碎屑岩储集层评价-测井资料处理与解释-西安石油大学

1碎屑岩储集层评价(3)西安石油大学地球科学与工程学院赵军龙2学习用参考书碎屑岩储集层评价1.赵军龙.测井资料处理与解释[M].北京:石油工业出版社，2012.12.雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:中国石油大学出版社,19963.《测井学》编写组.测井学[M].北京:石油工业出版社,19984.李舟波.地球物理测井数据处理与综合解释[M].长春:吉林大学出版社,20035.洪有密.测井原理与综合解释[M].东营,中国石油大学出版社,20073本章内容碎屑岩储集层评价第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点第二节油层、水气、水层的快速直观解释方法第三节岩石体积物理模型及测井响应方程的建立第四节统计方法建立储集层参数测井解释模型第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择第六节POR分析程序的基本原理4第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择在地层评价与油气分析中，区域性解释参数的合理选择十分重要：★在对一个地区，甚至对同一口井进行解释时，即使采用同样的解释模型、程序和测井曲线，解释参数不同，解释结论差异显著；★如果区域解释参数选择得不合理，则会得出与地质情况不吻合的乃至错误的解释结果。★区域性解释参数的合理选择，是地区性和经验性极强的工作，对测井解释结果的质量和地质效果，将起着至关重要的作用。解释参数选择的重要性合理选择解释参数的过程，就是不断深入了解和应用地区地质知识的过程，也是不断积累解释经验的过程。因此，在测井解释中，自始至终都要十分重视应用地区地质和解释经验来合理选择出各个解释参数值。解释参数选择的实质5第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择█一般是人工根据本区和邻区的地质与试油试水资料、测井曲线，采用必要的计算方法、直方图和频率交会图等，并结合地质和解释经验，来合理地选择出本处理井段的合理解释参数。也可以应用比较成熟的自动解释参数程序来选择。解释参数选择的方法█需要指出：①尽管测井解释中需要选择很多解释参数，但一般情况下，对一个地区及一口井的解释来说，主要是选择好流体参数和电导率方程中的m，a，n，b等基本解释参数以及泥质(粘土)参数。②对于火成岩、变质岩、砾岩等复杂岩性地层，除了认真选择基本解释参数和泥质参数外，还必须认真选择好骨架矿物参数。6第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择1.泥浆滤液电阻率、矿化度及泥饼电阻率1）泥浆电阻率Rm①一般根据井场的泥浆电阻率测量值来计算地层温度下的泥浆电阻率值②当有微电极系测井曲线时，在井径较大井段，仪器极板未能接触到井壁，微电位电极系和微梯度电极系测量的均是泥浆电阻率，且两者相等。这个读数也提供了一种对地面泥浆电阻率测量的检验方法。2)泥浆滤液电阻率Rmf①根据井场的泥浆滤液电阻率值计算地层温度下的Rmf；②根据泥浆电阻率计算Rmf：Rmf=C×Rm1.07，系数C与泥浆密度有关；③Rmfa法：对纯水层，用Archie公式计算Rmfa=RxoΦmSxon/a；7第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择3）泥浆滤液的矿化度当已知泥浆滤液电阻率及对应温度，可以用图版求泥浆滤液矿化度。84）泥浆滤液的密度泥浆滤液密度ρmf与其矿化度、温度和压力有关。ρmf随Pmf和压力增加而增大，随温度增加而下降。一般有ρw=1+0.73C。5）泥饼电阻率最好用井场测量的泥饼电阻率Rmc值。也可根据地层温度下的泥浆与泥浆滤液电阻率估算Rmc：Rmc=0.69Rmf(Rm/Rmf)2.65对大多数NaCL泥浆，有近似统计关系Rmc=1.5Rm第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择92.