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非常规储层测井评价技术88895741

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常规 测井 评价 技术 88895741
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储集层:具有储存油气空间的岩层。储层分类:①按岩类:碎屑岩储层、碳酸 盐岩储层、特殊岩类储层;②按储集空间类型:孔隙型、裂 缝型、孔隙裂缝型、缝洞型、孔洞型、孔洞 缝复合型;③按渗透性:高渗储层、中渗储层、低渗储层、特低渗储层。特殊储层:不同于常规均质孔隙型砂岩储层的储层,包括岩 浆岩、 变质岩、砾岩、泥质岩等。评价碳酸盐岩储层特征的核心是空隙空间结构,即它的孔隙、溶洞、裂缝的发育特征及组合状况。非常规储层测井评价基本任务:①储层在哪里、什么 类型、是否有效——找储层;②是储层含什么性质的流体——找油气层;③是储层的储集物性条件如何——评价油气层的好坏; ④是什么地方还有好的储层——储层多井 对比与横向预测。碳酸盐岩岩石成份:①主要成分——方解石、白云石、硬石膏、岩盐(是骨架,比重最大); ②粘土成分(性质最活跃);③其它成分——有机质、黄铁矿、铝土矿、碳酸磷灰石(量少,影响大)。各自的主要物理性质:①方解石:白色、灰色,分布广,易溶蚀 。②白云石:灰白色,分布于咸度高的海、湖,次生方式形成,为石灰岩受含镁溶液交代而成的白云岩中的主要矿物。③ 硬石膏、盐岩:都不是碳酸盐岩,而是蒸发岩,但经常出现在碳酸盐岩地层剖面中。④粘土矿物:种类繁多、 结构复杂、分布形式多变、含量不稳定、性能特殊,对储层物性测井响应影响极大。有较强的可压缩性。 ⑤有机质:含量少,但对油气的生成、岩石的某些物理性质影响很大。 ⑥黄铁矿:呈团块、结核状分布。岩石结构:描述岩石各组成部分的几何形态特征的一个概念;是指岩石颗粒、晶粒的大小、形状、分选、表面性质及其组成形式。非均质岩石构造类型:薄层状构造、眼球眼皮构造、豹斑构造、燧石结核构造。空隙空间的基本类型:孔隙、吼道、裂缝、洞穴。裂缝:指岩石受外力作用、失去内聚力而发生各种破裂或断裂所形成的片状空间,它切割岩石 组构。裂缝的分类:①按裂缝成因分:成岩缝、 风化溶蚀缝、构造缝;②按裂缝宽度分:微裂缝、中等裂 缝、粗大裂缝;③按裂缝产状分:高角度缝、斜交 缝、低角度缝;④按填充状况分:全充填 缝、半充填 缝、未充填缝;⑤其它分类方法:单组系裂缝、网状裂 缝。描述裂缝的发育程度指标:①裂缝线密度——单位岩石长度上裂 缝条数;② 裂缝孔隙度——单位体积岩石中裂缝体积所占的百分数;③裂缝张开度——裂缝宽度,即测井仪器纵向分辨率范 围内所有与井壁切割裂缝宽度的总和。孔喉的测井响应特征:①曲线形状——圆滑的“U”字形;②常规测井值(两高三低):声波时差、中子高值;自然伽马、电阻率、密度低值。双侧向,地层倾角,声波,成像测井,微侧向、微球聚焦 对裂缝 的响应特征:①双侧向:高角度(一般75°以上)裂缝,双侧向呈“正差异”; 60°~75°裂缝,双侧向差异较小和无差异;低角度(一般 60°以下)裂缝,双侧向呈“ 负差异”; 45°裂缝时,双侧向“负差异” ,且差异幅度最大。高角度裂缝使电阻率在致密层高电阻率背景上有所降低,曲线形状较平缓,深浅双侧向呈正差异。