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碎屑巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院趙軍龍學(xué)習(xí)用參考書碎屑巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)1.趙軍龍.測(cè)井資料處理與解釋[M].北京:石油工業(yè)出版社,2012.12.雍世和,張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營(yíng):中國(guó)石油大學(xué)出版社,19963.《測(cè)井學(xué)》編寫組.測(cè)井學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,19984.李舟波.地球物理測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].長(zhǎng)春:吉林大學(xué)出版社,20035.洪有密.測(cè)井原理與綜合解釋[M].東營(yíng),中國(guó)石油大學(xué)出版社,2007本章內(nèi)容碎屑巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法第三節(jié)巖石體積物理模型及測(cè)井響應(yīng)方程的建立第四節(jié)統(tǒng)計(jì)方法建立儲(chǔ)集層參數(shù)測(cè)井解釋模型第五節(jié)測(cè)井資料處理與解釋中常用參數(shù)的選擇第六節(jié)POR分析程序的基本原理本章內(nèi)容碎屑巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法第三節(jié)巖石體積物理模型及測(cè)井響應(yīng)方程的建立第四節(jié)統(tǒng)計(jì)方法建立儲(chǔ)集層參數(shù)測(cè)井解釋模型第五節(jié)測(cè)井資料處理與解釋中常用參數(shù)的選擇第六節(jié)POR分析程序的基本原理本節(jié)內(nèi)容第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分本節(jié)內(nèi)容1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)地質(zhì)上常按成因和巖性把儲(chǔ)集層劃分為:
碎屑巖儲(chǔ)集層(砂巖類---礫、砂、粉砂、泥巖儲(chǔ)集層)
碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(碳酸鹽儲(chǔ)集層等)
其他巖類儲(chǔ)集層
巖漿巖儲(chǔ)集層(大港、吐哈)
變質(zhì)巖儲(chǔ)集層膏巖剖面儲(chǔ)集層第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)自然界中的巖石種類雖然很多,但并不是所有巖石都能儲(chǔ)存石油和天然氣。能夠儲(chǔ)存石油和天然氣的巖石必須具備兩個(gè)條件:
一是具有儲(chǔ)存油氣的孔隙、孔洞和裂縫(隙)等空間場(chǎng)所;二是孔隙、孔洞和裂縫(隙)之間必須相互連通,在一定壓差下能夠形成油氣流動(dòng)的通道。我們把具備這兩個(gè)條件的巖層稱為儲(chǔ)集層。就是說(shuō),儲(chǔ)集層就是具有連通孔隙,既能儲(chǔ)存油氣,又能使油氣在一定壓差下流動(dòng)的巖層。
第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)巖石具有由各種孔隙、孔洞和裂縫(隙)形成的流體儲(chǔ)存空間的性質(zhì)稱為孔隙性;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。
孔隙性和滲透性是儲(chǔ)集層必須同時(shí)具備的兩個(gè)最基本的性質(zhì),這兩者合稱為儲(chǔ)集層的儲(chǔ)油物性。儲(chǔ)集層是形成油氣層的基本條件,因而是應(yīng)用測(cè)井資料進(jìn)行地層評(píng)價(jià)和油氣分析的基本對(duì)象。第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)
目前世界上已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量中大約有40%的油氣儲(chǔ)集于這一類儲(chǔ)集層。該類儲(chǔ)集層更是我國(guó)目前最主要、分布最廣的油氣儲(chǔ)集層。
碎屑巖主要由各種巖石碎屑、礦物碎屑、膠結(jié)物以及孔隙空間組成。最常見的礦物碎屑為石英、長(zhǎng)石和云母;巖石碎屑由母巖的類型決定;膠結(jié)物有泥質(zhì)、鈣質(zhì)、硅質(zhì)和鐵質(zhì)等,砂巖膠結(jié)物一般是泥質(zhì)和鈣質(zhì),其中以泥質(zhì)對(duì)儲(chǔ)集性質(zhì)影響最大。(1)碎屑巖組成第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)
(2)碎屑巖分類
按巖石碎屑顆粒的大?。戳剑?,可把碎屑巖分為礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖等。
碎屑名稱顆粒直徑(mm)礫巨礫粗礫中礫細(xì)礫
>10001000-100100-1010-1砂粗砂中砂細(xì)砂
1-0.50.5-0.250.25-0.1粉砂粗粉砂細(xì)粉砂0.1-0.050.05-0.01粘土(泥)<0.01碎屑巖按照顆粒直徑分類統(tǒng)計(jì)表第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)(3)碎屑巖剖面巖性特點(diǎn)
在碎屑巖剖面中,砂巖為主要儲(chǔ)集層,每組砂巖之間,沉積有厚度較大泥巖隔層(在測(cè)井解釋中稱為上、下圍巖),這是碎屑巖剖面最基本巖性特點(diǎn)。第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)碎屑巖儲(chǔ)集層基本上就是砂巖和粉砂巖儲(chǔ)集層,礫巖儲(chǔ)集層較少,泥巖儲(chǔ)集層(有裂縫才具儲(chǔ)集性質(zhì))更少。一般砂巖儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性質(zhì)(孔隙度和滲透率)主要取決于砂巖顆粒大小,同時(shí)還受顆粒均勻程度(分選程度)、顆粒磨圓程度和顆粒之間膠結(jié)物的性質(zhì)及含量的影響。(3)碎屑巖剖面巖性特點(diǎn)第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)(4)碎屑巖膠結(jié)物膠結(jié)物:把松散的砂、礫膠結(jié)成整體的物質(zhì)。膠結(jié)物不但有粘接碎屑顆粒的作用,同時(shí)還會(huì)充填粒間孔隙,使孔隙縮小和被堵塞。因而膠結(jié)物含量是影響儲(chǔ)油物性的重要因素,隨著膠結(jié)物含量增加,儲(chǔ)集層孔隙性和滲透性變差。最常見的膠結(jié)物:有泥質(zhì)、鈣質(zhì)(又稱灰質(zhì))、硅質(zhì)及鐵質(zhì),其中主要是泥質(zhì)、鈣質(zhì)。相對(duì)而言:泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖較疏松,孔隙性及滲透性較好;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(jiān)硬,儲(chǔ)油物性差。第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)(4)碎屑巖膠結(jié)物