确定地层水的电阻率1）六种计算Rw的方法①用水分析资料确定Rw：主要运用水分析矿化度资料据图版来确定。注意：对混合溶液通过换算得到等效NaCl矿化度……地层水电阻率Rw是计算地层含水饱和度Sw或含油气饱和度So的极为重要的参数。Rw取决于地层水含盐成分、矿化度和温度。一般来说，地层水矿化度C是随着地层埋藏深度增加而增大，但是有时也会有浅部地层水的矿化度高，而深部地层水矿化度低的现象。确定地层水电阻率的方法有多种。为准确确定解释层段地层水电阻率，将多种方法确定的Rw值对比研究十分重要。当有地层水样品的电阻率测量值时，应优先使用测量的地层水电阻率值。这里介绍六种计算Rw的方法。10②用SP计算Rw由测井图头上标出的18℃时的地面泥浆电阻率Rm18℃→计算24℃的泥浆电阻率RmN→24℃的泥浆滤液电阻率RmfN→24℃的泥浆滤液等效电阻率RmfeN→24℃的地层水电阻率RwN→24℃的地层水等效电阻率RweN→计算地层温度下的地层水电阻率Rw。③视地层水电阻率法Rwa=Rt/F这里，Rt可用深探测电阻率；F可用孔隙度等计算。2.确定地层水的电阻率11④根据Rt和Rxo确定Rw具有均匀粒间孔隙的纯地层，由阿尔奇公式nmXOmfXORabRS1nmtwwRabRS1将两式合并，可得nRmfRwRRSSwtXOXO1在水层处，Sw=Sxo=1，故Rw/Rmf=Rt/Rxo，易求得Rw。2.确定地层水的电阻率12⑤根据“电阻率-孔隙度交会图”确定Rw（Hingle交会图法）具有均匀粒间孔隙的纯地层，有mnmabRwSwRt/11mRt1做交会图在100%水层处，Rt=Ro,适当选取其他参数，则从交会图纯水线斜率可求得Rw。RwRt112.确定地层水的电阻率13⑥由地区统计规律确定Rw2）选取地层水电阻率Rw的原则：★若本井或邻井有可靠的水分析资料，则应先采用水分析资料计算Rw；★如有分区分层位的准确Rw资料，而本井电阻率和SP曲线又无异常显示，则可采用分区分层位选用的Rw数据；★上述条件不满足时，应采用多种方法计算，选择其中合适的值(一般是最小的)作为Rw，使最终计算的各个储集层的Sw和Sh均与地质情况及测井显示比较符合。2.确定地层水的电阻率143.确定a,b,m,n参数nonwtSbSbRRI10mwaRRF0nmtwwRabRS1Archie公式或其它含水饱和度方程中有一组重要的解释参数Rw与a、b、m、n，它们对解释结果有极重要影响，因而合理选择这组参数是至关重要的。经验表明，不仅要尽可能准确地确定这些参数值，而且更重要的是要搞清它们的地质物理意义及各参数之间的相互关系与匹配。第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择15（1）实验室测量这是确定阿尔奇公式参数的最古老和最基本的方法。在本地区选择同类岩性的若干块标准岩样，在101.325kPa压力下，分别测量在100％饱和盐水时的电阻率Ro与在不同含水饱和度Sw时的电阻率Rt及相应的Φ值，在双对数坐标上分别绘出F一Φ和I—Sw关系线进而研究上述参数的物理意义。（2）根据纯水层测井资料确定a和m一般都是用深探测电阻率测井同某种孔隙度测井资料结合，对完全含水、岩性较纯的地层(最好是泥浆侵人不太深的)计算，求得a和m。这些方法只有在较多纯水层，Φ变化范围较大，Rw较稳定及泥浆侵入不太深等条件下，可取得好结果。3.确定a,b,m,n参数第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择16本章内容碎屑岩储集层评价第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点第二节油层、水气、水层的快速直观解释方法第三节岩石体积物理模型及测井响应方程的建立第四节统计方法建立储集层参数测井解释模型第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择第六节POR分析程序的基本原理17POR程序的解释原理计算泥质含量计算孔隙度计算含水饱和度计算渗透率计算其他辅助地质参数估算油气密度中子-密度交会法求解冲洗带孔隙度和泥质含量测井定量解释成果图实例本小节主要内容:第六节POR分析程序的基本原理181.POR程序的解释原理POR程序是单孔隙度测井泥质砂岩油气层分析程序。