低角度裂缝使电阻率在致密层高电阻率背景上明显降低,曲线形状尖锐,深浅双侧向呈负差异。裂缝发育段双侧向测井电阻率比基质岩石电阻率下降幅度也越大。②声波 测井:低角度缝 使纵波时差至跳波;高角度缝对纵波时差响小或无影响。纵、横波声波能量在高角度裂缝发育段基本不衰减,在低角度裂缝发育段有一定衰减;高角度裂缝易引起斯通利波能量衰减,网状裂缝易引起斯通利波时差增加,斜交 缝在斯通利波时差和能量上具有响应。③ 地层倾角测井:高角度裂 缝在对称的极板上出现连续的电导率异常;水平裂缝在四个极板上同时出现电导率异常;斜交度裂缝则四个极板上不规则地出现电导率异常。裂缝识别测井(—在测井过程中调低电平,减小岩性与 层理引起的异常,突出裂缝信息。电导率异常检测(—在处理井段内,求出各极板与相 邻极板之间电导率的正差异,再把这种差异叠加在相应极板的方位曲线上,作为判别裂缝的标志。④成像测井:张开裂缝在微电阻率成像测井和超声波成像测井图象上均表现为连续或间断的深色条带,其形状取决于裂 缝的产状。垂直裂缝呈竖直的深色条带;斜交缝呈深色正弦波条带;水平缝呈水平的深色条带。⑤ 微侧向、微球聚焦:井眼规则时,微侧向或微球聚焦测井在裂缝发育段将在双侧向测井电阻率背景上发生上下起伏变化;而在致密岩层段,微侧向或微球聚焦测井曲线的起伏变化则基本与双侧向曲线一致。自然伽马能谱、岩性测井可指示裂 缝的情况:① 自然伽马能谱:铀值增高、钍钾不高—指示含有铀盐沉淀物的裂缝。但应与含有机质地层的高铀特征相区别。 ②岩性测井:泥浆中加重晶石时,由于泥浆侵入裂缝,造成光电吸收系数剧烈增加。洞穴的测井特征:①双侧向:侧向测井电阻率一般不反映洞穴,但若洞穴与裂缝串通,会导致电阻率降低。② 声波时 差:洞穴造成纵 波时差增高不明显,但井壁附近分布十分均匀的小洞时,会导致声波时差增高。③补偿 中子:中子探 测范围内的洞穴,对中子孔隙度都有贡献。④ 补偿密度:密度极板正好贴近洞穴,会导致密度值降低,极板贴在洞穴对面井壁上,则密度测井不能反映。测井储层类型划分原则及划分的类型:原则:成因分类、结构分类、成因和 结构的复合分类。类型:①根据空隙组合类型分类:孔隙型、裂 缝型、裂 缝 缝根据 储集体成因分 类:暴露浅滩相灰岩、白云岩储集层、潮坪藻白云岩储集层、生物礁型白云岩储集层、湖泊介壳灰岩储 集层、膏溶塌陷角 砾状白云岩 储集层、裂缝性灰岩储集层。不同类型储层特点:①孔隙型储层:储集空间以各种类型的空隙 为主,空隙 发育相对比较均质,喉道为渗滤通道。该储层主要受沉积环 境、岩性控制,一般很少是单一空隙类型的,而通常是多种空隙类型共存。②裂缝 型储层:主要发 育在基岩孔隙度较低的碳酸盐岩剖面中,裂缝主要为构造缝,并具有明显的组系性;储层的储集与渗滤空间主要靠裂缝。这种类型的储层只有当储层厚度较大、裂 缝很发育且延伸较远时,才能形成工业储层 。③裂缝类储层具有一定的基岩孔隙度,岩石被裂缝切割;基岩空隙为主要的储集空间,裂 缝除了提供部分储集空间外,最主要的作用是 连通基岩岩块,作为储层流体的渗滤通道,提高储层渗透率;空隙和裂缝可以形成非常复杂的空—缝网络;空隙结构为典型的双重介质特征。④ 裂缝种储层的储集空间以各种不同大小的空、洞 为主。 这些空、洞为地下水溶蚀产生;空、洞为主要的油气储集空间,裂缝 主要起渗滤通道的作用;空隙结构为三重介质特征。 这类储层的形成与古岩溶有关,常分布在不整合和大断裂附近。