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测井资料在低孑l 低渗油层改造中的应用 刘海河( 地质工程) 指导教师：孙建孟( 教授) 摘要 目前，低孔隙度、低渗透率储层已成为胜利油田勘探开发的主要对 象，也是测井评价面临的难题之一。本论文旨在探索测井资料在低孔、 低渗油层改造中如何发挥作用。首先系统分析了低孔、低渗储层的地质 特征、渗流特征和开发特征。然后以商5 4 3 井区( 属于基山砂岩体) 、江 家店油田、渤南一孤北地区中生界、上古生界储层3 个不同类型的低孑l 、 低渗储层为研究对象，根据常规测井资料和实验分析数据以及试油成果， 研究储层四性关系，确定低孔、低渗储层评价标准。进一步把油层细分 为i 、i i 、i 类，为油层改造有针对性地提供施工层位和准确的储层参 数。以典型实例验证了核磁共振测井在评价低孔、低渗储层方面的优势。 而且，以正交多极子阵列声波为基础，结合常规测井资料及压裂、试油 资料建立了低孔、低渗油藏特性的岩石力学参数计算模型，进一步对岩 石机械特性进行分析，预测油层改造效果。一是井眼稳定性评价，包括 计算理想钻井液密度，判断产层出砂，优化射孔方案；二是水力压裂高 度预测技术，压裂是目前低孔、低渗油藏有效提高开发效率的一个重要 手段，利用上述研究成果可估算储集层在不同压力条件下，压裂产生的 裂缝的延伸方向及其高度。本论文形成了一套适用予研究低孔、低渗储 层特点的评价方法，建立了适合本区低孔、低渗油藏特性的岩石力学参 数计算模型和压裂预测模型。为优选压裂层位和方案设计提供依据。预 测结果与现场压裂、试油验证一致性较好。 关键词：测井资料，低渗透率，储层参数，压裂，核磁共振测井，压力 n a p p f i c a t i o no fl o g g i n gd a t a i ni m p r o v i n gl o w p o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yo i l - b e a r i n gr e s e r v o i r s l i uh a i - h e ( g e o l o g i ce n g i n e e r i n g ) d i n g t e d b yp r o f e s s o rs u nj i a n - m e n g a b s t r a c t c u r r e n tl o w p o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r sb e c a m et h et a r g e to f e x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n ti ns h e n g l io i l f i e l d i ti sa l s oo n eo fp u z z l ef i l l l o g g i n ge v a l u a t i o n t h ea i do ft h i ss t u d yi sh o w t oa p p l yl o g g i n gd a t ai n i m p r o v i n gt o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yo i l b e a r i n gr e s e r v o i r s o nt h e b a s i so fa n a l y s i so ft h eg e o l o g yf e a t u r e ，f l o w i n gp r o p e r t ya n dd e v e l o p m e n t c h a r a c t e r i s t i c so fl o wp o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yo i ll a y e r , r e s e a r c ht h e r e l a t i o n s h i pa m o n gl i t h o l o g y , g e o p h y s i c a lp r o p e r t y , e l e c t r