《岩性分析》PPT课件.ppt

第三讲 储层的岩性分析,第三讲 储层的岩性分析,地质上鉴定岩性的方法： 直接岩性观察 岩样制成薄片（显微镜） 化学分析（全分析、X衍射射线谱） 不同类型的岩性在测井曲线上具有不同的响应特征。,利用测井资料识别岩性是地质解释的第一步。 （1）对进行地质录井的生产井或生产层段，地质人员可以依据录井剖面结合标准曲线，提出深度准确的地层岩性解释剖面（完井剖面）。 （2）对不进行地质录井的生产井或生产层段，就需要通过所有的测井曲线，对生产层段逐层进行岩性分析，细分储层并挑出其中夹层。,第三讲 储层的岩性分析,综合利用测井曲线进行岩性识别应该在对区域地层剖面了解的基础上，并对关键取芯井建立四性（岩性、物性、含油性、电性）关系的前题下进行，参考主要岩性的理论测井响应值，对单井组合测井曲线进行综合分析、比较，确定其岩性。,第三讲 储层的岩性分析,地质人员还常用统计的方法，找出本区主要岩性的各种测井响应值域，用判别分析或聚类分析等手段在计算机自动分层基础上划分岩性。 同时，用曲线重叠法、交会图法半自动识别骨架成分方法也是当前测井解释人员常用的方法。曲线重叠技术判断某些简单、纯岩性层有效。交会图在识别骨架成分上要优于曲线重叠法。目前利用交会图可以识别三种甚至四种骨架成分体积含量。,第三讲 储层的岩性分析,复杂岩性的识别可建立在多次交会图判断岩性骨架成分上，再依据体积模型建立各种测井响应方程，求解方程组，获取各骨架成分含量。但是这种岩性剖面仅能展示骨架多成分的纵向变化，还需结合曲线特征，分层并定出岩性具体名称。若用地球化学测井最新成果可直接提供剖面分段的矿物组合及含量。,第三讲 储层的岩性分析,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,定性划分岩性是人们利用测井曲线的形态特征和读数的相对大小，根据长期生产实践积累的一些规律性认识（或经验）去划分地层岩性的方法。,划分岩性原则：比较差异 形态特征 曲线幅度（绝对） 地质刻度 经验性认识、规律性,它是手工解释中常用的方法，显然，其解释结果的可靠性取决于人们的实践经验和岩性剖面的复杂程度。,为了定性地划分岩性，地质人员必须在熟悉区域地质情况以及掌握研究区地质沉积特征、地层层序及厚度变化规律的基础上，通过一口或几口井较完整的钻井取心或岩屑录井资料，与测井资料详细分析对比，掌握各种岩性地层在不同测井曲线上的特征。,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,下表列举是人们从长期的生产过程中总结出来的几种常见的主要岩层测井特征。根据这些特征，一般可以划分那些成分较单一的井剖面岩性。,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,各种岩性的测井特征,测井方法,曲线特征,岩性,在实际应用时，各种测井方法区分岩性的能力是不同的，一般地说，SP、GR和岩性密度测井所提供的光电吸收截面指数Pe等区分岩性的能力较强。,定性划分岩性的步骤： A。用SP和微电极测井曲线把渗透性和非渗透性区分开； 砂岩和生物灰岩的SP有明显的负差异，微电极有正幅度差，而致密灰岩和泥岩的SP无异常，微电极无幅度差。 B。利用声波时差和微电极测井曲线区分砂岩和生物灰岩； 砂岩声波时差要高于生物灰岩，而微电极测井曲线则表现出砂岩的曲线幅度低于生物灰岩的特征。 C。利用电阻率可区分泥岩和致密灰岩。 致密灰岩为高阻，泥岩为低阻。,下面分别对常见的碎屑岩剖面和碳酸盐岩剖面进行详细说明。,1碎屑岩剖面 （1）对碎屑岩剖面，应先区分出砂岩、泥岩。 比较有效而常用的测井资料是：SP（或GR）、微电极和井径 a砂岩层 SP曲线往往显示负异常 微电极曲线显示正离差 GR低值 由于渗透层井壁存在泥饼，实测井径值一般小于钻头直径，且井径曲线比较平直规则。 b泥岩层 SP基线 微电极视电阻率为低值，没有或只有小的幅度差。 GR显示高值 井径有扩径现象。,（2）划分砂泥岩后，再进行细分岩性 a非渗透层 非渗透层可细分为纯泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩、炭质页岩、页岩、油页岩、煤层。 