5儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算

測(cè)井資料處理與解釋LoggingDataProcessingandInterpretation長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院石油資源系§1緒論

§2測(cè)井資料數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

§3測(cè)井資料預(yù)處理

§4用測(cè)井資料識(shí)別油氣水層

§5儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算

§6測(cè)井資料計(jì)算機(jī)處理解釋方法

§7水淹層測(cè)井評(píng)價(jià)

§8復(fù)習(xí)課目錄§5儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算

5.1測(cè)井解釋模型

5.2孔隙度的計(jì)算

5.3含水飽和度的計(jì)算

5.4滲透率的計(jì)算

5.5泥質(zhì)含量確實(shí)定

5.6測(cè)井解釋參數(shù)確實(shí)定本章框架5.1測(cè)井解釋模型一.模型的根本含義所謂模型:就是客觀事物被認(rèn)識(shí)后，經(jīng)過(guò)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(guò)程是：

實(shí)際抽象形象經(jīng)過(guò)變成簡(jiǎn)化§5儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算

二.測(cè)井解釋模型指測(cè)井信息與地質(zhì)信息間的宏觀關(guān)系。是經(jīng)過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)一步認(rèn)識(shí)后的形象化描述。即：測(cè)井信息地質(zhì)信息測(cè)井信息=F(地質(zhì)信息)+誤差

用數(shù)學(xué)式表達(dá)：y=F(x)+ε理論分析實(shí)驗(yàn)研究資料統(tǒng)計(jì)〔測(cè)井解釋模型〕地質(zhì)模型：礦物成分、流體類型等儀器模型：測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)集、測(cè)井值與記錄值轉(zhuǎn)換關(guān)系、測(cè)量誤差、環(huán)境校正等數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)關(guān)系式評(píng)價(jià)地層巖石模型：巖石礦物、流體、結(jié)構(gòu)參數(shù)一.孔隙度的影響因素1.深度及壓實(shí)作用：越深、壓實(shí)程度越大，φ越小2.顆粒形狀：越規(guī)那么，φ越大3.分選：分選好，φ一般大4.顆粒大?。涸郊?xì)，φ越小。主要是因?yàn)榭紫犊臻g易被更小的顆粒充填

5.2孔隙度的計(jì)算5.排列方式：立方體排列，φ=47.6%，最大，排列最寬敞，最不“穩(wěn)定〞；菱面體排列，φ=25.96%，最小，排列最緊密，最“穩(wěn)定〞6.膠結(jié)作用：

總的來(lái)說(shuō)，膠結(jié)作用愈強(qiáng),φ越小。另一方面，鈣質(zhì)膠結(jié)比泥質(zhì)膠結(jié)更致密，即φ更??；硅質(zhì)膠結(jié)最致密，對(duì)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)，φ越大。主要是因?yàn)楫a(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12—13%二.孔隙度測(cè)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(gè)局部，各局部可以看作是性質(zhì)相同的小單元，然后研究每一局部對(duì)巖石宏觀物理性質(zhì)的奉獻(xiàn)之和。如：純砂巖水層=砂巖+孔隙〔只有水〕

砂巖骨架水V=1個(gè)單位考慮一般情況：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(duì)油氣、水、骨架、泥質(zhì)的測(cè)井響應(yīng)值，由體積物理模型的思想，測(cè)井響應(yīng)值X應(yīng)為各局部奉獻(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〔泥質(zhì)校正公式〕不含油氣時(shí)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，假設(shè)不含油氣，那么以上通式可寫成：

由于孔隙度系列測(cè)井探測(cè)深度淺，在探測(cè)范圍內(nèi)孔隙中流體為泥漿濾液1〕密度測(cè)井：將X寫成ρ，那么2〕中子孔隙度：3〕聲波測(cè)井：該公式稱為平均時(shí)間公式或Wyllie-Rose公式

注意：平均時(shí)間公式適用于壓實(shí)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(duì)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(duì)于未膠結(jié)、又未壓實(shí)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(duì)聲波傳播影響較大，使孔隙度相同的疏松砂層的聲波時(shí)差要比壓實(shí)的砂層大，因此需要用壓實(shí)校正系數(shù)校正：此處，為壓實(shí)校正系數(shù)，可由平均時(shí)間公式與真孔隙度值比照得到，即。由巖心實(shí)驗(yàn)測(cè)定或其它孔隙度測(cè)井得到。另外，與埋藏深度有關(guān)，即實(shí)際資料說(shuō)明，特別是在地層孔隙度較大時(shí)，聲波時(shí)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

3.如何選擇計(jì)算孔隙度的方法按優(yōu)先順序：

a.根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)

b.井眼條件好時(shí)，選密度、聲波、中子孔隙度測(cè)井中的兩者或三者交會(huì)，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(huì)圖

d.用電阻率方法計(jì)算孔隙度時(shí)，只能計(jì)算水層一、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(jì)算FRoRwArchie還通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(wú)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0.6～1.5，常取1。簡(jiǎn)稱為“Archie常數(shù)a〞maArchie還通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：地層電阻率與R0有關(guān)，同時(shí)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)〞。I通過(guò)實(shí)驗(yàn)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1.3—2(水濕)；２—10〔油濕〕稱“Archie常數(shù)b〞,常取1。nb因此：由巖電實(shí)驗(yàn)作Ｆ～Φ關(guān)系圖求a、m；作I～Sw關(guān)系圖求b、n

