（地质工程专业论文）川东北海相碳酸盐岩储层参数研究.pdf

摘要 川东北地区海相碳酸赫岩储层非均质性、基质孔隙度低、构成储层岩石成分 的复杂性和低孔隙度特点，影响了一系列储层参数的精确计算，正确划分和评价 储层仍颇具难度。应用常规测井、成像测井及丰富的岩心分析资料，综合分析不 同储集层孔隙类型，建立适用的解释模型，对准确判别气层、提高储层参数计算 精度是十分必要的。本文在开展相关岩电实验的基础上，结合区域地质特点，从 孑l 隙类型、孔隙结构等方面进行分析，求得接近储层地层水矿化度条件下的岩心 平均胶结指数m 及平均饱和度指数r l ；根据试水资料确定地层水电阻率，对比 密闭取心分析数据，建立适用于研究区海相地层含水饱和度的测井解释模型，提 高了测井解释精度，基本解决了储层划分、储层参数计算、流体性质判别等关键 技术问题。这些识别方法在实际生产应用中见到良好效果。 关键词：碳酸盐岩、岩电实验、胶结指数、饱和度指数、解释模型 i i t h ei n v e s t i g a t i o no ft h ep a r a m e t e r so fm a r i n e c a r b o n a t er o c kr e s e r v o i ri nn o r t h e a s ts i c h u a n j i am e n g - q i a n g ( g e o l o g i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n g f u - m i n g a b s t r a c t t h ea n i s o t r o p ya n dl o wm a t r i xp o r o s i t yo ft h em a r i n ec a r b o n a t er o c kr e s e r v o i ri n n o r t h e a s ts i c h u a nf o r m sc o m p l i c a t e dr e s e r v o i rr o c ka n d l o wp o r o s i t y ，w h i c ha f f e c t sa s e r i e so fr e s e r v o i rp a r 锄e t e r s c o m p u t a t i o n t h e r e f o r ec o r r e c t l yc l a s s i f y i n ga n d e v a l u a t i n gr e s e r v o i rt a k e so nd i f f i c u l t i e s a p p l y i n g c o n v e n t i o n a ll o g g i n g ，i m a g i n g l o g g i n ga n dr i c hc o r ea n a l y t i cd a t a ，t h er i g h ti n t e r p r e t a t i o nm o d e l i sv e r yn e c e s s a r yf o r i d e n t i f y i n gg a sr e s e r v o i re x a c t l ya n di m p r o v i n gt h ep r e c i s i o no fc a l c u l a t i o no ft h e p a r a m e t e r so ft h er e s e r v o i r c o m b i n a t i n gt h ef e a t u r e so ft h er e g i o n a lg e o l o g y ，t h i s p a p e rc a l c u l a t e st h ea v e r a g ec e m e n t a t i o ne x p o n e n tma n dt h ea v e r a g es a t u r a t i o n e x p o n e n t nu n d e rt h er e s e r v o i rw a t e rs a l i n i t y ，b a s e do nt h ep o r et y p ea n dp o r e s t r u c t u r e m e a n w h i l et h i sp a p e ra l s oe s t a b l i s h e st h ew e l ll o g g i n gi n t e r p r e t a t i o nm o d e l o ft h es a t u r a t i o no ft h ef o r m a t i o nw a t e ra d a p tt om a r i n er e s e r v o i ra c c o r d i n gt ow a t e r f i n d i n gd a t aa n ds e a l e dc o r i