i cp r o p e r t ya n d h y d r o c a r b o nb e a r i n g , t h e ne s t a b l i s h i n gr e g i o n a l r e s e r v o i re v a l u a t i o n s t a n d a r di ns h a n g5 4 3b l o c k ，j i a n g j i a d i a no i l f i e l da n db o n a n - g u b e ir e s e r v o i r , f u r t h e rc l a s s i f yo i lb e a “n gl a y e r si no r d e rt op r o v i d ef r a c t u r i n gl a y e ro f i n t e r e s ta n da c c u r a c yr e s e r v o i rp a r a m e t e r s s o m et y p i c a le x a m p l e so f n u c l e a r m a g n e t i cr e s o n a n c el o g g i n gp r o v e d t h ea d v a n t a g ea n dr e l i a b i l i t yo n e v a l u a t i o nt h ep o r o s i t y , p e r m e a b i l i t ya n df l u i dp r o p e r t yo fl o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r s b a s e do nx m a c - i il o g g i n gd a t aa n dc o m b i n a t e dt h er e l a t i o n s h i p a m o n gc o n v e n t i o n a ll o g g i n gd a t a , p e t r o p h y s i c a la n a l y s i sd a t a , f r a c t u r i n ga n d o i l t e s t i n gr e s u l t s ，e s t a b l i s h r o c km e c h a n i c a lp a r a m e t e rm a t hm o d e l s f u r t h e r m o r e ，r o c km e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i sa n df o r e c a s tt h er e s u l t o ff r a c t u r i n go p e r a t i o r lo n ei sb o r e h o l ee n v i r o n m e n ts t a b i l i t ye v a l u a t i o n , w h i c hi n c l u d i n gi d e a lm u dd e n s i t y , s a n d i n gp r e d i c t i o na n dp e r f o r a t i o n m o p t i m u mp l a n , t h eo t h e ri st h ep r e d i c t i o no ff 蟹a c t u r i n gh e i g h ta n df r a c t u r e e x t e n s i o nd i l d o t l o n f r a c t u r i n gi sam a i ns t e pi ni n o r c a s i n gp r o d u g 凭i o l lo f l o w p o r o s i t ya n dl o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o r s t h em e t h o do fl o wp o r o s i t ya n d l o wp e r m e a