油、气、水主要理化特征与测井识别方法:① 天然气测井响应的数值的特征:在相同的物理条件下,气具有比油、水低得多的中子孔隙度、体积密度、声波纵波速度和电磁波传播时间。② 天然气三种孔隙度测井响应数值随地层埋藏深度的变化,也就是随地 层温度和压力的变化而明显变化,其 变化的剧烈程度远大于油和水。③ 水具 导电性,而油、气不 导电。原始地层流体、开采中的地层流体分布特征: ①原始流体分布:在油气层,裂缝被油气充满,仅缝壁有一层束缚水膜;基岩孔隙中,孔径小于 克服毛细管压力;基岩块的油气饱和度并不一定与油气高度成正比。② 开采中的地层流体:由于底水边水上升,水充满裂缝、包围基岩块,基岩块中会残留油气;测井显示含油气饱和度较高,试油往往难以出油气。不同类型储层的侵入特征:①均匀空隙储层:均匀侵入,形成过渡带、冲刷带、泥饼;侵入深度随孔隙度增大而减小;侵入时间随渗透率减小而增大。 ②缝洞型储层:深侵入,不能形成泥饼;侵入深度取决于裂缝张开度和泥浆柱压力。③裂缝孔隙型储层:切割式侵入,裂缝渗透率更高,泥浆首先侵入裂缝,饱 和基岩块;泥浆滤液通过裂 缝从四面八方侵入基岩块。影响碳酸盐岩储层划分的准确率的主要因素:①碳酸盐岩储 集类型多, 测井响应特征变化大,不易掌握;②储层非均质性强,特别是裂 缝型、洞穴型储层, 测井响应与储层物性好坏的对应关系变差;③真假储层的测井响应特征相似,稍微的疏忽或 测井信息不足,都会造成错划或漏划储层。碳酸盐岩储层划分方法:①鉴别岩性,去掉明 显的非储集层段:阻率值高,子、密度、声波上孔隙度测井视孔隙度低值,一般低于1%;自然伽马低值,通常致密白云岩、灰岩自然伽马值 低于10硬石膏的自然伽马低于10然放射性高,尤其是以钍、钾含量高为主要特征;电阻率为低值;声波 时差增高、中子孔隙度明显增大、密度测井值降低。地层中含黄铁矿等重 矿物,密度 测井值不但不降,还有有一定程度的增高。然放射性不高、中子孔隙度高值 、密度低 值、时差高值。 这些特征与碳酸盐岩储层特征非常相似,所不同的是电阻率值偏高。均质岩石构造的常规测井响应特征与储层非常相似,如果没有成像测井,识别起来比 较困难。通常,是结合区域地质分布规律,应用各种测井信息综合判别。 ②寻 找具有一定孔隙度且电阻率相对降低的层段:在排除明显非储层的前提下,如果声波时差值增高、密度测井值降低、中子也有一定的孔隙度,则可能是储层;同时分析电阻率测井值,若在高祖背景下也有一定程度的降低,这种 层段一般具备一定储集条件。③寻找裂缝发育的层段:双侧向测井的幅度和差异、声波波形和变密度形 态特征、裂 缝识别测井方法、成像测井方法——综合识别裂缝。常规测井方法评价裂缝性储层的困难:①不能精确确定裂缝 的产状及其组合特征, 带来的后果就是经常漏划高角度裂缝性的储层;②难于对裂缝的有效性作出可靠的判断,带来的后果就是真裂缝与假裂缝、天然裂缝与诱导裂缝、对储层产能有无贡献和无贡献的裂 缝分不开,最终导致错划储层。鉴别裂缝与层界面、缝合线、断层面、泥质条带地质现象的方法:①裂缝与层界面:A. 层界面上下平行或相切,绝不相交且上下界面电 相相同或相似。但裂 缝相互可以平行或相交且相 邻裂缝电相可以不同。可成网状、树枝状等组合。续,不能中断。而裂缝不一定完整。宽窄均匀。向均有一定 规律,可相互参考。 缝合线与裂 缝:缝合线两侧有近于垂直缝合面的细微的高电导率异常。随压溶作用的产生作用力的不同缝合线可平行或垂直于层里面。③ 断层面与裂缝:断层面处总是有地层的错动,与裂缝很容易区别。