（地质工程专业论文）低孔低渗砂岩储层测井评价技术与应用研究.pdf

低孑l 低渗砂岩储层测井评价技术与应用研究 诸葛月英( 地址工程) 指导教师：范宜仁( 教授) 摘要 近年来，随着构造岩性油气藏的勘探力度加大，低孔低渗油气藏己 成为勘探开发的重要领域，相应地对这类储层的测井评价也成为测井解释 的难题。本文针对华北油田重点探区留西、大王庄构造带的储层特点，以 储层基础特征研究入手，以岩心、岩石物理实验为依托，针对留西、大王 庄低渗透储层的不同特征，分别建立了不同的储层参数、解释模型，通过 深入研究，总结了不同的定性、定量评价方法，为这两个区块的低孔低渗 储层评价提供了帮助，提高了评价精度。 针对留西构造带的中低孔低渗储层，提出了以流动单元的概念计算 储层渗透率、可变m 值计算含油饱和度的方法，提高了低孔、低渗等复杂 孔隙结构储层参数计算的精度；针对大王庄构造带储层由于钙质的存在， 造成的低渗透，开展该地区的岩石物理实验研究，实验数据的获取，为该 地区的储层精细评价提供了重要的基础。另一方面，针对大王庄地区的钙 质砂岩储层，从储层特征研究入手，实现了定性的识别以及电阻率的钙质 校正，建立了定量解释模型和相应的评价方法。 围绕留西、大王庄地区的低孔低渗储层进行的研究，所建立的解释 模型和评价方法，在生产实际的应用中，取得了较好的效果，解决了生产 中的难题，提高了测井评价的精度和准确度，也充分说明方法的可行性。 关键词：低孔低渗，储层特征，岩石实验，解释模型，测井评价 1 1 o n l o g g i n ge v a l u a t i o nt e c h n o l o g yo fl o wp o r o s i t ya n dl o w p e r m e a b i l i t ys a n dr e s e r v o i ra n di t sa p p l i c a t i o n s z h ug e y u e - y i n g ( g e o l o g ye n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db y a s s o c i a t ep r o f e s s o rf a ny i - r e f l a b s t r a c t w i t ht h el a r g e s t e po ft h e 删- l i t h o l o g yd e p o s i tv x p l o r a f i o ni n r e c e n t y e a r s ，t h ee x p l o r a t o r yd e v e l o p m e n t o fl o w p o r o s i t y a n d l o w p e r m e a b i l i t yo i lg a sp o o lb e c o m e sm o r ei m p o r t a n t ，c o r r e s p o n d i n g l y ，t h e l o g g i n ge v a l u a t i o no nt h i sk i n do fr e s e r v o i rg e t sm o r ed i f f i c u l t i nt h i sp a p e r ， t h ek e ys t r u c t u r a lb e r so fl i u x ia n dd a w a n g z h u a n gi nh u a b e io i l f i e l da r e s t u d i e d t h ed i f f e r e n tr e s e r v o i rp a r a m e t e r sa n di n t e r p r e t a t i o nm o d e la r eb u i l t b yt h ev a r i o u sb a s i cp r o p e r t i e so ft h el o wp e r m e a b i l i t yf o r m a t i o n ，c o r ea n d r o c kp h y s i c a le x p e r i m e n td a t a t h r o u g ht h ef u r t h e rr e s e a r c h ，t h ed i f f e r e n t q u m i t m i v ea n dq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o n sa r eg i v e nt oi m p r o v et h er e s u l t p r e c i s i o nf o rt h el o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yf o r m a t i o n t h ei n t e r p r e t a t i o nm o d e la n de v a l u a t i o nm