儲層參數(shù)定量計算課件

1、測井資料處理與解釋Logging Data Processing and Interpretation長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院石油資源系測井資料處理與解釋Logging Data Processi1 緒論2 測井資料數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3 測井資料預(yù)處理4 用測井資料識別油氣水層5 儲層參數(shù)定量計算6 測井資料計算機(jī)處理解釋方法7 水淹層測井評價8 復(fù)習(xí)課目錄1 緒論2 測井資料數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3 測井資料5 儲層參數(shù)定量計算 5.1 測井解釋模型 5.2 孔隙度的計算 5.3 含水飽和度的計算 5.4 滲透率的計算 5.5 泥質(zhì)含量的確定 5.6 測井解釋參數(shù)的確定本章框架5 儲層參數(shù)定量計算 5.1 測井

2、解釋模型 5.1 測井解釋模型一. 模型的基本含義 所謂模型:就是客觀事物被認(rèn)識后，經(jīng)過抽象，再組合為易于理解的形象，即形象化的抽象。模型的建立過程是： 實際 抽象 形象經(jīng) 過變 成簡 化5 儲層參數(shù)定量計算 5.1 測井解釋模型一. 模型的基本含義經(jīng) 過變 成簡 二. 測井解釋模型 指測井信息與地質(zhì)信息間的宏觀關(guān)系。是經(jīng)過理論分析、實驗研究、資料統(tǒng)計，對兩者之間的關(guān)系進(jìn)一步認(rèn)識后的形象化描述。 即： 測井信息 地質(zhì)信息 測井信息 = F(地質(zhì)信息) + 誤差 用數(shù)學(xué)式表達(dá)：y=F(x)+理論分析實驗研究資料統(tǒng)計（測井解釋模型） 二. 測井解釋模型理論分析（測井解釋模型）地質(zhì)模型：礦物成分、流

3、體類型等儀器模型：測井?dāng)?shù)據(jù)集、測井值與記錄值轉(zhuǎn)換關(guān)系、測量誤差、環(huán)境校正等數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)關(guān)系式評價地層巖石模型： 巖石礦物、流體、結(jié)構(gòu)參數(shù)地質(zhì)模型：礦物成分、儀器模型：數(shù)學(xué)模型：評價地層巖石模型：一. 孔隙度的影響因素 1.深度及壓實作用：越深、壓實程度越大，越小 2.顆粒形狀：越規(guī)則， 越大 3.分選：分選好， 一般大 4.顆粒大?。涸郊?xì)， 越小。主要是因為孔隙空間易被更小的顆粒充填 5.2 孔隙度的計算一. 孔隙度的影響因素 5.2 孔隙度的計算 5.排列方式： 立方體排列， =47.6%，最大，排列最寬敞，最不“穩(wěn) 定”； 菱面體排列，=25.96%，最小，排列最緊密，最“穩(wěn)定” 5.排

4、列方式： 6.膠結(jié)作用： 總的來說，膠結(jié)作用愈強(qiáng),越小。另一方面，鈣質(zhì)膠結(jié)比泥質(zhì)膠結(jié)更致密，即更?。还栀|(zhì)膠結(jié)最致密，對孔隙度影響最大。即泥質(zhì)好于鈣質(zhì)好于硅質(zhì)。 7.白云化作用: 白云化作用越強(qiáng)， 越大。主要是因為產(chǎn)生白云化作用后，骨架體積變??；灰?guī)r被白云巖置換后體積縮小1213% 6.膠結(jié)作用：二.孔隙度測井響應(yīng)方程 巖石體積物理模型：根據(jù)巖石的組成，按其物理性質(zhì)的差異，把單位體積巖石分成相應(yīng)的幾個部分，各部分可以看作是性質(zhì)相同的小單元，然后研究每一部分對巖石宏觀物理性質(zhì)的貢獻(xiàn)之和。 如：純砂巖水層=砂巖+孔隙（只有水） 砂巖骨架 水V=1個單位二.孔隙度測井響應(yīng)方程砂巖水V=1個單位 考慮一