④ 泥质条 带:使有构造扰动宽度变化也不会很大。而裂 缝总与溶蚀空洞串在一起使电导率异常宽度变化大。 铀伽马的幅度 值比较低,如有 较宽的泥质 条带或泥质充填缝,往往无铀自然伽马值要升高。C. 在成像 测井图上泥质条带有较清晰的边界,而裂缝面的边界由于受到溶蚀和沉淀的双重作用常常很不清晰。常见的诱导裂缝(产生原因):机械破碎裂缝(钻井过程中由于钻具振动形成的)、压裂缝(重泥浆与地应力不平衡性造成的)、应力释 放裂缝。识别天然裂缝与诱导裂缝方法:①诱导裂缝是就地应力作用下即 时产生的裂缝,因此只与就地 应力有密切的关系,故排列整齐,规律性强;而天然裂缝常为多期构造运 动形成;又遭地下水的溶蚀与沉淀作用的改造,因而分布极不规则 。②天然裂缝因常遭溶蚀和褶皱的作用,故裂缝面总不太规则,且缝宽有较大的变化;而诱导裂缝的缝面形状较规则且缝宽变化很小。③ 诱导裂缝的径向延伸都不大,故深侧向测井电阻率下降不很明显。评价裂缝有效性的指标:裂缝的张开度、裂 缝的径向延伸深度、裂缝的渗滤性。裂缝的径向延伸深度评价:①用双侧向测井近视估算裂缝的径向延伸情况 ——利用双侧向的差异和绝对值,可近视估算裂缝的径向延伸深度。②通过度比看到井壁上的全部裂缝,包括有效的和无效的,而主要看到径向延伸在2较两者的图像或处理成果,就可估计裂缝的径向延伸情况。具体方法是从确定是否为天然裂 缝,再从 存在的为无效裂缝,存在的为有效裂缝。洞穴型储层评价难点、解决思路:难点:①纵、横向上巨大的非均质性和常规测井信息的非相关性给测井解释造成的困难远大于对裂缝性储层的解释;②常规测井:电阻率、声波 时差对溶洞的响应极不灵敏;中子、密度信息对溶洞则可能基本不响应,也可能会过分夸大溶洞的响 应, 这完全随机地取决于 仪器推靠或偏心的状态。解决思路:成像测井、核磁共振测井资 料为认识洞穴的形状、大小和非均质分布提供了更直观、更确定的信息,使得对洞穴型储层的评价大大向前跨 进一步。真假孔洞鉴别方法:具有与溶蚀孔洞特征相似的地质现象,鉴别手段为成像测井:① 黄铁矿斑块:黄铁矿颗粒与周围地层的电导率有很大的差异,也就是有 较大的色差,图象上黄铁矿斑块异常边缘清晰;黄铁矿多为分散状分布,在体 积较大时呈方形;溶蚀孔洞的高电导异常边缘呈侵染状且较圆滑,溶洞与周围地层的电导率是渐变的,与周 围地层的电导率差异不如黄铁矿大。 ②井壁崩落:井壁崩落有方向性,象在相距180 度的方向上始终呈两条暗色条带;井壁崩落多发生在致密层段,而溶洞发生在储层段。③ 角砾间隙:角 砾-高阻,角砾间隙-低阻;角砾间隙在成像测井图上形似溶孔的特征,容易与溶孔混淆;角砾:边界完整-被 导电物质包围,形 态 不规则,呈颗粒的特征;溶孔:被高电阻率物质包围,形态规则,常为圆形。溶洞有效性评价指标:溶洞大小、溶洞密度、溶洞连通性。溶洞有效性评价方法:磁共振测井结果分析。地层各向异性:指岩石的某种物理性质与空间方向有关的性质。地层各向异性种类:垂直轴向对称均匀介质的各向异性, 简称层、泥岩层);水平轴向对称均匀介质的各向异性,简称直裂缝、非平衡水平地应力)。研究各向异性的原因:各向异性能较好地反映高角度裂缝的发育程度,对未与井壁相通的高角度裂缝亦能反映,高角度裂缝对储层的沟通起着相当重要的作用。分析地层各向异性的方法:只要存在各向异性,用能获得快慢横波的偏转方向百分各向异性,就可确定各向异性的大小,再结 合其他测井资料,确定引起各向异性的原因,最后识别构造应力或裂缝的方向。