延Y井区下盒子组储层测井精细解释模型研究.doc

延Y井区下盒子组储层测井精细解释模型研究2011年第5期总第185期国外测井技术WORLDWELLL0GGINGTECHNOL0GY0ct.2011T0诅l18531?基础科学?延Y井区下盒子组储层测井精细解释模型研究余刚姚志刚高珊张狄杰丁敏西安石油大学油气资源学院摘要:结合岩心分析资料,录井,测井资料等,对延Y井区下盒子组砂岩储层的岩性,物性,电性与含气性分析基础上,开展其四性关系研究,并建立了泥质含量解释模型,孔隙度解释模型,渗透率解释模型以及含水饱和度解释模型.建立的精细解释模型具有较高的精度,与分析及现场实际情况一致,对提高该井区储层测井精细解释的精度及气层的发现率具有实际意义.关键词:下石盒子组;砂岩储层;四性关系;精细解释模型延Y井区位于鄂尔多斯盆地中西部,其古生界下石盒子组,山西组砂岩储层与马家沟组灰岩储层为主要的含气层系,特别是下石盒子组砂岩储层录井有大量的含气显示,预示着下石盒子组有一定的勘探前景,但砂岩储层具特低孔,特低渗性质,储层非均质性强,控制因素较为复杂,目前试气结果均不理想,也缺乏详细而准确的测井精细解释.因此,对延Y井区下石盒子组储层进行四性关系分析及测井精细解释研究是提高延Y井区气层发现率及保证其后期合理,科学开发的关键因素.论文在对储层四性关系研究的基础上,采用岩芯分析资料刻度测井资料的思路,绘制交汇图版最终建立合适的泥质含量,孔隙度,渗透率与饱和度测井解释模型.1储层四性关系研究在特低渗透储层评价中,四性关系是岩石物量研究的基础.四性中,岩性是基础,起到主导作用,物性是关键,含气性由岩性,物陛决定;电性是岩性,物性与含气性的综合反映n.1.1岩性与物性关系延Y井下石盒子组储层主要为岩屑石英砂岩,岩屑砂岩,储层特征表现为特低孔低渗.储层物性与岩陛密切相关,其岩陛特征决定储层物性的好坏n,一般石英含量越高,物陛越好口.研究表明,经薄片分析得到的石英类,岩屑类矿物含量与分析渗透率分别呈现一定的正相关与负相关关系(图l一2),可见岩性对储层的物性有明显的控制作用.延Y井储层泥质与硅质胶结物分布较为普遍,胶结十分致密,其中泥质致密层呈现高伽马与高密度,伽马一般大于60API,密度一般大于2.60g/m;硅质胶结致密层石英次生加大严重,堵死孔隙,测井响应特征是高密度和低声波时差(一般小于216s/m).储层致密化的主要因素为压实作用与图1石英含量与渗透率关系图,1*.图2岩屑含量与渗透率关系图作者简介:余刚,男(1982一),西安石油大学油气资源学院在读硕士研究生,研究方向为油气成藏地质学.32国外测井技术2011年lO月源杂基含量高也是造成储层物性较差的因素.1.2岩性与电性关系利用中子与电阻率及声波时差交会图可以区分砂岩与泥岩,延Y井下石盒子组段砂岩与泥岩电阻率区分明显,声波一中子交会易于将砂岩,泥岩区分开来(图3图4),其砂岩电性特征表现为中低自然伽马,一般为3090API;中高补偿中子,一般大于10%;中低声波时差,一般为190230s/m;中低电阻率,一般为1580Q?m.此外,由于石英,岩屑在自然伽马及光电吸收截面指数Pe中有一定的差异,利用这些差异可以进一步识别砂岩类型r2j,由铸体薄片分析结果,下石盒子组砂岩主要为岩屑石英砂岩,岩屑砂岩(图5),其岩屑石英砂岩Pe为1.72.3b/e,岩屑砂岩Pe大于1.9b/e.另外,岩石组分中石英,硅质胶结物,粘土矿物含量等对电性参数影响较大,一般来说石英与硅质胶结物含量的增加会使声波时差明显降低,电阻率增大.伴随着粘土矿物水云母,泥质等杂基含量增加,储层孔隙结构明显变差,束缚水饱和度增加,会导致测井电阻率降低,声波时差增大,自然伽马值升高.13含气性与岩性,物性及电性的关系相同物性的储层如果孔隙结构不同,则含气饱和度也有差异,一般残余粒间孔及粒间溶孔含气性好,而小溶孔,晶间孔等储集性能相对变差,束缚水饱和度依次升高.一般由于孔隙结构的差异,岩屑砂岩的含气饱和度明显低于石英砂岩脚.