泥質(zhì)膠結(jié)物的成分是粘土礦物。不同種類的粘土礦物,由于吸水后的膨脹性不同,對(duì)儲(chǔ)油物性的影響也是不同的。高嶺石和伊利石的膨脹性最小,蒙脫石的膨脹性最大,因而后者對(duì)孔隙的堵塞最嚴(yán)重。
砂巖儲(chǔ)集層中分散分布的粘土礦物,一般都以晶?;蚱渌象w形式作為充填物分散存在于孔隙中,其分布類型有三種:
分立質(zhì)點(diǎn)式、孔隙內(nèi)襯式、孔隙搭橋式。第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)(4)碎屑巖膠結(jié)物
①分立質(zhì)點(diǎn)式:粘土礦物以晶體的集合體形式分散附著于孔壁或占據(jù)部分粒間孔隙。
②孔隙內(nèi)襯式:粘土礦物以相對(duì)連續(xù)的薄層附著在孔壁上,形成“粘土套”,且具有豐富的微細(xì)孔隙。
③孔隙搭橋式:粘土晶形變化延伸到孔隙中,或完全穿過(guò)孔隙,粘土礦物與孔隙系統(tǒng)共生和交纏,孔隙通道變得更細(xì)。第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)(5)碎屑巖剖面的泥質(zhì)
在測(cè)井中認(rèn)為泥質(zhì)是粘土、細(xì)粉砂與束縛水的混合物。當(dāng)泥質(zhì)含量較高時(shí),泥質(zhì)在砂巖中呈條帶狀分布時(shí)稱為層狀泥質(zhì)。當(dāng)泥質(zhì)呈不改變砂巖粒間孔隙結(jié)構(gòu)顆粒狀時(shí),稱為結(jié)構(gòu)泥質(zhì)。當(dāng)泥質(zhì)含量較低時(shí),一般分散在砂巖顆粒表面,使砂巖粒間孔隙截面和孔隙體積減小,使其儲(chǔ)集性質(zhì)變差,泥質(zhì)含量愈大影響愈大。這種泥質(zhì)稱為分散泥質(zhì)。本節(jié)內(nèi)容1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量為了簡(jiǎn)化計(jì)算,通常假設(shè)地層為純砂巖地層,即地層不含泥質(zhì)。但實(shí)際上地下巖石很少是純砂巖,而且由于粘土礦物特殊的物理、化學(xué)性質(zhì),其對(duì)各種測(cè)井資料的影響常常不能忽略。當(dāng)泥質(zhì)含量超過(guò)5%-10%時(shí),利用測(cè)井資料計(jì)算的孔隙度就必須進(jìn)行泥質(zhì)校正,泥質(zhì)含量是對(duì)孔隙度進(jìn)行校正的重要參數(shù)。巖石骨架(礦物骨架)泥質(zhì)(泥質(zhì)含量超過(guò)5~10%時(shí),必須做泥質(zhì)校正?。┛紫都捌渲辛黧w2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量
(1)泥質(zhì)含量的概念及其對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的影響
測(cè)井中常把粉砂和粘土統(tǒng)稱為泥質(zhì)。巖石中泥質(zhì)的體積占巖石體積的百分比就是泥質(zhì)含量,用Vsh表示。評(píng)價(jià)含泥質(zhì)地層、特別是評(píng)價(jià)泥質(zhì)砂巖時(shí),地層的泥質(zhì)含量是一個(gè)重要的地質(zhì)參數(shù)。
泥質(zhì)含量不僅反映地層巖性,而且地層有效孔隙度、滲透率、含水飽和度和束縛水飽和度等儲(chǔ)集層參數(shù),均與泥質(zhì)含量Vsh有密切關(guān)系。
幾乎所有測(cè)井方法都在不同程度上要受到泥質(zhì)的影響,在應(yīng)用測(cè)井資料計(jì)算地層孔隙度、滲透率、含水飽和度以及束縛水飽和度等參數(shù)時(shí),均要用到地層的泥質(zhì)含量參數(shù),泥質(zhì)含量求取精度直接影響著其它參數(shù)的求取精度。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量對(duì)于巖石物性而言,泥質(zhì)存在會(huì)降低物質(zhì)滲透率K,使孔隙度變小并使孔隙結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,增加了巖石中束縛水存在可能性。同時(shí)泥質(zhì)的存在,使儲(chǔ)層自然電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、中子測(cè)井、孔隙度、滲透率等均受到影響。
目前,測(cè)井方法都是基于對(duì)地層礦物分布的測(cè)量來(lái)間接反映地層泥質(zhì)含量,而不是對(duì)泥質(zhì)含量進(jìn)行直接測(cè)量,所以必須選擇最能反映地層泥質(zhì)含量的測(cè)井響應(yīng)來(lái)建立泥質(zhì)含量測(cè)井解釋模型。通常泥質(zhì)含量的求取方法主要有自然伽馬法和自然電位法,此外,還可應(yīng)用自然伽馬能譜、電阻率以及孔隙度測(cè)井(聲波、密度、中子)交會(huì)法。
這里簡(jiǎn)要介紹幾種計(jì)算泥質(zhì)含量的方法。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量(2)自然伽馬確定泥質(zhì)含量根據(jù)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì),沉積巖的自然放射性強(qiáng)度一般有以下變化規(guī)律:①隨泥質(zhì)含量的增加而增加;②隨有機(jī)物含量的增加而增加,如瀝青質(zhì)泥巖的放射性很高。在還原條件下,六價(jià)鈾能被還原成四價(jià)鈾,從溶液中分離出來(lái)而沉淀在地層中,且有機(jī)物容易吸附含鈾和釷的放射性物質(zhì);③隨著鉀鹽和某些放射性礦物的增加而增加。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量(2)自然伽馬確定泥質(zhì)含量
△GR—自然伽馬相對(duì)值;GR—待計(jì)算井段深度的自然伽馬讀值,單位為API;GRmin—統(tǒng)計(jì)井段的自然伽馬最小值,單位為API;GRmax—統(tǒng)計(jì)井段的自然伽馬最大值,單位為API;Vsh—泥質(zhì)含量,無(wú)單位;GCUR為希爾奇系數(shù),一般地,老地層取值2.0,新地層取值為3.7-4.0。式中:2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量(3)自然電位確定泥質(zhì)含量
從自然電位測(cè)井的基本理論可知,自然電位異常與地層中泥質(zhì)含量有密切的關(guān)系;隨著砂巖地層中泥質(zhì)含量的增加,自然電位異常幅度會(huì)隨之減少,故可利用自然電位測(cè)井曲線定量計(jì)算地層泥質(zhì)含量。通常,我們首選自然伽馬測(cè)井曲線計(jì)算泥質(zhì)含量,但是,在某些井段放射性礦物含量引起自然伽馬異常時(shí),我們就可以借助于自然電位測(cè)井曲線預(yù)測(cè)泥質(zhì)含量。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量(4)自然伽馬能譜確定泥質(zhì)含量
自然伽馬能譜測(cè)井原理是根據(jù)鈾、釷和鉀的自然伽馬能譜的特征,用能譜分析的方法,將測(cè)量到的鈾、釷、鉀的伽馬放射性混合譜,進(jìn)行譜解析,從而來(lái)確定鈾、釷、鉀在地層中的含量。