细分时主要依靠电阻率曲线、GR和岩性密度LDT曲线，再参考有关的井径曲线和AC曲线。 纯泥岩：Rt低、AC高（由于泥质颗粒吸附负离子， 产生附加导电性，使Rt变小） 钙质泥岩：Rt高（尖峰），AC低 砂质泥岩、炭质页岩、页岩、油页岩：Rt居中 煤层：可依据b（体积密度）和Pe值低先选出,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,b渗透层（砂层） 砂岩类常见有：纯砂岩、钙质砂岩、泥质砂岩。按粒度分有：粉砂岩、砂岩、砾岩。常用Rt、GR区分岩性。 钙质砂岩：常出现在砂层顶或底段，为致密层，在微电极曲线上显示薄层、高阻、刺刀形曲线特征。 泥质砂岩：（相对纯水层而言）GR显示高值，Rt变低,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,砂泥岩剖面综合资料测井曲线,2碳酸盐岩剖面 在碳酸盐岩剖面中的渗透层，通常是夹在致密层中的裂隙带。 按岩性可分为：灰岩、白云岩以及它们之间的过渡类型，如泥灰岩等。作为储层除泥灰岩外，其余岩性都具有一定程度的储集性。 主要用GR、Rt区分它们。 泥灰岩（为非储层）：GR高值，Rt相对低值。 其余（为储层）： GR低值，Rt相对高值。 由于裂隙性储集层以致密的碳酸盐岩为其围岩，这就使它具有相对低的电阻率、中子伽玛测井值和相对高的AC（通常所说的“两低一高”）。,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,3膏盐层剖面 均为非渗透层，组成封闭好的盖层。 膏盐剖面地区，由于微电极及SP不能使用，故划分岩性主要依据GR、电阻率测井、孔隙度测井、井径。 石膏、硬石膏、芒硝、盐岩、钾盐都具高阻特征，但石膏、硬石膏、芒硝、盐岩GR为低值，而钾盐GR显示高值。盐岩还具有明显的扩径现象。,一、综合利用测井曲线定性识别岩性,煤层：低GR、低密度、高声波时差、高中子孔隙度、高电阻率,砂岩：低GR、高密度、低AC、低CNL、中高电阻率,白云岩：低GR、高密度、低AC、低中子孔隙度、中高电阻率,泥岩：高GR、低密度、中高AC、高CNL、低电阻率,利用地质统计方法，从取心井出发，建立已知岩性与其相应测井响应井的关系图版，扩展到未取心井，将其测井响应值转换成岩性。 具体方法很多，有利用建图版方式（交会图、直方图），也有直接用计算方式如判别分析或聚类方法来识别岩性。,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,取数口井的岩心分析数据，以此为例，可作出GRb、GRRt、Nb交会图，可确定各种实测岩性点的位置，并确定出各岩性的测井参数下限。,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,岩性与测井参数的关系,测井参数,岩性,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,在建立岩性剖面时，最好将砂岩与储层的标准统一，以突出储层概念。储层有规定的物性下限值，它是根据国家颁发标准及结合当地试油成果制定的。 以某油田为例，储层物性的下限值为：Vsh12%。,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,分别依据油田岩心描述确定的各岩性及相应的孔隙度值（测井计算得到）作孔隙度分布直方图（下图），该砂岩峰值为2022，最低值为12，与储层物性下限统一。,最低值 砂岩峰值,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,而由GR-Vsh关系图中（下图），下限Vsh=30%，相应的GR0.35与砂岩的相对自然伽马值下限统一。,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,某油田某井区风城组P1f12段火山岩岩性识别图版,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,从图中可以看出，研究井区风城组P1f12段火山岩具有以下测井响应特征： 熔结角砾岩：中伽马，伽马值在80-110左右；高声波，声波值普遍在67以上；气孔状结构发育。 