“四性”對(duì)確定張巖氣、致密油儲(chǔ)層飽和度精度的影響課件

1、1“四性”對(duì)確定頁巖氣、致密油儲(chǔ)層飽和度精度的影響第1頁，共20頁。2一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征二、巖性對(duì)飽和度的影響三、物性對(duì)飽和度的影響四、含油性對(duì)飽和度的影響五、溫壓及地層水對(duì)飽和度的影響六、總結(jié)討論提綱第2頁，共20頁。3一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征頁巖氣系指泥巖或頁巖在各種地質(zhì)條件下生成的、已飽和巖石自身各種形式的殘留需要、進(jìn)入了排烴門限但尚未完全排出的以吸附、游離及溶解等多種形式殘留于泥頁巖內(nèi)部的天然氣資源頁巖氣：致密油是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于生油巖中，或與生油巖互層、緊鄰的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲(chǔ)集巖中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運(yùn)移的石油聚集。致密油：第3頁，共20頁。4頁巖氣儲(chǔ)層主

2、要特征：一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征1、有機(jī)質(zhì)特征其豐度與成熟度對(duì)頁巖氣資源量有重要影響2、礦物組成特征黏土礦物(伊利石、蒙皂石、高嶺石)石英、長石、云母、方解石、白云石、黃鐵礦、磷灰石等礦物3、物性特征頁巖氣儲(chǔ)層具低孔、特低滲致密的物性特征頁巖儲(chǔ)層的含水、含油飽和度直接影響著含氣量4、儲(chǔ)滲空間特征基質(zhì)孔隙和裂縫致密儲(chǔ)層主要特征： 致密砂巖儲(chǔ)層通常是指儲(chǔ)層滲透率低的砂巖儲(chǔ)層,根據(jù)儲(chǔ)層所含流體的不同,對(duì)孔隙度和滲透率的要求也不同 與常規(guī)儲(chǔ)層不同，致密儲(chǔ)層為覆壓基質(zhì)滲透率0 1 mD(或空氣滲透率1 0 mD)，孔隙度10%的砂巖、灰?guī)r儲(chǔ)層，孔喉以微孔、納米孔為主，微孔直徑均 2 m，主體直徑為 4

3、0 900 nm，主要為微米納米級(jí)孔喉第4頁，共20頁。5一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征頁巖地層測井識(shí)別：頁巖地層有以下測井響應(yīng)：a. 一般表現(xiàn)為擴(kuò)徑；b. 自然伽瑪值高；c. 深淺側(cè)向電阻率為中、低值，隨著粉砂質(zhì)含量的增大，電阻率增大；d. 三孔隙度(聲波、中子和密度)測井曲線呈高值。含氣頁巖層段測井響應(yīng)特征為“四高兩低”特征，即高自然伽瑪值、高電阻率值、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度、低密度、低光電效應(yīng)。頁巖氣儲(chǔ)層測井曲線第5頁，共20頁。6目前計(jì)算儲(chǔ)層含水（含油）飽和度的模型主要為阿爾奇公式，根據(jù)阿爾奇公式可得到直接用于儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)的飽和度模型為理論基礎(chǔ)：主要應(yīng)用對(duì)象是以粒間孔隙為主的純砂巖地層，

4、當(dāng)面臨的對(duì)象是泥質(zhì)砂巖或其他縫洞介質(zhì)儲(chǔ)層時(shí)，由于孔隙類型耦合及流體賦存狀態(tài)的不同，常表現(xiàn)出適用性變差的特征。但是按照實(shí)驗(yàn)測量的數(shù)據(jù)（a，b，m，n）代入模型時(shí)，往往可以獲得計(jì)算數(shù)值上的等效，該方法已經(jīng)在各類復(fù)雜儲(chǔ)層飽和度計(jì)算中廣泛應(yīng)用一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征第6頁，共20頁。7模型取值及精度驗(yàn)證實(shí)例：沾化凹陷羅69井泥頁巖層段，其a，b，m和n值分別為0.0326，1.1368，2.162，2.7185，當(dāng)a=1時(shí)，b，m和n值相應(yīng)變?yōu)?.1368，1.0468，2.7185。分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔隙度小于5%時(shí)，m值約為1.10；當(dāng)孔隙度大于 5%時(shí)，m 值約為 1.02。阿爾奇公式計(jì)算結(jié)果與密閉取