e t h o d ，w h i c hb e c o m ei n v o l v e d i nt h el o w p o r o s i t y a n dl o w p e r m e a b i l i t y r e s e r v o i ri nl i u x ia n d d a w a n g z h u a n go i l f i e l d ，h a dt a k e ng o o de f f e c ti nt h ea p p l i c a t i o n s t h e p r a c t i c a lt o u g hp r o b l e m sa r es o l v e dt oi m p r o v et h ep r e c i s i o na n da c c u r a c yo f l o g g i n ge v a l u a t i o n c o n s e q u e n t l yt h em e t h o di sf e a s i b l e k e yw o r d s ：l o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t y ，r e s e r v o i rc h a r a c l e d s f i c s ，r o c k p h y s i c a le x p e r i m e n t ，i n t e r p r e t a t i o nm o d e l ，l o g g i n g e v a l u a t i o n 1 1 1 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石油大学 或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：兹葛j 炙 参四年 j 月铲t 7 t 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名：溢塾丛萎 导师签名：盔纽 a 沪7 年d 月尹日 溯年月铲日 中国i 舳人学( 华尔) 程硕十学位论文第1 章前言 第l 章前言 1 1 研究目的和意义 低孔低渗砂岩储层测井评价技术与应用研究以华北油田冀中重 点探区留西构造带、大王庄构造带为研究对象，针对两个重点探区的特点 和存在的测井解释难题，以岩心分析、岩石物理实验资料为依托，从储层 基本特征研究和孔隙结构分析入手，抓住中低孔低渗这一核心问题，充分 认识到各地区不同的储层特点所表现出的测井特征，针对性的建立相应的 评价方法，提高储层评价的精度。 低孔低渗砂岩油气藏已成为油田勘探与丌发的重要组成部分，对此 类油气藏的研究最关键的技术问题就是储层评价。测井技术的主要应用就 是为了提高识别油气层的能力，同时进行精细、准确的储层评价，为地质 家提供可靠的资料。利用测井技术评价低j l 、低渗砂岩储层，最终y j 结为 对这类储层孔隙结构的研究。众所周知，砂岩储层的储集空间是由大小不 等的孔隙和喉道所组成，孔隙、特别是孔喉的大小和几何形状是影响储集 岩储集能力和渗透特征的主要因素，它决定了油藏高度及含油饱和度的大 小。本文主要研究的留西构造带为辫状河三角洲沉积体系，在构造和沉 积背景下，形成了以岩性油气藏为主要特点的隐蔽油气藏。该地区储层类 型以低渗透为主，孔隙结构复杂，孔隙分布中，小孑l 隙所占比例比较大， 渗流孔隙所对应的孔喉半径较小( 均小于1 0um ) ，压汞资料显示储层排 驱压力较大。所有这些因素造成储层具有低含n l l 饱和度、高束绀水饱和膻 的特点，油气藏幅度低，造成对该地区低孔低渗储层评价的难度大。 本文研究的目的就是针对该地区存在问题，以实验分析资料为基础， 立足测井资料，结合地质特点，从储层孔隙结构分析入手，针对该地区低 孔低渗砂岩储层的特点，丌展测井评价技术的研究，建立相应的测井解释 中国石油大学( 华东) ：程硕+ 学何论文第1 章前言 模型，提供较为准确的储层参数，在此基础上，建立适用的测井评价方法； 另一方面，利用所确定的储层参数和评价方法，对该地区的砂岩储层进行 精细的评价，提高测井识别储层流体性质的能力，为油藏描述及储量提供 科学的依据。 1 2 国内外现状及发展趋势 随着石油勘探开发的深入，低孔低渗砂岩油气藏的勘探与开发己成 为石油工业的重要组成部分。我国在各大油田都存在相当的y l t ：l 低渗油 气藏，在我国石油储量中占定的比例，因此勘探丌发此类油气藏对我 国石油工业的发展有着重要的战略意义“1 。 近年来，随着构造岩性油气藏的勘探力度加大，低孔低渗油气藏已 成为勘探开发的重要领域之一。但是目前对此类储层的流体性质识别及 试油效果并不乐观，这从一个方面说明现有的测井评价方法还不能满足 勘探开发的需要，测井解释的方法研究方面还没突破性进展。随着核磁 共振等新方法测井技术的发展与应用，为孔隙结构的研究以及进一步的 定量计算低孔低渗储层孔隙结构参数提供了较为丰富的资料，为测井解 释模型的建立提供了更有利的条件。 