第十章測井資料儲集層評價基礎(chǔ)

第十章測井資料儲集層評價基礎(chǔ)測井資料綜合解釋就是按照預(yù)定地質(zhì)任務(wù)，用計算機(jī)對測井資料進(jìn)行自動處理，并綜合地質(zhì)、錄井和開發(fā)資料進(jìn)行綜合分析解釋，以解決地層劃分、油氣儲集層評價、有用礦藏評價及其勘探開發(fā)中的其他地質(zhì)與工程技術(shù)問題，并以圖形或數(shù)據(jù)形式直觀顯示解釋結(jié)果第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法一、概念儲集層：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：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的性質(zhì)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(zhì)稱為滲透性?？紫缎院蜐B透性是儲集層必須同時具備的兩個最基本的性質(zhì)，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(yīng)用測井資料進(jìn)行地層評價和油氣分析的基本對象。

第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法一、分類地質(zhì)上按成因和巖性把儲集層劃分為三類：

1、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），儲層上下圍巖一般為泥巖，因此成為砂泥巖剖面。

2、碳酸鹽巖儲集層以次生孔隙為主

3、其它巖類儲集層（膏泥巖、火山巖）第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法

1、碎屑巖儲集層

碎屑巖儲集層為陸源碎屑巖，砂巖、粉砂巖、礫巖

世界上40%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(jié)物(泥質(zhì)、灰質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì))、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分類和命名依據(jù)。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法（1）礦物成分目前已發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有160種，最常見的20種。但在一種碎屑巖中，其主要碎屑礦物通常只有3-5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。白云母多分布在粉砂巖和細(xì)砂巖中；而黑云母常礫巖或雜砂巖中。碎屑巖密度大于2.86g/cm3的礦物稱為重礦物。重礦物種類很多，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(jīng)機(jī)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，巖屑是判斷母巖成分及沉積來源的重要標(biāo)志。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法（2）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結(jié)構(gòu)，直接決定著碎屑的分類命名。根據(jù)粒度大小將碎屑分成礫、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>75%為好，含量在50%—70%為中，含量<50%為差。分選差，大小混雜，大顆粒間孔隙就容易被小顆粒所重填，導(dǎo)致孔隙度和滲透率減低。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法（3）膠結(jié)物把松散的砂、礫膠結(jié)成整體的物質(zhì)。膠結(jié)物有泥質(zhì)、鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)，其中主要是泥質(zhì)、鈣質(zhì)。通常泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖較疏松，孔隙性即滲透性較好；鈣質(zhì)膠結(jié)次之；硅質(zhì)及鐵質(zhì)膠結(jié)的砂巖一般均致密堅硬，儲油物性差。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法（4）、孔隙碎屑巖儲層孔隙按成因分為：粒間孔隙微孔隙溶蝕孔隙微裂縫上述各類孔隙中，粒間孔隙及紋理縫、層理縫是沉積時形成的，叫原生成因；微孔隙是原生次生混合成因；溶蝕孔隙和裂縫屬于次生成因。按碎屑巖孔隙的孔徑大小，將孔隙分為三類：超毛細(xì)管孔隙，毛細(xì)管孔隙，微毛細(xì)管孔隙

按對流體的滲流情況，分為有效孔隙和無效孔隙第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法碎屑巖儲集層基本上就是砂巖和粉砂巖儲集層，礫巖儲集層較少，泥巖儲集層（有裂縫才具儲集性質(zhì)）更少。一般砂巖儲集層的儲集性質(zhì)（孔隙度和滲透率）主要取決于砂巖顆粒大小，同時還受分選、磨圓程度和顆粒之間膠結(jié)物的性質(zhì)及含量的影響。一般來說，砂巖顆粒越大，分選越好，磨圓程度越高，膠結(jié)物含量越少，其孔隙空間越大，連通性越好，儲油物性越好。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法碎屑巖的粒度、分選性、圓度和球度以及膠結(jié)物含量和性質(zhì)，控制著碎屑巖的儲集特性，在測井資料上明顯特征標(biāo)志為：(一般正常情況下)①在井壁上存有一定厚度泥餅，這是碎屑巖儲集層最重要的標(biāo)志，測井表現(xiàn)：井徑縮徑、微電極曲線上電阻率中等，曲線變化平緩、正幅度差②泥漿侵入形成侵入帶，因而不同探測深度電阻法測井曲線求得地層電阻率，出現(xiàn)明顯的差異，而存在徑向電阻率梯度變化③儲層中泥含量都較低，在自然電位上表現(xiàn)為明顯的負(fù)異常(Cmf＜Cw)自然伽瑪曲線上顯示為明顯的低值.

