第十章測井資料儲集層評價基礎

1、 測井資料綜合解釋就是按照預定地質任務，測井資料綜合解釋就是按照預定地質任務，用計算機對測井資料進行自動處理，并綜合地用計算機對測井資料進行自動處理，并綜合地質、錄井和開發(fā)資料進行綜合分析解釋，以解質、錄井和開發(fā)資料進行綜合分析解釋，以解決地層劃分、油氣儲集層評價、有用礦藏評價決地層劃分、油氣儲集層評價、有用礦藏評價及其勘探開發(fā)中的其他地質與工程技術問題，及其勘探開發(fā)中的其他地質與工程技術問題，并以圖形或數(shù)據(jù)形式直觀顯示解釋結果并以圖形或數(shù)據(jù)形式直觀顯示解釋結果一、概念一、概念 儲集層：能夠存儲和滲透流體的巖層。儲集層：能夠存儲和滲透流體的巖層。 能夠儲存石油和天然氣的巖石必須具備兩個條件：能

2、夠儲存石油和天然氣的巖石必須具備兩個條件： 一是具有儲存油氣的孔隙、孔洞和裂縫（隙）等空間場所；一是具有儲存油氣的孔隙、孔洞和裂縫（隙）等空間場所； 二是孔隙、孔洞和裂縫（隙）之間必須相互連同，在一定壓二是孔隙、孔洞和裂縫（隙）之間必須相互連同，在一定壓差下能夠形成油氣流動的通道。差下能夠形成油氣流動的通道。 巖石具有由各種孔隙、孔洞和裂縫（隙）形成的流體儲存空間巖石具有由各種孔隙、孔洞和裂縫（隙）形成的流體儲存空間的性質稱為孔隙性；而它在一定壓差下允許流體在巖石中滲流的性的性質稱為孔隙性；而它在一定壓差下允許流體在巖石中滲流的性質稱為滲透性。質稱為滲透性。 孔隙性和滲透性是儲集層必須同時具備

3、的兩個最基本的性質，孔隙性和滲透性是儲集層必須同時具備的兩個最基本的性質，這兩者合稱為儲集層的儲油物性。儲集層是形成油氣層的基本條件，這兩者合稱為儲集層的儲油物性。儲集層是形成油氣層的基本條件，因而是應用測井資料進行地層評價和油氣分析的基本對象。因而是應用測井資料進行地層評價和油氣分析的基本對象。 一、分類一、分類 地質上按成因和巖性把儲集層劃分為三類：地質上按成因和巖性把儲集層劃分為三類： 1 1、碎屑巖儲集層（礫巖、砂巖、粉砂巖）、碎屑巖儲集層（礫巖、砂巖、粉砂巖） 儲集空間以原生孔隙為主（粒間孔隙），儲層上下圍巖一般儲集空間以原生孔隙為主（粒間孔隙），儲層上下圍巖一般為泥巖，因此成為砂泥

4、巖剖面。為泥巖，因此成為砂泥巖剖面。 2 2、碳酸鹽巖儲集層、碳酸鹽巖儲集層 以次生孔隙為主以次生孔隙為主 3 3、其它巖類儲集層（膏泥巖、火山巖）、其它巖類儲集層（膏泥巖、火山巖） 1 1、碎屑巖儲集層、碎屑巖儲集層 碎屑巖儲集層為陸源碎屑巖，碎屑巖儲集層為陸源碎屑巖，砂巖、粉砂巖、礫巖 世界上世界上40%油氣儲集在此類巖石中，中國中新生代含油氣油氣儲集在此類巖石中，中國中新生代含油氣盆地中廣泛分布，且多是此類型儲集層。在剖面中，碎屑巖儲盆地中廣泛分布，且多是此類型儲集層。在剖面中，碎屑巖儲集層的上下一般以泥巖作為隔層，故在井剖面中常是砂泥巖交集層的上下一般以泥巖作為隔層，故在井剖面中常是砂