为了解决低渗透油气藏勘探开发程度不高的问题，地质学家根据 孔隙类型和毛管压力资料对储层进行分类，结合渗流特性确定渗透率， 实际应用主要以定性分析为主，基本还没有实现定量解释。测井学家 在孔隙结构特征的定量解释上作了有益的探讨，一是用岩石简化导电 模型获得孔隙结构系数，来反映储层孔隙的大小及曲折程度；二是建 立建立孔喉半径与孔隙度和渗透率的关系，把孔隙结构的宏观参数和 微观参数联系起来；第三种方法是利用核磁共振他谱的分布结合岩石 物理实验计算平均孔喉半径。 中国打油大学( 华尔) j 稃硕十学何论文第1 章前青 另外一个方面是储层岩电特征的研究。利用岩电实验研究低孔低 渗砂岩储层m 、n 的变化规律；研究考虑各种影响因素的变形的阿尔 奇公式。在相同孔隙度的情况下，孔隙结构越复杂，m 值越大，它是 孔隙结构的函数。饱和度指数( n ) 与岩石的涧湿性有直接的关系。 目前，利用测井技术对低孔低渗砂岩储层孑l 隙结构参数的定量计算方 法还存在缺陷。为此要以实验分析资料为基础，不断完善测井提供的孑l 隙 结构参数、储层参数的解释模型，将测井与储层地质学、岩石物理学、油 藏工程等多学科进行有机的结合，不断发展低孔低渗砂岩储层评价技术， 提高定量解释精度，为油田勘探开发提供可靠的资料。 1 3 研究内容 1 储层“四性”关系研究 2 储层孔隙结构研究 3 储层参数与评价方法研究 4 评价方法应用效果分析 1 4 技术路线 l 以实验分析资料为基础，深入分析测井资料，认清所研究地区低孔 低渗储层的基本特征； 2 利用实验、测井资料对储层孔隙结构进行研究： 3 建立储层参数的解释模型； 4 建立定性、定量的测井评价方法： 5 应用效果评价。 研究出针对该地区低孔低渗砂岩储层的测井评价方法，提高测井识 别储层流体性质的能力，提高解释精度，为汕减描述提供可靠的储侩参 数，为勘探开发提供依据。 中国石油大学( 华东) j ：程硕十学位论文第1 章前言 1 5 f g ；：f l 低渗砂岩储层测井精细解释评价成果 1 ) 针对留西构造带的中低孔低渗储层，提出了以流动单元的概念计 算储层渗透率、可变m 值计算含油饱和度的方法，提高了低孔、低渗等复 杂孔隙结构储层参数计算的精度；另外综合核磁资料与压汞资料，对该地 区储层的孔隙结构特征进行了较深入的研究；在认识储层特征和孔隙结构 特征的基础上，针对该地区油水层特点，提出了相应的解释方法，对该地 区的油藏特征从测井的角度进行更好的评价，大大提高了储层评价的精 度。 2 ) 开展大王庄构造带的岩石物理实验研究，在确定关键井的基础上， 进行了实验样品的选取和实验乡实验项目的设计，分别进行了岩电、压汞、 相渗实验，通过对实验，获得了大王庄的岩电参数、对该地区储层的孔隙 结构特征有了更进一步的认识，同时通过相渗实验，认识了储层的渗流特 性，实验数据的获取，为该地区的储层精细评价提供了重要的基础。 3 ) 以岩石物理实验为依托，将岩心资料与测井资料有机的结合，开 展大王庄地区的地质基础研究，针对大王庄地区的钙质砂岩储层，从储层 特征研究入手，实现了定性的识别以及电阻率的钙质校正，建立了定量解 释模型，完善并细化了解释标准，效果明显。 4 t i 油人学( 华东) 1 群硕十学付论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 第2 章留西构造带储层测井响应特征 留西构造带为隐蔽油气藏，本区沙三上段为主力含油气显示段，沉积 砂体纵向上相互迭置，油水关系复杂。该地区显著的特点是储层岩性较细， 渗透率较低，高矿化度地层水，储层束缚水饱和度较高，这些因素导致该 地区高低电阻率油层并存，解释难度大。针对这一地区存在的难题，以岩 心分析资料为基础，在储层特征、油水层评价等方面进行综合研究，确定 了相对有效的解释方法，完善了该地区测井解释标准。 2 1 储层“四性”关系研究 留西构造带主力油层段沙三上段，储层岩性主要以粉砂质细砂岩和粉 砂岩为主，岩性较细，粒度中值大部分小于0 1 m m ，储层岩石成分较稳定， 基本为细粒长石砂岩，长石含量3 3 9 5 4 2 o ，胶结物以方解石、白云 石为主，含少量泥质杂基，分选性较好。岩心分析孔隙度在7 5 1 7 ，多 数小于1 5 ，渗透率较低，大都小于1 0 0 1 0 一um 2 ，为中低孔中低渗或特 低渗储层( 表2 - 1 ) 。 表2 - i留西地区岩心分析数据统计表( 沙三段) 深度岩岩石扎隙孔隙度渗透率 碳酸盐 粒度中值 ”别 含量 ( m )性 结构类型 ( )( 1 0 1 p 一)( m ) ( ) 3 3 6 5 2 9 3 3 6 7 1 4细粒 粒问 1 089 6 81 9 60 0 8 2 k “溶扎 3 3 6 7 4 0 3 3 6 86 9 抄岩 粒问 舅l i 粒 溶孔 7 51 0 62 2 10 0 5 2 l 4 3 3 5 6 8 0 9 - 3 5 7 0 ，4绷粒 粒问 1 7 07 8 ，93 8 ，30 1 1 7 匠“溶礼 砂岩粒问 3 5 7 0 9 2 - 3 5 7 3 3 l细粒8 20 9 52 2 2 0 0 9 9 = f 扎 3 2 6 l _ 1 6 3 2 6 8 ，8 4 k 也 圳托 s t l 甸 1 681 ；!