n ga n a l y s i sd a t a h e r e b yt h ep r e c i s i o no ft h ei n t e r p r e t a t i o n i s i m p r o v e d a s e r i e so fk e y t e c h n i q u e s w e r er e s o l v e d ，s u c ha sr e s e r v o i r c l a s s i f i c a t i o n ，r e s e r v o i rp a r a m e t e rc o m p u t a t i o n ，f l u i dc h a r a c t e rd i f f e r e n t i a t i o n ，a n ds o o n t h ep r a c t i c a l a p p l i c a t i o no ft h e s em e t h o d sb r i n g ss a t i s f a c t o r yr e s u l t s s o m e e x a m p l e sw e r ea l s og i v e ni nt h ep a p e r k e yw o r d s ：c a r b o n a t e ，p e t r o p h y s i c a l - e l e c t r i c a le x p e r i m e n t ，c e m e n t a t i o n e x p o n e n t ，s a t u r a t i o ne x p o n e n t ，i n t e r p r e t a t i o nm o d e l i i i 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所 取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以 标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人 或他人为获得中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的 说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：煎壅 吼1 年6 月工日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：锄 指导教师签名： 日期：勿净 醐：吵 6 月2 e l 台月3 日 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第一章绪论 1 1 题目来源、意义 本题目来源于中石化股份有限公司南方勘探开发分公司j i i 东地区测井资料精细解 释及储层评价研究项目，为中石化股份有限公司南方勘探开发分公司委托中石化胜利 测井公司完成的研究项目的一部分。 j i l 东北地区为中石化南方勘探开发分公司目前的主力勘探区域，也是勘探工作取得 丰硕成果的探区。由于工区内海相碳酸盐岩地层岩性复杂，孔隙空间类型多样，非均质 性强，对储层的定性、定量评价都有较大的影响，因此，有必要以先进的测井资料综合 评价技术为手段，全面应用地质、录井、岩心分析等非测井资料进行综合研究，建立储 层参数测井计算模型，完善储层定量解释方法，确定适应工区内地层特征的测井解释参 数，及时为j i l 东北地区地质研究、储量计算及勘探部署提供有用信息，从而更加有利地 推动该区天然气的勘探和开发进程。 1 2 主要研究内容 本论文根据多口井岩心与测井分析，针对川东北地区主力储层飞仙关组和长兴组地 层，建立了由白云岩、灰岩、石膏、泥岩、孔隙组成的岩石体积物理模型。在岩心资料 分析的基础上建立了用测井资料精确计算泥质含量、孔隙度、渗透率及含水饱和度的测 井响应方程，对已有的解释软件进行了相应改进，编制了针对川东北地区海相碳酸盐岩 地层的专用解释软件。对测井资料进行精细数字处理解释及储层综合评价，形成一套适 合于该区海相储层特征的测井评价方法技术，对项目包括的1 3 口井进行精细解释及储 层评价研究。主要工作内容如下： 1 、测井数据预处理 对测井资料进行预处理：包括测井数据格式的解编、回放，完成数据编辑、原始测 井资料环境校正、交会图校正、深度校正等数据预处理。 2 、测井资料标准化处理 测井资料质量分析，针对各区块测井资料的地层对比，确定关键井标准层，利用直 方图、交会图及相关分析等技术对区域内所钻井测井资料进行标准化处理分析。 3 、建立测井解释模型 ( 1 ) 骨架参数的选取 第一章绪论 利用中子密度、中子声波、m n 等交会技术，结合岩心、岩屑分析和区域地质统 计资料确定矿物种类，然后根据矿物理论骨架值选取骨架参数。 ( 2 ) 泥质含量的确定 用岩心分析的泥质含量与自然伽马读值建立经验关系，用去铀伽马读值计算泥质含 量，并结合试气资料探索高铀储层的划分与解释。 ( 3 ) 孔隙度计算 用岩心分析数据和经过环境校正及标准化处理的测井数据建立孔隙度解释模型，并 对测井计算的储层孔隙度进行反复检验、修正孔隙度解释模型，以达到准确计算储层孔 隙度的目的。 ( 4 ) 渗透率的计算 利用岩心分析数据，研究分析地层渗透率与测井数据之间的关系，探索裂缝、溶洞 型储层地层渗透率的计算方法。 ( 5 ) 含气饱和度的计算 利用岩心分析数据( 确定m 、a 、n 、b 等参数) ，结合区域地质特点，探索气饱和度 的计算方法。 4 、测井资料精细数字处理解释及储层综合评价 根据上述方法研究结果，利用软件对1 3 口井( 普光l 、普光2 、普光3 、普光4 、 普光5 、普光6 、普光7 、普光7 侧1 、毛坝1 、毛坝2 、毛坝3 、双庙l 、河坝l 井) 测 井资料目的层段进行精细数字处理解释及储层综合评价。 1 3 认识及创新点 通过研究，对川东北普光地区的储层特征有了更进一步的认识，取得了如下认识与 创新： 1 川东北地区岩性复杂，孔隙空间类型复杂，非均质性强。有以溶蚀孔洞、裂缝为 主的储层，缝、洞对储层的渗透性起主导作用；也有以溶孔、溶洞为主的储层，此时储 层的好坏关键在于溶孔、溶洞的有效性。 2 该区复杂的岩性对储层定性、定量评价都有较大的影响，储层中溶孔白云岩含 量的提高会成倍提升储层的有效性。开展储层测井评价，首先必须进行准确的岩性分析， 在此基础上再进行储层定性与定量评价。 3 利用岩心分析数据标定测井数据，建立储层参数测井计算模型，完善了储层定 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 量解释方法，确定了适应工区内地层特征的测井解释参数，使得测井计算的岩性、孔隙 度、渗透率、含气饱和度等参数的准确性都有极大提高。 4 根据多口井的岩电实验分析资料，分析了孔隙结构指数m 与孔、洞、缝发育程 度的关系，最终建立了分地质层段、分储层类别的m 、n 值取值范围。 第二章地区概况 第二章地区概况 2 1 构造位置及地质背景 川i 东北区块宣汉达县地区位于四川省宣汉县及达川市，构造位置为四川盆地川东高 陡构造带与川中隆起带东端交界处，介于大巴山推覆带前缘断褶带与川东弧形断褶带之 问的过渡地带。 j i i 东地区构造的形成与演化主要受雪峰山、大巴山、龙门山三个方向的挤压应力构 成的非均一联合应力场以及早期构造形迹的控制。其局部构造圈闭主要形成于燕山晚 期喜山期，而从加里东至印支期、燕山早期在盆地内形成的大型隆坳及不同规模的断 层是局部构造圈闭形成的背景条件，对构造圈闭的形成起到了重要作用。该区构造展布 主要以n n e 为主，次为n w 向，总的特点是褶皱密度大，断裂发育，圈闭个数多。 以嘉陵江组上部至雷口坡组下部膏盐岩为上主滑脱层，中下寒武统页岩为下主滑脱 层，形成上、中、下变形层。上变形层构造形态与地表构造形态基本一致，以n w 向断 层控制的隆凹格局为主；中变形层是本区主要勘探目的层，以n e 向断层控制的隆凹构 造格局为主，发育众多由n e 向断层切割而成的与断层相关的褶皱带，并与上变形层呈 叠置关系，仅工区东南部清溪场一宣汉县附近为n w 向低幅度的断隆断凹。区内下形变 层构造不发育。 宣汉达县地区主要勘探目的层段中变形层发育有形态各异、面积幅度不等的圈闭 3 8 个，目前已经落实的圈闭2 0 个，以t t l f 4 反射层计算，总圈闭面积约为2 4 1 k m 2 ，其 中以普光、大湾、分水岭、清溪场、毛坝场、付家山、双石庙、双庙场等背斜圈闭面 积最大。 本论文主要研究区普光构造位于双石庙一普光n e 向构造带的北部( 图2 1 ) 。普光 构造在印支期已具雏形，到燕山期在挤压应力作用下形成主体n e 向构造。普光构造t t i f i 反射层圈闭为一轴向北东，向北东、南西倾伏的断背斜构造，构造西界为普光东岳寨 断层所控制。普光构造t t l f 4 地震反射层圈闭面积7 3 8 8 k m 2 ，圈闭闭合度为1 3 0 0 m ，主 高点位置在东岳寨，高点海拔为3 5 0 0 m 。该圈闭目前已完成高分辨率三维地震详查面积 4 5 6 0 6 k m 2 ，圈闭可靠。 4 中国石油大学( 华东) i 程预十学位论文 雾 普光构遗土要r 的层段为主叠系飞仙荚纽及叠系长兴纽海相碳酸盐岩地层，储层 类型以扎隙型为牛，裂缝次之，储层岩性主要为白云岩段含灰质门云岩。论文研究过程 中普光气m 已完钻1 l 【j 井( 普光1 、昔光2 、昔光3 、昔光4 、昔光5 、昔光6 、普光7 井、普光7 侧1 、普光8 、普光9 、普光1 0 l 外) 。 黄会l l 构造带位r 宣汉县、五采场赫地西北缘，为铁山、雷音铺高陡背斜向北倾没 的部位，义是大巴山弧形褶带向两南突出的前渊地带。毛坝场背斜圈闭位于黄金【】构造 带的北部r f l 央地带、毛坝场职庙场潜伏背斜带北部，已完铺3lj 井：毛坝i 、毛坝2 、 毛坝3 井。 通南巴构造带属四川靛地西部印支一燕山期构造带，北为南秦岭南缘的鹰咀崖突起和 大巴推覆带前缘，南为川。p 隆起。