5、泥巖交替，其儲與非儲之間巖性不同。替，其儲與非儲之間巖性不同。 碎屑巖儲集層的巖石組成為巖石碎屑、礦物碎屑、膠結物碎屑巖儲集層的巖石組成為巖石碎屑、礦物碎屑、膠結物(泥質、灰質、硅質、鐵質泥質、灰質、硅質、鐵質)、孔隙空間組成。決定碎屑巖巖性、孔隙空間組成。決定碎屑巖巖性特征的主要因素是碎屑成分和顆粒大小，并以它們作為碎屑巖特征的主要因素是碎屑成分和顆粒大小，并以它們作為碎屑巖分類和命名依據(jù)。分類和命名依據(jù)。 （1）礦物成分）礦物成分 目前已發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有目前已發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有160種，最常見的種，最常見的20種。但在種。但在一種碎屑巖中，其主要碎屑礦物通常只有一種碎屑巖中，其主要碎屑礦

6、物通常只有3-5種，常見的碎屑種，常見的碎屑礦物主要有石英、長石、云母和粘土以及重礦物。石英是分布礦物主要有石英、長石、云母和粘土以及重礦物。石英是分布最廣、含量最多的一種碎屑礦物。長石在碎屑巖中含量次于石最廣、含量最多的一種碎屑礦物。長石在碎屑巖中含量次于石英，白云母和黑云母的碎屑顆粒也是砂巖中常見的次要組分。英，白云母和黑云母的碎屑顆粒也是砂巖中常見的次要組分。白云母多分布在粉砂巖和細砂巖中；而黑云母常礫巖或雜砂巖白云母多分布在粉砂巖和細砂巖中；而黑云母常礫巖或雜砂巖中。碎屑巖密度大于中。碎屑巖密度大于2.86g/cm3的礦物稱為重礦物。重礦物種的礦物稱為重礦物。重礦物種類很多，包括輝石、

7、角閃石、磁鐵礦、重晶石、鋯石、電氣石、類很多，包括輝石、角閃石、磁鐵礦、重晶石、鋯石、電氣石、等。巖石碎屑是母巖經機械破碎形成的巖石碎塊。一般由兩種等。巖石碎屑是母巖經機械破碎形成的巖石碎塊。一般由兩種以上礦物集合體組成，保留著母巖的結構特點，巖屑是判斷母以上礦物集合體組成，保留著母巖的結構特點，巖屑是判斷母巖成分及沉積來源的重要標志。巖成分及沉積來源的重要標志。 （2）碎屑顆粒的粒度）碎屑顆粒的粒度 粒度是指顆粒大小，用粒徑表示，它是碎屑顆粒最主要的粒度是指顆粒大小，用粒徑表示，它是碎屑顆粒最主要的結構，直接決定著碎屑的分類命名。根據(jù)粒度大小將碎屑分成結構，直接決定著碎屑的分類命名。根據(jù)粒度

8、大小將碎屑分成礫、砂、粉砂三類。礫、砂、粉砂三類。 碎屑顆粒分選性是指顆粒大小的均勻程度。按碎屑巖中主碎屑顆粒分選性是指顆粒大小的均勻程度。按碎屑巖中主要粒度的含量可將分選性劃分為好、中、差三等。主要粒度含要粒度的含量可將分選性劃分為好、中、差三等。主要粒度含量量75%為好，含量在為好，含量在50%70%為中，含量為中，含量SwbSwSwb；SoSorSoSor；油水通；油水通常介于兩者之間常介于兩者之間3 3、飽和度、飽和度 儲油層的各個部分均含有束縛水。儲油層的各個部分均含有束縛水。 在含油在含油( (氣氣) )部分，油部分，油( (氣氣) )與束縛水共存；與束縛水共存； 在含水部分，可動

9、水與束縛水共存；在含水部分，可動水與束縛水共存； 在油在油氣過渡帶，油、氣與束縛水三相共存。氣過渡帶，油、氣與束縛水三相共存。 在儲集層含油性評價中，束縛水飽和度飽和度是一個重要的在儲集層含油性評價中，束縛水飽和度飽和度是一個重要的概念。一般認為，儲集層最初都是概念。一般認為，儲集層最初都是100%100%含地層水的，油氣是后含地層水的，油氣是后來由生油層系經運移進入儲集層并擠出一部分地層水，最后在來由生油層系經運移進入儲集層并擠出一部分地層水，最后在一定的保存條件下，油氣與殘留地層水即難以自由流動的束縛一定的保存條件下，油氣與殘留地層水即難以自由流動的束縛水共處于儲集層孔隙中。水共處于儲集層

