第13章用測井評價儲集層含油性的基本方法

2021-05-30 18:14:11 字數 5054 閱讀 9677

我們講到了儲集層的岩性、孔隙度、滲透率評價的基本方法,但儲集層評價的最終目標仍然在於儲集層含油性的評價。儲集層含油性的評價包括人工解釋、計算機解釋,它都要求利用測井資料對油(氣)、水層作綜合解釋,它是測井解釋的主要任務和內容。測井技術發展至今,從簡單的純岩石模型,發展到泥質砂岩儲集層評價,到複雜岩性儲集層評價等,含油性的評價手段也日臻完善。

從解釋方法上,仍可以歸為三大類:定性解釋、定量解釋以及快速直觀解釋。

§13-1 儲集層含油性的定性解釋

一、油層最小電阻率法

1、油層最小電阻率

指油層電阻率的下限,當儲層的電阻率大於這個值時,可判斷為油層。

2、適用條件

對於某一特定的解釋井段(測井資料的常規解釋中,通常將井剖面地層劃分為幾個解釋井段,每個解釋井段內儲集層的岩性、物性、地層水礦化度相對穩定(處於同一水動力系統)),這個方法的侷限性也就在於它忽略了岩性、物性的影響,而不同儲集層的泥質含量、孔隙度往往是有變化的。

3、油層最小電阻率的確定方法

(1)估算法

根據阿爾奇公式,對於純地層來說:

得到:假如:某地區,目的層的孔隙度在25%左右,地層水電阻率rw在0.1歐姆.

公尺,如果油水層飽和度的界限定位50%,利用阿爾奇公式,a=b=1,m=n=2,則油層的最小電阻率為6.4歐姆.公尺。

因此,如果目的層的電阻率測井值在6.4歐姆.公尺以上,則該層可能為油層。

但這種方法忽略了岩性、物性的影響,而不同儲集層的泥質含量、孔隙度往往是有變化的。

(2)統計法

我國油田泥質砂岩儲集層的特殊性決定了油水飽和度的界限各不相同。泥質附加導電性,造成地層的導電性增強,使得不同泥質含量的地層最小電阻率也不一樣,現場上用的較多的是統計法確定地層的最小電阻率。測井曲線中(which one can reflect effectively the shaly content?

),因此,通常採用(sp,gr)相對值反映泥質含量的高低。書中給了利用自然電位減小係數確定油層最小電阻率的關係圖版。說明的乙個問題就是,不同岩性、不同的油層組要採取不同的最小電阻率標準。

二、標準水層對比法

油層的電阻率一般要大於水層的電阻率,因此,通常採用電阻率比值法定性識別含油氣情況。

標準水層—解釋井段內,岩性均勻、物性好,深探測電阻率最低的滲透層作為標準水層。標準水層對比法則是選擇標準水層作為參考,根據目的層電阻率的高低判斷含油性。通常將目的層電阻率高於3~4倍標準水層電阻率的,確定為油層。

那麼,它的依據是什麼?

根據i=rt/r0=b/swn,b=1,n=2時,如果將油層的飽和度界限定為50%,則油層的電阻率rt>=4r0,將標準水層的電阻率看成r0,目的層的視電阻率代替rt,則有ra>=4r0,認為是油氣層。

(該方法適合於岩性、物性以及地層水電阻率相對穩定的乙個解釋井段內,而且對於某些特殊複雜的地層(低阻油層)則顯得蒼白無力,我們介紹過,一些低阻油層的電阻率特性)。

三、徑向電阻率法

採用不同探測深度的電阻率曲線進行對比的方法,依賴於儲集層泥漿侵入特性。一般情況下,水層發生增阻泥漿侵入,油層發生減阻泥漿侵入。

測井值是探測範圍內所有介質共同作用的結果,因此,受到井眼、圍岩(層厚)的影響,因此,該方法要求不同測井方法的縱向解析度基本相同。

四、鄰井曲線對比法

如果相應地層在鄰井經試油已證實為油(氣)層,則可根據地質規律與鄰井進行對比分析。我們說過,現在的測井解釋不單純是一口井的解釋(單井評價),要求進行多井評價。鄰井曲線對比法,則是通過與周圍井測井曲線進行對比,以及其油層的劃分,進行本井的含油性評價。