5、般情況：地層含泥質(zhì)、孔隙中含油氣，那么體積模型可畫為： 設(shè)我們研究的物理參數(shù)為X,用 分別表示該物理參數(shù)對油氣、水、骨架、泥質(zhì)的測井響應(yīng)值，由體積物理模型的思想，測井響應(yīng)值X應(yīng)為各部分貢獻(xiàn)之和。即有：含油氣泥質(zhì)砂巖體積模型V=11.通式水油 氣Vsh泥 質(zhì) 砂巖骨架Vma 考慮一般情況：地層含泥質(zhì)、孔隙中含油氣，那么體積模型（泥質(zhì)校正公式）不含油氣時（泥質(zhì)校正公式）不含油氣時 2.全含水純地層孔隙度方程 所謂純地層，即不含泥質(zhì)的地層，即 ，若不含油氣，則以上通式可寫成： 由于孔隙度系列測井探測深度淺，在探測范圍內(nèi)孔隙中流體為泥漿濾液 2.全含水純地層孔隙度方程由于孔隙度系列測井探測 1）密度測

6、井：將X寫成，則2）中子孔隙度：3）聲波測井：該公式稱為平均時間公式或Wyllie-Rose公式 1）密度測井：將X寫成，則 注意：平均時間公式適用于壓實和膠結(jié)良好的純砂巖地層。在這種砂巖中，礦物顆粒間接觸良好，孔隙直徑較小，故可以忽略礦物顆粒與孔隙流體交界面對聲波傳播的影響，可認(rèn)為聲波在巖石中是直線傳播的。但是對于未膠結(jié)、又未壓實的疏松砂層，礦物顆粒間接觸不好，故礦物顆粒與孔隙水的交界面對聲波傳播影響較大，使孔隙度相同的疏松砂層的聲波時差要比壓實的砂層大，因此需要用壓實校正系數(shù)校正： 注意：平均時間公式適用于壓實和膠結(jié)良好的純砂巖 此處， 為壓實校正系數(shù)，可由平均時間公式與真孔隙度值對比得到

7、，即 。 由巖 心實驗測定或其它孔隙度測井得到。另外， 與埋藏深度有關(guān)，即 實際資料表明，特別是在地層孔隙度較大時，聲波時差與孔隙度關(guān)系不再是線性關(guān)系，而是非線性關(guān)系。Raymer公式Raymer公式 3.如何選擇計算孔隙度的方法 按優(yōu)先順序： a.根據(jù)以往經(jīng)驗 b.井眼條件好時，選密度、聲波、中子孔隙度測井中的兩者或三者交會，即用最優(yōu)化方法求 c.中子質(zhì)量不好或有氣存在，選聲波、密度或其交會圖 d.用電阻率方法計算孔隙度時，只能計算水層 3.如何選擇計算孔隙度的方法一、阿爾奇(Archie)公式 稱為地層電阻率因素 全含水地層電阻率 地層水電阻率 5.3 含水飽和度計算FRoRw一、阿爾奇(

8、Archie)公式 5.3 含水飽和度計算FRArchie還通過實驗發(fā)現(xiàn)：F與孔隙度及巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)（反映巖石本身物理性質(zhì)），與孔隙中是否含油氣及Rw無關(guān)。即： 取決于孔道的彎曲程度，顆粒的形狀和排列方向，以及膠結(jié)情況。常稱為“膠結(jié)指數(shù)”，“結(jié)構(gòu)指數(shù)”，“孔隙度指數(shù)”，“Archie指數(shù)”。取值范圍為1.3-3，隨膠結(jié)程度的變好，該值增大，常取2。 為與巖性有關(guān)的比例常數(shù)，變化范圍為0.61.5，常取1。簡稱為“Archie常數(shù)a”maArchie還通過實驗發(fā)現(xiàn)：maArchie還通過實驗發(fā)現(xiàn)：地層電阻率與R0有關(guān)，同時隨So的增大而增大。定義： “電阻率增大系數(shù)”，“地層電阻率指數(shù)”。IA