10、孔隙中。3 3、飽和度、飽和度 理論和實踐均證明，儲集層的束縛水含量取決于它的巖性。理論和實踐均證明，儲集層的束縛水含量取決于它的巖性。地層的泥質含量越多，巖石顆粒越細、孔隙吼道越窄，其束縛地層的泥質含量越多，巖石顆粒越細、孔隙吼道越窄，其束縛水飽和度越大。因此，不同巖性的儲集層，它們的油、水層飽水飽和度越大。因此，不同巖性的儲集層，它們的油、水層飽和度界限也是不同的。為了準確評價儲集層的含油性，往往需和度界限也是不同的。為了準確評價儲集層的含油性，往往需要將地層水的含水飽和度要將地層水的含水飽和度SwSw與束縛水飽和度與束縛水飽和度SwbSwb進行比較。當進行比較。當SwSw小，且小，且Sw

11、 SwbSw Swb時，即只含束縛水時為油時，即只含束縛水時為油( (氣氣) )層；反之，當層；反之，當SwSw很高。且很高。且SwSwSwbSwb時為水層；界于這兩者之間的則為油水同層。時為水層；界于這兩者之間的則為油水同層。 儲集層中的束縛水飽和度一般在儲集層中的束縛水飽和度一般在20205050，SwbSwb低于低于1010的情況很少。但當油氣聚集在天然裂縫或洞穴中時，的情況很少。但當油氣聚集在天然裂縫或洞穴中時，SwbSwb值很低。值很低。 儲集層中的束縛水含量直接影響著油氣的最終采收率，對儲集層中的束縛水含量直接影響著油氣的最終采收率，對油層的電阻率也有重要的影響。低電阻率油氣層在很

12、多情況下油層的電阻率也有重要的影響。低電阻率油氣層在很多情況下就是束縛水的含量過高造成的。研究束縛水的影響是當前電阻就是束縛水的含量過高造成的。研究束縛水的影響是當前電阻率測井資料解釋的重要課題之一。率測井資料解釋的重要課題之一。 4 4 儲集層的厚度儲集層的厚度 通常用巖性變化或孔隙度、滲透率的顯著變化來劃分儲集通常用巖性變化或孔隙度、滲透率的顯著變化來劃分儲集層的界面。層的界面。 儲集層頂?shù)捉缑嬷g的厚度即為儲集層的厚度。儲集層頂?shù)捉缑嬷g的厚度即為儲集層的厚度。 有效厚度有效厚度：在油氣儲量計算中，要用油氣層有效厚度，它：在油氣儲量計算中，要用油氣層有效厚度，它是指在目前經濟技術條件下能

13、夠產出工業(yè)性油氣流的油氣層實是指在目前經濟技術條件下能夠產出工業(yè)性油氣流的油氣層實際厚度，即符合油氣層標準的儲集層厚度扣除不合標準的夾層際厚度，即符合油氣層標準的儲集層厚度扣除不合標準的夾層( (如泥質夾層或致密夾層如泥質夾層或致密夾層) )剩下的厚度。剩下的厚度。 目前，常用自然電位、自然伽馬、微電極系以及井徑曲線目前，常用自然電位、自然伽馬、微電極系以及井徑曲線來確定儲層的有效厚度。來確定儲層的有效厚度。 在油氣探勘開發(fā)中儲集層被進一步劃分為油氣層、水層、干在油氣探勘開發(fā)中儲集層被進一步劃分為油氣層、水層、干層等。在測井地質評價中，根據(jù)試油結果把測井解釋結論劃分層等。在測井地質評價中，根據(jù)

14、試油結果把測井解釋結論劃分為六種（不同油田的劃分界限可能略有出入）為六種（不同油田的劃分界限可能略有出入） 油層：產油，不含水或含水小于油層：產油，不含水或含水小于10%10%； 氣層：產氣，不含水或含水小于氣層：產氣，不含水或含水小于10%10%包括以產氣為主又同時包括以產氣為主又同時產油。產油。 油水同層：油水同出，含水油水同層：油水同出，含水10-90%10-90%； 水水 層：完全出水，有時也把含油水層歸入水層；層：完全出水，有時也把含油水層歸入水層； 干干 層：按一定的求產制度求得的日產液量小于層：按一定的求產制度求得的日產液量小于1 1方，其含水方，其含水 小于小于0.50.5噸噸