舉例:page 208,a、b、c,a井最先獲得油氣流,b井卻未見油氣顯示,c井完鑽後也見到了油氣流,根據鄰井曲線對比,對b井進行了解釋。

五、不同時間的測井曲線對比法

在鑽井和完井的過程中,由於施工的需要,或其他原因,往往對一口井要進行重複測井。只考慮泥漿侵入的影響,不同時間,由於泥漿侵入的不同深度,反映在測井曲線上,則表現出不同的曲線特徵。而這種變化對於油氣層和水層是有區別的。

例項分析:page 209,第一次測井在完井後測井,第二次在侵入帶基本消失,地層流體已恢復到井的周圍。中子伽馬有明顯的變化,證明該層為氣層。

§13-2 儲集層含油性的定量解釋

含油飽和度是儲集層含油性評價的重要指標,利用含油飽和度、含水飽和度情況評價油氣層比定性解釋更為合理。但是,定量評價受到多種因素的限制,包括解釋模型、解釋引數選擇的合理性、測井曲線的質量等,因此,定量解釋仍具有定性的性質。

一、純地層的含油氣飽和度

1、阿爾奇公式法

根據阿爾奇公式,對於純地層來說:

得到:2、比值法

當n=2,則存在:

對於中等侵入,利用經驗公式sxo=sw1/5,則也可得到飽和度計算公式。

二、確定泥質地層的含油氣飽和度

隨著測井技術的不斷發展以及勘探開發的巨大需要,人們早就重視到泥質地層的的含油氣情況。對於泥質及其導電性、電化學特性,人們做了大量的研究工作,儘管如此,泥質砂岩導電性研究仍然存在著一些難以克服的問題。

1、泥質

細粉砂和溼粘土的混合物。

2、常見的粘土礦物

粘土的化學成分以及其性質各有特色,粘土在石油工程的應用也越來越多(泥漿的配製)。

常見的粘土礦物主要有蒙脫石、伊利石和高嶺石。不同的粘土型別以及分布形式造成其導電特性不盡相同,為了描述粘土的附加導電性,測井中引入了岩石的陽離子交換容量這個引數,以其大小反映粘土附加導電性的大小。一般蒙脫石具有較高的陽離子交換容量。

3、泥質在岩石中的分布形式

3.1 分散泥質

泥質分散地填充於岩石的孔隙空間,它不直接承受上附地層壓力,儲存有較多的束縛水。測井上,將分散泥質的性質按電解質來看。分散泥質使得岩石的有效孔隙度減小,滲透性降低。

3.2 層狀泥質

泥質以薄層狀存在與岩石中,它取代岩石的部分骨架顆粒及粒間孔隙,承受上覆壓力。

層狀泥質的性質類似與儲集層相鄰的泥岩層,設層狀泥質的相對體積為vlam,則岩石的有效孔隙度為:

3.3結構泥質

泥質一顆粒狀或結核的形式存在與岩石中,僅取代岩石骨架的一部分,而不影響孔隙度。

4、粘土(泥質)對岩石電阻率的影響

粘土礦物具有與陽離子交換能力有關的表面特性,也正是因此,粘土具有附加導電能力,因而使得岩石的電阻率下降。目前,人們也把粘土的附加導電作為低電阻率油氣層低阻成因之一。

5、不同泥質分布形式泥質砂岩的飽和度模型

5.1 分散泥質的砂岩儲集層

認為粘土導電特性類似於地層水。

q=vdis/port,分散泥質與總孔隙度的比值。

5.2 含層狀泥質的砂眼儲集層

將層狀泥質電阻率與岩石的電阻率併聯看:

5.3 混合泥質的泥質砂岩儲集層

5.3.1體積模型i(泥質引數表示的公式)

