储层岩石物理相理论及应用

ReservoirPetrophysicalFaciesTheoryanditsApplication熊琦华王志章XiongQihuaWangZhizhang石油大学 北京 UniversityofPetroleum Beijing 储层岩石物理相理论及应用 提纲 一 引言 二 储层岩石物理相的基本原理 三 储层岩石物理相研究内容与研究流程 四 储层岩石物理相分类表征 结论及认识 储层岩石物理相是正在兴起并迅速发展的一项储层质量评价理论和方法 它强调从储层形成机理上认识储层 评价储层 作为油藏描述系统工程的一部分 储层岩石物理相研究适应于勘探 开发各个环节 在油田的勘探阶段 可以预测有利的储集相带 提高探井的成功率 在注水开发阶段 可以进行流体的流动性评价及预测 为实施增产目标提供地质依据 而在注水开发后期 为 控水稳油 提高原油采收率和预测剩余油的分布都具有十分重要的意义 一 引言 储层岩石物理相 Petrophysicalfacies 熊琦华 1989 是指具有一定岩石物理特性的储层成因单元 是沉积作用 成岩作用和后期改造作用的综合效应 它最终表现为现今的储层孔隙网络特征 储层岩石物理相是储层沉积岩石微相 成岩储集相和裂缝相从点 井点或控制点 到面 层 组 段 上的延拓 即延展到平面上的三种相带 平面上三种相带的有机叠合即形成现今的孔隙网络特征 它们分别以不同的岩石物理相表示 二 储层岩石物理相的基本原理 所谓沉积岩石微相即某一微相带中具有一定沉积特征 岩石性质基本相同的三维岩体 是对沉积微相的进一步细分和量化 JQ油田V1小层岩石微相 沉积岩石微相 河口坝核部 河口坝翼部 水下河道细砂岩相 河口坝边部 L37块S1 21 2沉积岩石微相平面 是描述影响储层性质的某种或某几种成岩作用和特有的储集空间的组合 目前主要利用对应分析法 成岩综合系数法来划分成岩储集相 DiagenericReservoirFacies 简称DRF 成岩储集相 A DRF1型 为弱胶结强溶解高孔高渗成岩 储集相 靠近渗透率端元 B DRF2型 为中等胶结中等溶解中高孔中渗成岩 储集相 位于图的中央部位 以中渗 中等胶结和中等杂基充填为特征 C DRF3型 为强胶结弱溶解低孔低渗成岩 储集相 靠近视胶结率端元 以胶结程度高为特征 D DRF4型 为杂基支撑成岩 储集相 靠近微孔隙率端元 以杂基充填为主要特征 对应分析法划分成岩储集相 LH油田 成岩 储集相划分对应分析因子 LH油田L37块S1 21 2层成岩储集相平面分布图 成岩综合系数 CD 法划分成岩储集相 JQ油田 JQ油田成岩综合系数与储层孔渗间相关关系 成岩综合系数法划分成岩储集相 JQ油田 DRF1型 代表中压实 强溶解次生孔隙发育CD 0 15DRF2型 代表中压实中等胶结次生孔隙中等发育CD 0 1 0 15DRF3型 代表中等压实 强胶结孔隙微发育CD 0 05 0 1DRF4型 代表强压实 强胶结孔隙不发育CD 0 05 成岩储集相 JQ油田V3小层成岩储集相平面分布图 DRF1 DRF2 是指裂缝性储层内部 对流体流动起控制作用的裂缝系统的组合 通常可由裂缝产状 密度 开度 延伸性 切穿性及裂缝累计发育程度等要素的有机迭加来描述 也可通过裂缝相综合系数来表征 裂缝相 HSS油田X小层裂缝相分布图 FF4 FF1 FF2 FF3 储层岩石物理相与构造岩相带和流动单元等概念有着本质的区别 构造岩相带 是指沉积盆地中一定历史时期的构造与岩性的组合 它反映的是沉积环境与构造背景之间的组合关系以及构造对岩相的控制作用 流动单元 S R Jackson 1989 是一个在横向和垂向上连续的储集带 在该单元内各部位岩性特征相似 影响流体流动的岩石物性也相似 流动单元是根据影响流体在其中流动的地质特征与岩石物理特征所划分的具有一定体积的岩石 是流动模拟的基本单元 它没有地质 相 的概念 因此不具备预测作用 储层岩石物理相是一个跨越流动单元界线 表征由沉积作用 成岩作用 后期改造作用 构造作用或流体充注作用 等综合效应所产生的地质响应 是与各种地质作用相关的成因单元 在一个储层岩石物理相单元内 可包含一个或数个流动单元体 因此 它具有流动单元所不具备的预测功能 