15、 在測井定性解釋中，粗略的將含水飽和度小于在測井定性解釋中，粗略的將含水飽和度小于50%50%的儲集層定的儲集層定為油氣層，為油氣層，50-70%50-70%之間定義為油水同層；大于之間定義為油水同層；大于70%70%的儲集層定為的儲集層定為水層，不同油田定義會有較大差異。這主要取決于束縛水飽和水層，不同油田定義會有較大差異。這主要取決于束縛水飽和度的高低和油水相對滲透率的曲線。度的高低和油水相對滲透率的曲線。 1 1、儲集層的油水相對滲透率分析、儲集層的油水相對滲透率分析 2 2、儲集層的侵入特征分析、儲集層的侵入特征分析 3 3、儲集層中油氣水分布規(guī)律分析、儲集層中油氣水分布規(guī)律分析 束縛

16、水飽和度束縛水飽和度Swb越大，殘余油飽和度越大，殘余油飽和度Sor較小，油層含油飽和度下限選取小一些較小，油層含油飽和度下限選取小一些束縛水飽和度束縛水飽和度Swb越小，殘余油飽和度越小，殘余油飽和度Sor較大，油層含油飽和度下限選取大一些較大，油層含油飽和度下限選取大一些 油氣水層并不是孤立存在的，受油田構造和地層巖性等因素的制約。在油氣水層并不是孤立存在的，受油田構造和地層巖性等因素的制約。在有生油條件的情況下，油氣聚集受構造條件的控制，例如一個背斜油氣藏，有生油條件的情況下，油氣聚集受構造條件的控制，例如一個背斜油氣藏，由于油、氣水、按比重大小發(fā)生重力分異作用，在有泥巖或其他非滲透層由

17、于油、氣水、按比重大小發(fā)生重力分異作用，在有泥巖或其他非滲透層作為蓋層的背斜構造形成氣頂、純油帶、泊水過渡帶和底水幾部分，而與作為蓋層的背斜構造形成氣頂、純油帶、泊水過渡帶和底水幾部分，而與之相連的向斜構造都是水層。因此之相連的向斜構造都是水層。因此A井中井中M層各部分滲透性都很好，但層各部分滲透性都很好，但A井井是水層。是水層。B井油氣水都有，井油氣水都有，C井只有油和水，如果井只有油和水，如果B井井M層的儲集性質局部層的儲集性質局部變差，雖然它處在有利部位，也可能不含油氣變差，雖然它處在有利部位，也可能不含油氣3、油氣水分布規(guī)律分析、油氣水分布規(guī)律分析裸眼井裸眼井：充滿泥漿：充滿泥漿的井眼

18、的井眼 泥餅泥餅 沖洗帶沖洗帶（100%鉆井液）鉆井液） 過渡帶（過渡帶（100%-0鉆鉆井液）原狀地層井液）原狀地層（未收侵入）（未收侵入）套管井套管井：套管：套管 水泥水泥環(huán)環(huán) 原裝地層原裝地層一、定性劃分巖性一、定性劃分巖性 定性劃分巖性是利用測井曲線形態(tài)特征和測井曲線值相對定性劃分巖性是利用測井曲線形態(tài)特征和測井曲線值相對大小，從長期生產實踐中積累起來的劃分巖性的規(guī)律性認識。大小，從長期生產實踐中積累起來的劃分巖性的規(guī)律性認識。 解釋人員首先要掌握巖性區(qū)域地質特點，如井剖面巖性特解釋人員首先要掌握巖性區(qū)域地質特點，如井剖面巖性特征、基本巖性特征、特殊巖性特征、層系和巖性組合特征及標征、

19、基本巖性特征、特殊巖性特征、層系和巖性組合特征及標準層特征等。其次，要通過鉆井取心和巖屑錄井資料與測井資準層特征等。其次，要通過鉆井取心和巖屑錄井資料與測井資料作對比分析，總結出用測井資料劃分巖性的地區(qū)規(guī)律。料作對比分析，總結出用測井資料劃分巖性的地區(qū)規(guī)律。 例如在淡水泥漿砂泥巖剖面，目前的測井方法中微電極、例如在淡水泥漿砂泥巖剖面，目前的測井方法中微電極、自然電位、密度測井、中子測井以及自然伽馬測井曲線是劃分自然電位、密度測井、中子測井以及自然伽馬測井曲線是劃分巖性的主要方法。巖性的主要方法。 而在鹽水泥漿砂泥巖剖面中，自然伽馬和中子伽馬變得非而在鹽水泥漿砂泥巖剖面中，自然伽馬和中子伽馬變得