b i l i t ye v a l u a t i o na n df r a c t u r i n g p r e d i c t i o nm o d e l sp r o v i d e i m p o r t a n tf i a c t u r i n go b j e c tl a y e ra n dp a r a m e t e r sf o ri n - s i t uf l a c t a r 堍 o p e r a t i o n , t h er e s u l to f w h i c h i sb e t t e r x e yw o r d s ：l o g g i n gd a t a , l o wp e n n e a b i l t y ；r e s e r v o i rl m r a m e t e r ；血i c l 埘丑g ： n m r ；p r e s s u r e 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文主要符号表 主要符号表 渗透率p f地层破裂压力 孔隙度gn血最小泥浆压力梯度 b i o t 压缩系数g 一 最大泥浆压力梯度 地层密度g i理想泥浆压力梯度 泊松比x m a c - i i正交多级子阵列声波 孔隙半径中值m r i l - p r i m ep 型核磁共振测井仪 地层电阻率t 2横向弛豫时间 阿尔奇公式系数。嗡。横向嘁撅时简截止值 含水饱和度 。 岩石骨架垂直应力 胶结指数m p h 核磁有效孔隙度 饱和度指数m s i g核磁总孔隙度 声波时差m f f i可动流体孔隙度 上覆地层压力m b v i粘土束缚流体孔隙度 地层孔隙压力l v l p e r l v l核磁渗透率 分散泥质含量m c b w毛管束缚流体孔隙度 横波声波时差t 。t 2 谱几何平均值 纵波声波时差 a c 声波 杨氏模量 s p 自然电位 切变模量g r自然伽马 拉梅系数r q i储层质量系数 岩石骨架体积弹性模 单轴抗压强度- m t 一 ，- e 出砂指数s t单轴抗张强度 固有剪切强度p m i l d泥浆柱压力 最小水平主应力p o r孔隙度 k 垂a p，黜a晰m n蚍印q地e g r k b q 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，也不包含为获得中国 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己在论文中作了明确的说明并表示了 谢意 2 # ，7 年歹月谚日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、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： 导师签名： 沙7 年y 月沙日 。年尸拥 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第l 章前言 第1 章前言 1 1 研究目的和意义 低孔、低渗储层是一个相对的概念，目前世界上并无统一固定的标 准和界限。根据不同国家、不同时期的资源状况和技术经济条件而划定， 因此，其各项参数变化范围较大。根据生产实践和理论研究，对于低渗 透储层的范围和界限尚不能统一划定。随着勘探程度的不断提高，国内 各油田低孔、低渗油藏探明储量逐年增多“1 。这类储层已成为目前和今 后勘探开发的主要对象。胜利油田低孔、低渗油藏由。八五”期间的1 6 3 上升到目前的4 0 以上。1 。由于目前对这些低渗透储层的岩石学特征、形 成机制以及成藏规律认识不够，不清楚的地质问题还较多，测井解释难 度大，试油试采未获得长期稳定有效产能而不能升级和动用。因此，有必 要深入研究低孔、低渗储层特征，充分发挥测井资料在储层评价和油层 改造方面的技术优势。本论文在研究储层四性关系的基础上，确定低孔、 低渗储层评价标准。进一步把油层细分为三类，为油层改造有针对性地 提供施工层位和准确的储层参数。而且，以正交多极子阵列声波测井为 基础，结合常规测井资料及压裂试油资料建立岩石力学参数计算和压裂 高度预测模型，评价井眼稳定性和预测压裂裂缝的延伸方向及其高度。 探索测井资料在低孔、低渗油层改造中如何发挥作用。 