9、rchie還通過實驗發(fā)現(xiàn)：地層電阻率與R0有關(guān)，同時隨So通過實驗得到： 為與孔隙導(dǎo)電流體分布有關(guān)的量，稱“飽和度指數(shù)”。取值范圍1.32(水濕)；10（油濕） 稱“Archie常數(shù)b”,常取1 。nb通過實驗得到：nb因此：由巖電實驗作關(guān)系圖求a、m；作ISw關(guān)系圖求b、n 。因此：儲層參數(shù)定量計算課件儲層參數(shù)定量計算課件原始地層含水飽和度在沖洗帶中，Rt Rxo，Rw Rmf，Sw Sxo，得：原始地層含水飽和度阿爾奇公式適用于純地層，對泥質(zhì)地層，計算飽和度的公式很多，如：Simandoux公式常取m=n=2；d=12，常取d=1儲層參數(shù)定量計算課件“尼日利亞”公式=1-2“印度尼西亞公式

10、”C=1-Vcl/2“尼日利亞”公式二、Waxman-Smits模型1. Waxman- Smits模型Waxman- Smits認(rèn)為：在粘土表面均具有負(fù)電荷，這樣在粘土表面吸附著部分陽離子，這些陽離子又能很容易地與水溶液中的其它陽離子發(fā)生交換，粘土表面及其附近的的高濃度陽離子是造成所謂粘土表面導(dǎo)電性的主要原因。這種導(dǎo)電性與可發(fā)生陽離子交換的數(shù)量相關(guān)，該量稱陽離子交換能力CEC，它表示每100克干巖石可交換的陽離子數(shù)。單位為mmol/cm3。二、Waxman-Smits模型陽離子交換能力與地層的粘土礦物成分有關(guān)。如：綠泥石為10-40，伊利石為10-40，高嶺石為3-15，蒙脫石為80-150

11、。還有一種表示陽離子交換能力的方法，稱陽離子交換容量 Qv ，它表示巖樣每單位總孔隙體積中含有的可交換陽離子的摩爾數(shù)，單位為mmol/cm3。陽離子交換能力與地層的粘土礦物成分有關(guān)。如：綠泥石為10-4儲層參數(shù)定量計算課件2. Waxman- Smits飽和度方程B為交換陽離子的當(dāng)量電導(dǎo)率2. Waxman- Smits飽和度方程由純砂巖阿爾奇公式有所以n*相當(dāng)于巖石不含粘土的飽和度指數(shù)，常取2F*相當(dāng)于巖石不含粘土的地層因素由純砂巖阿爾奇公式 三、雙水模型1. 雙水模型的實質(zhì)泥質(zhì)砂巖中有兩種水：束縛水，即束縛在粘土表面的水，又稱近水；自由水，即位于連通孔隙空間的水，或稱遠(yuǎn)水。也就是說，泥質(zhì)的

12、存在使地層水的導(dǎo)電性比純地層下的導(dǎo)電性好，并認(rèn)為這種增加的導(dǎo)電性是粘土顆粒表面的束縛水所產(chǎn)生的陽離子交換所引起的，泥質(zhì)地層的全部導(dǎo)電能力是由自由水和束縛水并聯(lián)導(dǎo)電的結(jié)果。 三、雙水模型. （雙水）體積模型固體液體骨架粉砂干粘土粘土束縛水毛管束縛水可動水烴自由水骨架濕粘土有效孔隙度泥巖總孔隙度. （雙水）體積模型固體液體骨架粉砂干粘土粘土束縛水毛管束.基本關(guān)系式 .基本關(guān)系式 4.電阻率響應(yīng)方程設(shè)自由水與束縛水混合電導(dǎo)率為wm 4.電阻率響應(yīng)方程儲層參數(shù)定量計算課件5.4滲透率計算一、影響因素孔隙度：孔隙度，滲透空間大，滲透率泥質(zhì)含量：sh ，阻塞滲透通道，砂巖顆粒大?。ㄓ昧６戎兄刀攘浚涸郊?xì)，