其主要特点是简单、实用，要求输入的测井曲线数目少。在地质情况比较简单的情况下，可以得到较好的定量解释结果。本程序的解释软件结构是目前常规测井解释软件的典型模式。目前国内仍在普遍使用，或针对地区条件作了改进后使用。POR程序的计算框图如图a及图b所示。该框图全面反映了油气层的定量解释过程，以期获得对常规测井定量解释软件的总体知识。第六节POR分析程序的基本原理19POR程序的主要功能包括:计算泥质含量计算孔隙度计算含水饱和度计算渗透率计算其他辅助地质参数估算油气密度中子-密度交会法求解冲洗带孔隙度和泥质含量1.POR程序的解释原理第六节POR分析程序的基本原理20第六节POR分析程序的基本原理212.计算泥质含量从各种测井方法的原理可知，几乎所有测井方法都要受到泥质含量的影响，因而可用来求泥质含量的测井方法很多，每种方法都有其有利条件和不利因素。例如，自然伽马测井是求泥质含量的最有效方法之一，它假定地层的自然伽马放射性是由泥质造成的，当地层含放射性矿物和有机质时，用自然伽马求出的泥质含量偏高；又例如自然电位对含分散泥质的水层适用，但对油气层求出的泥质就偏高。总之，实际遇到的地层情况是复杂的，不会有哪种方法对各种情况均适用。因此，求泥质含量的基本思路是：先用尽可能多的方法单独计算泥质含量，然后取其中最小值作为泥质含量参数。这是因为各种方法计算出的泥质含量反映的是泥质含量上限值。POR程序中最多可以采用五种最常用的方法计算泥质含量，即自然伽马(GR)、自然电位(SP)、补偿中子(CNL)、地层电阻率(RT)、中子寿命(NLL)。22POR程序中，各种测井方法统一按下面的经验公式计算地层泥质含量：GMINiGMAXiGMINiSHLGiSHi1212GCURSHiGCURshiV式中SHLGi——解释层段内第i条曲线测井值；GMINi——第i条曲线在纯砂岩处的测井值；GMAXi——第i条曲线在纯泥岩处的测井值；SHi——第i条曲线测井相对值；GCUR-一地区经验系数(对第三纪地层为3.7，对老地层为2，它也可以由本地区的实际资料统计获得)；Vshi——由第i条曲线求出的泥质含量。2.计算泥质含量23在进行具体计算时，可通过标识符SHFG的值来选用计算泥质含量的测井方法。例如，当只采用GR计算Vsh时，则令SHFG=1；当采用GR、SP、RT三种方法时，则令SHFG=135；或令SHFG=351等任意排序法；当选用五种方法时，SHFG代表的数字不得超过双字节所表示的十进制数，即215-1=32767。最终程序将通过取整留余法选择所采用各种方法求出的Vsh的最小值作为最终泥质含量，即Vsh=min(Vshi)，i=1，2，…，5。需要指出，经验公式b是阿特拉斯测井公司在美国海湾地区用自然伽马相对值确定泥质含量的经验关系，后来又推广应用于其它测井方法。2.计算泥质含量24POR程序采用单矿物含水泥质岩石模型来计算地层孔隙度。用户可以通过程序控制标识符PFG来选用三种孔隙度测井中的任一种方法计算孔隙度。在实际计算时，只进行泥质校正，而未作油气影响校正。(1)密度测井(PFG=1)：式中ρb---地层密度，g/cm3;ρf,ρma---分别为孔隙流体和岩石骨架的密度，g/cm3。(2)声波测井(PFG=2)：式中△t---地层声波时差，µs/m；△tf,、△tma---分别为孔隙流体与岩石骨架的声波时差；Cp---地层压实校正系数。3.计算孔隙度)()()()(mafmashshmafmabV)()()()(mafmashshmafmattttVCptttt25(3)补偿中子测井(PFG=3)一般采用忽略骨架含氢指数的计算方法，即：式中φN---地层补偿中子孔隙度；φNsh--泥质的中子孔隙度。当Vsh大于泥质截止值(SHCT)时，认为地层为泥岩，此时程序将计算的孔隙度再乘以系数(1一Vsh)，即φ(1一Vsh)作为孔隙度值，以便把泥岩与砂岩区别开来。NshshNV3.计算孔隙度264.计算含水饱和度用户可通过选择含水饱和度标识符SWOP，用下列