1 2 国内外研究现状及发展趋势 低孔、低渗储层的高束缚水饱和度、复杂岩性、储层非均质性、复 杂孔隙结构等问题导致了测井非线性响应，油气水层测井响应差别变小 且复杂。国内外各大测井公司和研究机构在低孔、低渗油藏评价、岩石 力学参数计算和产能分析方面都开展了大量研究工作。 低孔、低渗油藏的类型很多，对不同类型的油藏测井评价的重点和解 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 释方法都不尽相同。目前，低孔、低渗砂岩储层、碳酸盐岩储层评价经 验较多，解释方法也相对成熟一些：对于砾岩油藏、火成岩油藏、稠油 油藏、泥岩裂缝油藏等这类特殊油藏，正处于探索研究阶段，还没有建 立起相应配套的评价方法。利用测井技术确定地应力的方法经济简便， 目前已能够准确地确定应力的方向，但所计算的应力大小的精度还与其 反演的方法有关。用于确定地应力场的测井方法主要有两类：矿场应力 测试和应力计算。应力测试有水力压裂原理测试地应力、井壁崩落原理 反演地应力；应力计算是特指在测井信息中提取有关岩石力学参数，利 用地应力模型计算得到沿地层剖面连续分布的地应力值。国外在利用横 波测井确定地应力方面研究比较深入，目前已能够利用探测到的应力各 向异性来计算最大剪应力和最大、最小水平主应力及其差值。利用常规 测井资料计算应力，国内外都有软件应用于生产b 1 。s c h l u m b e r g e r 等石 油技术服务公司已经把产能预测作为油气层测井解释工作的一项重要内 容。国内油田在这方面起步较晚，只有个别油田开展这项工作叫叫嘲。由 于影响储层产能的因素较多且复杂。其中有些因素是测井后发生的，因 而测井不能反映。即使在测井以前发生的，测井揭示能力也较弱，再加 上低孔、低渗储层的渗流特征并不完全满足达西定律，造成应用测井资 料进行产能评估的难度非常大，应用效果较差 近年来，随着测井新技术( 核磁共振、多极子阵列声波、声电成像 和阵列感应测井) 的推广应用，测井在该类储层研究中具有了独特优势。 核磁共振横向弛豫时间丁2 谱比较真实可靠地反映岩石孔隙度大小及其分 布特征以及可动流体饱和度等各种饱和度。核磁共振测井技术有双t 霄、 双t e 两种测井方式及其对应的差谱分析和移谱分析可用来直接识别流 体性质。新一代的正交多极子阵列声波测井仪( x 姒c i i ) 提供了测量地 层纵波、横波和斯通利波的好方法，可以进一步开展井眼稳定性评价和 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第l 章前言 压裂预测研究。成像测井可以有效识别裂缝特征，高分辨率阵列感应能 更好的反映储层侵入特性和地层电阻率。此外，中国石油大学孙建孟教 授等人还开展了利用自然伽马能谱测井与实验分析数据确定储层敏感性 研究”1 ，为油层改造提供设计参数。 1 3 研究内容 系统分析了低孔、低渗储层的地质特征、渗流特征和开发特征。以 商5 4 3 井区、江家店油田沙三段、渤南一孤北地区中生界，上古生界3 个各具特点的区块为例，研究低孔、低渗储层的四性关系，确定低孔、 低渗储层评价标准。建立它们与压裂、试油及实验室分析资料的对应关 系，建立储层岩石力学及压裂高度预测计算模型，经刻度后用于指导工 程设计。针对以上研究思路开展了以下研究内容： i 3 i 岩石物理实验分析及研究 在分析低孔、低渗储层特征的基础上，针对研究目标区块的储层岩 石物理特征，选取有代表性的岩心进行岩石物理实验室参数测量和核磁 实验，建立适合本地区的测井解释模型。 ，。3 2 储层分类及油层细分 根据常规测井资料和岩石物理实验分析数据以及试油成果，研究储 层四性关系，确定低孔、低渗储层评价标准。综合储层敏感性参数和试 油成果，进一步把油层分为i 、i i 、i i i 类，为油层改造有针对性地优选 施工层位。 i 3 3 地层岩石力学参数计算及机械特性分析方法研究 根据正交多极子阵列声波( x m a c - 1 1 ) 测井获取的纵、横波信息结合 常规测井资料、井下试油资料，完善计算模型，计算地层的岩石力学参 数和机械特性参数。 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 3 4 地应力计算方法研究及井眼稳定性评估 在上述岩石力学参数计算的基础上，综合常规测井资料建立相应的 处理解释模型，定量确定地应力方向、大小以及最大、最小钻井液密度， 评价井眼稳定性。 