13、k越小。裂縫：裂縫愈發(fā)育，K 壓力對滲透率的影響5.4滲透率計算一、影響因素二、求滲透率的常用方法用孔隙度求k二、求滲透率的常用方法2用孔隙度和束縛水飽和度求k如Timur公式Swb,%;,%;K,10-3m22用孔隙度和束縛水飽和度求k3由粒度中值與孔隙度求KK=f(Md,)Md一般可由GR或SP求4.用裂縫寬度估計KK=8.3106w2K:10-3m2W為裂縫寬度，cm3由粒度中值與孔隙度求K 5由核磁共振測井求KSDR模型C1為常數(shù);nmr為核磁共振孔隙度,%；T2g為T2幾何平均值，ms.Coates 模型C2為常數(shù),C2=515,一般為10;nmrm為可動流體孔隙度,%； nmrb為

14、束縛流體孔隙度,%. 5由核磁共振測井求K5.5泥質(zhì)含量的確定泥質(zhì)含量是泥質(zhì)體積與巖石體積之比。一、自然伽馬GCUR為地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)，新地層為3.7,老地層為2?！癿ax”“純泥巖層”； “min”“純地層”5.5泥質(zhì)含量的確定泥質(zhì)含量是泥質(zhì)體積與巖石體積之比。二、自然電位方法一：同方法二：SSP:目的層段中純砂巖水層靜自然電位。二、自然電位三、自然伽馬能譜同時測量U、TH、K、SGR、CGR，除U外，都能用來求泥質(zhì)含量，用CGR較好。方法用GR.當(dāng)用多種方法求泥質(zhì)含量時，最終應(yīng)取多種方法求得的最小者。三、自然伽馬能譜5.6測井解釋參數(shù)的確定一、骨架參數(shù)有表可查。常用參數(shù)請記住。二、泥巖參數(shù)找出

15、純泥巖層，讀測井曲線值。5.6測井解釋參數(shù)的確定一、骨架參數(shù)三、孔隙流體參數(shù)油和水的部分參數(shù)有表可查。僅介紹天然氣的密度、中子、聲波時差測井響應(yīng)值的確定方法。1.天然氣密度測井響應(yīng)值三、孔隙流體參數(shù)對由多個原子組成的化合物，體積密度與視體積密度的關(guān)系為其中:Z為總原子序數(shù),M為分子量天然氣為混合氣體，忽略天然氣中的非碳?xì)浠衔?，其中氫原子?shù)與氧原子數(shù)之比一般為4.2:1.1，可得天然氣的視體積密度儲層參數(shù)定量計算課件例如: 已知地面Pgs=1atm、Ts=298oK、airs=0.001223g/cm3、rgs=0.55,若地下Pgf=310atm、zf=0.85、Tf=383oK,則用上式可

16、計算出地下天然氣的密度為gf=0.19g/cm3。天然氣的視體積密度為0.064g/cm3。例如: 2.油氣的含烴指數(shù)碳?xì)浠衔锏暮瑲渲笖?shù)：天然氣混合物中H原子數(shù)與碳原子數(shù)之比的平均值為n=3.818,故天然氣的平均含氫指數(shù)2.油氣的含烴指數(shù)3.天然氣的聲波時差其中：tcgf為天然氣的縱波時差,單位為s/ft，zf為天然氣在地下條件的壓縮因子,無因次,tf為溫度,單位為3.天然氣的聲波時差四、地層水電阻率.用水分析資料。試水可得各種離子礦化度，將其轉(zhuǎn)化為等效NaCl濃度，查圖可得Rw。四、地層水電阻率儲層參數(shù)定量計算課件.用純水層反求例：某井3400-3438m為純水層，電阻率為Ro=1.82m，計算孔隙度為pore=0.19，m=1.7421，a=0.8609，則：Rw=1.82*0.2*1.7421/0.8609=0.128m.用純水層反求例：某井3400-3438m為純水層，電阻率.用純水層SP計算Rw參見電法測井，用得少。五、Rm