研究發(fā)現(xiàn),地層的泥質(zhì)含量與釷或鉀的含量有較好的線性關(guān)系,而與地層的鈾含量關(guān)系較小。因?yàn)殁櫝税殡S碎屑沉積存在外,還與地層的有機(jī)質(zhì)含量以及一些含鈾重礦物的含量等因素有關(guān),所以一般不用鈾含量求泥質(zhì)含量,而用總計(jì)數(shù)率、釷含量和鉀含量的測(cè)井值計(jì)算泥質(zhì)含量。計(jì)算方法同于自然伽馬測(cè)井。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)1)泥質(zhì)含量(5)利用巖心分析資料確定泥質(zhì)含量
將實(shí)驗(yàn)室獲得的粒徑較小的顆粒(一般粒徑小于0.063mm)所占的體積百分比與泥質(zhì)指示曲線建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系,進(jìn)而可基于該統(tǒng)計(jì)關(guān)系利用測(cè)井資料計(jì)算地層的泥質(zhì)含量。如某油田根據(jù)巖心資料建立了如下統(tǒng)計(jì)關(guān)系
需要指出,統(tǒng)計(jì)關(guān)系一般都會(huì)隨著各油田地層巖性的變化而變化。此外,也可利用核磁共振測(cè)井、C/O比能譜測(cè)井也可以獲得地層的泥質(zhì)含量。
當(dāng)用多種方法計(jì)算同一地層泥質(zhì)含量時(shí),一般應(yīng)選擇最小值作為該巖層的泥質(zhì)含量。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)2)孔隙度
儲(chǔ)集層的孔隙度是指其孔隙體積占巖石總體積的百分?jǐn)?shù),它是說(shuō)明儲(chǔ)集層儲(chǔ)集能力相對(duì)大小的基本參數(shù)。測(cè)井解釋中常用的孔隙度概念有總孔隙度、有效孔隙度和縫洞孔隙度等。(1)總孔隙度φt是指所有孔隙空間(無(wú)論孔隙的大小、形狀和連通與否)占巖石體積的百分?jǐn)?shù);(2)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);
(3)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(chǔ)集層儲(chǔ)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)。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)2)孔隙度一般來(lái)說(shuō),未固結(jié)的和中等膠結(jié)程度的砂巖,其φe與φt接近;但膠結(jié)程度高的砂巖,特別是碳酸鹽巖,其中φt通常比φe大很多。同時(shí),隨著地層的埋藏深度增加,膠結(jié)和壓實(shí)作用增強(qiáng),砂巖的孔隙度也降低。
砂巖的總孔隙度一般在5%~30%;儲(chǔ)油砂巖的有效孔隙度一般變化在10%~25%??紫抖鹊陀?%的儲(chǔ)油砂巖,除非其中有裂縫、孔穴之類,一般可認(rèn)為無(wú)開采價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用時(shí)注意2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)2)孔隙度聲波速度測(cè)井AcousticLog
密度測(cè)井DensityLog
中子測(cè)井NeutronLog孔隙度測(cè)井
孔隙度測(cè)井所提供的孔隙度是總孔隙度φt。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(duì)純砂巖地層,通常認(rèn)為總孔隙度等于有效孔隙度,因此測(cè)井計(jì)算的孔隙度就認(rèn)為是儲(chǔ)層的有效孔隙度;
對(duì)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,儲(chǔ)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。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率
(1)滲透性:為了評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的生產(chǎn)能力,應(yīng)了解油氣流過(guò)巖石孔隙系統(tǒng)的難易程度。在有壓力差的條件下,巖層允許流體流過(guò)其孔隙孔道的性質(zhì)稱為滲透性。巖石滲透性的大小是決定油氣藏能否形成和油氣層產(chǎn)能大小的重要因素。常用滲透率來(lái)定量表示巖石的滲透性。
(2)滲透率:滲透率就是在壓力差作用下,巖石能通過(guò)石油和天然氣的能力。根據(jù)達(dá)西定律,巖層孔隙中的不可壓縮流體,在一定壓力差條件下發(fā)生的流動(dòng),可由下式表示:2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率
(3)滲透率的單位:在壓力梯度為一個(gè)大氣壓的條件下,粘度為1mPa·s的流體在孔隙中作層流運(yùn)動(dòng)時(shí),在1cm2橫截面積上通過(guò)流體的流量為1cm3/s時(shí)的巖石滲透率為0.987(≈1)μm2。實(shí)際工作中,這個(gè)單位太大,常用它的千分之一作單位,即用10-3μm2作為滲透率單位。
(4)滲透率概念延伸:達(dá)西定律只適用層流以及流體與巖石無(wú)相互作用的情況,實(shí)踐證明,當(dāng)只有一種流體通過(guò)巖樣時(shí),所測(cè)得的滲透率與流體性質(zhì)無(wú)關(guān),只與巖石本身的結(jié)構(gòu)有關(guān);而當(dāng)有多種流體(如油和氣、氣和水以及油氣水)同時(shí)通過(guò)巖樣時(shí),不同的流體則有不同的滲透率。因而滲透率有絕對(duì)滲透率、有效滲透率和相對(duì)滲透率之分。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率①
絕對(duì)滲透率
絕對(duì)滲透率是巖石孔隙中只有一種流體(油、氣或水)時(shí)測(cè)量的滲透率,常用符號(hào)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(wú)關(guān)。因?yàn)槌S每諝鈦?lái)測(cè)量,故又稱空氣滲透率。測(cè)井解釋通常所說(shuō)的滲透率,就是指巖石的絕對(duì)滲透率。
根據(jù)巖石絕對(duì)滲透率大小,按經(jīng)驗(yàn)可以把儲(chǔ)集層分為:小于1×10-3μm2到15×10-3μm2的,屬差到尚可;(15~50)×10-3μm2的,屬中等;(50~250)×10-3μm2的屬好;(250~1000)×10-3μm2的,屬很好;大于1000×10-3μm2,屬極好。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率②
有效滲透率
當(dāng)兩種以上的流體同時(shí)通過(guò)巖石時(shí),對(duì)其中某一流體測(cè)得的滲透率,稱為巖石對(duì)該流體的有效滲透率,巖石對(duì)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(duì)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。
多種流體同時(shí)通過(guò)巖石時(shí),各單相的有效滲透率以及它們之和總是低于絕對(duì)滲透率的。流體的有效滲透率與它在巖石中的相對(duì)含量有關(guān),當(dāng)流體的相對(duì)含量變化時(shí),其相應(yīng)的有效滲透率隨之改變。為此,引入相對(duì)滲透率的概念。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率③