1 3 5 压裂高度预测研究 利用岩石力学参数及应力参数的计算结果，研究低孔、低渗目的层 段压裂旋工压力大小、压裂高度及方向的预铡手段。 1 3 6 针对研究区域建立计算方法模型 通过6 口井的压裂高度及并眼稳定性计算实例验证了应用效果。 1 4 技术路线及技术关键 本文针对测井资料在低孔、低渗地层计算的储层参数与压裂、试油 及实验室分析资料建立对应关系。利用核磁技术研究孔隙结构，判别流 体性质。引入了自然电位比值、储层质量系数参数r q i ( 新虿) 、泥质 含量和油层厚度来确定储层的分类评价依据。进一步将油层细分为i 、 i i 、i i i 类，为优选压裂层位提供依据。根据正交多极予阵列声波( x m a c - h ) 测井获取的纵、横波信息结合常规测井资料经实测标定后提供用于 指导油层改造设计的参数。 技术关键包括： 低孔、低渗油层的地质特征、渗流特征和开发特征； 不i 司含油级别低孔、低渗储层的测井响应特征的研究； 利用核磁技术研究孔隙结构，判别流体性质； 岩石力学参数及压裂预测模型的建立。 1 5 论文完成情况 本文研究始于2 0 0 5 年6 月，历时2 年。通过本课题的理论分析与计 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 算研究，形成了一套适用于研究低孔、低渗储层的测井评价方法，为压 裂层位的优选提供了目标和技术参数。建立了适合该区域的低孔、低渗 油藏特性的岩石力学参数计算模型和压裂预测模型。预测结果与现场压 裂、试油分析结果的一致性较好，达到了预期目标。 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章低孔、低渗油层的主要特征 第2 章低孔、低渗油层的主要特征 2 1 几个有关概念和分类界限的描述 由于低孔、低渗储层是一个相对的概念，目前国内外并无统一固定 的标准和界限。其各项参数变化范围较大。根据生产实践和理论研究， 对于低渗透储层的范围和界限尚不能统一划定。所以，首先对本次研究 几个概念和分类界限的参照标准分述如下：平均孔隙度低于1 5 的油层 定义为低孔隙度油层，平均孔隙度在1 5 2 0 之间的油层定义为中低 孔隙度油层。为了研究方便，进一步把低孔隙度油层细分为：一般低孔 隙度油层( 平均孔隙度低于1 5 ，大于1 0 ) ，特低孔隙度油层( 平均 孔隙度低于1 0 ，大于5 ) ，超低孔隙度油层( 平均孔隙度低于5 ) 。 详细情况见表2 1 。 表2 - 1砂岩含油储层分类标准嘲 孔隙度( )渗透率( 1 0 。pm 2 )孔隙半径中值( m ) 范围分类范围分类范围分类 巾3 0特高孔5 0 0 k 2 0 0 0高渗r 2 5特大孔 2 5 垂 3 0高孔 5 0 k 5 0 0 中渗 1 5 2 5 大孔 1 5 由 2 5中孔 1 0 k 5 0低渗5 1 5中孔 l o 巾 1 5低孔 1 k i o特低渗3 5 小孔 5 由 1 0 特低孔 0 1 k i超低渗p u o 3特小孔 由 1 6 3 5 差油层 8 0 3 r 3 1 6 v m 2 5 1 2 562 0 s o 3 5 干层 1 0 7 1 0 类 2 o 5 o 8 5o 71 0 1 6 类 2 8 1 o 2 0 5 差油层4 巾 i i l k 3 干层 8 1 8 o 7 1 60 3 8 o 7 小于0 7 的层厚度大； 1 l 2 2 大于0 7 的厚度小。 类 1 6 o 3 8 2 2 3 2 4 典型储层实例分析 i 类油层：油层均具有一定厚度，一种是均质储层：自然电位曲 线呈箱形，负异常幅度大，小于邻近水层。自然伽马低值，泥质、灰质 含量极少，储层质量系数大于0 7 ，显示孔隙结构好。微电极曲线数值 低或中等，正差异明显。声波时差曲线稳定且大于7 2 | is f t ，深感应电 阻率数值在9 3 0 q m 之间。如( 图3 - 6 ) 夏斜5 0 4 井的3 5 5 6 3 5 6 8 8 m ( 2 5 和2 7 号层) 经测试日产油2 6 4 t ，压裂后自喷，日产油2 0 7 t ，气 1 l l o m 3 ；另一种是均质稍差储层，储层内含灰质或泥质夹层，自然伽马 呈锯齿或漏斗状，自然电位负异常幅度减小，电阻率在5 8 7 5 q m 2 l 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 之间，声波呈锯齿状，波动幅度较大。