。原始地層含水飽和度在沖洗帶中，Rt→Rxo，Rw→Rmf，Sw→Sxo，得：阿爾奇公式適用于純地層，對(duì)泥質(zhì)地層，計(jì)算飽和度的公式很多，如：Simandoux公式常取m=n=2；d=1—2，常取d=1“尼日利亞〞公式α=1-2“印度尼西亞公式〞C=1-Vcl/2二、Waxman-Smits模型1.Waxman-Smits模型Waxman-Smits認(rèn)為：在粘土外表均具有負(fù)電荷，這樣在粘土外表吸附著局部陽(yáng)離子，這些陽(yáng)離子又能很容易地與水溶液中的其它陽(yáng)離子發(fā)生交換，粘土外表及其附近的的高濃度陽(yáng)離子是造成所謂粘土外表導(dǎo)電性的主要原因。這種導(dǎo)電性與可發(fā)生陽(yáng)離子交換的數(shù)量相關(guān)，該量稱陽(yáng)離子交換能力CEC，它表示每100克干巖石可交換的陽(yáng)離子數(shù)。單位為mmol/cm3。陽(yáng)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。還有一種表示陽(yáng)離子交換能力的方法，稱陽(yáng)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(yáng)離子的摩爾數(shù)，單位為mmol/cm3。2.Waxman-Smits飽和度方程B為交換陽(yáng)離子的當(dāng)量電導(dǎo)率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三、雙水模型1.雙水模型的實(shí)質(zhì)泥質(zhì)砂巖中有兩種水：束縛水，即束縛在粘土外表的水，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(shuō)，泥質(zhì)的存在使地層水的導(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)電性是粘土顆粒外表的束縛水所產(chǎn)生的陽(yáng)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。２.〔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(dòng)水烴自由水骨架濕粘土有效孔隙度泥巖總孔隙度３.根本關(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Ｃwm

5.4滲透率計(jì)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：Ｖsh↑，阻塞滲透通道，Ｋ↓砂巖顆粒大小〔用粒度中值度量〕：越細(xì)，k越小。裂縫：裂縫愈發(fā)育，K↑↑壓力對(duì)滲透率的影響二、求滲透率的常用方法１．用孔隙度求k2．用孔隙度和束縛水飽和度求k如Timur公式Swb,%;φ,%;K,10-3μm23．由粒度中值與孔隙度求KK=f(Md,φ)Md一般可由GR或SP求4.用裂縫寬度估計(jì)KK=8.3×106w2K:10-3μm2W為裂縫寬度，cm5．由核磁共振測(cè)井求KSDR模型C1為常數(shù);φnmr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=5—15,一般為10;φnmrm為可動(dòng)流體孔隙度,%；φnmrb為束縛流體孔隙度,%.5.5泥質(zhì)含量確實(shí)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(yàn)系數(shù)，新地層為3.7,老地層為2?！癿ax〞—“純泥巖層〞；“min〞—“純地層〞二、自然電位方法一：同ＧＲ方法二：SSP:目的層段中純砂巖水層靜自然電位。三、自然伽馬能譜同時(shí)測(cè)量U、TH、K、SGR、CGR，除U外，都能用來(lái)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(shí)，最終應(yīng)取多種方法求得的最小者。5.6測(cè)井解釋參數(shù)確實(shí)定一、骨架參數(shù)有表可查。常用參數(shù)請(qǐng)記住。二、泥巖參數(shù)找出純泥巖層，讀測(cè)井曲線值。三、孔隙流體參數(shù)油和水的局部參數(shù)有表可查。僅介紹天然氣的密度、中子、聲波時(shí)差測(cè)井響應(yīng)值確實(shí)定方法。1.天然氣密度測(cè)井響應(yīng)值對(duì)由多個(gè)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:ΣZ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例如:地面Pgs=1atm、Ts=298oK、ρa(bǔ)irs=0.001223g/cm3、rgs=0.55,假設(shè)地下Pgf=310atm、zf=0.85、Tf=383oK,那么用上式可計(jì)算出地下天然氣的密度為ρgf=0.19g/cm3。天然氣的視體積密度為0.064g/cm3。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)3.天然氣的聲波時(shí)差其中：Δtcgf為天然氣的縱波時(shí)差,單位為μs/ft，zf為天然氣在地下條件的壓縮因子,無(wú)因次,tf為溫度,單位為℃四、地層水電阻率１.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。２.用純水層反求例：某井3400-3438m為純水層，電阻率為Ro=1.82Ω·m，計(jì)算孔隙度為pore=0.19，m=1.7421，a=0.8609，那么：Rw=1.82*0.2**1.7421/0.8609