20、非常有用，電阻率和井徑也可作一般參考常有用，電阻率和井徑也可作一般參考。 例如對淡水泥漿鉆的井內例如對淡水泥漿鉆的井內，地層剖面由砂巖、粉砂巖、煤層和泥，地層剖面由砂巖、粉砂巖、煤層和泥巖四種巖石組成。如果測井資料有自然電位、自然伽馬、微電極、密巖四種巖石組成。如果測井資料有自然電位、自然伽馬、微電極、密度和電阻率曲線，則可按下列步驟區(qū)分它們：度和電阻率曲線，則可按下列步驟區(qū)分它們： 用自然電位和微電極測井曲線把滲透層和非透層區(qū)分開：砂巖用自然電位和微電極測井曲線把滲透層和非透層區(qū)分開：砂巖和粉砂巖的自然電位有明顯負異常，微電極有正幅度差，而煤層和泥和粉砂巖的自然電位有明顯負異常，微電極有正幅

21、度差，而煤層和泥巖自然電位無異常，微電極無幅度差。巖自然電位無異常，微電極無幅度差。 利用自然電位、自然伽馬和微電極測井曲線區(qū)分砂巖和粉砂巖：利用自然電位、自然伽馬和微電極測井曲線區(qū)分砂巖和粉砂巖：砂巖的自然電位、自然伽馬測井曲線的異常幅度大于粉砂巖的曲線異砂巖的自然電位、自然伽馬測井曲線的異常幅度大于粉砂巖的曲線異常幅度，在微電極測井曲線砂巖異常幅度差大于粉砂巖異常幅度常幅度，在微電極測井曲線砂巖異常幅度差大于粉砂巖異常幅度差。差。 利用電阻率和密度曲線可區(qū)分泥巖和煤層，煤層為高阻，泥巖利用電阻率和密度曲線可區(qū)分泥巖和煤層，煤層為高阻，泥巖為低阻；泥巖密度測井值較高而煤層密度測井值在剖面上看

22、則很為低阻；泥巖密度測井值較高而煤層密度測井值在剖面上看則很低。低。 主要巖石的測井特征 巖性 自然電位 自然伽馬 微電極 電阻率 井徑 聲波時差 泥巖 泥巖基線 高值 低、平值 低、平值 大于鉆頭直徑 大于 300 頁巖 近于泥巖基線 高值 低、平值 低、平值較泥巖高 大于鉆頭直徑 大于 300 粉砂巖 明顯異常 中等值 中等正幅度差異 低于砂巖 小于鉆頭直徑 260-400 砂巖 明顯異常 低值 明顯正幅度差異 中等到高，致密砂巖高 小于鉆頭直徑 250-380 煤層 異常不明顯 低值 無幅度差異 高阻 接近鉆頭直徑 350-450 2 2 儲集層的劃分儲集層的劃分 碎屑巖剖面中的儲集層，

23、主要是砂巖、粉砂巖以及少數(shù)礫碎屑巖剖面中的儲集層，主要是砂巖、粉砂巖以及少數(shù)礫巖。通常，在儲集層的上下圍巖都是厚度較大而穩(wěn)定的泥巖隔巖。通常，在儲集層的上下圍巖都是厚度較大而穩(wěn)定的泥巖隔層。這類儲集層在測井資料上具有相當明顯的特征標志，以目層。這類儲集層在測井資料上具有相當明顯的特征標志，以目前所采用的測井系列，可準確地將滲透層劃分出來。比較有效前所采用的測井系列，可準確地將滲透層劃分出來。比較有效而 常 用 的 測 井 資 料 是 自 然 電 位 （ 或 自 然 伽 馬 ） 、 微而 常 用 的 測 井 資 料 是 自 然 電 位 （ 或 自 然 伽 馬 ） 、 微電極和井徑等測井曲線。電極和井徑等測井曲線。 一般先用一般先用SPSP（GRGR）曲線，）曲線，MLML曲線及井徑曲線確定滲透層位置曲線及井徑曲線確定滲透層位置后，再用后，再用MLML曲線準確確定滲透層上、下界面，除了微電極外感曲線準確確定滲透層上、下界面，除了微電極外感應測井或雙側向測井曲線與微球聚焦測井曲線重疊在一起，也應測井或雙側向測井曲線與微球聚焦測井曲線重疊在一起，也能很好