如：( 图3 - 6 ) 夏斜9 6 井的3 4 2 0 7 3 4 2 6 5 m ( 2 1 号层) ，日产油3 3 6 t ，水2 4 4m 3 压裂后，日产油6 t ， 水0 5 7 d 。 4 类油层：细分三种类型：一是油层厚度大，自然电位呈漏斗或 钟形，自然伽马锯齿状，微电极局部正差异明显，电阻率高，测井曲线 间的对应性好，储层内部发育若干泥质夹层。如( 图3 - 7 ) 夏斜5 0 2 井 3 3 1 6 1 3 3 3 0 m ( 2 0 号层) 。二是含泥质较多的均质储层，自然电位负异 常幅度小，自然伽马中值，电阻率偏低，但声波时差较大。如( 图3 7 ) 夏斜4 9 井的3 2 1 3 8 3 2 2 3 o m ( 2 2 号层) 经测试日产油0 1 l t ，压裂后， 日产油6 t 三是油层厚度相对小，自然电位负异常幅度小。自然伽马低 值，电阻率略高于其它i i 类油层，声波时差较小，显示含灰质。如( 图 3 7 ) 夏斜5 0 4 井的3 5 3 2 0 3 5 5 2 4 m ( 2 1 、2 3 、2 4 号层) ，孔隙结构较 差，测井解释渗透率为0 9 7 - - - ，2 9 x l o - 3 l l 铲。 类油层：大致分三种类型：一种是厚度大，但物性差。自然电 位负异常幅度小，自然伽马高值，电阻率低，显示含泥质重。如( 图3 - 8 ) 夏斜9 6 井3 4 4 2 7 3 4 6 8 3 m 井段( 2 6 号层) 。二是油层厚度薄，一般小 于2 m ，致使自然电位负异常幅度变小，自然伽马低值，电阻率7 0 m 左右，声波时差大于7 0 | is f t 。如夏斜9 6 井3 4 4 0 0 3 4 4 2 5 m 井段( 2 5 号层) 。三是厚度较大，埋深大，岩性致密。自然电位负异常明显，自然 伽马低值，声波时差小，渗透率低。如( 图3 - 8 ) 夏5 0 井的3 8 1 9 0 3 8 3 4 8 m 井段( 1 6 和1 7 号层) ，地层测试日产油0 o l t 。 1 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 图3 - 6江家店油田i 类油层测井特征典型图例 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 图3 - 7江家店油田类油层测井特征典型图倒 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 图3 - 8 江家店油田类油层测井特征典型图例 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 3 3 孤北一渤南地区深层分类研究 3 3 1 孤北一渤南地区深层地质概况 孤靶一渤南中生界和上吉生晃区块位于沾化凹陷孤北潜山带( 见图 每匆) 二岩性租且致密，胶结物为泥质和硅质，底部发育有煤层。多种岩 性含油，物性差粒间孔隙不发育，微孔较发育。泥质以伊蒙混层、伊 图3 - 9 孤北一渤南中生界和上古生界区块部分井位分布图 利石和高蛉石为主。中生界储层岩性为砾岩、中砾岩、砾状砂岩、含砾 砂岩。孔隙度为3 8 1 1 3 ，一般小于跚，渗透率为0 1 1 1 x l o 3 l l m 2 ，一般小于5 x1 0 3 i im 2 。厚度大、粒度较粗的砂岩物性较好。储层以 吉油为主：上古生界岩性为含砾砂岩、石英砂岩：硬砂岩、租砂岩、细 砂岩。孔隙度为2 l o 7 ，- - 般小于l o ；渗透率为0 o l 5 x1 0 4 i im 2 ， l 一般小于1 1 0 4 m 2 ，以含气为主。中生界和上吉生界储层均发育裂缝， 形成油气渗流通道。储层渗透率计算困难，再加上本区井眼极不规则， 测井曲线失真度大，导致该区储层参数计算不准：而岩心分析资料没有 考虑埋深大造成的高压地层情况，以及裂缝存在的随机性，也不能真实 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 反映地层物性情况。 3 3 2 储层“四性”关系分析 中生界储层粒度比上古生界储层更大，以砾岩、含砾砂岩、砾状砂 岩为主，以含油为主。