熔结凝灰岩：分为两种情况： （1）气孔结构发育时，测井特征体现为高伽马，伽马值在120以上；高声波，声波值普遍在70以上； （2）气孔结构不发育时，测井特征体现为伽马不确定，伽马值在40-120左右都有分布；低声波，声波值普遍在65以下。 凝灰熔岩： 伽马不确定、伽马值在40-120左右都有分布；低声波，声波值普遍在65以下。层状结构不发育。 从岩性识别图板可以看出，凝灰熔岩和气孔不发育的熔结凝灰岩从测井特征上很难区分开。,二、利用地质统计方法半自动识别岩性,孔隙度测井方法探测范围浅，它反映冲洗带的岩性及孔隙度值，受储层内部流体类型的影响较小，可作为识别岩性的辅助手段。 常用孔隙度测井曲线的重叠法识别岩性，常用中子N、密度b（或D）测井曲线重叠。由于N、D都是由标准化了的测井仪器测定。在灰岩段（ ND0 ）两条曲线重叠，其他岩性段N、D反应不一，可以以其特征值识别岩性。见下图。,三、利用重叠曲线方法快速识别岩性,三、利用重叠曲线方法快速识别岩性,该方法仅适用于纯岩性地层。,白云岩：DN，N N，D明 显增加（与盐密度小有 关）。N 0（与含氢指 数低有关） 气层：N降低，D增大 泥岩：DN,三、利用重叠曲线方法快速识别岩性,四、利用交会图技术判断岩性,交会图技术应用的是几何作图方法，它利用骨架矿物、天然气、孔隙结构等对几种孔隙度测井响应值不同，再结合岩性密度测井、自然伽马能谱测井等识别岩性，求准孔隙度，这种方法可以识别出较复杂的由34种以下的矿物组成的岩性。由于理论交会图是针对纯地层提出的，因此，如果岩性中含有泥质时将会使交会点发生偏移，从而使骨架矿物含量及地层孔隙度发生误差，则必须先进行泥质校正。当含有天然气时也会影响测量值，要进行校正，同时它也为识别气层提供了依据。,由于不同矿物的测井响应值不同，因此可以采用交会图来确定两种矿物的比例，并求得比较准确的孔隙度。常见的有孔隙度测井交会图。 两种孔隙度测井交会图是指： 中子密度交会图 中子声波交会图 声波密度交会图 由于声波受到的影响因素比较多，故中子密度交会图是一种应用最多的确定岩性和孔隙度的交会图。,四、利用交会图技术判断岩性,1用两种孔隙度测井交会图识别由两种矿物组成的过渡岩性,在介绍交会图之前，先讲一下什么叫密度测井视石灰岩孔隙度？ 所谓密度测井视石灰岩孔隙度就是不论什么岩性都用石灰岩骨架密度（2.71g/cm3）按： （1） 计算得来的孔隙度。 例如：设砂岩孔隙度=20%，对淡水f =1.0， 按b =（1）ma +f计算，砂岩的体积密度 b =（10.2）2.650.21.0=2.32 g/cm3 代入（1）式，可求出砂岩的密度测井视石灰岩孔隙度为： D =（2.712.32）（2.711.0）=22.8%,四、利用交会图技术判断岩性,从上述这个计算过程来看，也可以这样解释密度测井视石灰岩孔隙度的意义：在石灰岩中刻度密度测井仪的孔隙度单位（石灰岩孔隙度），然后用这个刻度标准去测其它岩性所得的密度孔隙度读数，即是视石灰岩孔隙度，简称石灰岩孔隙度。中子测井也常用石灰岩孔隙度作为单位，其意义也与此相同。 后面我们用到的密度孔隙度、中子孔隙度曲线（或数据），除个别例外，基本上都是以石灰岩孔隙度作为单位的。,四、利用交会图技术判断岩性,右图是井壁中子（SNP）与补偿密度（FDC）测井交会图。图的纵座标是体积密度或按纯石灰岩刻度的密度视孔隙度，横座标是按石灰岩刻度的中子测井视石灰岩孔隙度，均作过井眼校正，所有的这种形式的交会图都是对饱含液体的纯地层制作的，井内为淡水或盐水泥浆。,在图上有四条按单一矿物制作的纯岩性线： 最上面一条为砂岩线，代表平均骨架密度为 2.65 g/cm3，从030%的砂岩； 第二条为石灰岩线，代表同方解石组成的骨架密度为 2.71g/cm3，从030%的石灰岩； 第三条为白云岩线，代表同白云岩组成的骨架密度为 2.87 g/cm3，从030%的白云岩； 第四条为硬石膏线，代表骨架密度为 2.98 g/cm3的硬石膏。