【ih l l 4 6 妙岩 补扎 k 山 粒i 词 3 3 3l 9 5 3 3 3 6 0 8 钏粒 1 2 91 0 38 ，80 0 6 9 砂岩 ；：f 扎 匠也粒问 l 4 83 1 8 93 6 3 1 9 47 6訇粒1 6 11 2 78 4o 0 7 8 砂岩 ；：f 扎 石油大学( 华东) 一l 程硕士学位论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 图2 1 a 一图2 一l b 为l a 3 井第5 、第2 6 号层分析化验资料和声波时差 直方图，两层声波时差均分向在2 3 0 2 5 0t as m 之i b j ，但岩心分析孔隙腰 渗透率差别较大，从岩心分析资料可见2 6 号层粒度中值明显大于5 号层， 且两层胶结类型及颗粒接触关系不同，这些因素导致储层之间孔隙度、渗 透率的明显差别( 表2 - 2 ) 。 | 鳘l2 - | a 路4 3 井声波时差直方图图2 - 1 b 路4 3 井声波时差寅方图 表2 2l 4 3 井第5 、第2 6 号层分析化验资料对比表 类别5 号层2 6 号层 岩性细粒长石砂岩细粒长石砂岩 长石含量 3 7 8 5 3 8 5 岩屑含量 1 1 4 l l ，5 胶结类酗孔隙一接触7 l 隙一薄膜、孔隙 颗粒接触关系线一点点 孔洞成因粒间溶孔粒间溶孔 孔隙度 1 0 8 1 7 渗透率9 6 8 x 1 03 “n 1 2 7 89 4 l o um ： 粒度中值 0 0 8 2 m m0 1 1 7 m m 另外图2 2 a 、图2 2 b 显示随着碳酸盐含量增加，孔隙度和渗透率均 6 石油人学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章留西构造带储层测并响应特征 有明显降低的趋势。因此认为影响储层物性的主要因素为岩石粗细、碳酸 盐含量、胶结类型及颗粒间的接触关系四个因素。 ， 隹 垂 再 j ：? ：7 1 ( d - 5 h l 3 h i 错 螺 裳q 1 051 0五 n q & 麟陋q ：+ 。 一? “ 图2 2 a 孔隙度碳酸盐含量交会图图2 2 b 渗透率碳酸盐含量交会图 受岩性、物性及高矿化度地层水的影响，该地区油水关系复杂，油层 和水层均表现为高侵特征，且随着泥质含量的增加，电阻率明显降低。高 含油饱和度的高电阻率油层，油气显示级别较高( 油浸一油斑) ，深感应电 阻率高于中感应电阻率或基本重合，油层的电阻率值均在1 0q n l 以上， 含油饱和度在6 0 以上；低电阻率油层电阻率值基本在4o i n 以上，含 油饱和度4 0 左右，其油层径向电阻率之间的差异明显小于油水同层和水 层。由于该地区的高矿化度地层水，对于物性好、含有可动水的储层，深 感应电阻率曲线呈凹兜状，电阻率值明显降低，且存在随储层物性变差， 电阻率增大的现象。另外自然伽马曲线能很好的反映储层岩性的变化，自 然电位曲线和微电极曲线对储层渗透性有很好的指示对于岩性均匀，物 性好的层段，自然电位曲线幅度中一大，微电极曲线差异明显，对于钙质 含量较高、物性较差的储层，自然伽马曲线表现为指状的低值，微电极曲 线呈高幅的尖峰状特征，自然电位曲线为中一低幅( 图2 3 ) 。 石油人学( 华东) 一i ：程硕十学位论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 图2 - 3留西构造带测井响应特征图 2 2 储层孑l 隙结构分析 留西地区储层大部分为中低孔一中低渗储层，对这类储层评价，孔隙 结构的分析是关键。根据岩心分析数据绘制孔隙度与渗透率交会图，可以 看出，不同井不同层渗透率与孔隙度的相关关系不同，在相同孑l 隙度情况 下，各井的渗透率也有明显的不同，从一侧面反映孔隙结构的不同( 图 2 - 4 ) 。 石油大学( 华东) i ：科硕十学何论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 1 0 0 ，、 鼍 毫1 0 苎 廿 稍 褒 套1 o 却 0 1 o 0 1 1 01 52 0 岩心分析孔隙度( ) 岩心分忻渗透率- 孑l 隙皮交会幽 根据留西地区的压汞资料分析，留西地区e s 。段基本发育三种类型 储层，一类为中孔中渗储层，在压汞曲线上表现为低排驱压力，中等喉道 均值( 图2 - 5 a ) ；二类是中孔低渗储层，在压汞曲线上表现为低一一 一等排 驱压力，低一中等喉道均值( 图2 - 5 b ) ；三类储层为低孔低渗或特低渗储 层，在压汞曲线上表现为高的排驱压力，低喉道均值( 图2 - 5 c ) 。 9 石油大学( 华尔) j ：程硕十学位论文第2 章留西构造带储层测井晌应特征 1 0 0 1 0 璺 1 蛊 o 1 0 0 1 1 0 0 1 0 皇l 上 0l 0 0 l 1 0 08 06 04 02 00 6 04 02 00 s h g 。 图2 - 5 留两构造带不同类型储层压汞曲线幽 另外利用对毛管压力曲线的孔喉直方图可以对储层孔喉直径的大小 和分布进行直观评价。