上古生界储层以含砾砂岩、石英砂岩、粗砂岩、 中砂岩、细砂岩为主，以含气为主。中生界储层的物性与泥质含量的关 系不明显；上古生界储层的孔隙度、渗透率随泥质含量的增大而减小， 但相关性差( 附图9 ) 。根据岩心分析数据来看，中生界储层的孔隙度与 渗透率关系不明显( 附图1 0 ) 。上古生晃储层的渗透率随孔隙度增大而增 大。中生界、上古生界储层的孔隙度、渗透率与碳酸岩含量的关系不明 显。中生界的细砂岩、中砾岩物性较差，而上古生界的细砂岩、石英砂 岩、粗砂岩、含砾砂岩的物性较好( 附图1 0 ) 。油气层电阻率较高。石英 砂岩具有“三高一低”( 高电阻率、高密度、高中子、低自然伽马) 的特 征，应具备较好的产能。石英砂岩的主体是由高能河谷体系作用形成的 沉积，横向分布连续性好。 3 3 3 储层判别标准及油层分类 依据试水分析资料确定地层水电阻率为0 0 5 o 1 6q i n 。根据孤北 古1 井的2 1 块岩心的岩电实验分析数据，制作孔隙度与地层因素关系交 会图，含水饱和度与电阻率增大指数关系交会图，利用阿尔奇公式的对 数形式，采用线性回归的方法求出a 、b 、m 、n 值： a = 1 ，m = 1 5 6 6 3 ，b = 1 0 4 3 0 ，n = 2 0 3 7 0 结合四性关系统计分析( 见附图l l 、附图1 2 、附图1 3 、附图1 4 和 附图1 5 ) ，确定储层判断标准( 表3 - 6 、表3 - 7 ) 。层位对比时，选择该区 沙三底两套稳定的灰质油泥岩之问的泥岩夹层作为标准层。统计该层的 声波时差、密度、中子与电阻率曲线的数值，相应进行校正。 。 中国石油大学( 华东) t 程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 表3 _ 6 孤北中生界储层判别标准 t 储层电阻率孔隙度渗透率声波时差；，、密度 ( q m )( )( x 1 0 4 p f )( hs f t )( 甜) 油层 2 0由9 6k o 4a t 6 5p 2 6 差油层 l o r t 2 03 巾 60 1 k 0 45 2 a t 5 62 。4 7 p 1 0由 6 k 0 4a t 2 4 7 锗层电阻率孔隙度渗透率声波时差 一 密度 ( q m )( ) ( 1 0 4 u 一) ( 1 is f t ) ( g d ) 气层 2 0由6 5k o 5”a t 6 4p 1 0 3 由 l oo 5 k 2a t 6 1p 2 5 干层 垂6 5k 2 5 3 3 2 4 典型储层实例分析 中生界储层岩性以砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩为主，储层厚度大， 泥质胶结较疏松，储层流体以含油为主，个别储层同时含气，采取酸化 压裂措施，液量增大比较明显。根据电殂率、孔隙度，泥质含量、声波 等测井响应特征，将该段划分为i 、类油层。 表3 _ 8 孤北中生界油层分类标准 油层分类电阻率孔隙度泥质含量声波时差 ( o m ) ( t ) ( ) j ( vs f t ) i 类r t 2 0，由1 0 由38t 5 0 、，i 类油层：储层厚度大，一般大于1 0 8 m o 自然伽马中一高值， 因受岩性和含油性的双重影响，电阻率高且大于2 0q m 泥质含量少， 声波时差大于6 5ps f t ，中子数值偏小，小于1 3 ，侵入特征为低侵或 无侵。如( 图3 - 1 0 ) 义1 3 6 井3 4 4 2 0 3 4 7 1 0 m ( 5 3 号层) ，孔隙结构 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章低孔低渗油层的细分类研究 差，但中子数值小( 6 ) 。经测试折算日产油1 9 2 t ，气2 8 0 m 3 ，水0 4 5 m s 。 压酸后，折算日产油0 2 4 t ，累计油6 1 1 t 。 i i 类油层：储层厚度一般大于2 6 m ，小于l l m 。电阻率较低，一 般小于2 0 q m ，泥质含量重，自然伽马中一高值，声波时差多数小于 7 0 us f t ，大于5 0 ps f t ，中子数值较大。如( 图3 - 1 0 ) 孤北古2 井 3 0 7 0 6 3 0 9 1 4 m ( 5 4 、5 5 号层) ，油层厚度是5 5 和9 m ，自然伽马中值 ( 9 0 a p i ) ，电阻率1 9 q m ，声波时差平均6 7 l ls f t ，中子平均1 3 6 ， 储层厚度平均9 4 m 。