第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法2、碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖儲集層包括石灰?guī)r、白云巖、生物碎屑灰?guī)r，化學(xué)成分都是碳酸鹽巖（CaCO3，MgCO3），這類儲集層的油氣儲量占世界總儲量的一半，產(chǎn)量占60%以上，且日產(chǎn)千噸的高產(chǎn)油井多在碳酸鹽巖中。我國華北的震旦系、寒武、奧陶系的產(chǎn)油層、四川奧陶系及中東一些高產(chǎn)油田，均屬這類儲集層。碳酸鹽巖一般比較致密、性脆和化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，原生粒間孔隙度在1-2%左右。容易形成各式各樣的裂縫和溶洞。因而碳酸鹽巖儲集層常見的孔隙空間有晶間孔隙、粒間孔隙、鮞狀孔隙、生物腔體孔隙、裂隙和溶洞等。

一般認(rèn)為，包括原生粒間空隙和次生縫洞在內(nèi)的總孔隙度如果在5%以上，就具有滲透性。和碎屑儲集層相比，碳酸鹽巖儲集層具有儲集空間多樣性和分布不均勻性等特點(diǎn)。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法2、碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖儲集巖層與碎屑巖儲層相比，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。A：孔隙型儲集空間①鮞粒、生物碎屑、結(jié)晶顆粒形成粒間孔隙和結(jié)晶孔隙。成巖過程中形成原生孔隙②白云巖化和重結(jié)晶作用形成的粒間孔隙——成巖后形成次生孔隙特點(diǎn)：孔隙尺寸小，分布均勻，其儲層參數(shù)，流體滲濾分布、泥漿侵入特征均與碎屑巖儲層類似。B：裂縫和溶洞型①裂縫型儲集層：以裂縫為主要儲集空間；②裂縫溶洞型儲集層：除裂縫外還有一定數(shù)量的溶洞，并通過裂縫使溶洞彼此連通。裂縫型和裂縫溶洞儲層中其裂縫和溶洞的數(shù)量、形狀、分布方向都極不相同，造成這類儲集層的孔隙度，滲透率以及油、氣、水第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法等，在各方向上相差較大，泥漿侵入特點(diǎn)也與碎屑巖儲集層不盡相同，一般侵入較深，在井壁上不易形成泥餅，而在各個方向的侵入深度也極不一致，總之，這類儲層各向異性相當(dāng)明顯。裂縫型、裂縫溶洞型碳酸鹽巖儲層另一特點(diǎn)是：一般都出現(xiàn)在巨厚的致密碳酸鹽巖地層中。這類碳酸鹽巖儲層上下圍巖是巖性相同的致密碳酸鹽巖，而不是泥巖層，這也就是碳酸鹽巖剖面的典型特征。曲線特征①孔隙型碳酸鹽巖：電阻率低(1-10Ω.m)，大的自然電位負(fù)異常；微電級正差異；自然伽瑪?shù)?；中?伽瑪曲線讀數(shù)不高；井徑小于名義井徑；電阻率法和聲波法求得的孔隙度值相等。②裂縫和裂縫溶洞型：高或較高電阻率(幾十-幾百Ω.m)；自然電位幅度差很小，弱負(fù)異常；自然伽瑪?shù)?，中子伽瑪高。井徑縮徑、彈性波明顯衰減。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法3特殊巖性儲集層除碎屑巖和碳酸鹽巖以外的巖石所形成的儲集層，如巖漿巖、變質(zhì)巖、泥巖等，人們習(xí)慣于稱它們?yōu)樘厥鈳r性的儲集層，當(dāng)這些巖層的裂縫、片理、溶洞等次生孔隙比較發(fā)育時，也可成為良好的儲集層，特別是古潛山的風(fēng)化殼，往往可獲得單井高產(chǎn)的油氣流，對于這類儲集層，目前的測井解釋效果也較差，尚有一些技術(shù)難關(guān)需要克服。第一節(jié)儲集層的地質(zhì)特點(diǎn)和劃分方法第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)評價儲集層物性：孔隙度φ

