第五章-岩石孔隙结构及其物理性质研究

第五章复杂储层测井评价方法

—岩石孔隙结构及其物理性质研究第一节复杂储层测井油气评价面临的问题第二节解决问题的思路及研究内容第三节岩石孔隙结构及其物理性质研究现状第四节研究思路与发展方向第一节复杂储层测井油气评价面临的问题

1、问题

储层地质：

储集物性差；矿物和结构成熟度低；非均质性强；孔隙结构复杂。测井：

油气、水层特征不明显；油气、水层判别标准不易确定；油气层定量评价困难；产液性质与产能评价困难。2、问题的理论思考

从岩石物理理论的角度看复杂储层测井油气评价面临的问题：

（1）孔隙空间小，油气流体的测井响应

不明显。

（2）油层电阻率与饱和度之间不存在

单调函数关系！

（3）经典的Archie模型m、a参数变化范围大！2、问题的理论思考

从岩石物理理论的角度看复杂储层测井油气评价面临的问题：

（1）孔隙空间小，油气流体的测井响应

不明显。

（2）油层电阻率与饱和度之间不存在

单调函数关系！

（3）经典的Archie模型m、a参数变化范围大！苏丹某地区砂岩地层因素与孔隙度关系塔里木盆地砂岩储层电阻率指数与含水饱和度关系3、复杂储层测井油气评价难题的症结：孔隙度低：油气信号弱孔隙结构复杂：电性规律复杂粘土附加导电性：模糊了孔隙度和油气对岩石电性的控制作用和它们之间相对简单的数学关系！泥浆滤液的侵入：复杂了电性规律薄互层：影响了储层，特别是油气层测井电阻率的测量精度！第二节解决问题的思路及研究内容

地质成因分析

沉积作用；成岩作用；储层性质研究。

测井岩石物理研究孔隙结构；粘土附加导电性；泥浆滤液侵入；薄互层等。测井新方法研究高精度高分辨率深探测以成因研究为基础；以测井新方法、新技术为手段；以岩石物理研究为解决问题的技术关键。第三节岩石孔隙结构及其物理性质研究一、国内外研究现状Rasmus理论模型；Wang&Sharma理论模型；塔里木。二、孔低渗储层孔隙结构与岩石物理性质研究设想1、Rasmus提出的理论模型

*粒间孔隙—溶洞双重孔隙介质电导率模型：1、Rasmus提出的理论模型

*粒间孔隙—裂缝双重孔隙介质电导率模型：双重孔隙介质地层因素与孔隙度关系（Rasmus模型）14321粒间孔隙2粒间-溶蚀孔隙3泥粉粒间孔隙4粒间-裂缝孔隙粒间孔隙—裂缝介质电阻率指数与含水饱和度关系2、Wang&Sharma提出的理论模型岩石微观孔隙结构模型理论电阻率模型驱替及有效介质电导模型岩石微观孔隙结构模型rbLrt理论电阻率模型完全含水时一个孔喉单元的电导:孔喉内壁恒存在一层水膜,其电导为:孔喉半径服从正态分布：驱替及有效介质电导模型岩石亲水。非润湿相驱替润湿相进入孔喉受毛管压力控制：油气进入部分孔喉空间时一个孔喉单元的电导gm可通过下式求得:驱替及有效介质电导模型电阻率指数：含水饱和度:水膜厚度对岩石电性的影响孔隙连通性对岩石电性的影响喉道大小对岩石电性的影响孔隙半径均值大小对岩石电性的影响Wang&Sharma理论模型模拟结果分析水膜厚度对岩石电阻率性质的影响配位数对岩石电阻率性质的影响

孔喉半径比对岩石电阻率性质的影响孔隙半径对岩石电阻率性质的影响不同孔隙结构岩石电阻率性质理论模拟砾岩、溶孔型碳酸盐岩孔隙结构灰、钙质胶结，孔隙不发育的粉、细砂岩分选好、洁净、正常胶结的好物性砂岩泥质砂岩、粉砂岩发育界面孔、微裂隙的岩石Wang&Sharma理论模型不同孔隙结构岩石Ir～Sw关系理论模拟结果3、塔里木砂岩储层孔隙结构及其

电学性质研究进展大量实验资料表明，砂岩地层电阻率地层因素（F）与孔隙度（φ）的一般关系在双对数坐标系中是一个二次函数

F~φ关系的非线性性质

是由于岩石样品孔隙结构特征的

非均质性质造成的这两个线性函数分别代表

砂岩储层两类孔隙结构特征

所控制的电学性质网络状孔隙结构视毛管束状孔隙结构网络状孔隙结构微观特征：孔隙发育、连通性好、孔隙半径大、孔喉半径比高宏观物性：孔隙度高、渗透率高储层类型：Ⅰ、Ⅱ类岩电性质：m值高且接近于2、a值接近于1视毛管束状孔隙结构微观特征：孔隙不发育、连通性差、孔隙半径小、孔喉半径比低、常发育界面孔或微裂缝宏观物性：中低孔隙度、低渗透率储层类型：Ⅱ、Ⅲ类岩电性质：m值低、a值远大于1用储层物性参数可以定性表征

岩石孔隙结构特征，

并可以定量预测岩电参数m，a值。岩电参数m、a值预测模型第四节研究思路与发展方向（孔隙结构）一、研究思路以岩心资料为基础，从沉积、成岩作用出发研究孔隙结构成因、岩相与孔隙结构分类方法等。以成像测井、常规测井为手段，结合区域地质研究成果，研究孔隙结构测井判别方法。以电阻率性质为突破口，研究复杂孔隙结构储层测井油气评价新方法。二、发展方向

方向一

通过实验测量研究孔隙结构对岩石电阻率性质的影响和控制作用：

*不同孔隙结构岩石的电阻率测量

（半渗透隔板法驱替技术）

*配套进行岩石微观孔隙结构测量

（如毛管压力、铸体薄片等）

方向二

用核磁共振测井评价孔隙结构：原理

方向二

用核磁共振测井评价孔隙结构：

华北油田成功的实例！

核磁计算成果与毛管压力资料计算成果对比图不同孔径孔隙所占比例R＜0.63R＜6.3R＜16如果有核磁测井资料，完全能够利用核磁测井的T2分布得到上述的能反映孔隙结构的各个参数，并由此完善和改进常规测井的解释方法，为更好地判断油水层和产能提供可靠的地层孔隙结构的依据。

方向二

用核磁共振测井评价孔隙结构：

下一步应该做什么？

以毛管压力等微观孔隙结构岩心分析资料为依据，研究CMR孔径分布处理结果定量评价孔隙结构的方法和技术。

新方法：老方法：NMR毛管压力曲线与实测毛管压力曲线对比图新方法：老方法：NMR毛管压力曲线与实测毛管压力曲线对比图

方向三

用孔隙度、渗透率评价孔隙结构：

依据：“综合物性参数”：

量刚为长度单位；

既能反映孔喉大小、其分布

也与储层孔隙结构有关；

方向四

用水层的测井资料和岩心分析资料分析研究评价孔隙结构的可能性和方法：

依据：前面介绍的理论模型。

做法：孔隙度—电阻率交绘图；

分析数据点分布与孔隙结

构的关系。1432水层测井孔隙度水层测井电阻率水层测井地层因素

方向五

利用孔隙结构评价结果、不同孔隙结构对电阻率性质影响的规律，研究测井识别与评价油气层方法和技术。