差异幅度较小j t r 上古生界石炭一二迭系储层岩性以砂岩为主，物性较差，储层流体 以含气为主，不采取措施之前，含气量较少。根据电阻率、孔隙度、泥 质含量、声波等测井响应特征，将该段储层划分了i 、i i 、i 类气层。 表3 - 9 孤北上古生界气层分类标准 气层分类电阻率孔隙度泥质含量q声波时差 ( o m ) ( )( ) ( s f t ) i 类r t 2 0由8 86 t 6 4 i i 类 r t 1 5审68 0 t 2 。因此， 式( 4 一1 1 ) 中右边第一项可忽略，于是。 1 r s 、 i 铴引 ( 4 - 1 2 ) 式( 4 一1 2 ) 中的比值( 8 d 是孔隙的比面。如果假设孔隙是由理想的 球体组成的，则s v = 3 r 醇, 如果假设喉道是由理想的圆柱体组成的，则 $ w - 2 r c 。如果我们毒假设孔隙半径与喉道半径成正比，式( 4 - 1 2 ) 可 改写为： 当。岛f 堡 ( 4 - 1 3 ) i l 刮 式中的f s 姑且称之为孔隙形状因子，对球形孔隙，f s = 3 ：对柱状喉道， f s = 2 。由式( 4 - 1 3 ) 可看出，孔隙半径与t 2 值成正比。 由式( 4 - 1 0 ) 和式( 4 - 1 3 ) ，得 ( 4 1 4 ) p c = c (4-15) 2 庐( 嚣 灞燃躲凯 由式( 4 1 5 ) 在已知t 2 分布的条件下，可近似得到毛管压力曲线，我们 称之为伪或赝毛管压力曲线。 图4 - 5 a 和图4 - 5 b 给出了商5 4 8 井、孤北古1 井的核磁共振t 2 分布计算 的毛管压力曲线和孔径分布与压汞结果对比。其转换系数c 分别为2 0 、 5 0 ，为利用核磁共振资料进行孔隙结构研究提供了实验基础。 3 9 【芝 瓦见 半 是于 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章应用核磁测井表征低渗透油层 图4 - 5 a 商5 4 8 井核磁共振计算结果与压汞结果对比 4 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章应用核磁测井表征低渗透油层 图4 5 b 孤北古i 并核磁共振计算结果与压汞结果对比 以上方法为利用核磁共振资料研究孔隙结构提供了理论和方法上的 支持，同时也表明，t 2 分布是研究孔隙结构的直接有效的技术方法。 4 3 划分含油储层 由于油、气、水具有不同的弛豫响应特征3 ，特别是轻质油，根据 t 2 分布长弛豫组分的位置和差谱信号的幅度和位置以及t d a 定量分析的 结果，能够识别轻质油气藏。 4 l 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章应用核磁测井表征低渗透油层 商5 4 9 井核磁测井处理成果显示，2 2 号层有效孔隙度1 8 。t 。谱拖 至7 8 b i n ，但不饱满，差谱信号较强，但位置明显靠前。扩散分析显 示由6 b i n 前移到2 b i n ，长回波间隔的t 2 谱分布较宽，储层明显含油， 但与典型的油层特征还有一些差距。而物性与2 2 号层相似的2 0 号层t 2 谱6 i n 以下，差谱信号弱，扩散分析显示由5 b i n 前移到2 b i n ，长回波 间隔的t 。谱分布窄，为水层特征。2 3 号层则以束缚流体为主，所以解释 为油干层。2 2 号层测试，折合日产液1 6 吨，水2 7 5 方。压裂后日产 油1 0 吨，水9 7 方，密度0 8 4 3 5 9 c m 3 ，粘度6 1 6 m p a s ，总矿化度 4 2 2 4 0 m g l 。由于油水层电阻率接近，利用常规电阻率进行储层评价有难 度。但核磁共振测井资料中，含油储层与纯水层的差谱和移谱信号明显 不同，而且2 2 号层显示有水。利用核磁共振测井对流体性质的敏感性， 可在物性相近的储层中，判别油层和干层，筛选有开采价值的含油储层。 多种核磁测量方式判别流体性质，比标准t 。谱测量方式更可靠。 中国石油大学( 华东) i 程硕士学位论文第4 章应用核磁测井表征低渗透油层 图4 - 6 商5 4 9 井常规测井及核磁测井曲线图 中国石油大学(