,四、利用交会图技术判断岩性,该图的制作方法： 以砂岩线为例：可假设=0，5，10，15，20，25，30%等，先按下表查出砂岩的骨架中子孔隙度Nma值和骨架密度ma，查出饱和岩石液体的中子孔隙度NF和密度f值，然后将它们代入方程组： N=NF（1）NMA b =f(1)ma 分别计算出不同孔隙度时的N和b，将算出的N和b值点到图4-6的坐标系中，便得到为上述数值的各点，然后将各点连线，此线即为纯砂岩的中子密度关系线，同理可作为白云岩线、石灰岩线和硬石膏线。,四、利用交会图技术判断岩性,四、利用交会图技术判断岩性,石灰岩线是由N =D =那些点构成的，由于N是对石灰岩刻度的，故只有石灰岩线是线性变化的，其它岩性线都略有弯曲，该图版是对充满液体的纯地层制作的，有油气或含泥质的地层也可以用，但要作相应的校正，该图版可由淡水泥浆制作，也可由盐水泥浆制作。,四、利用交会图技术判断岩性,在应用这个图版解释时，把对应某一岩层的密度值和中子孔隙度（均经环境校正、泥质校正）点入图版，如图上的P点，如果已知该项岩层是由白云石和方解石两种矿物组成的，通过P点作一平行于白云岩和石灰岩线相同孔隙度连线的直线，分别交A、B两点，孔隙度由A、B点在岩性线上的位置而定，=17.6%，两种矿物成份的体积百分含量由P点在AB线上的位置确定，如：灰岩百分含量为：=66.7%，白云岩百分含量为33.3%。根据矿物的百分含量，可计算过渡岩性的视骨架密度： (ma)a =2.7166.7%2.8733.3%=2.76 g/cm3,这种交会图的优点是：既使矿物对象选错了（如岩石由白云岩或灰岩组成，而错误认为是砂岩和白云岩），而求出的和ma偏差很小。 缺点是：不能确切地指出岩性，只能指出可能的岩性，还必须根据地质条件进行判断。,四、利用交会图技术判断岩性,MID交会图是由视骨架密度（ma）a和视骨架声波时差（tma)a组成，见下图。其中，（ma）a可从中子密度交会图上查出，（tma)a可在中子声波交会图上查出。 将判别岩性层的（ma）a与（tma)a值投在MID交会图上，可判定该项岩性层的矿物组成。,2用MID岩性骨架矿物识别图识别三矿物组成的岩性,(MIDMatrix Identification),四、利用交会图技术判断岩性,如右图上的A点，最可能的是石灰岩和硬石膏的过渡类型（在两者的连线上）； 由于A点在砂岩、白云岩、硬石膏三种岩性构成的三角形中，也可能是这三种岩性的过渡类型。 还应注意有关的影响因素： 缝、洞影响使资料点左移； 天然气使点子向冀东方向偏移。 此外，实际应用时，还要根据地质上的可能性作出判断。,四、利用交会图技术判断岩性,M、N的定义 对纯地层来讲，其有效孔隙度的测井解释计算公式分别为： 声波测井： 中子测井： 密度测井：,3用MN交会图解释三矿物组成的过渡岩性,四、利用交会图技术判断岩性,则有：,四、利用交会图技术判断岩性,即得：,令：,式中的0.01是使M、N值在数量上相匹配。,四、利用交会图技术判断岩性,M、N的意义 从上式可以看出：在饱和液体性质一定时，N值的大小主要取决于岩石骨架的Nma和Nma值，这说明N值是由岩石骨架成份所决定的参数，同样M值亦然。所以参数M、N是反映岩石骨架性质的。 M值代表声波密度交会图上某骨架点与液体点连线之斜率值，N值代表中子密度交会图上该骨架点连线之斜率值。,四、利用交会图技术判断岩性,从下表列举的资料看，岩性不同，M、N值也不同。,四、利用交会图技术判断岩性,应用 在判断某层岩性时，先用该层的t、b、N值计算M、N，点在M、N图版上，如果岩石是由一种矿物组成的，则该项点将和相同矿物点相重合；如果岩石是由两种矿物组成，则该点将落在相应两种矿物的连线上；如果是由三种矿物组成，则将落在这三种矿物构成的三角形内。 按所处的封闭三角形的三个端元骨架岩性，确定三组分的体积百分比（Vi%）,并解下列方程组可求得正确的孔隙度值。 如果存在次生孔隙、泥质或含气，将会使点子发生偏移，分析时应考虑这些因素的影响。,四、利用交会图技术判断岩性,四、利用交会图技术判断岩性,它是利用岩性密度测井LDT的成果，将岩石的视骨架密度maa与视体积光电吸收截面指数Umaa（b/cm3）交会，maa由中子密度交会图求出，Umaa由光电吸收截面和密度测井求出： 式中：ta视总孔隙度，由确定ta的中子密度交会图查出。 Umaa也可由诺模图查出。,4用Umaa诺模图识别三矿物组成的过渡岩性,四、