔隙度、大于32ms之后区间孔隙度、大于64ms之后区间孔隙度与S1的相关性，得到T2大于8ms的孔隙度与S1相关性好于T2大于4ms的孔隙度，得到T2弛豫时间大于8ms的孔隙空间与S1相关性好。
进一步，所述步骤S3中页岩含油饱和度计算步骤为：
根据页岩中有效孔隙体积计算公式和页岩中油气体积计算公式，得到页岩中油气饱和度为：
式中，φ>8ms为核磁测井大于8ms之后的区间孔隙度，φe为储层有效孔隙度。
进一步，所述页岩中有效孔隙体积为：
Ve＝φe*V；
页岩中油气体积为：
V>8ms＝φ>8ms*V；
式中，φ>8ms为核磁测井大于8ms之后的区间孔隙度，φe为储层有效孔隙度。
一种用于计算页岩油含油饱和度系统，其特征在于，根据一种用于计算页岩油含油饱和度方法，包括以下步骤：
提取核磁测井数据区间孔隙度单元，用于观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系，提取核磁测井数据区间孔隙度；
比较核磁测井数据区间孔隙度与S1的相关性模块，用于根据提取到的核磁测井数据区间孔隙度，并与S1比较得到其相关性，并得到相关性好的豫驰时间；
页岩含油饱和度计算模块，用于根据相关性好的豫驰时间得到页岩含油饱和度计算公式，并完成页岩含油饱和度计算。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质，是以核磁测井数据区间孔隙度为基础，确定出区间孔隙度截止值后的孔隙度与S1的相关性，相关性好坏代表着含油储集空间多少。可以对页岩含油性起到指示的作用。能够解决页岩储层因常规储层含油性的评价方法中密闭取芯测定饱和度、基于岩石物理实验的测井饱和度解释模型、利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度不适用页岩油储层的问题。准确计算页岩储层含油气饱和度，为测井评价储层以及油田勘探、开发提供帮助，在计算页岩储层含油饱和度方面具备其它饱和度模型无可比拟的优势，实际应用效果显著，极具推广价值。
附图说明
图1为本发明具体实施例中一种用于计算页岩油含油饱和度方法流程图；
图2为本发明具体实施例中各种区间孔隙度与S1的相关性对比图；
图3为本发明具体实施例中实际井资料处理效果示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种用于计算页岩油含油饱和度方法，如图1所示，包括以下步骤：
A1：根据核磁共振测井观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系，确定地层总孔隙度,进而提取核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度；
A2：根据提取到的核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度，并与岩石中热解烃含量S1做相关性分析，并得到相关性变好的驰豫时间；
A3：根据相关性变好的驰豫时间得到页岩含油饱和度计算公式，并完成页岩含油饱和度计算。
具体的，首先提取核磁共振测井区间孔隙度，及每个截止值后的的孔隙度。进行游离烃S1与每个截止值后的的孔隙度相关性的对比，找出相关性变好的孔隙度区间，以核磁共振测井数据区间孔隙度为基础，确定出区间孔隙度截止值后的孔隙度与S1的相关性，相关性好坏代表着含油储集空间多少，根据饱和度物理模型建立页岩含油气饱和度数学公式；可以对页岩含油性起到指示的作用。
本发明提供的一种优选实施例为，所述步骤A1中提取核磁共振测井区间孔隙度数据，观测总孔隙度并分解为不同弛豫时间区间的孔隙度，对于P型、CMR核磁测井得到多个BIN孔隙度分布，并分别得到对应的P型弛豫时间和CMR核磁弛豫时间。
进一步的，核磁共振测井确定地层孔隙度的依据来自观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系；它在零时刻的数值大小将与地层孔隙中的含氢总量成正比，由此，经过恰当的标定，即可把零时刻的信号强度标定为岩层的总孔隙度。，所述步骤A1中的数据区间孔隙度计算步骤为，
其中，
和E(0)均为孔隙度，Pi为i弛豫时间的孔隙分布。
具体的，所述步骤A1中的得到13个BIN的孔隙度分布，包括P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12和P13，
其分别对应的P型弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、64ms、128ms、256ms、512ms、1024ms、2048ms；
其分别对应的CMR核磁弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、大于64ms。
本发明提供的另一种优选实施例为，如图2所示，所述步骤A2中的比较相关性的步骤为：
对比核磁共振测井总孔隙度、大于4ms之后区间孔隙度、大于8ms之后区间孔隙度、大于16ms之后区间孔隙度、大于32ms之后区间孔隙度、大于64ms之后区间孔隙度与S1的相关性，得到T2大于8ms的孔隙度与S1相关性远好于T2大于4ms的孔隙度，表明T2弛豫时间大于8ms的孔隙空间与S1相关性好。
具体的，页岩含油体积主要为孔隙中的游离烃和有机质及粘土表面吸附烃组成，而游离烃与热解资料里的S0和S1有关，吸附烃与S2有关，由于核磁共振测井探测的是地层中的流体，探测的是地层中的氢核，经过标定确定的孔隙区间与S1一定存在相关性。与S1相关性好的孔隙区间代表的是这部分孔隙区间含油性好。
通过比较，T2驰豫时间与孔隙半径呈正相关，通过对比核磁共振测井总孔隙度、大于4ms之后区间孔隙度、大于8ms之后区间孔隙度、大于16ms之后区间孔隙度、大于32ms之后区间孔隙度、大于64ms之后区间孔隙度与S1的相关性，发现T2大于8ms的孔隙度与S1相关性远好于T2大于4ms的孔隙度，表明T2弛豫时间大于8ms的孔隙空间与S1相关性最好。
本发明提供的另一种优选实施例为，所述步骤A3中页岩含油饱和度计算步骤为：
页岩中有效孔隙体积为：
Ve＝φe*V；
页岩中油气体积为：
V>8ms＝φ>8ms*V；
得到页岩中油气饱和度为：
式中，φ>8ms为核磁测井大于8ms之后的区间孔隙度，φe为储层有效孔隙度。