对于p o r 1 0 ，k l x l 0 4 p m 2 的低孔特低渗储层， 孔隙分布为单峰特征，喉道半径均小于0 4 1 1m ，孔隙基本为小孔隙，没 有中一大孔隙发育( 图2 - 6 a ) ；具有这类孔隙结构的储层孔隙中流体基本 上为束缚流体，这类储层物性差，基本没有产液能力，为致密层；1 0 d o r 1 5 ，1 1 0 。1 1 i l l z 1 0 1 0 un l j 的中孔中渗储层，孔隙分靠为双峰特征，一个峰值喉道半径小于o 1um ， 另一峰值喉道半径4 0 - 1 0um 之间，此类储层除了小孔隙外，还发育有一 定数量的中等孔隙，由于这类储层孔径较大，其渗透性较好( 图2 6 c ) ， 这类储层由于孔径分布双峰之间距离较大，储层具有自然产能。一股情况 下，孔隙喉道半径小于0 1um 的峰值高低与束缚水饱和度有很好的相关 性( 见图2 - 卜9 ) 。从留西地区压汞资料可见，该地区储层孔隙以小孔隙 为主，大孔隙不发育，与之相应的储层具有较高的束缚水饱和度( 表2 3 ) 。 4 0 。聋夕t 、，、护、p 母皆 孔喉半径p ： ： ， 懿 ： ： 亭亭s 、奇、奄岛电 孔琅半径o 图2 ，6 孔喉真方幽( 留曲构造带) 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 表2 3留西地区压汞数据统计表 渗透率孔喉育行排驱中值堪出 均质7 l 隙结构孔隙度 ( 1 0 3 i - u n 2均值压力 压力效率 ( )系数系数 ) ( pm ) ( m p a )( m p a ) ( ) 1 2 17 0 01 8 2o 2 71 6 52 7 0 9o 3 21 7 9 1 3 7 8 0 61 8 2o 2 51 4 22 5 2 7 0 3 21 7 7 1 8 26 8 66 4 l0 0 9o 4 3 1 7 5 5 o 3 63 4 1 1 7 52 2 95 9 9o 10 6 71 4 3o 4 98 5 7 1 4 7 3 0 9 1 4 4 0 41 2 14 4 1 7 0 5 l3 0 7 6 00 0 40 23 4 58 2 l2 1 8 10 9 91 8 6 从压汞分析数据统计表中可以看出，储层渗透率受孔隙度、喉道均 值影响较大，与排驱压力与均质系数有一定关系。因此，渗透率与孔隙度 的单相关关系不能完全反映储层渗流特征，在渗透率计算时应考虑孔隙结 构的影响。 核磁测井资料的t 2 谱分布曲线能够很好的反映储层孔隙的微观结 构，是进行孔隙结构及储层特征研究的有效方法。将核磁测井的t 2 分布 与压汞曲线进行对比，可见t 2 分布所呈现的峰的位置与压汞资料所提供 的孔喉分布有很好的一致性，这表明t 2 分布与孔隙结构之间存在很好的 对应关系。将路4 3 并的核磁测井资料的t 2 分布曲线与毛管压力曲线的孔 径分布直方图进行对比，孔喉半径小于0 1 6 pm 的孑l 隙，对应的t 2 分布 为6 - 2 5 m s ，为束缚流体体积，孔喉半径为o 6 3 2 5um ，对应的t 2 分布 为3 2 - 1 2 8 m s ，核磁有效孔隙度为1 1 ( 见图2 7 a ) ，孔喉半径为2 5 1 0um ， 对应的t 2 值为3 2 2 5 6 m s ，核磁有效孔隙度为1 3 ，储层均为中等孔隙f 见 图2 7 b ) 。 1 2 _ m 人学( 华尔) i ：程硕士学位论文第2 章留西构造带储层测井响应特征 5 1 0 5 水竺 3 ( j 葵嚣 15 1 ： 0 。a a 。穸q ，。妒 、pq ，“b ，母舻 孔喉半径，u m 图2 - 7 核磁t 2 分布与孔喉分布对比图 5 0 5 o 5 0 5 0 5 o 囊 中国4 i 油火学( 华东) 3 - 程硕十学位论文第3 章留西构造带测井储层参数研究 第3 章留西构造带测井储层参数研究 3 1 岩石骨架参数 在测井资料标准化的基础上，利用核磁测井的有效孔隙度来刻度声 波孔隙度，确定声波时差的骨架值，即： a t = a t 。( 1 - m p h i ) + t f m p h i ( 3 1 ) 式中：a t 为声波时差测井响应值； t m a 为声波时差的骨架值； t f 为流体的声波时差值： m p h i 为核磁的有效孔隙度。 确定声波时差骨架值为：t 。a = 1 7 2p s m 。 3 2 束缚水饱和度参数 束缚水饱和度s w i r 是描述地层特征的重要参数，储层的粒度中值大 小直接影响束缚水饱和度。通常采用自然伽马曲线确定粒度中值，计算公 式为： l g x m d 2 i g a m d 0 ( 1 9 a m d 0 + i 7 5 ) xi g r ( 3 - 2 ) 式中： a m d 0 为经验系数，i g r 为自然伽马相对值： i g r = ( g r o r m i n ) g r m a x - g r m i n ) 。 利用岩心粒度资料结合测并资料，确定a m d 0 = 0 2 0 。 3 3 孔隙度指数m 的确定 在利用阿尔奇公式计算储层含油饱和度时，胶结指数m 为一关键参 数。