5、心的分析結(jié)果可知，阿爾奇公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析數(shù)值的差別不大，其誤差在精度要求范圍之內(nèi)。沾化凹陷羅69井阿爾奇計(jì)算結(jié)果與密閉取芯分析值對(duì)比一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征第7頁，共20頁。8一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征二、巖性對(duì)飽和度的影響三、物性對(duì)飽和度的影響四、含油性對(duì)飽和度的影響五、溫壓及地層水對(duì)飽和度的影響六、總結(jié)討論提綱第8頁，共20頁。9二、巖性對(duì)飽和度的影響巖性a、b、ma 是巖性附加導(dǎo)電系數(shù)。對(duì)于純砂巖,a=1;對(duì)于泥質(zhì)砂巖,a1。很顯然,a值與泥質(zhì)的成分、含量及其分布形式密切相關(guān)。m 與巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)及成巖作用等有關(guān),是地下地質(zhì)體的一種綜合響應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明,a與m是相互制約的,a大

6、,則m會(huì)變小;相反,若a變小,則m會(huì)變大平均粒徑 d/mm膠結(jié)指數(shù)m泥質(zhì)砂巖中m值與平均粒徑的關(guān)系地質(zhì)研究中，一般令阿爾奇公式中的a=1，進(jìn)而獲取不同樣品的m值與某種地質(zhì)因素的相關(guān)性b 是巖性系數(shù)第9頁，共20頁。10三、物性對(duì)飽和度的影響膠結(jié)指數(shù) m 反映的是巖石的膠結(jié)程度，主要與孔隙度、滲透率及孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)，其值的高低能反映孔徑的曲折與級(jí)差。以往的研究結(jié)果表明，對(duì)于微裂縫粒間孔隙，m值為1.11.5；高孔高滲透地層m值約為2，并主要為1.71.9；當(dāng)孤立溶孔、溶洞發(fā)育時(shí)，m值增大，可能為2.22.5。對(duì)其兩邊取對(duì)數(shù)，得物性m第10頁，共20頁?？紫抖群柡投日`差Sw/%Sw20%20%S

7、w60%Sw60%孔隙度15%55,1510,35基于變化m計(jì)算儲(chǔ)層含水飽和度的誤差分布范圍11當(dāng)含水飽和度的分布范圍為 5%95% 時(shí)，繪制儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差（Sw）交會(huì)圖三、物性對(duì)飽和度的影響Sw%Sw%孔隙度/%孔隙度/%第11頁，共20頁。12四、含油性對(duì)飽和度的影響對(duì)低孔低滲儲(chǔ)層做電阻增大率I與含水飽和度Sw的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，以鄂爾多斯盆地東南部長6油層組巖電參數(shù)為例，得出兩者的關(guān)系表現(xiàn)為明顯的三段式鄂爾多斯盆地東南部長6油層組巖電參數(shù)表SwI關(guān)系圖實(shí)例：第12頁，共20頁。13四、含油性對(duì)飽和度的影響研究區(qū)內(nèi)，微觀孔隙主要是粒間孔或粒內(nèi)溶孔等，巖石主要是親水的，表面存在綠泥石等礦物

8、，這就使孔隙中的水主要就以吸附水和束縛水為主，（1）當(dāng)孔隙中只有少量的油趨替水時(shí)，所取替的水是顆粒表面的水，導(dǎo)致致孔中導(dǎo)電介質(zhì)迅速減少，巖石電阻率迅速增大，在含水飽和度一電阻增大系數(shù)關(guān)系圖上表現(xiàn)為第一段特征（2）隨著油繼續(xù)趨替，導(dǎo)電介質(zhì)繼續(xù)減少，這時(shí)孔隙中的吸附水和束縛水共同作用，形成一個(gè)較為穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所以形成一個(gè)隨著油含量增多，電阻率緩慢增大的趨勢(shì)。（3）當(dāng)油在孔隙中占據(jù)絕對(duì)空間之后，孔隙的的吸附水被趨替，導(dǎo)電能力減弱，電阻率增加，形成了第三段SwI關(guān)系圖潤濕性及油水分布與上述特征曲線的關(guān)系：第13頁，共20頁。14四、含油性對(duì)飽和度的影響飽和指數(shù) n 反映的是巖石的潤濕性。在泥頁巖中