具体的，根据页岩岩石体积物理模型，认为页岩含油体积主要为孔隙中的游离烃和有机质及粘土表面吸附烃组成，而游离烃与热解资料里的S0和S1有关，吸附烃与S2有关，核磁测井探测的是地层中的流体，核磁共振测井大于8ms之后区间孔隙度与S1相关性最好，可以直接指示页岩油的含油性好坏，直接依据饱和度公式即可建立页岩含油饱和度计算方程。
本发明提供的另一种优选实施例为，一种用于计算页岩油含油饱和度方法的验证，利用如下公式计算页岩含油饱和度，
为了验证页岩油气饱和度模型的适用性，对研究区页岩储层井资料进行处理，图3为处理成果图，第1和2道为地质分层道，第3道为岩性测井曲线道，包括自然伽马、自然电位、井径曲线，第4道为深度道，第6道为深中浅电阻率，第7道为三孔隙度测井曲线道，包括补偿密度、补偿中子、声波时差曲线，第8道为核磁共振测井区间孔隙度道，第9道为岩心分析S1与核磁共振测井大于8ms区间孔隙度对比，两者同样具有较好的一致性，第9道为基于核磁共振测井大于8ms区间孔隙度计算的含油饱和度与现场岩心分析一维核磁饱和度对比，对比结果整体具有很好的吻合性，在下部2360-2376米层段，成熟度高的层状页岩段计算结果比实验结果值高，可能与S0、S1组分挥发导致实验值偏低，结果分析证明了本文提出方法的正确性以及在页岩储层中的适应性。
本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于一种用于计算页岩油含油饱和度方法的操作。
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关一种用于计算页岩油含油饱和度方法的相应步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1：根据核磁共振测井观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系，确定地层总孔隙度,进而提取核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度；
A2：根据提取到的核磁共振测井不同驰豫时间区间的孔隙度，并与岩石中热解烃含量S1做相关性分析，并得到相关性变好的驰豫时间；
A3：根据相关性变好的驰豫时间得到页岩含油饱和度计算公式，并完成页岩含油饱和度计算。
2.根据权利要求1所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述步骤A1中提取核磁共振测井数据区间孔隙度，观测孔隙度并分解为不同弛豫时间区间的孔隙度，对于P型核磁得到多个BIN孔隙度分布，并分别得到对应的P型弛豫时间和CMR核磁弛豫时间。
3.根据权利要求1所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述步骤A1中的数据区间孔隙度计算步骤为，
其中，
和E(0)均为孔隙度，Pi为i弛豫时间的孔隙分布。
4.根据权利要求1所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述步骤A1中的得到13个BIN的孔隙度分布，包括P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12和P13，
其分别对应的P型弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、64ms、128ms、256ms、512ms、1024ms、2048ms；
其分别对应的CMR核磁弛豫时间为0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、大于64ms。
5.根据权利要求1所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述步骤A2中的比较相关性的步骤为：
对比核磁共振测井总孔隙度、大于4ms之后区间孔隙度、大于8ms之后区间孔隙度、大于16ms之后区间孔隙度、大于32ms之后区间孔隙度、大于64ms之后区间孔隙度与S1的相关性，得到T2大于8ms的孔隙度与S1相关性好于T2大于4ms的孔隙度，得到T2弛豫时间大于8ms的孔隙空间与S1相关性好。
6.根据权利要求5所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述步骤S3中页岩含油饱和度计算步骤为：
根据页岩中有效孔隙体积计算公式和页岩中油气体积计算公式，得到页岩中油气饱和度为：
式中，φ>8ms为核磁测井大于8ms之后的区间孔隙度，φe为储层有效孔隙度。
7.根据权利要求6所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法，其特征在于，所述页岩中有效孔隙体积为：
Ve＝φe*V；
页岩中油气体积为：
V>8ms＝φ>8ms*V；
式中，φ>8ms为核磁测井大于8ms之后的区间孔隙度，φe为储层有效孔隙度。
8.一种用于计算页岩油含油饱和度系统，其特征在于，根据权利要求1-7所述任意一种用于计算页岩油含油饱和度方法，包括以下步骤：
提取核磁测井数据区间孔隙度单元，用于观测信号强度与孔隙流体中氢核含量的对应关系，提取核磁测井数据区间孔隙度；
比较核磁测井数据区间孔隙度与S1的相关性模块，用于根据提取到的核磁测井数据区间孔隙度，并与S1比较得到其相关性，并得到相关性好的豫驰时间；
页岩含油饱和度计算模块，用于根据相关性好的豫驰时间得到页岩含油饱和度计算公式，并完成页岩含油饱和度计算。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述一种用于计算页岩油含油饱和度方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111615805.3A CN116357308A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111615805.3A CN116357308A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202111615805.3A Pending CN116357308A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种用于计算页岩油含油饱和度方法、设备、系统及介质 |
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