实际上，m 值是随地层的孔隙结构不断变化的参数，孔隙结构越复杂， i n 值越大口1 ，为了能更好利用储层的孔隙结构特征评价油水关系，在该地 区利用孔隙度和渗透率计算一个可变的i l l 值，它是孔隙结构的函数，随储 1 4 中国不i 油人学( 华尔) 。j ：程硕十学仿论文第3 章留西构造带测井储层参数研究 层孔隙度、渗透率的降低而增大，并且与孔隙结构系数有很好的相关性， 即随着结构系数的增大，m 值也相应的变大( 见图3 1 一图3 2 ) 。即： l g m = o 3 4 一o 1 2 x 中一0 0 2 3 x l g k ( 3 3 ) 通过计算得到该地区的i n 值在2 6 5 一1 7 2 之1 日j 变化。 05l o 1 9 n 2 5 3 03 5 孔辕度， 图3 - 1 不同类删储层7 l 隙度指数变化交会幽 ol 23456 孔隙结构系数 图3 - 2 孔隙皮指数一孔隙结构系数交会i ! l 3 4 渗透率确定 通过分析研究，留西地区的孔隙结构复杂，表现为储层孔隙度、渗透 率低，且层间、层内渗透率变化大，因此提高孔隙度特别是渗透率的计算 精度是对该地区低孔低渗储层进行f 确评价的前提。按照原有的思路，利 m m 呲 k k k 二甄 1 副掣， 摄蠡蕾车 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章留西构造带测井储层参数研究 用岩心分析资料，在不考虑孔隙结构等因素的前提下，笼统地建立渗透率 与孔隙度的关系，即： k = 0 0 1 4 4 e “49 2 = o 6 4 7 5( 3 - 4 ) 利用这种方法确定的渗透率，不能很好的反映复杂孔隙结构储层的渗 透性，为了提高渗透率的计算精度，首先利用了流动带指标( f z i ) 这个 参数对储层进行分类，流动带指标的计算公式为： f z i = q 一固况x 取( 3 - 5 ) 式中： f z i ：流动带指标5 巾：孔隙度，小数： k ：渗透率，l o - 3um 2 。 再根据不同的储层类型建立计算模型。对留西二台阶5 口井1 0 2 个样 品点的物性分析资料计算流动带指标，按照f z i 的不同将该地区的储层分 为五类( 图3 3 ) ，并且就不同类别的储层分别建立孔隙度和渗透率的关 系，二者具有很好的相关性( 图3 4 a 一图3 - 4 e ) 。这充分说明利用f z i 对 储层参数分类建模可以有效的提高测井解释精度。 f z i 2k = 0 0 0 9 4 e “”r 2 = 0 9 6 2 2( 3 6 ) 2 f z i 4k - - 0 0 5 0 9 e “”9r 2 = 0 8 1 1 7( 3 7 ) 4 f z i 7k = 0 。0 9 3 e ”：“o9 2 = o ，6 7 0 5( 3 8 ) 7 1 0k = 3 7 3 5 5 e r 2 = o 8 6 1 4( 3 1 0 ) 1 6 中国行油火学( 华尔) i 拌硕十学位论文第3 章留西构造带测并储层参数研究 、 j 童 x 簪 蛔 曼 = ? ? “参。 一器 一一 一一 飘j 囊魔 图3 - 3 不同类型储层渗透率- t l 隙度交会图 i1 01 2i l i 孔隙鹰， 5 j “m e ! - 甜o 蛔 赛 孔障度 j 严 一1 = i 订靠；。“一一 7 s w i r ，1 0 s w i r ，s w m 3 0 。 囊缚水饱和度“) 图4 - 3 可动水饱和度一求缚水饱和度交会幽 0 0 0 o o 0 觚 鲫 肌 蚰 o 一-越岳粤爱札 中国石油人学( 华自、) i 拌硕十孚付论文第5 章大王庄构造带储层特征 第5 章大王庄构造带储层特征 大王庄构造带沙一、东营组油藏以断层作为主要油气运移通道，地层 以河湖相沉积为主，多为不同类型不同时期的砂体相互叠置分布。沙一上、 东营油藏的砂岩储层多为河流相的河流相的河道砂、河漫滩砂体。分布范 围窄，相变快，油藏的含油范围受沉积相带控制。 5 1 储层岩石特征 大王庄构造带东营、沙一段储层岩性主要以砂质细砂岩为主，岩性较 细，粒度中值大部分小于o 1 m m ，储层岩石成分较稳定，基本为石英长 石。该地区砂岩储层中不同程度的含有钙质成分，钙质均以胶结物的形式 存在，钙质胶结物的存在，一方面造成储层电阻率的增大，另一方面影响 储层孔隙结构，降低渗透率。 5 2 钙质砂岩储层测井响应特征 通过对大王庄地区1 4 口井3 0 0 多个岩心资料点进行统计分析，发 现该地区储层岩石碳酸盐含量较高，对应的储层岩石中，钙质砂岩所 占比例较大。通过薄片分析资料可见，岩石钙质含量与岩石中碳酸盐 含量有很好的一致性( 图5 一1 ) 。 岩石中所含钙质成分，主要是以方解石胶结物的形式存在，钙 质胶结物的存在，一方面，使储层岩石电阻率增高；另一方面，钙质 胶结物将减小储层的孔隙空间和孔喉半径，减小储层的渗透率( 图 5 2 a ，图5 2 b ) 。 中国石油人学( 华自、) 一j 程硕士学位论文第5 章大王庄构造带储层特征 5i hl ；j 二； n 7 酗锄 含：j 0 图5 - 1 碳酸盐含量与钙质含量交会圈 p研确tpw琳# 图5 2 a 孔隙度钙质含量交会图图5 - 2 b 渗透率钙质含量交会图 应特征，可见钙质砂岩储层的存在，且沙一段储层钙质含量高于东营 组地层。