泥質砂岩看成純砂岩和泥質兩部分組成,認為泥質為層狀,泥質礦物分散在孔隙內,但泥質部分具有一定的孔隙的並可含油氣。

5.3.1體積模型ii(粘土引數表示的模型)

把泥質細分為細粉砂和粘土兩部分,分別將其看成礦物。

6、其他形式的飽和度方程

6.1 印度尼西亞方程

6.2奈及利亞方程

6.3西門杜(simandox)方程

§13-3 儲集層含油性的快速直觀解釋

儲集層含油性的快速直觀解釋在測井評價中占有重要的位置,它提供地層含油性的直觀顯示方式。儲集層含油性的快速直觀解釋技術主要有:交繪圖,曲線重疊法。

一、曲線重疊法

曲線重疊法—利用測井曲線或測井引數進行重疊,以判斷含油性以及進行可動水分析等。

1、評價含油性

1.1 雙孔隙度重疊法(page 223)

利用孔隙度φ和含水孔隙度φw重疊。

1.1.1 基本原理

含水孔隙度

根據阿爾奇公式:

取a=b=1,m=n=2,利用深電阻率代替rt,則有:,得到一條φw-dep曲線;

孔隙度φ:利用三孔隙度測井資料確定,得到一條φ-dep曲線;

1.1.2二曲線重疊進行含油性評價:

φw<φ,可能為油層;φw〈〈φ,油層,φw≈φ,水層。(作圖)

1.2 可動油氣顯示圖(page 225)

儲集層能否成為好的產層,關鍵要看它的產液性質,換句話,就是要看地層中可動油氣的多少。可動油氣顯示圖則是利用孔隙度、地層含水孔隙度以及沖洗帶含水孔隙度進行重疊繪製,直觀顯示地層可動流體情況。

φ—曲線由孔隙度測井資料提供;

φw—由深探測電阻率曲線按計算獲得;

φxo—由微電阻率曲線按計算獲得。

根據可動油圖上各曲線間的幅度差作可動流體分析,給出可動油的相對體積和殘餘油氣的相對體積。

1.2.1φw與φ曲線的幅度差異反映地層的含油氣相對體積

φ-φw=φh

1.2.2 φ與φxo曲線的幅度差異反映地層的殘餘油氣相對體積

φ-φxo=φhr

1.2.3 φxo與φw曲線的幅度差異反映地層的可動油氣相對體積

φxo-φw=φhm

(例項圖分析見page226 圖13-17)

1.3可動水分析

測井資料的綜合解釋當中,可動水分析普遍受到重視。簡單介紹一下可動水分析的曲線重疊圖。設可動水飽和度為swm,束縛水飽和度為swir,而總的含水飽和度為sw,則:

束縛水—被吸附在孔隙表面而不能流動的水;

可動水—稱自由水,離孔隙表面較遠,在一定壓差下可以流動;

sw=swm+swir

通常,油氣層:sw≈swir, swm≈0,sw較低;

水層:sw>>swir, swm>0,sw較大,水層不一定代表不含油氣,只不過是不含可動油氣。

油水同層:介於油層和水層之間。

因此,在測井資料的綜合解釋當中,需要確定含水飽和度及束縛水飽和度,將二曲線重疊繪製,以直觀的顯示可動水變化。

當sw>swir,二曲線的幅度差表示地層的可動水飽和度;

當sw、swir二曲線基本重合,表示地層不含可動水,同時,當sw較小時,表明地層為油氣層,當sw較大時,說明該地層可能為幹層。除曲線重疊圖外,還經常利用二者的交繪圖來反映地層的可動水情況。

1.4 rwa和rmfa曲線( page 235)

1.4.1 rwa(視地層水電阻率)—利用深探測電阻率曲線與孔隙度曲線組合,可以得到視地層水電阻率:

在視地層水電阻率的確定裡,用深電阻率代替了飽含水岩石的電阻率。同樣,視泥漿濾液電阻率定義為:

1.4.2 rwa曲線的應用

當rwa≈rw時,直觀顯示為水層;

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