9、，n的取值范圍變化較大，為24，說明巖石更多受到潤濕性變化的影響，包含干酪根的地層，其潤濕性應(yīng)偏油濕當(dāng) n 的誤差為 0.2 時(shí)，計(jì)算的儲(chǔ)層含水飽和度的誤差為含油性n第14頁，共20頁。15當(dāng) n 分別取 1.6，1.8，2.0 和 2.2，含水飽和度的分布范圍為 5%95% 時(shí)，繪制儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差。由圖可知，當(dāng) n 在 1.62.2 變化，且其誤差為 0.2 時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差基本小于5.00%；并且隨著 n 的逐漸變大，儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差逐漸變小。四、含油性對(duì)飽和度的影響基于變化n計(jì)算儲(chǔ)層含水飽和度的誤差分布圖第15頁，共20頁。16五、溫壓及地層水對(duì)飽和度的影響

10、在實(shí)際測井解釋中，一方面受傳統(tǒng)理論的影響，測井解釋人員忽視了溫壓變化對(duì)巖電參數(shù)的影響，另一方面由于高溫高壓實(shí)驗(yàn)較復(fù)雜且成本較高，測井解釋人員常用常溫常壓巖電實(shí)驗(yàn)得到的巖電參數(shù)m、n 等值來計(jì)算含油氣飽和度，這樣的方法求得的飽和度顯然是不準(zhǔn)確的利用上式分別求出兩種條件下每塊巖樣含水飽和度的平均絕對(duì)誤差 Sw常和 Sw高，如圖所示，Sw常明顯高于 Sw高，且兩者與孔隙度均沒有明顯的相關(guān)性，Sw常平均值為 4. 8%，Sw高平均值約為 1. 0%，兩者相差 3. 8%，對(duì)于含水飽和度的計(jì)算，這個(gè)誤差顯然是不能忽略的不同溫壓下含水飽和度平均絕對(duì)誤差與孔隙度交會(huì)圖第16頁，共20頁。17為考察地層水礦化

11、度變化對(duì)巖電參數(shù)影響，進(jìn)而引起求取含水飽和度不準(zhǔn)確的問題。假設(shè)12 000mg / L 為真實(shí)地層水礦化度，該條件下測得的巖樣電阻率值為地層的真實(shí)值，分別利用地層水礦化度為12 000 mg / L 、9 000 mg / L、6 000 mg / L 條件下的巖電參數(shù)和礦化度為 12000 mg/L 時(shí)的巖樣電阻率值，根據(jù)阿爾奇公式，分別求取含水飽和度并與巖心分析含水飽和度對(duì)比，可得到含水飽和度平均絕對(duì)誤差分別為 Sw1、Sw2、Sw3Sw1的平均值為 1. 6%，Sw2的平均值為 6. 4%，Sw3的平均值為 11. 2%，顯然礦化度變化對(duì)求取含水飽和度的影響是十分顯著的，是不可忽略的五、

12、溫壓及地層水對(duì)飽和度的影響不同礦化度下計(jì)算含水飽和度和巖心分析含水飽和度對(duì)比圖不同礦化度下含水飽和度平均絕對(duì)誤差與孔隙度交會(huì)圖第17頁，共20頁。18一、頁巖氣及致密油儲(chǔ)層特征二、巖性對(duì)飽和度的影響三、物性對(duì)飽和度的影響四、含油性對(duì)飽和度的影響五、溫壓及地層水對(duì)飽和度的影響六、總結(jié)討論提綱第18頁，共20頁。19六、總結(jié)1、泥頁巖地層的主要儲(chǔ)集空間為微孔隙和裂縫，不同孔隙介質(zhì)的導(dǎo)電機(jī)理不同。目前針對(duì)泥頁巖地層飽和度的計(jì)算尚無定論和成型成果。在泥頁巖儲(chǔ)層的含油飽和度計(jì)算過程中，阿爾奇公式計(jì)算結(jié)果可以獲得數(shù)值上的等效。2、當(dāng) m 的誤差為 0.2 時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差基本大于 5.00%，其分布范圍為5.00%35.00%，特別是在低孔、低阻等復(fù)雜泥頁巖致密儲(chǔ)層中，m 對(duì)飽和度的影響相對(duì)較大3、當(dāng)巖石由親水轉(zhuǎn)向親油時(shí),飽和度指數(shù)隨著巖石親油性的增加而增大。當(dāng) n 的誤差為 0.2 時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差基本小于5.00%；當(dāng) n 的誤差大于 0.2 時(shí)，儲(chǔ)層含水飽和度的計(jì)算誤差略大于5.00%。4、溫壓和礦化度變化會(huì)引起巖電參數(shù)的變化，進(jìn)而引起含水飽和度飽和度計(jì)算誤差，這個(gè)誤差值較大，不能忽略，因此在實(shí)際測井解釋過程中，求取巖電參數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)模擬實(shí)際地