而在相同图3电阻率一中子岩电关系图图4声波时差一中子岩电关系图图5自然伽马一Pe岩电关系图尤佩1图6自然伽马一无铀伽马关系图岩性条件下,储层物性与含油气性存在着一定的相关性,储层物性越好,油气越容易驱替孔隙中的流体而进入孔隙,其含油饱和度就越高.当岩性与孔隙结构大体一致时,储层含气饱和度受物性,主要是渗透率影响,图9下石盒子组段气层测井解释的成果可以看到随着岩性变纯,渗透率升高,含水饱和度明显降低,气测解释为气水层,表明砂岩含气性变好.天然气的导电性与石油相似,好的气层电阻率值高.在物性好的地层,由于其渗透性强,含气性好,在钻井泥浆滤液的侵入下会产生由井壁向地层深部电阻率逐渐增高的非均质剖面.地层含气时孔隙度,密度,补偿中子曲线变化亦很明显,声波时差增大,有时发生周波跳跃现象,中子测井值增高,密度测井值相对于砂岩段有所减小,一般小于2.7g/CITI.延Y井下石盒子组段解释出两层含气水层(图9),其声波时差值一般大于208s/m,电阻率一般大于2012?nl,岩性较纯,自然伽马与Pe为低值,而钙质含量相对较高的致密层声波时差一般较小,同时电阻率也相对增高.2储层测井解释模型研究由延Y井岩芯分析资料,采用岩心刻度测井的方法,对岩心分析数据进行归位,并利用交会图技术找出相关性最好的储层参数计算经验公式,最终确定适合的储层测井解释模型.2011年第5期余刚:延Y井区下盒子组储层测井精细解释模型研究332.1泥质含量计算模型砂岩中泥质是影响油气层评价的关键因素之一,是反映储层岩性及物性的一个主要参数,因此测井定量解释首先要计算出地层泥质含量.通常可以通过粒度分析资料来确定地层的泥值含量,再与测井曲线建立关系来计算地层的泥值含量值,因为没有粒度分析资料,无法采用测井资料与粒度分析数据对比统计方法建立泥质含量的测井解释模型,电阻率和声波测井资料都受地层含流体性质影响,因此认为自然伽马测井对地层泥质含量反映较好.经过分析,延Y井下盒子组砂岩铀含量一般为1.6O一5.61ppm,平均含量3.52ppm,说明本井段含铀较高,再由该井段自然伽马和无铀伽马作交绘图,其相关系数R=0.6181,自然伽马总量和自然伽马无铀曲线相关性一般(图6),即用自然伽马曲线直接计算泥质含量误差较大.从各种测井方法的原理可知,应用自然伽马无铀曲线可以计算高含铀储层的泥质含量,对于某些特殊的渗透性地层,由于地层水活动,形成具有高放射性的渗透性地层,用无铀伽马曲线就可以避免漏划高放射性的渗透性地层,即用无铀伽马计算该段地层泥质含量较为准确.其经验公式为:Va=(THKTHK)/ffHK一一THK)SH=(2一1)/(2一1,式中v.一无铀伽马测井曲线相对值;THK一测定的无铀伽马值,API;THK解释剖面上纯砂岩段无铀伽马测井值,API;THK.f一解释剖面上纯泥岩段无铀伽马测井值,API;c一地区经验系数,对于老于第三纪的地层,通常取2.0;sH一地层泥质含量,%.用无铀伽马计算泥质含量,认为泥质含量小于25%为砂岩,并绘制了岩性剖面,测井解释所绘制的岩性剖面图与录井剖面对比符合良好(图9).2.2孑L隙度计算模型孔隙度是反映储层特征的一个重要参数.密度,中子,声波时差均可用来求解孔隙度,但不同的测井曲线受井眼影响的程度不同,其中密度曲线受井眼影响最为显着,中子曲线次之嘲,而对于特低孔,渗储层,由于孔隙度数值很低,孔隙对波速影响极小,储层含气时纵波能量衰减不明显,传播速度下降数值极低,深层气在声波曲线的响应特征不明显.此外,上古生界碎屑岩的成岩作用强烈,岩层致密,不用进行压实校正,故可以利用声波测井资料计算岩层的孔隙度其误差较小.由于岩心录井深度与测井深度经常存在一定的误差,首先需要将岩心分析数据进行深度归位,然后进行标定,最后回归声波时差与孔隙度相关关系式.由延Y井上古生界下石盒子组29块岩样的分析孔隙度与其对应的声波时差作交汇图版(图7),得到声波时差与孔隙度二者呈现线性关系,相关系数R=0.8645,相关性很好.其相关关系式为:=0.0889At一16.013.