相對(duì)滲透率
巖石的有效滲透率與絕對(duì)滲透率之比值稱為相對(duì)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(duì)滲透率。在多種流體同時(shí)通過(guò)巖石的情況下,可用相對(duì)滲透率的大小來(lái)衡量某種流體通過(guò)巖石的難易程度。右圖是親油地層內(nèi)僅含油和水的相對(duì)滲透率曲線示意圖。從圖中可以看出相對(duì)滲透率和飽和度的關(guān)系。從圖中相對(duì)滲透率與橫軸交點(diǎn)來(lái)理解束縛水飽和度和殘余油飽和度概念。12.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率③
相對(duì)滲透率
2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3)滲透率
(5)低滲透率油田分類
所謂低滲透儲(chǔ)層是一個(gè)相對(duì)的概念,至今國(guó)際上并無(wú)一個(gè)嚴(yán)格而明確的標(biāo)準(zhǔn)和界限,世界各國(guó)的劃分標(biāo)準(zhǔn)和界限因不同國(guó)家、不同時(shí)期的資源狀況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件不同而異。
美國(guó)把滲透率小于l00×l0-3μm2的油田劃為低滲透油田。
前蘇聯(lián)滲透率小于50~100×l0-3μm2的油田劃為低滲透油田。
我國(guó)一般把滲透率在10~50×l0-3μm2的稱為低滲透油田;把滲透率為1~10×l0-3μm2的稱為特低滲透油田;把滲透率小于1×l0-3μm2的稱為超低滲透油田。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)4)飽和度儲(chǔ)集層的含油性可用其含油飽和度或含水飽和度來(lái)度量??紫吨杏蜌怏w積占孔隙體積的百分比稱為含油氣飽和度。顯然,儲(chǔ)集層孔隙中的含油氣飽和度Sh與含水飽和度Sw之和為1(或100%)。(1)含水飽和度
巖石含水孔隙體積占總孔隙體積的百分?jǐn)?shù),稱為含水飽和度,用Sw表示。巖石孔隙中的地層水可分為束縛水和可動(dòng)水兩類。束縛水是指被吸附在巖石顆粒表面的薄膜水和無(wú)效孔隙及狹窄孔隙喉道中的毛細(xì)管滯留水,在自然條件下不能自由流動(dòng)的部分水??蓜?dòng)水是指離顆粒表面較遠(yuǎn),在一定壓差下可以流動(dòng)的地層水,亦稱為自由水。
相應(yīng)地有束縛水飽和度與可動(dòng)水飽和度的概念。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)4)飽和度(2)可動(dòng)水飽和度
巖石中可動(dòng)水孔隙體積占總孔隙體積的百分?jǐn)?shù),稱為可動(dòng)水飽和度,用Swm表示。(3)束縛水飽和度
巖石中束縛水孔隙體積占總孔隙體積的百分?jǐn)?shù),稱為束縛水飽和度,用Swb表示。顯然有關(guān)系式Sw=Swb+Swm。儲(chǔ)集層中的束縛水含量直接影響著油氣的最終采收率,對(duì)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(guò)高造成。研究束縛水影響是當(dāng)前電阻率測(cè)井資料解釋重要課題之一。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)4)飽和度
含油層各個(gè)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(dòng)水與束縛水共存;在油一氣過(guò)渡帶,油、氣與束縛水三相共存。
在儲(chǔ)集層含油性評(píng)價(jià)中,束縛水飽和度是一個(gè)重要的概念。一般認(rèn)為,儲(chǔ)集層最初都是100%含地層水的,油氣是后來(lái)由生油層系經(jīng)運(yùn)移進(jìn)入儲(chǔ)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(dòng)的束縛水共處于儲(chǔ)集層孔隙中。(4)含油氣飽和度
巖石含油氣體積占有效孔隙體積百分?jǐn)?shù),用Sh表示。目前,在測(cè)井解釋中常用的含油氣飽和度概念有以下幾種:2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)4)飽和度①原狀地層的含油氣飽和度Sh:
Sh=1-Sw。如果用So表示含油飽和度,Sg表示含氣飽和度,則Sh=So+Sg。對(duì)于含油、氣、水儲(chǔ)集層,顯然有So+Sg+Sw=1。
②沖洗帶中殘余油氣飽和度Shr:
是指在井筒條件下,沖洗帶中不能被泥漿濾液所驅(qū)替的那部分油氣體積含量,Shr=1-Sxo,(Sxo是指沖洗帶中的含水飽和度)。Rxo過(guò)渡帶沖洗帶原狀地層RtrRt泥餅?zāi)酀{鉆頭直徑井壁2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)4)飽和度③可動(dòng)油氣飽和度Smo
是指在井筒條件下,沖洗帶中被泥漿濾液所驅(qū)替的那部分油氣體積含量,在數(shù)量上等于沖洗帶含水飽和度相對(duì)于原狀地層含水飽和度增加的部分,即
Smo=Sxo-Sw或Smo=Sh-Shr。
一般認(rèn)為,沖洗帶內(nèi)所含的油是不可動(dòng)的殘余油。因此,沖洗帶含水飽和度Sxo與原狀地層含水飽和度Sw的差值,為可動(dòng)油飽和度Smo??蓜?dòng)油飽和度Smo的大小,在一定程度上取決于原油的粘度,粘度增大則可動(dòng)油飽和度減小。顯然,可動(dòng)油飽和度越大,可采出的油氣數(shù)量越多,采收率也可能越高。2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)5)儲(chǔ)層厚度通常用巖性變化,孔隙度、滲透率的顯著變化來(lái)劃分儲(chǔ)集層界面。儲(chǔ)集層頂?shù)捉缑嬷g的厚度即為儲(chǔ)集層厚度。在油氣儲(chǔ)量計(jì)算中,要用油氣層有效厚度。油氣層有效厚度是指在目前經(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(chǔ)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、微電阻率、井徑曲線等來(lái)確定儲(chǔ)層的有效厚度。本節(jié)內(nèi)容1.碎屑巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)特點(diǎn)2.儲(chǔ)集層的基本參數(shù)3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分1)巖性劃分定性劃分巖性是利用測(cè)井曲線形態(tài)特征和測(cè)井曲線值相對(duì)大小,從長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來(lái)的劃分巖性的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。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(guò)鉆井取心和巖屑錄井資料與測(cè)井資料作對(duì)比分析,總結(jié)出用測(cè)井資料劃分巖性的地區(qū)規(guī)律。