同样 它亦与岩石物理评价不等同 岩石物理评价只是利用岩石物理参数描述及评价储层 不考虑成因 因而亦无预测功能 三 储层岩石物理相研究内容与研究流程 1 充分利用研究区实验室分析化验资料 测井多井评价成果和沉积相 成岩相 裂缝相研究成果 进行岩石微相 成岩储集相 裂缝相划分与展布 2 将岩石微相 成岩储集相 裂缝相有机迭加划分出单井岩心储层岩石物理相类型 3 充分利用测井信息 地震信息 分别表征出二维 三维地震 测井储层岩石物理相 4 以岩心储层岩石物理相 检验刻度测井储层岩石物理相 以测井储层岩石物理相刻度地震储层岩石物理相 最终确定油田规模储层岩石物理相 油组规模储层岩石物理相 小层规模储层岩石物理相 单砂体规模储层岩石物理相 5 对不同规模储层进行质量评价 以指导油田勘探与开发 四 储层岩石物理相分类表征 目前储层岩石物理相通常有成因分类 综合分类及信息分类 不同分类 其表征方法不同 4 1储层岩石物理相成因分类及表征 LH油田 成因分类一般按照先沉积后成岩再裂缝的顺序直接描述与表征 PF1相 分支水道细砾 砂岩 C相 中细喉发育岩石物理相PF2相 分支水道细砾岩 C相 中细喉发育岩石物理相PF3相 分支水道细砾岩 D相 细 特细喉发育岩石物理相PF4相 分支水道中砾岩 D相 特细喉发育岩石物理相PF5相 分支水道中砾岩 中 细砾岩 A B相 微细喉发育岩石物理相 LH油田L37块S1 21 2层组规模储层岩石物理相 PF2 PF5 PF1 综合分类主要利用储层岩石物理相综合系数进行分类与表征 研究认为 储层岩石物理相可由一系列反映储层岩石物理特征的参数来表征 这些参数大致分为六大类 即 1 反映沉积特征的参数 粒度中值 Md 分选系数 St 泥质含量 Vcl 2 反映储层宏观物性的参数 孔隙度 Por 渗透率 Perm 4 2储层岩石物理相综合分类与表征 3 反映孔喉大小的参数 喉道直径平均值 DM 有效喉道直径平均值 Diny 喉道半径均值 Rm 有效喉道半径平均值 Rmy 主要流动喉道半径平均值 Rz 主要流动半径下限值 R95 最大难流动喉道半径 Rn 大于0 2 m喉道半径所控制的孔隙体积百分数 V0 2 4 反映孔喉均质程度的参数 喉道分选系数 Sp 喉道相对分选系数 D 5 反映孔喉连通性和产液能力的参数 储层孔隙结构综合评价系数 Bz B0 2 6 反映成岩作用程度的参数 视压实系数 视胶结系数 成岩作用综合系数 CD 根据岩石物理相的概念 通常利用主成份判别分析方法进行划分 选定的综合评判函数形式为 PF为岩石物理相系数 xi为表征岩石物理相特性的参数 ai为加权系数 n为参数个数 利用上述所选定的六个参数进行Q聚类和主成分综合判别即可求得油田岩石物理相系数 如依据所求得的岩石物理相系数 可将荆丘油田储层岩石物理相划分为四大类 即 PF1相 PF 0 5中孔 中渗 粗喉型细砂岩PF2相 PF 0 5 0 2中孔 低渗 中喉型细砂岩PF3相 PF 0 2 0 7中孔 低渗 细喉型细砂岩PF4相 PF 0 7低孔 特低渗 微喉型粉砂岩从PF1到PF4储层质量依次变差 PF1为最好的岩石物理相类型 4 2储层岩石物理相综合分类与表征 JQ油田V1小层规模储层岩石物理相图 PF1 PF4 PF3 PF2 4 3储层岩石物理相信息分类与表征 依据所获取信息来源不同 储层岩石物理相又可进一步细分为 岩心储层岩石物理相测井储层岩石物理相地震储层岩石物理相 过TZ163井原始地震剖面与反演剖面对比图 巴楚底砂砾岩段 过TZ165井原始地震剖面与反演剖面对比图 巴楚底砂砾岩段 TZ16 161井区巴楚底砂砾岩段地震岩石相图 分流河道含砾砂岩相 三角洲前缘粉细砂岩相 分流河道细砂岩相 河口坝细砂岩 塔中16井东河砂岩巴楚底砂砾岩段岩心单井岩石物理相 TZ16 161井区地震储层岩石物理相 SPF3 SPF4 SPF2 SPF1 有利的油气富集区主要受控于沉积 成岩 后期改造 流体充注等作用的综合效应 而储层岩石物理相则是此种综合效应的结果表征 因此 进行储层岩石物理相研究 将有助于预测有利油气 剩余油气富集区 具体表现为在油田勘探阶段进行储层岩石物理相研究 不仅可预测含油气构造的有利油气储集带 提高探井成功率 同时可