、滲透率K

評價儲集層含油性的So、Sw、Swb1、孔隙度

2、滲透率

3、飽和度

4、儲集層的厚度

第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)1、孔隙度

Φ是反映儲集能力相對大小的基本參數(shù)，按其特征分為：總孔隙度、有效孔隙度、縫洞孔隙度A：超毛細(xì)管孔隙：直徑≥0.5毫米流體自由流動(表面束縛水除外)B：毛細(xì)管孔隙：(膠結(jié)疏松的砂巖或未膠結(jié)的砂巖)毛細(xì)管直徑：0.002～0.5毫米，不能流動、顆粒表面束縛水、毛細(xì)管彎曲較大地方毛細(xì)管滯水，毛細(xì)管力隨毛細(xì)管變大而增加，只有當(dāng)引力大于本力的毛細(xì)管力時，束縛水和毛細(xì)管滯水以外的其他流體才可以流動，一般砂巖類孔隙屬于此類C：微毛細(xì)管孔隙：直徑＜0.0002毫米，顆粒小，比面大，毛細(xì)管力大，流體不能流動，外界流體也不能進(jìn)入。粘土層和泥巖孔隙均屬此類，屬非儲集層孔隙。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)測井解釋中常用的孔隙概念有總孔隙度、有效孔限度和縫洞孔隙度?？偪紫抖圈誸是指所有孔隙空間（無論孔隙的大小、形狀和連通與否）占巖石體積的百分?jǐn)?shù)；有效孔隙度φe表示彼此連通的，液體和氣體可以在其中運(yùn)移的那部分孔隙的體積占巖石體積的百分?jǐn)?shù)；縫洞孔隙度（次生孔隙度）φ2是指有效縫洞孔隙體積占巖石體積的百分?jǐn)?shù)。它是表征裂縫性儲集層儲集物性的重要參數(shù)，因?yàn)榭p洞是巖石次生變化形成的，故常稱為次生孔隙度或次生孔隙度指數(shù)。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)一般地說，孔隙度測井所提供的孔隙度是總孔隙度φt。具體地講，測井計算的聲波孔隙度φS、密度孔隙度φD和中子孔隙度φN等于總孔隙度φt。對純砂巖地層，通常認(rèn)為總孔隙度等于有效孔隙度，因此測井計算的孔隙度就認(rèn)為是儲層的有效孔隙度；對含泥質(zhì)砂巖地層，總孔隙度φt包含有效孔隙度φe和泥質(zhì)孔隙兩部分，則儲層的有效孔隙度φe＝φt-Vsh·φsh，其中Vsh和φsh分別為泥質(zhì)含量和泥質(zhì)孔隙度，即有效孔隙度等于測井計算孔隙度減去泥質(zhì)校正量。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)2.滲透率(K)

在壓差存在下，儲集層巖石讓流體在其孔隙孔道中流動的能力，這種巖石允許流體通過的性質(zhì)，叫做滲透性。巖石滲透性決定能否形成油氣藏及油氣井是否高產(chǎn)的重要因素，巖石滲透率單位用達(dá)西.達(dá)西滲透率達(dá)西定量只適用于層流以及流體與巖石無相互作用的情況實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

1、當(dāng)一種流體通過巖樣時，所測得的滲透率與流體性質(zhì)無關(guān)，只與巖石本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)；

2、當(dāng)有多重流體同時通過巖樣時，不同的流體則有不同的滲透率。為了區(qū)分這些情況，常用絕對滲透率

有效滲透率

相對滲透率來區(qū)分第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)①絕對滲透率：絕對滲透率是巖石孔隙中只有一種流體(油、氣或水)時測量的滲透率，常用符號K表示。其大小只與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與流體性質(zhì)無關(guān)。因?yàn)槌Ｓ每諝鈦頊y量，故又稱空氣滲透率。測井解釋通常所說的滲透率，就是指巖石的絕對滲透率。②有效滲透率：當(dāng)兩種以上的流體同時通過巖石時，對其中某一流體測得的滲透率，稱為巖石對該流體的有效滲透率，巖石對油、氣、水的有效滲透率分別用Ko、Kg、Kw表示。有效滲透率大小除與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與流體的性質(zhì)和相對含量、各流體之間的相互作用以及流體與巖石的相互作用有關(guān)。由試油資料求得的滲透率是有效滲透率。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)

多種流體同時通過巖石時，各單相的有效滲透率以及它們之和總是低于絕對滲透率的。這是因?yàn)槎嘞喙餐鲃訒r，流體不僅要克服自身的粘滯阻力，還要克服流體與巖石孔壁之間的附著力、毛細(xì)管力以及流體與流體之間的附加阻力等等，因而使?jié)B透能力相對降低。實(shí)踐證明，流體的有效滲透率與它在巖石中的相對含量有關(guān)，當(dāng)流體的相對含量變化時，其相應(yīng)的有效滲透率隨之改變。為此，引入相對滲透率的概念。③相對滲透率：巖石的有效滲透率與絕對滲透率之比值稱為相對滲透率，其值在0～1之間變化。通常用Kro、Krg、Krw分別表示油、氣、水的相對滲透率。在多種流體同時通過巖石的情況下，可用相對滲透率的大小來衡量某種流體通過巖石的難易程度。

第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)3、飽和度定義：某種流體（油氣或水）所充填的孔隙體積占全部孔隙體積的百分?jǐn)?shù)。（1）含水飽和度Sw:巖石含水孔隙體積占孔隙體積的百分?jǐn)?shù)