同泥质砂岩相比，钙质砂岩普遍具有“二高三低”的特点，“三 高”指电阻率高，八侧向电阻率呈尖峰状，且高于深感应电阻率，体积密 度值相对较高；“三低”指声波时差数值较低，补偿中子值较低，自然伽 马数值相对较低( 表5 1 ) 。另外，微电极曲线对钙质砂岩储层也有较好 的指示。 n： 球掰缸捌错琶 h：。 中国7 i 油大学( 华东) 工程硕士学位论文第5 章大王庄构造带储层特征 表5 1火乇庄地区砂岩储层测井响应特征表 r tr x o d e n 岩性( g c m c n l a c g r ( q l i t )( q m )( )( us m )( a p i ) ) 好物性 泥质砂中高值较r t 低低值高值高值低值 高值( 大随钙质 好物性 丁j 砂岩) ，含封增 钙质砂 随钙质含加趋势高丁砂 低丁砂岩低丁砂岩比砂岩低 量增加，人丁r t石 石 电阻率增 加 较盯明 致密 明显大于 显升高，明显高明显低于明显低于比砂岩略 钙质砂 砂岩多鬯尖丁砂岩砂岩砂岩低 峰状 从该地区现有的试油资料统计结果来看，大王庄地区地层水矿 化度较低，小于1 0 0 0 0 p p m ，而且东营组和沙一组地层水变化并不明显， 从大王庄地区的岩心物性分析资料来看，东三二段的孔隙性和渗透性女f 于沙一段，但是在储层物性没有明显差别情况下，东三段储层电阻率 较沙一段低。主要是钙质胶结物的存在，使储层的孔隙结构受成岩后 生作用的影响，形成以小孔喉为主的复杂导电通道，导致储层电阻率 增大。由此可以认为钙质是该地区储层电阻率较高的主要原因，钙质 含量的不同使得沙一段储层岩石电阻率高于东三段( 图5 - 3 ) 。 中国石油人学( 华东) 工程硕士学位论文第5 章大王庄构造带储层特征 图5 - 3 大王庄储层测井响应特征曲线幽 由图5 - 4 可以看出电阻率和钙质含量呈线性关系。 一i 1 一：+ 多孑f 二一 二蛑 一 i l1 52 i2 5舢 电阻率，q m 图5 - 4 钙质含量一电阻率关系图 随着钙质含量的增大，电阻率也随着上升。因此由于受到钙质 含量的影响，利用电阻率计算含水饱和度带来一定偏差，造成解释失 误。 6 5 4 3 2 o 6 鬯醛 中国i i 油人学( 华尔) j - l 肆硕十学位论文第5 章大王庄构造带储层特征 5 3 储层油水特征 大王庄地区储层大部分为中孔中低渗储层。受岩性、物性以及油 减特征的影响，该地区油水关系复杂，并河、层组间油水分布规律差别大， 电性受岩性特别是钙质的影响较大，即存在低电阻率油层也存在高电阻率 水层。 大王庄地区东营组、沙一上她层以河流相沉积为主，储层横向、纵向 差异大，井间可对比性差，油水关系复杂，既存在高电阻率油层，也存在 低阻油层和高阻水层，测井解释难度大，测井解释符合率偏低。针对该地 区存在的测井解释难题，以岩石物理实验为依托，以岩心分析资料为基础， 从储层基本特征研究入手，抓住“四性”关系，分析研究影响储层特征的 因素，从定性的角度，我出针对性的评价方法。 中国石油人学( 华东) ：程硕士学位论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 第6 章大王庄构造带岩石物理实验 6 1 常温常压条件下的岩电关系 所谓岩电关系是指岩石电阻率与岩石物性、岩石电阻率与岩石含 油性的关系，它通过岩电实验进行确定。 岩电实验主要由两个大的环节构成：首先对已经测量过几何尺寸 和孔隙度的不同岩心测量不同含水饱和度状态下的电阻率( 即电阻率 测量) ；然后利用数学的方法对测量结果进行处理( 即数据处理) ，从 而确定地层因素与孔隙度的关系( 即a 值、m 值的确定) 、f 乜阻率指数 与含水饱和度的关系( 即b 值、n 值的确定) 。 6 1 1 岩石电阻率测量 ( 1 ) 岩石电阻率测量的基本流程 岩石电阻率测量是岩电实验的一个重要坏节。其基本流程如下： 岩心饱和模拟地层水 上 电阻率测鼍系统检测 改变岩心的含水饱和度 0 岩心电阻率测量 0 电阻率测量系统检测 国6 - 1 岩心电阻率测量流程 ( 2 ) 岩心电阻率测量 根据w y l l i e 的实验结果及观点，对于不含粘土矿物的清洁砂岩， 中国石油大学( 华东) i ：程硕十学付论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 其地层因素是常数，而粘土化砂岩的地层因素随地层水电阻率减小而 增加。即地层水矿化度不同，岩石的地层因素不同。为了使测量结果 与地层的实际值相接近，本次岩电实验根据实际的地层水资料配制了 矿化度分别为6 0 0 0 m g l 和2 0 0 0 0 m g l 的模拟地层水，用以饱和岩心。 对清洗干净、烘干后的岩心用万分之一的电子天平称取岩心的干 重后，在全直径岩心饱和仪中对岩心和模拟地层水抽真空8 小时然 后用模拟地层水浸泡抽好真空的岩心，又加压3 0 m p a 浸泡岩，i l , 4 8 d 、u 1 ， 后经称重证实所有岩心都被完全饱和。 电阻率测量装置主要包括岩心夹持器和z l 5 型l c r 测量仪。