印支期具n e 向舜状雏形，侏罗一九辈纪被坪深 5 0 0 0 6 0 0 0 m ：，燕i l l 期降牛褶皱形成n n e 向斜带，构造轴长8 0 余公里；晚茸i lj 期主 要受犬巴i 【l 摊覆带影响，构造带上叠加了组n w 向构迸，将构造带分割成南蹦场断鼻、 涪| f 【1 坝断鼻和黑池梁鼻状构造。日前构造带中已落空有十个局部高点，河坝场商点位r 南阳场断鼻东端，刚合面税4 92 68 k m 2 ，幅度4 0 01 5 m 。河坝l 井属通南巴大构造 带南5 u 场构造河坝场岛点。 第二章地区概况 2 2 地层层序及地层划分 研究区内自上而下钻遇地层依次为：侏罗系上统遂宁组，中统沙溪庙组、千佛崖组， 下统自流井组；三叠系上统须家河组，中统雷口坡组，下统嘉陵江组、飞仙关组；二叠 系上统长兴( 大隆) 组、龙潭( 吴家坪) 组，下统茅口组、栖霞组、梁山组，石炭系中 统黄龙组，志留系中统。 根据实钻结果，研究区内所钻井大部分井口出露地层为侏罗系上统遂宁组地层。侏 罗系沙溪庙组三迭系上统须家河组为一套陆上河湖相碎屑岩沉积，岩性以细砂岩、粉 砂岩、泥岩、页岩为主，夹少量煤层、灰岩。中三叠统雷口坡组下三叠统嘉陵江组嘉 二段为一套蒸发环境沉积的白云岩、灰岩、硬石膏互层，下三叠统嘉陵江组嘉一段飞 仙关组主要为一套海相沉积地层，局部海陆交互沉积，岩性以灰岩为主夹不等厚的泥页 岩，整套岩性组合及特征与川东北区域地层的岩性可对比。目前，研究区内河坝1 、普 光5 井所钻层位最深，为志留系中统；其次为毛坝3 井，完钻层位为下二叠统茅口组； 再次为毛坝2 、普光3 、普光4 井，完钻层位为上二叠统龙潭组。 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第三章储层参数计算方法研究与解释模型的建立 测井地质应用研究方法的核心是用“地质标定测井”，或称“岩心刻度测井 ，即针 对确定的地质任务，通过地质信息和测井信息间的正演和反演，建立相应的测井解释模 型，最终，根据所建立的模型解决地质问题。 利用岩心分析资料刻度测井信息、进而建立合适的测井解释模型是碳酸盐岩储层定 量评价的关键。岩心资料是目前能直接、可靠反映地下储层地质信息的第一性资料，而 测井资料又是除岩心录井以外间接反映储层信息最为成熟的方法和手段，与岩心录井比 较，具有成本低，效率高，见效快等特点。要强调的是在区域内需要有一定量的岩心分 析资料对测井进行刻度，即建立相应的测井解释模型。 3 1 关键井的选取 关键井研究是正确揭示和描述储层地质特征的基础，将“关键井 的测井、岩心、 岩屑、测试等地质录取资料结合起来加以研究，探索储层的“四性 关系，研究测井信 息间的定性、定量关系及测井与其它地质资料的相关性，建立测井信息与储层地质参数 之间的转换关系( 即测井解释模型) ，为精细评价储层并进而提供准确可靠的地质参数 奠定基础。 选择普光构造上有岩屑录井、岩心录井、气测录井、测试资料的普光2 、普光6 井 做为关键井，以测井深度为标准，对岩心分析资料进行归位。在优化测井地质信息的基 础上，进行了深入细致的研究，根据四川盆地东部普光气田飞仙关组及长兴组的岩性特 征，建立了由石灰岩、白云岩、泥质、孔隙四部分组成的岩石体积模型，进而建立了一 套适合该区域不同层位地质特征的测井解释模型及储层评价标准。 选择运用普光2 井资料建立解释模型，以普光6 井来验证由这些模型确定的矿物成 分、泥质含量、孔隙度、渗透率、含气饱和度的数值是否准确合理，以确定建立的解释 模型在普光气田海相碳酸盐岩地层中的应用是否具有普遍意义。 3 2 泥质含量的确定 一般情况下，计算泥质含量所采用的公式为： sh：塑等(3-1)ce m 。一g 氏i i i v 7 第三章储层参数计算方法研究与解释模型的建立 ， 2 c , c 瓣。腑一1 21 町 式中：v s l r 泥质含量( ) ； g c u i 卜地层常数，一般老地层取2 ； g r 一、g r m i 。一自然伽马曲线极大、极小值( a p i ) 。 做飞仙关组及长兴组地层的自然伽马曲线数值统计直方图( 图3 1 ) ，从图中看出： 飞仙关组：g r m i n = 0 - - - 5 a p i ；g r m a x = 6 0 - 。8 0 a p i 长兴组：g r m i n = 5 10 a p i ；g r m 积= 6 0 - - 8 0 a p i 由于飞仙关组及长兴组地层 不存在纯泥岩层，因此图3 1 所 统计的自然伽马极大值g r m 默不 能有效地反映纯泥岩地层自然伽 马数值，所以在计算泥质含量时， 先选定自然伽马极小值g r m i n ， 再根据薄片分析泥质含量和自然 伽马测井值反求自然伽马极大 值，最后选用： 飞仙关组：g r m i n = 0 a p i ； g r m a x = 12 0 a p i 长兴组：g r m i n = 5 a p i ； g r m a x = 10 0 a p i 大量实际资料表明，在碳酸 盐岩剖面，当地层富含有机质时， 地层将吸附含铀矿物，从而使自 2 5 0 0 2 0 0 0 15 0 0 频 数1o o o 5 0 0 o 2 5 0 2 0 0 频 15 0 致 10 0 5 0 0 ( 3 - 2 ) 01o2 03 0 4 05 00 07 00 0 自然伽马( api ) 鬟 缓氛x 礴。