運(yùn)用時(shí)不能生搬硬套,而應(yīng)針對(duì)某一具體巖性找出有別于其他巖性的一兩種主要特征。例如在淡水泥漿砂泥巖剖面,目前的測(cè)井方法中微電極、自然電位、密度測(cè)井、中子測(cè)井以及自然伽馬測(cè)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。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分1)巖性劃分巖性自然電位mV自然伽馬API微電極Ω.m電阻率Ω.m井徑mm聲波時(shí)差μs/m泥巖泥巖基線高值低、平值低、平值大于鉆頭直徑大于300頁(yè)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煤層異常不明顯一般為低值無(wú)幅度差異一般為高阻接近鉆頭直徑350~450砂泥巖剖面典型巖石的測(cè)井特征3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分1)巖性劃分砂泥巖和碳酸鹽巖剖面典型巖石的測(cè)井特征內(nèi)容聲波時(shí)差(ms/m)體積密度(g/cm3)中子孔隙度(%)中子伽馬自然伽馬自然電位微電極電阻率井徑泥巖大于3002.2-2.65高值低值高值基值低,平直低平直大于鉆頭直徑煤350-4501.3-2.65φSNP>40φCNL>70
低值低值一般異常不明顯
高值,無(wú)煙煤最低接近鉆頭直徑砂巖250-3802.1-2.5中等中等低值明顯異常中等,明顯正差異低到中等略小于鉆頭直徑生物灰?guī)r200-300比砂巖略高較低較高比砂巖還低明顯異常較高,明顯正差異較高略小于鉆頭直徑石灰?guī)r165-2502.4-2.7低值高值比砂巖還低大片異常高值,鋸齒狀正、負(fù)差異高值小于或等于鉆頭直徑白云巖155-2502.5-2.85低值高值比砂巖還低大片異常高值,鋸齒狀正、負(fù)差異高值小于或等于鉆頭直徑硬石膏約164約3.0≈0高值最低基值
高值接近鉆頭直徑石膏約171約2.3約50低值最低基值
高值接近鉆頭直徑巖鹽約220約2.1接近于零高值最低,鉀鹽最高基值極低高值大于鉆頭直徑3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分1)巖性劃分碎屑巖剖面中儲(chǔ)集層的標(biāo)志:
①在井壁上存在一定厚度的泥餅,這是碎屑巖儲(chǔ)集層最重要的標(biāo)志;
②泥漿侵入儲(chǔ)集層,形成侵入帶,不同探測(cè)深度的電阻率曲線有幅度差;
③碎屑巖剖面上的儲(chǔ)集層中泥質(zhì)含量都較低。④碎屑巖剖面上儲(chǔ)集層聲波時(shí)差相對(duì)泥巖聲波時(shí)差一般較為穩(wěn)定。2)儲(chǔ)集層的劃分3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分3)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)要點(diǎn)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)是測(cè)井解釋的基本任務(wù),這包括單井評(píng)價(jià)與多井評(píng)價(jià)。
(?。﹩尉畠?chǔ)集層評(píng)價(jià)就是在油井地層剖面中劃分儲(chǔ)集層,評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的巖性、物性、含油性以及油氣產(chǎn)能。
(ⅱ)多井評(píng)價(jià)則是油藏描述的基本組成部分,它是著眼于在面上對(duì)一個(gè)油田或地區(qū)的油氣藏整體的多井解釋和綜合評(píng)價(jià),主要任務(wù)包括:全油田測(cè)井資料的標(biāo)準(zhǔn)化、井間地層對(duì)比、建立油田參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系、測(cè)井相分析與沉積相研究、單井儲(chǔ)集層精細(xì)評(píng)價(jià)、儲(chǔ)集層縱橫向展布與儲(chǔ)集層參數(shù)空間分布及油氣地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算。
總之,單井評(píng)價(jià)是多井評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),而多井評(píng)價(jià)則是更高層次的發(fā)展,是在全油田測(cè)井資料基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)井資料更高水平的統(tǒng)一解釋和對(duì)整個(gè)地區(qū)油氣藏的綜合地質(zhì)評(píng)價(jià)。這里主要介紹單井儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)要點(diǎn)。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分3)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)要點(diǎn)(1)巖性評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的巖性評(píng)價(jià)是指確定儲(chǔ)集層巖石所屬的巖石類別,計(jì)算巖石主要礦物成分的含量和泥質(zhì)含量,還可進(jìn)一步確定泥質(zhì)在巖石中分布的形式和粘土礦物的成分。
①巖石類別
測(cè)井地層評(píng)價(jià)是按巖石的主要礦物成分確定巖石類別,如砂巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、礫巖、石灰?guī)r、白云巖、石膏、硬石膏、鹽巖、花崗巖、變質(zhì)巖、石灰質(zhì)白云巖等。
3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分②泥質(zhì)含量和粘土含量泥質(zhì)含量用符號(hào)Vsh表示。當(dāng)需要把泥質(zhì)區(qū)分為細(xì)粉砂和濕粘土?xí)r,則要計(jì)算巖石的粘土含量,它表示巖石中濕粘土的體積占巖石體積的百分?jǐn)?shù),用符號(hào)Vclay表示。巖石中除了泥質(zhì)以外的其他造巖礦物構(gòu)成的巖石固體部分,我們稱為巖石骨架(測(cè)井專用術(shù)語(yǔ))。所謂確定巖石礦物成分及其含量,就是確定巖石骨架的礦物成分及其體積占巖石體積的百分?jǐn)?shù)。由于巖石的礦物成分較復(fù)雜,而測(cè)井的分辨能力有限,故一般只考慮一二種主要礦物成分,最多能考慮六種礦物成分,其他忽略不計(jì)。同時(shí),測(cè)井只注重礦物化學(xué)成分,如方解石為CaCO3,白云石為CaCO3?MgCO3,石膏為CaSO4(H2O)2,硬石膏為CaSO4等等。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分③泥質(zhì)分布形式和粘土礦物成分泥質(zhì)分布形式是指泥質(zhì)在巖石中分布的狀態(tài),一般有三種形式:分散泥質(zhì)、層狀泥質(zhì)、結(jié)構(gòu)泥質(zhì)等。泥質(zhì)分布形式,對(duì)泥質(zhì)砂巖的有效孔隙度有很大影響。巖石中常見的粘土礦物有高嶺石、蒙脫石和綠泥石。如果有巖性密度測(cè)井與自然伽馬能譜測(cè)井等方法,就可確定粘土礦物成分及其含量。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分(2)物性評(píng)價(jià)
儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)按照精度可分為定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。定性評(píng)價(jià)主要是按照有關(guān)測(cè)井曲線的幅度、形態(tài)進(jìn)行物性初步分析;定量評(píng)價(jià)主要是通過(guò)計(jì)算有關(guān)物性參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)物性。儲(chǔ)層物性反映的是儲(chǔ)層質(zhì)量的好壞,決定了油區(qū)的豐度和儲(chǔ)量。
應(yīng)用測(cè)井資料對(duì)儲(chǔ)層開展物性評(píng)價(jià),主要是通過(guò)儲(chǔ)層的有效孔隙度、絕對(duì)滲透率、有效滲透率、孔滲關(guān)系等物性參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)分類。測(cè)井計(jì)算反映儲(chǔ)層物性的參數(shù)主要有孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量以及粒度中值,甚至顆粒分選系數(shù)等,顯然儲(chǔ)層孔隙度高、滲透率大、泥質(zhì)含量低、粒度大而均勻則儲(chǔ)層物性好,相反,儲(chǔ)層孔隙度低、滲透率小、泥質(zhì)含量高、粒度細(xì)或顆粒不均勻則儲(chǔ)層物性差。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分(3)儲(chǔ)層含油性評(píng)價(jià)
儲(chǔ)集層的含油性是指巖層孔隙中是否含油氣以及油氣含量大小。地質(zhì)上對(duì)巖心含油級(jí)別的描述分為飽含油、含油、微含油、油斑及油跡,其含油性依次降低。應(yīng)用測(cè)井資料可對(duì)儲(chǔ)集層的含油性作定性判斷,更多的是通過(guò)定量計(jì)算飽和度參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的含油性。通常計(jì)算的飽和度參數(shù)有:地層含水飽和度Sw,束縛水飽和度Swb,可動(dòng)水飽和度Swm;含油氣飽和度Sh或含油飽和度Sh,含氣飽和度So,殘余油飽和度Sor,可動(dòng)油飽和度Som以及沖洗帶可動(dòng)油體積Vom=φSom和殘余油體積Vor=φSor??蓱?yīng)用這些參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的含油性。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分3)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)要點(diǎn)(4)儲(chǔ)集層產(chǎn)能評(píng)價(jià)
油氣產(chǎn)能評(píng)價(jià)是在定性分析與定量計(jì)算的基礎(chǔ)上,對(duì)儲(chǔ)集層產(chǎn)出流體的性質(zhì)和產(chǎn)量做出綜合性的解釋結(jié)論。常用的主要解釋結(jié)論有:
油層:產(chǎn)出有工業(yè)價(jià)值的原油油流,不產(chǎn)水或含水小于lo%;
氣層:產(chǎn)出有工業(yè)價(jià)值的天然氣氣流,不產(chǎn)水或含水小于10%;
油水同層:油水同出,含水10%~90%;
含油水層:含水大于90%,或見油花;
水層:完全產(chǎn)水,有時(shí)也把含油水層歸入水層;
干層:不論產(chǎn)什么,因產(chǎn)量極低,而被認(rèn)為無(wú)生產(chǎn)能力。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分油氣層是含水飽和度接近于束縛水飽和度的儲(chǔ)集層;水層是不含油或僅含殘余油的儲(chǔ)集層;油水同層界于兩者之間,干層是孔隙性和滲透性都很差的地層。這些是儲(chǔ)集層產(chǎn)能評(píng)價(jià)最基本的出發(fā)點(diǎn)。
①預(yù)期產(chǎn)能評(píng)價(jià)
預(yù)期產(chǎn)能評(píng)價(jià)是在儲(chǔ)集層未向井內(nèi)產(chǎn)出流體的情況下,用裸眼井或套管井的地層評(píng)價(jià)測(cè)井資料對(duì)儲(chǔ)集層產(chǎn)能做出的評(píng)價(jià)。它只能預(yù)期儲(chǔ)集層可能產(chǎn)出什么流體和產(chǎn)量高低,實(shí)際如何還得靠生產(chǎn)結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)。預(yù)期結(jié)果的準(zhǔn)確性稱為測(cè)井解釋的符合率。一般油田進(jìn)入開發(fā)階段時(shí)的符合率高,而新區(qū)探井的符合率較低。3.巖性與儲(chǔ)集層的劃分
②實(shí)際產(chǎn)能評(píng)價(jià)
在油井正常生產(chǎn)的情況下,用生產(chǎn)測(cè)井測(cè)得的資料對(duì)儲(chǔ)集層產(chǎn)能做出的評(píng)價(jià),是實(shí)際產(chǎn)能評(píng)價(jià)。它表示經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證,對(duì)儲(chǔ)集層做出的解釋結(jié)論。
③油氣層有效厚度
在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,能夠產(chǎn)出有工業(yè)價(jià)值油氣流的油氣層實(shí)際厚度,稱為油氣層有效厚度。它是根據(jù)儲(chǔ)油物性和含油性參數(shù)下限標(biāo)準(zhǔn),從已經(jīng)確認(rèn)的一個(gè)油氣層的總厚度中扣除無(wú)生產(chǎn)價(jià)值的夾層(泥質(zhì)夾層、致密夾層或物性和含油層很差的部分)以后剩下的厚度。油氣層有效孔隙度、含油氣飽和度和有效厚度是計(jì)算油氣地質(zhì)儲(chǔ)量重要參數(shù)。本章內(nèi)容碎屑巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)第一節(jié)碎屑巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)要點(diǎn)第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法第三節(jié)巖石體積物理模型及測(cè)井響應(yīng)方程的建立第四節(jié)統(tǒng)計(jì)方法建立儲(chǔ)集層參數(shù)測(cè)井解釋模型第五節(jié)測(cè)井資料處理與解釋中常用參數(shù)的選擇第六節(jié)POR分析程序的基本原理本節(jié)內(nèi)容1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性3.氣層識(shí)別方法第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法本節(jié)內(nèi)容1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性3.氣層識(shí)別方法第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法