SW分為可動水飽和度Swn和束縛水飽和度Swb

Sw=Swb+Swm

油層的各個部分均含有束縛水，在含油氣部分，油氣與束縛水共存；在含水部分，可動水與束縛水共存；在油氣過渡帶，油、氣與束縛水三相共存（2）含油氣飽和度Sh：巖石含油氣占有效孔隙體積的百分?jǐn)?shù)

Sw+Sh=1

油氣層：Sw較小，Sw≈Swb，水層Sw>>Swb；So≈Sor；油水通常介于兩者之間第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)3、飽和度儲油層的各個部分均含有束縛水。在含油(氣)部分，油(氣)與束縛水共存；在含水部分，可動水與束縛水共存；在油—?dú)膺^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概念。一般認(rèn)為，儲集層最初都是100%含地層水的，油氣是后來由生油層系經(jīng)運(yùn)移進(jìn)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水共處于儲集層孔隙中。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)3、飽和度理論和實(shí)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(zhì)含量越多，巖石顆粒越細(xì)、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、水層飽和度界限也是不同的。為了準(zhǔn)確評價儲集層的含油性，往往需要將地層水的含水飽和度Sw與束縛水飽和度Swb進(jìn)行比較。當(dāng)Sw小，且Sw≈Swb時，即只含束縛水時為油(氣)層；反之，當(dāng)Sw很高。且Sw》Swb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20％～50％，Swb低于10％的情況很少。但當(dāng)油氣聚集在天然裂縫或洞穴中時，Swb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(dāng)前電阻率測井資料解釋的重要課題之一。第二節(jié)儲集層的基本參數(shù)4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層的界面。儲集層頂?shù)捉缑嬷g的厚度即為儲集層的厚度。

有效厚度：在油氣儲量計算中，要用油氣層有效厚度，它是指在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能夠產(chǎn)出工業(yè)性油氣流的油氣層實(shí)際厚度，即符合油氣層標(biāo)準(zhǔn)的儲集層厚度扣除不合標(biāo)準(zhǔn)的夾層(如泥質(zhì)夾層或致密夾層)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來確定儲層的有效厚度。

在油氣探勘開發(fā)中儲集層被進(jìn)一步劃分為油氣層、水層、干層等。在測井地質(zhì)評價中，根據(jù)試油結(jié)果把測井解釋結(jié)論劃分為六種（不同油田的劃分界限可能略有出入）

油層：產(chǎn)油，不含水或含水小于10%；氣層：產(chǎn)氣，不含水或含水小于10%包括以產(chǎn)氣為主又同時產(chǎn)油。油水同層：油水同出，含水10-90%；水層：完全出水，有時也把含油水層歸入水層；干層：按一定的求產(chǎn)制度求得的日產(chǎn)液量小于1方，其含水小于0.5噸

第三節(jié)儲集層的基本特征第三節(jié)儲集層的基本特征在測井定性解釋中，粗略的將含水飽和度小于50%的儲集層定為油氣層，50-70%之間定義為油水同層；大于70%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度的高低和油水相對滲透率的曲線。

1、儲集層的油水相對滲透率分析

2、儲集層的侵入特征分析

3、儲集層中油氣水分布規(guī)律分析

束縛水飽和度Swb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束縛水飽和度Swb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第三節(jié)儲集層的基本特征油氣水層并不是孤立存在的，受油田構(gòu)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(gòu)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作為蓋層的背斜構(gòu)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(gòu)造都是水層。因此A井中M層各部分滲透性都很好，但A井是水層。B井油氣水都有，C井只有油和水，如果B井M層的儲集性質(zhì)局部變差，雖然它處在有利部位，也可能不含油氣第三節(jié)儲集層的基本特征3、油氣水分布規(guī)律分析第三節(jié)儲集層的基本特征裸眼井：充滿泥漿的井眼泥餅沖洗帶（100%鉆井液）過渡帶（100%-0鉆井液）原狀地層（未收侵入）套管井：套管水泥環(huán)原裝地層第四節(jié)儲集層的劃分一、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大小，從長期生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來的劃分巖性的規(guī)律性認(rèn)識。解釋人員首先要掌握巖性區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)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(jié)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、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。而在鹽水泥漿砂泥巖剖面中，自然伽馬和中子伽馬變得非常有用，電阻率和井徑也可作一般參考。

例如對淡水泥漿鉆的井內(nèi)，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、密度和電阻率曲線，則可按下列步驟區(qū)分它們：①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(fù)異常，微電極有正幅度差，而煤層和泥巖自然電位無異常，微電極無幅度差。

②利用自然電位、自然伽馬