， 鬻鋈 ：慧：鎏 隰忒基泠釜蕊i 沁 0102 03 o4 05 06 07 00 0 自然伽马( api ) 图3 1普光构造自然伽马统计直方图 然伽玛测井值升高，在这种情况下，计算泥质含量一般选用无铀伽马曲线。 3 3 矿物成分计算方法 3 3 1 骨架参数的选取 普光气田海相碳酸盐岩地层，储层岩性主要为白云岩及含灰质白云岩。不同矿物骨 架值选取如表3 一l 所示。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表3 - 1碳酸盐岩地层常见岩石和矿物骨架参数表 矿物骨架 矿物名称 中子( ) 密度( g c m 3 ) 声波( i , ts r )有效光电吸收截面指数( b e ) 石灰岩o o2 7 l4 7 55 0 8 白云岩 2 0 2 8 74 3 53 1 4 硬石膏 1 02 9 85 0 05 0 5 重晶石 14 0 92 6 7 伊利石 2 02 5 23 4 5 蒙脱石1 02 1 22 0 4 绿泥石3 72 7 66 3 0 黄铁矿24 9 93 9 21 6 9 7 3 3 2 矿物成分计算 对于碳酸盐岩地层，通常采用复杂岩性分析程序( t c r a ) 计算矿物成分及孔隙 度。t c r a 程序设计为四矿物模型，通常采用指定双矿物求解法，利用交会图技术，选 用任意两种孔隙度测井组合，同时求解出储层视总孔隙度和两种视矿物含量，并根据计 算出的泥质含量对计算结果进行平衡，最终求出储层的矿物成分和孔隙度。 t c r a 程序中孑l 隙度和矿物含量计算公式： 1 = p o r + + 比 ( 3 3 ) d e n = p o r x d ，+ + x d 9 2 ( 3 _ 4 ) c n l = p o r x 厂+ + 吼 ( 3 - 5 ) a c = p o r x t + 确+ x t m 2 ( 3 - 6 ) 式中：d f 、n f , t r 分别为密度、中子、声波的流体值( g c m 3 、us f t ) i d g l 、c n l 、t m l 一分别为第一矿物的密度、中子、声波骨架值( g c m 3 、us i f t ) ； d 9 2 、c n 2 、t m r 分别为第二矿物的密度、中子、声波骨架值( g c i n 3 、i is f t ) i d e n 、c n l 、a c 一分别为密度、中子、声波测井值( g c i t l 3 、i xs i f t ) i v c l 、v c 2 分别为两种矿物的相对体积； p o i 卜为视总孔隙度( ) 。 实际上，在川东地区海相碳酸盐岩地层，由于储层中的流体为天然气，加之井况复 杂，对补偿中子测井的影响很大1 2 1 引，交会计算矿物含量( 常规解释) 与岩心分析对 比误差较大( 表3 2 、3 3 ) 。 o 第三章储层参数计算方法研究与解释模型的建立 表3 - 2普光2 井薄片分析与测井计算白云石含量误差统计表 序 白云石含量平均值( )平均值差值( )相对误差( )数据 号 井段( m ) 点 岩心分析精细解释常规解释岩心精细岩心常规精细解释常规解释 ( 个) 1 4 7 7 8 0l 4 7 9 6 77 8 0 07 8 4 98 7 2 50 4 9 9 2 5 o 6 31 1 8 65 4 24 8 2 0 1 l 4 8 2 9 5 48 8 8 88 4 1 99 3 8 53 4 58 1 83 8 89 2 l2 4 34 8 6 7 2 2 4 8 9 2 5 28 8 5 39 0 3 29 4 9 51 7 9- 6 4 22 0 27 2 54 7 4 4 9 0 2 2 8 4 9 3 7 8 8 9 3 5 7 9 3 1 99 5 2 5o 3 8 - 1 6 7 0 4 l1 7 9 1 1 8 54 9 4 0 9 9 9 4 9 6 7 2 79 1 i o9 0 6 69 2 3 20 4 41 2 20 4 81 3 49 7 64 9 7 3 4 4 55 0 5 8 8 79 5 4 29 5 7 79 3 4 2o 3 42 o l0 3 62 1 01 1 8 75 0 6 5 5 5 1 3 9 2 69 4 7 l9 4 9 78 8 9 50 2 65 7 6o 。