快速直觀解釋是通過(guò)曲線的幅度特征或曲線的交會(huì)圖特征來(lái)評(píng)價(jià)地層的巖性、含油氣性、可動(dòng)油和可動(dòng)水等的解釋技術(shù)及顯示方法。這些方法可以分為重疊法和交會(huì)圖法兩大類。重疊法是指采用統(tǒng)一量綱、統(tǒng)一橫向比例和統(tǒng)一繪圖基線繪制原始測(cè)井曲線或計(jì)算參數(shù)曲線,然后按曲線的幅度差評(píng)價(jià)地層的巖性、舍油氣性、可動(dòng)油和可動(dòng)水等的方法;交會(huì)圖法是利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)或計(jì)算參數(shù)作出交會(huì)圖,然后按交會(huì)圖上數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布特征來(lái)評(píng)價(jià)地層的巖性、含油氣性、可動(dòng)油和可動(dòng)水等的方法。
第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法測(cè)井參數(shù)曲線重疊法與交會(huì)圖法的比較方法測(cè)井參數(shù)曲線重疊法(簡(jiǎn)稱重疊法)測(cè)井參數(shù)交會(huì)圖法(簡(jiǎn)稱交會(huì)圖)原理用統(tǒng)一的參數(shù)(如Φ、K、R等),統(tǒng)一的橫向比例尺和統(tǒng)一的基線,繪出兩條(或多條)測(cè)井參數(shù)曲線(實(shí)測(cè)曲線和計(jì)算曲線),按所繪曲線間的關(guān)系(重合或分離、正幅度差或是負(fù)幅度差)來(lái)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的飽和性質(zhì)。將兩種或三種從不同角度反映巖性、含油氣水特征的測(cè)井參數(shù)進(jìn)行交會(huì),并按照測(cè)井解釋公式構(gòu)成交會(huì)圖,根據(jù)代表每一種或每一個(gè)儲(chǔ)集層的資料點(diǎn)在交會(huì)圖上的分布規(guī)律及交會(huì)圖圖形顯示特點(diǎn),來(lái)評(píng)價(jià)每一儲(chǔ)層飽和性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)快速、直觀,可作全井段(或解釋井段)的解釋。便于進(jìn)行各種影響因素的分析,易于發(fā)現(xiàn)質(zhì)量上的一些問(wèn)題,便于進(jìn)行手工解釋。缺點(diǎn)不利于進(jìn)行各種影響因素的分析,特別是Vsh影響分析。同時(shí),它需要計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)井參數(shù)的轉(zhuǎn)換,不利于手工解釋。不能做全井段或解釋井段的分析,有可能漏掉有利層。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性重疊法的具體表現(xiàn)形式盡管有多種,但這些方法判別地層含油氣性的基本依據(jù)大致可以歸納為兩點(diǎn):
(?。┱龎翰钽@井過(guò)程中,鉆井液侵入導(dǎo)致的不同探測(cè)深度電阻率測(cè)井值具有的徑向分布特性;
(ⅱ)骨架不導(dǎo)電的純巖石,地層的電阻率隨地層中含油氣飽和度增加而成比例增加。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性
1)雙孔隙度重疊法雙孔隙度重疊法中的雙孔隙度指的是巖石的有效孔隙度(φe)和利用深探測(cè)電阻率測(cè)井資料、由Archie公式反算得到的地層孔隙度。當(dāng)巖石骨架不導(dǎo)電時(shí),巖石電阻率大小主要取決于連通孔隙中水的含量及水的電阻率(Rw),因此,對(duì)純巖石,利用深探測(cè)電阻率測(cè)井資料(用Rt表示)由Archie公式反算得到的地層孔隙度反映了地層的含水孔隙度(φw,地層含水飽和度為100%時(shí)
)。反算得到φw為:第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性反算得到φw為:對(duì)百分之百被水飽和的地層(Rt=R0),由Archie公式可得第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性可見,對(duì)純巖石,當(dāng)?shù)貙?00%被水飽和時(shí),由Archie公式反算得到的含水孔隙度(φwo)等于地層的有效孔隙度;當(dāng)孔隙中含有油氣時(shí),φe>
φw
。因此,地層含水孔隙度(φw)和巖石有效孔隙度(φe)的差,是地層含油氣的顯示。
一般認(rèn)為,φe=
φw
,則為水層;若φe>
φw
,則儲(chǔ)集層中存在油氣,曲線幅度差(φe-w)反映地層含油氣孔隙度,差值越大,含油氣量越多。因此,利用重疊繪制顯示的特征,可以劃分油氣層和水層。在測(cè)井資料定性解釋中,通常取(即Sw<50%)作為劃分油氣層的標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性實(shí)例分析!含水孔隙度有效孔隙度第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性
2)三孔隙度重疊法
三孔隙度重疊法中的三隙度指的是地層含水孔隙度(φw)、沖洗帶含水孔隙度(φxo)和地層總孔隙度(φt)。同樣根據(jù)Archie公式,可得沖洗帶的含水孔隙度(φxo),即:第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性地層含水孔隙度(φw)、沖洗帶含水孔隙度(φxo)和地層總孔隙度(φt)曲線重疊判別地層含油氣性的依據(jù)為:
(1)含油氣孔隙度(φh)等于總孔隙度減去含水孔隙度,即
φh=φt-φw
。
(2)殘余油氣孔隙度(φhr)等于總孔隙度減去沖洗帶含水孔隙度。
(3)可動(dòng)油氣孔隙度(φhm
)是沖洗帶鉆井濾液驅(qū)替走的油氣量,等于沖洗帶含水孔隙度減去地層含水孔隙度。
第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性因此,在相同縱向、橫向比例尺條件下,把三孔隙度曲線重疊繪制,φt
與φxo的幅度差代表殘余油氣,φxo與φw
的幅度差代表可動(dòng)油氣。
值得注意的是,采用孔隙度曲線重疊,要求解釋井段內(nèi)鉆井液濾液侵入不太深,巖性穩(wěn)定,有水層。這樣其重疊幅度差的物理意義明確,應(yīng)用效果好。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性
3)徑向電阻率比較法
這是采用不同探測(cè)深度的電阻率曲線進(jìn)行對(duì)比的方法,它依賴于儲(chǔ)集層的泥漿侵入特征,從分析巖層的徑向電阻率變化來(lái)區(qū)分油、水層。一般情況下,油氣層產(chǎn)生減阻侵入,水層產(chǎn)生增阻侵入。此時(shí),深探測(cè)視電阻率大于淺探測(cè)視電阻率者可判斷為油氣層,反之為水層。在使用徑向電阻率法識(shí)別油氣層時(shí)要注意:為突出徑向電阻率的變化,用于互相比較的不同探測(cè)深度的電阻率曲線,應(yīng)具有相似的縱向探測(cè)特征,即井眼、圍巖影響要相似,因此,最好采用具有縱向聚焦的測(cè)井系統(tǒng),如深、淺感應(yīng)或深、淺側(cè)向測(cè)井曲線的對(duì)比。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性某井測(cè)井曲線及深淺三側(cè)向、七側(cè)向重疊法判斷油水層實(shí)例(據(jù)丁次乾,2007)第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性