用标 称值分别为1 0 0 q 、1 0 0 0 q 、1 0 0 0 0 q 的3 个标准电阻对该电阻率测量 系统对进行检验，结果显示相对误差均在5 以下，证明系统工作正常。 用经检验合格的电阻率测量系统，依据岩心电阻率实验室测量 计算推荐方法( s y t 5 3 8 5 9 1 ) 对大王庄地区东营、沙一段3 7 块岩心 的电阻率进行了测量，并记录下了相关的数掘。 6 1 2 数据处理 地层因素与孔隙度的关系、电阻率指数与含水饱和度的关系，主 要是利用最小二乘法对测试数据进行综合分析( 即拟合) 完成。 中国石油大学( 华东) = 程硕十学位论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 1 庄。导j 三曩桕l 冀暑，* 。田。 孔隙度 图6 2 大王庄构造带地层因素与孔隙度的关系 i 。i：。， li 1jill ； l 书 1 i ： = 士_ 1 二 一 r r l 1 一 l l 一= 仁_ f 。 r 一： r 一 j 。钆 ? _ ”、 “+，ii ii l1iljj 11fjjl liij 11l lii l 1 l 孔隙度 图6 - 3 大王庄构造带地层因素与孔隙度的关系 3 0 地层固豢 ， 尴层因素 中国_ i 油人学( 华东) 1 群硕十学位论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 l m 地g 社一& il l w l 肿 奉目艟 _ f i , 1 3 幽6 4 大王庄岩心电阻率指数与含水饱和度的笑系 地h m l u r i m $ 目* p i2 0b i io i 图6 - 5 岩心电阻率指数与含水饱和度的芙系 6 1 3 结果分析 通过对测试数掘的处理，确定出的a 、m 、h 、n 仙见表6l 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 表6 一l aa 、i l l 、b 、r i 值的统计结果( 矿化度为6 0 0 0 m g l ) 岩心 井名 层位amb 块数 l 1 0 4 、l 1 0 7 留1 0 8 x沙一 1 9 0 9 9 1 1 41 5 21 4 3 l 1 0 0 、l 1 0 4 1 o li 2 0 l 1 0 8 x东三1 81 0 41 5 7 表6 一l ba 、m 、b 、n 值的统计结果( 矿化度为2 0 0 0 0 m g l ) 岩心 井名层位 a b 块数 l 1 0 4 、l 1 0 7 l 1 0 8 x沙一 5 0 9 7 o 7 9l7 7 1 4 8 l 1 0 0 、l 1 0 4 1 0 31 2 5 l l o s x东三5l _ 0 8i 6 2 可以看出： 东三与沙一的a 、m 值不同。这主要是泥质含量和孔隙结构的 不同所致。一般情况下，a 值随孔隙结构的变差( 岩石孔隙弯曲度变 大，毛管半径变细) 而增大，m 值随孔隙结构的变差( 岩石孔隙弯曲 度变大，毛管半径变细) 而增大，反之亦然。另外，在不影响孔隙度 和孔隙结构的前提下，泥质含量的增加，会使m 值变小( 一般情况下， 泥质含量的变化会影响到孔隙度、孔隙结构的变化) 。 不同岩石的n 值不同。一般情况下，岩石结构越复杂，泥质 含量越高，1 1 值就越小。就岩石中的泥质而言：一方面，泥质使岩石 的孔隙结构变得相对复杂，毛管孑l 径分布指数d 减小，从而使n 值减 小：另一方面，在不改变岩石孔隙结构的情况下，泥质的存在相当于 并联了一个较小的电阻，使岩石的电阻率r t 明显低于具有相同孔隙结 构的纯砂岩，而且含油饱和度越高，影响越大。 中国l i 油人学( 华尔) i ：科硕十学位论文第6 章大王庄构造带岩石物理实验 矿化度为6 0 0 0 m g l 时，东三和沙一段a 值相差0 1 ，m 值相差 0 0 5 ，b 值相差0 0 2 ，n 值相差0 2 3 ；矿化度为2 0 0 0 0 m g l ，东三和沙一 段a 值相差0 ，2 9 ，m 值相差0 1 5 ，b 值相差0 0 6 ，n 值相差o 。2 3 。这说 明矿化度影响不大。 总之，岩电参数与岩石的泥质含量及孔隙结构关系密切。对测试 数据只有按孔隙结构类别分别进行分析，j 能获得币确的a 、m 、b 、n 值。 6 2 岩样毛管压力实验 毛管压力实验与孔隙铸体在显微镜下或用 _ 粕电镜观察、笞：l4 结 合，在评价储集岩基质的j l 隙结构方面构成了不可分割的具有内在联系的 主要研究手段。 、利用压汞试验数据绘制毛管压力曲线，并从曲线上确定孔喉大小 分布的定量参数，诸如排驱压力( p d ) ，最大连通孔喉半径( r d ) 、 饱和度中值毛管压力( p c 5 0 ) 等。 、绘制孔喉大小分布的频率直方图或频率分布曲线，或累积频率分 布曲线来描述孔喉大小分布。 6 2 1 实验条件与岩样 ( 1 ) 实验条件 本次实验是在室温：2 0 。c ，湿度：6 0 ，大气压力；1 0 0 5 h p a 的环境下进 行的。 ( 2 ) 岩样 本次实验共检测l 1 0 0 、l 1 0 8 x 、l 1 0 2 、l 1 0 7 等四口井的6 块岩样。 6