2 86 0 81 5 5 85 1 6 1 2 4 5 1 9 7 5 69 3 9 99 3 4 27 2 8 9o 5 72 i 1 lo 6 l2 2 4 51 1 5 表3 - 3普光2 井薄片分析与测井计算方解石含量误差统计表 方解石含量平均值( )平均值差值( )相对误差( ) 数据点序 井段( m ) 号 岩心分析 精细解释常规解释岩心精细岩心常规精细解释常规解释 ( 个) i4 7 7 8 0l 4 7 9 6 71 8 5 51 8 7 57 0 20 2 l1 1 5 21 1 26 2 1 45 5 2 4 8 2 0 1 1 4 8 2 9 5 41 1 1 21 1 9 61 0 10 8 4l o 1 07 5 3 9 0 8 7 1 7 34 8 6 7 2 2 4 8 9 2 5 67 6 67 6 52 0 7o o l5 5 90 1 27 2 9 34 7 44 9 0 2 2 8 4 9 3 7 8 85 4 55 3 50 6 6o 1 04 7 81 7 68 7 8 34 8 54 9 4 0 9 9 9 4 9 6 7 ，2 74 5 0 4 8 83 4 5o 3 8 1 0 5 8 4 2 2 3 2 3 3 8 64 9 7 3 4 4 5 5 0 5 8 8 72 7 42 7 63 0 50 0 20 3 20 8 31 1 5 65 9 75 0 6 5 5 5 1 3 9 2 62 3 92 1 91 5 70 2 00 8 28 4 33 4 1 61 0 l 85 1 6 1 2 4 5 1 9 7 5 63 7 43 7 21 5 3 2o 0 2- 1 1 5 7 0 6 l 3 0 9 3 68 7 岩性密度测井是在补偿密度的基础上发展起来的，它同时测量地层的体积密度 ( d e n ) 和光电吸收截面指数( p e ) 。不同岩石的有效光电吸收截面指数具有明显的区 别，而且孔隙中流体对p e 值的影响非常小h 3 。从表3 1 中数据分析可知，各矿物岩石 之间的p e 值具有明显区别，例如，石灰岩为5 0 8 ，白云岩为3 1 4 ，重晶石为2 6 7 ，因 此，用p e 曲线能有效地区分地层岩性。同时，由于p e 曲线是伽马射线在光电效应区反 映的岩石成分信息，它几乎不受孔隙度、流体性质等非岩性因素影响4 3 引，因此，用 p e 曲线能较准确地计算地层矿物含量。 应用p e 曲线计算地层矿物含量的公式： 比，：丝二垒 ( 3 - 7 ) 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 殆：l 一您， ( 3 8 ) 式中：v c l 、v c 2 一第一、第二种矿物的相对体积( ) ； p e 、p e l 、p e 厂光电吸收截面指数测井值、第一、第二种矿物成分的相对光 电吸收截面指数骨架测井值( b e ) 。 采用p e 值计算矿物含量( 精细解释) 与常规解释做对比，由表3 2 可看出，普光2 井薄片分析与常规解释计算白云石含量的相对误差介于1 3 4 2 2 4 5 之间，平均为 7 7 6 ；薄片分析与精细解释计算白云石含量的相对误差介于0 2 8 - - 3 8 8 之间，平均 为1 0 8 ； 由表3 3 可看出，薄片分析与常规解释计算方解石含量的相对误差介于1 1 5 6 3 0 9 3 6 之问，平均为8 6 5 1 ；薄片分析与精细解释计算方解石含量的相对误差介于 0 1 2 - - 8 4 3 之间，平均为3 6 0 。 可以看出，薄片分析与精细解释二者误差是非常小的，精度远高于传统的计算方法。 由于不同岩性具有不同的孔隙度测井响应值，类似利用光电吸收截面指数计算矿物 成分的方法，还可以用体积密度、补偿中子、补偿声波测井来计算地层矿物成分，具体 应用过程中要考虑测井环境对测井信息的影响，包括储层含气对测井的影响。 从目前的应用对比情况来看，利用岩性密度测井计算地层矿物成分是最为有效的方 法之一。 3 4 孔隙度计算方法 孔隙度是反映储层地质特征的一个重要参数，准确计算孔隙度也是准确计算含水饱 和度、渗透率等其它储层参数的前提。 常规解释采用t c r a 程序，利用中子密度交会计算孔隙度，在某些取心段，计算 结果与岩心分析孑l 隙度存在较大偏差。分析造成偏差的原因：一是常规解释计算矿物含 量数值不准确，从而引起孔隙度计算偏差：二是川东地区海相碳酸盐岩，储层中的天然 气对补偿中子的影响较大，交会计算结果误差较大。由于补偿中子测井的探测深度与地 层的含氢量有关，在含氢量大的情况下，快中子很快减速为超热中子、热中子，快中子 渗入到地层中的深度就较浅；在含氢量很小的情况下，快中子渗入到地层中的深度就较 深h 。由于研究区域内的储层基本为气层，属于后一种情况，较之油层或水层，补偿中 子的探测深度都较深。由于气层对补偿中子的影响较大，且随着储层发育程度的不同， 第三章储层参数计算方法研究与解释模型的建立 其含气量亦有较大的变化，因此储层孔隙发育程度对补偿中子同样有着很大的影响，在 用补偿中子计算储层孔隙度时，应考虑储层的孔隙发育程度对补偿中子的影响；三是在 泥质校正问题方面，只要所选择的泥质校正值( n s h 、d s h 、t s h ) 与实际测量值不相等， 即对测井值进行校正，不易控制的校正量或将孔隙度变小，或将孔隙度变大，而实际应 用时多为减小孔隙度6 m 3 。 由岩心分析与测井计算孔隙度对比分析，常规测井解释计算的孔隙度数值偏小。为 此，以提高储层矿物成分和孔隙度计算精度为目的开展了大量的分析研究工作。 3 4 1 利用声波时差、补偿中子和岩性密度测井分别计算孑l 隙度 首先，利用声波时差、补偿中子和岩性密度测井分别计算储层孔隙度。 ( 1 ) 声波时差计算孔隙度公式 p o r a ：a c - t m a 上一跆而t s h - t m a( 3 9 ) 矿一t m ac pr f t m a 式中：p o r a 一声波孔隙度( ) a c 、t m a 、t f 、t s h 一声波时差测井值、岩石骨架声波值、流体声波时差值、泥岩 声波时差值( 1 as i t ) ； v s l r 泥质含量； c 旷压实校正系数。 为了更加准确地计算孔隙度，改变了以往针对不同岩性组合分段选取岩石理论骨架 值的做法，根据两种矿物的相对体积以及其相应的岩石理论骨架值，采用逐点计算的方 法来计算岩石骨架值。岩石声波骨架值计算公式 t m a = t m a l v c l + t m a 2 v c 2 ( 3 1 0 ) 式中：t m a l 、t m a 2 一第一、第二种矿物的声波骨架值( 1 as i f t ) ； v c l 、v c 广第一、第二种矿物的相对体积( ) 。 普光气田海相碳酸盐岩地层压实校正系数c p 取值为1 。利用声波时差计算的孔隙 度一般为储层的基质孔隙度。 ( 2 ) 体积密度计算孔隙度公式 p o r d = 静堋禁( 3 - 1 1 ) o fd g k j - d 厂一玩。 一 。 式中：p o r d 一密度孔隙度( ) ，d e n 、d g m 。、d f , d s h _ 密度测井值、岩石密度 骨架值、流体密度值及泥岩密度测井值，v s h _ 泥质含量。 1 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 岩石密度骨架值采用以下方法计算： d g 。：啦l v c l + 啦2 v c 2 ( 3 - 1 2 ) 式中：d g l 、d g 广第一、第二种矿物的密度骨架值( g c m 3 ) ； v c l 、v c 广第一、第二种矿物的相对体积( ) 。 ( 3 ) 补偿中子计算孔隙度公式 p o r n = ( c 舭一锄。) 一v s h n s h( 3 1 3 ) 式中：p o r n 中子孔隙度( ) ； c n l 、c n m 。、n s l r 补偿中子测井值、岩石中子骨架值、泥岩中子测井值； v s h 一泥质含量。 岩石中子骨架值采用以下方法计算： c n 。= c n 删v c l + 凸。2 v c 2 ( 3 - 1 4 ) 式中：c n m 。l 、c n m 。2 一第一、第二种矿物的中子骨架值( ) ； v c l 、v c 2 一第一、第二种矿物的相对体积( ) 。 在分别利用补偿声波、补偿中子和岩性密度测井计算储层孔隙度之后，与岩心分析 孔隙度进行对比( 图3 2 ) ，发现声波孔隙度( p o r a ) 、中子孔隙度( p o i ) 明显小于 岩心分析孔隙度，而密度孔隙度( p o i m ) 则略大于岩心分析孔隙度。 造成上述差异的原因主要有以下几个方面： a ) 声波孑l 隙度( p o r a ) 。对于海相碳酸盐岩储层，除基质孔隙以外，还有次生孔 隙发育，而声波测井仅反映基质孔隙，所以，用声波时差计算的孔隙度一般小于储层的 总孔隙度8 1 ，岩心分析与计算孑l 隙度差值直方图显示：声波时差计算的孔隙度普遍小于 岩心分析孔隙度1 0 - - 2 5 。 b ) 密度孔隙度( p o r d ) 。岩性密度测井的体积密度曲线受钻井液和储层含气影响， 测量的密度值一般偏小，所以单纯利用体积密度计算的孔隙度一般大于地层的真实孔隙 度，岩心分析与计算孑l 隙度差值直方图显示：岩性密度计算的孔隙度普遍大于岩心分析 孔隙度1 0 3 5 。 第j 章储层参数计算方法目究与解# 模型的建女 2 4 2 2 2 0 1b 1e 14 n 12 嚣1 o 、1 8 6 d 2 o 阁3 2 岩心分忻与多种测井 法计算孔隙度x , t l t 蚓( * 光2 井) c ) t i ，子扎隙度( p o r n ) 。补偿中子测井孔隙度取决于地层含氢鼠的高低，但井 擘削地层孔隙宁川中含有天然气时，补偿巾了测井的探测深度将增加，受气的影响， 测升值会远低于地层台油或含水时的孔隙度，地层的含气饱和度越高，中予测，f 的孔隙 度就偏小越多，这就足天然气对巾了的“挖掘效应”。“。挖掘效应使中子孔隙度小f 地 层真实孔隙度。岩心分析与h 算孔隙度差值直方用显示：筹值数据j _ 多数分布在负轴一 侧，计算的中t 4 l l g i t 度普遍小r 岩心分析孔隙度i2 25 。 综上所述，对_ 海相碳酸盐岩储层，利用单独的一十i l l 隙度测外疗法和t c r a 稗 序交会计算储层孔隙度( 常规解释) 均足不h l 确、不合理的，因此，我们对计算方法进 r 【玫进。 3 , 42 采用两种扎隙度组合计算孔隙度 下面简要介绍改进后的孔隙度计算方法。 ( 1 ) i f ：分别训算了声波时差、体积密度、补偿中了孔隙度以后，采用不同的两种 孔隙度组合根据天然气对= 种孔隙度测井的影响程度，选取合理的权系数求取储层的 孔隙度。 