4)100%飽和水時(shí)的電阻率Ro與深探測(cè)電阻率Rt重疊法對(duì)任何一種巖性比較純的孔隙性地層,都可以用Archie公式計(jì)算其100%飽和水時(shí)的電阻率。把計(jì)算得到的儲(chǔ)集層的Ro曲線和深探測(cè)電阻率曲線Rt重疊,如果兩曲線基本重合,則說(shuō)明是水層;如果Rt明顯大于Ro,其比值>3~5(可能隨地區(qū)不同而發(fā)生變化),則為明顯的含油氣顯示。
此外,當(dāng)解釋井段存在巖性均勻、物性好、厚度大的標(biāo)準(zhǔn)水層,且目的層段與標(biāo)準(zhǔn)水層段在巖性、物性、礦化度等方面具有較好的一致性時(shí),也可以直接讀出目的層段的電阻率測(cè)井值(記為Rt),以及標(biāo)準(zhǔn)水層的電阻率測(cè)井值(記為Ro),然后,計(jì)算比值判斷儲(chǔ)層的含油氣性。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性
值得注意的是,重疊法以Archie公式為基本出發(fā)點(diǎn),因此,當(dāng)滿足以下條件時(shí),重疊法應(yīng)用效果較好:
(1)孔隙性純地層,且?guī)r石骨架不導(dǎo)電;(2)地層的導(dǎo)電性完全由孔隙中的水引起;(3)鉆井液侵入較淺;(4)井剖面Rw基本不變、巖性穩(wěn)定且有純水層。本節(jié)內(nèi)容1.重疊法評(píng)價(jià)地層含油氣性2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性3.氣層識(shí)別方法第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性
1)電阻率孔隙度交會(huì)圖各種電阻率-孔隙度交會(huì)圖,包括電阻率-聲波,電阻率-密度和電阻率-中子等交會(huì)圖,在測(cè)井解釋與數(shù)據(jù)處理中有著廣泛用途。
它們可用于確定地層水電阻率、骨架參數(shù)、含水飽和度及沖洗帶含水飽和度、判斷油水層,估計(jì)可動(dòng)油和殘余油。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性
1)電阻率孔隙度交會(huì)圖
(1)Hingle交會(huì)圖對(duì)于均勻粒間孔隙度的純地層,由阿爾奇公式可以得到對(duì)于給定地區(qū)和巖性,系數(shù)a和b,指數(shù)m和n都是已知的,則在巖性和Rw基本不變的解釋層段內(nèi),對(duì)給定含水飽和度Sw,令這里A為常數(shù)。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(1)Hingle交會(huì)圖
如果按刻度的坐標(biāo)軸作為縱坐標(biāo)軸,即;用線性刻度軸做為橫坐標(biāo)軸,即,則在交會(huì)圖上,阿爾奇公式(方程)就成為直線方程
,而且通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),即骨架點(diǎn)()。取不同的Sw值,就得到不同的直線,從而得出用Sw刻度的電阻率-孔隙度交會(huì)圖(實(shí)質(zhì)為半對(duì)數(shù)坐標(biāo)),即Hingle交會(huì)圖。
在該圖上,交會(huì)點(diǎn)落在哪里,就可以根據(jù)落點(diǎn)處內(nèi)插的含水飽和度線讀值確定交會(huì)點(diǎn)的含油性,進(jìn)行油水層解釋。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(1)Hingle交會(huì)圖
Hingle電阻率-孔隙度交會(huì)圖(據(jù)雍世和等,2007)需要指出,Hingle交會(huì)圖的橫軸可以代表孔隙度、聲波時(shí)差、密度或中子測(cè)井值,且均為線性刻度,這些交會(huì)圖的原點(diǎn)均為骨架點(diǎn),據(jù)此可以確定骨架礦物參數(shù)等。Hingle交會(huì)圖可用最少時(shí)間分析大段測(cè)井資料。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(1)Hingle交會(huì)圖
Hingle電阻率-孔隙度交會(huì)圖(據(jù)雍世和等,2007)
其主要優(yōu)點(diǎn)是不用假設(shè)骨架參數(shù)、對(duì)淡水泥漿和鹽水泥漿測(cè)井資料具有較好的適用性,可用來(lái)顯示含水飽和度、快速直觀地分析油氣產(chǎn)層;同沖洗帶電阻率結(jié)合,可以估計(jì)可動(dòng)油和剩余油。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(2)Pickett交會(huì)圖
Pickett交會(huì)圖是在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中繪制的電阻率一孔隙度交會(huì)圖,它是目前評(píng)價(jià)地層含油氣性最常用的交會(huì)圖,它能夠形象、直觀地區(qū)分油氣、水層。由Archie公式可以得到:對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù),則有可見,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中,Rt和φ之間的關(guān)系是一組斜率為-m,截距為的直線。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(2)Pickett交會(huì)圖
對(duì)巖性穩(wěn)定(a,b,m,n不變)且地層水電阻率Rw不變的井段,截距僅隨Sw變化,因此,以地層電阻率為縱坐標(biāo),φ為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,對(duì)不同的Sw可獲得一組斜率相同的直線。利用這組直線,根據(jù)目的層資料點(diǎn)落在交會(huì)圖上的位置,可以定性地判斷地層的含油氣性。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法(2)Pickett交會(huì)圖
電阻率-孔隙度交會(huì)圖(據(jù)洪有密,2007)根據(jù)目的層Rt、φ落在交會(huì)圖上的位置可以定性判斷油氣層和水層。目的層的Rt、φ交會(huì)后落在哪條含水飽和度線上,則目的層含水飽和度即等于該直線對(duì)應(yīng)的含水飽和度;若目的層數(shù)據(jù)落在兩條含水飽和度線之間,則其含水飽和度值介于兩直線的含水飽和度值之間。第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性
2)孔隙度—飽和度交會(huì)圖由阿爾奇公式可以導(dǎo)出:取a=b=1,m=n=c,則有:假設(shè)地層只含束縛水,對(duì)應(yīng)于束縛水飽和度Swb,地層電阻率為Rti,則上式可寫成:第二節(jié)油層、水氣、水層的快速直觀解釋方法2.交會(huì)圖法評(píng)價(jià)地層含油氣性當(dāng)?shù)貙又缓`水時(shí),φ與Swb的乘積將趨于一個(gè)常數(shù),因此,在φ-Swb在交會(huì)圖中:
(1)如果交會(huì)數(shù)據(jù)呈近雙曲線分布,則表明儲(chǔ)集層只含束縛水,為油氣層;
(2)如果交會(huì)數(shù)據(jù)不呈近雙曲線分布,則說(shuō)明
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