使用该图版计算砂岩骨架速度为180.12s/m,与鄂尔多斯盆地上古生界所测定的一般砂岩骨架速度为180IXs/m较为接近.此外,通过测井解释的孔隙度与岩心分析孔隙度对比,两者相关性较好,分析孔隙度与解释孔隙度二者绝对误差在一0.80.8之间,即测井解释孔隙度与岩心分析孔隙度二者十分接近(图9).由此可见,根据本井油藏地质基础建立的孔隙度解释方程,适应研究区块的地质特点.2-3渗透率计算模型岩石的渗透率除与岩性,孑L隙结构,岩石颗粒分选相关外,还受岩石孔隙度大小控制.在其他条件一定的情况下,碎屑岩储层渗透率随着孔隙度增加而有规律的增加,大多数可以用指数形式表示.对砂岩孔隙性储层,岩块的渗透率基本上可以代表储层的渗透能力,通过岩心分析的孔隙度与岩图7孑L隙度一声波时差关系图图8孑L隙度与渗透率关系图国外测井技术心测量的渗透率进行相关性分析即可求得计算渗透率的公式.根据延Y井下石盒子组岩心分析孔隙度与渗透率关系图(图8)可看出,随着孔隙度增加渗透率也呈增加的趋势,求得渗透率计算公式为:K=0.0055e.帅,相关系数R=0.7276.根据上述公式即可用测井孔隙度值来计算地层渗透率,该测井解释渗透率与岩心分析渗透率较为接近(图9).栉甘卅省心计折0分析H然电协孵噬f凄E竹嚣扎忻牲壤透苹鲁拣嚏n(|j-)cl,等.措C删自然慨1,111tmi鹰性剐井)(【?)f口)q剐井件井样释.钾祥解扎隙度海透牢徘nt)释释岛强lllq时差?).州淄兰1111薹蒌:il-1图9延Y井下石盒子组取心井段测井解释成果图2.4含水饱和度计算模型对于粒间孔隙为主的碎屑岩储层,一般可以用阿尔奇公式计算地层含水饱和度翻.由前面的四性关系分析知,延Y井区储层段岩性较纯,可选用阿尔奇公式来计算含水饱和度,即:S=abRJ(Rm)延Y井共选用下石盒子组52块岩样进行岩电试验,建立地层因素(F)与()以及电阻增大率(I)与含水饱和度(S)之间的关系.由实验分析曲线可以看出,碎屑岩储层的储集空间以孔隙为主,实验结果数据在正常数值范围内,相关性较好,结果较为可靠.最终确定下石盒子组的岩电参数为a=1.044,m=0.9667,b=1.02,n=1.8151,其中地层水电阻率Rw=0.5863Q?m.最终测井解释含水饱和度与岩心分析含水饱和度误差较小(图9),证明测井解释的含水饱和度是可靠的.3测井精细解释模型的应用综合利用上述解释模型对该取心井进行处理,图9是该井取心井段的处理成果,可以看出,建立的测井模型计算的结果与岩心分析结果能够较好地吻合,因此建立的解释模型具有较高的精度.4结论(1)四性关系中岩性是基础,起到主导作用,物性是关键.下盒子组储层石英类矿物含量与分析渗透率呈现一定的正相关,岩屑类矿物含量与分析渗透率分别呈现一定负相关关系,总体表现为岩性对储层的物性有明显的控制作用.(2)储层砂岩与泥岩电阻率区分明显,声波一中子交会可以区分砂岩与泥岩,而自然伽马与光电吸收截面指数Pe的交汇又可以进一步区分砂岩类型,即电性反映了岩性.(3)在相同岩性条件下,储层物性越好,其含油饱和度就越高,当岩性与孔隙结构基本一致时,储层含油饱和度随着渗透率升高明显增大,说明了含气性由岩性,物性决定.(4)储层含铀较高,利用无铀伽玛计算其地层泥质含量较为准确;特低孔,渗储层孔隙对波速影响极小,利用声波测井资料计算岩层的孔隙度误差较小;储层渗透率随着孔隙度增加而有规律的增加,与孔隙度呈指数关系.(5)应用表明采用岩心分析资料刻度测井资料的思路,建立的泥质含量解释模型,孔隙度解释模型,渗透率解释模型及含水饱和度解释模型与分析结果相符,具有较高的精度.参考文献【1】赵为永,陈宏民,李松东等,乌南油田N21油藏储层四性关系研究【刀,断块油气田,2008,15(4):5659.2】张国珍,低孔低渗油气藏测井评价技术及应用【M】,北京:石油工业出版社.2009:193196.f3赵辉,司马立强,吴学刚,北16井区砂泥岩地层测井精细解释模型研究】,西南石油大学(自然科学版),2009,3133-36.【4