例如，采h 1 叶1 子密度孔隙度组合汁算储层扎隙度： 地层总孔隙度：p o r t = p o r n 删7 十p o r d x ( 1p x )( 3 15 ) 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 地层次生孔隙度：p o r ：p o r t p o r a ( 3 1 6 ) 采用中子一声波孔隙度组合计算储层孔隙度： 地层总孔隙度：p o r t = p o r n xp x + p o r a ( 1 一以) ( 3 1 7 ) 地层次生孔隙度：p o r 2 = p o r t p o r a( 3 1 8 ) 式中：p o r t 、p o r 2 一地层总孔隙度、次生孑l 隙度( ) ；p x 一孔隙度计算比例因 子( 小数) 。 ( 2 ) 确定孔隙度计算比例因子p x 在川东地区普光气田，中子、密度测井分别采用2 4 4 6 补偿中子和2 2 2 8 岩性密度测 井仪，相比2 4 3 5 补偿中子和2 2 2 7 补偿密度测井仪，在垂向分辨率相近或相等的情况下， 其探测深度有了较大程度的增加，即在更大程度上准确地反映了地层的信息。中子、密 度测井仪器探测特性统计见表3 4 。 表3 - 4中子、密度测井仪器探测特性统计表 一：三o 竺 垂向分辨率( m m )探测深度( m m l 仪器名称 2 4 3 5 补偿中子6 8 5 02 2 8 0 2 4 4 6 补偿中子7 1 1 23 0 4 8 2 2 2 7 补偿密度3 8 1 01 7 8 o 2 2 2 8 岩性密度 3 8 1 02 0 3 2 在孔隙度测井中，由于补偿中子测井的纵向探测深度大于岩性密度，两种不同测井 方法采集到的测井信息受地层天然气的影响亦有所不同，也就是说天然气对中子和密度 测井计算孔隙度的影响是不相等的w 儿。而地层含气饱和度的不同，对补偿中子测井 的影响程度亦不同。对于一类气层，溶孔较发育，含气饱和度较高，因此天然气对补偿 中子测井影响更加明显，即测井值减小幅度最大，相应的孔隙度计算值减小幅度也最大； 二类气层次之，三类气层影响较小。岩性密度测井虽然同样存在着类似问题，但通过大 量的分析对比认为岩性密度测井受天然气的影响要小于补偿中子，因此利用补偿中子、 岩性密度组合计算储层孑l 隙度时要考虑其计算过程中的权值问题。 应用普光2 井岩心分析资料和测井资料来确定孔隙度计算比例因子。 选取补偿中子、体积密度测井组合计算孔隙度。分别取孔隙度计算比例因子p x 为 第i 章储层# 数计算方法研究与解释横型的建 0 1 0 、0 i5 、02 0 、02 5 、03 0 、03 5 、0 4 0 、04 5 、05 0 、05 5 、06 0 、06 5 、07 0 、07 5 、 08 0 、0 8 5 、o9 0 来计算孔隙度通过计算孔隙度与岩心分析孔隙度对比町以看m ： 埘于一类储层，p x = 01 0 o3 0 ( 选取斗l 问值02 0 ) 时，| 十算孔隙度与岩心分析孔 隙度吻合较好( 图3 3 ) ，岩，i i , 分析孔隙度与计算孔隙度的差值频率及相对误差频率呈现 出以零点为中一t l , 的正态分布。结合孔隙度误差统计表( 表3 5 ) 分析，孔隙度相对误差 介于15 5 59 7 之i 丑j ，甲均相对误差为41 1 。 圉3 0 孔腺度计算比例尉fp x 选i 恒图( 兴储层p x = 02 ，普光2 井) 对于二类储层，当孔隙度大_ 等于7 u q ，p x = o3 0 04 5 ( 选取中间值0 4 0 ) ；当 孔隙度大于或等t5 而小于7 时，p x = 0 4 0 - 05 0 ( 选取中值0 4 5 ) ，计算扎隙度与岩 心分析孔隙度吻合较壶_ _ ( 躅3 - 4 ) ，岩心分析孔隙度与计算孔隙度的差值频率及相对误差 频率呈现以零点为中心的正态分布。结合孔隙度误差统计表( 表3 6 ) 分析，孔隙度相 对误差介于16 0 60 4 上i j ，平均相对误差为41 5 。 中国石油太学( 毕东) 工程上学位论文 “ * m ( m j 陶3 - 4 孔隙度计算比例口( 于p x 选敷l 划( = 、j 类储居，普光2 州 表3 - 5 普光2 井一类储层岩心分析与计算孔隙度误差统计表 岩。扎琼度平均值测井计算扎隙度平均值平均值差值 柑对误整数据点 序号井( m ) ( 个) 岩。扎辕度十均值侧j 计算孔隙度，p 均值平均值差值 相对误差数据点 序井段( m 】 ( 十) 第三章储层参数计算方法研究与解释模型的建口 对于二类储层，权系数p x 选o5 0 时，计算孔隙度与岩心分析孔隙度吻合较蚶( 图 3 4 ) ，计算孔隙度与岩心分析孔隙度的筹值频率发相对误差频率呈现以零点为r l 心的j f 态分布，结合孔隙度误茬统计表( 表3 7 ) 分析，孔隙度棚对误筹介于o2 0 l2 9 之 叫，平均相对洪芹为o7 5 。 表3 1曾光2 井三类储层岩心分析与计算孔隙度误差统计表 旧i *一，r “躲”4舯计算螺度半均值l ? i i 4 1 “鬻2 l ：臀 1 i 4 7 7 80 4 4 7 9 67 i27 7 028 0 6o0 3 6 l 【2 9 6 2 i 21 m o 】1 4 8 2 95 4 l 37 0 837 16 1 o0 0 8 1 o2 0 1 3 4 对r 非储层井段，p x 取0 3