流体性质判别思路、影响因素、方法:思路:首先必须排除岩性与物性的影响,即先必须确定储集层的岩性与储集类型,然后在此基础 上分析油气的响应特征。此外,还需考虑几种非地层流体因素对测井资料的影响,如泥浆对地层的污 染程度、地 层水矿化度、井眼条件等。影响因素:A. 岩性:主要是泥质和复杂岩性对测井电阻率和孔隙度都有很大影响;地 层岩性一定时,物性的好坏对测井响应特征影响很大;隙、裂缝、溶洞、裂 缝产 状;D. 其它因素:泥浆对地层的污染程度、地层水矿化度、井眼条件。方法:法、孔隙度系列 测井法、电阻率测井识别法、交会图判别法。法的原理、思路、实施方法:原理:根据阿尔奇公式:F=w=1/Φm;得到视地层水电阻率:t*Φm;比较判别储层的流体性质。思路:由于常常求不准Φ和m 值,使 计算的难用作储层含流体性 质指标。采用一种特殊的数学方法,即正态分布法来解决这一问题。它是用不是用 施方法:对视地层水电阻率开方,并命名为, =(&=(m)1/2 ,在同一层内各测量点计算的值应满足正态分布规律。 σ的大小反映了正态曲线的离散程度,即测量点越离散,σ越大。水层:σ小,正态曲线形状较尖、 较瘦;油气层:σ大,正态曲线形状较缓、 较胖。孔隙度系列识别法原理、思路、实施方法:方法原理:地层含气对声波测井孔隙度影响最小,其声波孔隙度基本与地层孔隙度接近;对密度测井的影响是使密度孔隙度有一定增加;对中子测井的影响最大,并且其影响不是使中子孔隙度增加,而是使中子孔隙度减小,这是因为地层含气时,补偿中子测井会产生挖掘效应。思路:补偿中子 测井、 补偿声波测井、岩性密度测井对油、气、水层的响应有一定差异。实施方法:中子孔隙度与密度孔隙度叠加;中子孔隙度与声波孔隙度叠加。正差异 为气层;无正差异为水或油层。双侧向差异识别法原理、思路、实施方法:深测向—探测深度较深—原状地层电阻率(浅测向—探测深度较浅—侵入带电阻率(油气层—双侧向曲线上表现为正差异,即>水层—若泥浆滤液电阻率大于地层水电阻率,深浅双 侧向呈负差异;若泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率,深浅双侧向则呈正差异或没差异。电阻率 施方法:方法原理:根据式:F=w=a/Φt/R0=b/双对数坐标中,Ф 之间关系是一组斜率为距为lg(直线。对于岩性稳定(a,b,m,地层水电阻率定的解释井段,直线的截距仅随含水饱和度。 这样,便可以获得一组随以利用 这组直线来定性判别油、水层。实施办法:①理论图版制作:根据研究地区的地层水电阻率和岩电参数,用阿尔奇公式分别计算给定含水饱和度时不同孔隙度所对应的理论电阻率;再将同一饱和度时所计算的孔隙度、电阻率点在孔隙度不同孔隙度与 电阻率点子连成直线;然后再改变饱和度,又 计算一组数据,在孔隙度此类推,便可在孔隙度)饱和度线,这就是孔隙度 将 实际测井得到的孔隙度、电阻率点在孔隙度据点子所落的区域,可以直接根据理论含油(水)饱和度线确定储层的流体性质。孔隙度-饱和度交会图判别法的原理、 实施方法:方法原理:实验观察结果表明:如果地层只含束缚水,此时Φ与这个常数的值在一定程度上反映岩石的类型。在 Φ-会图中,交会点呈近双曲线分布规律。实施方法:在Φ-会图中,如交会点呈近双曲 线分布规律,说明储层只含束缚水,不含可动水 —油气层;如交会点不呈近双曲线分布规律,则储层不仅含束缚水, 还含可动水—水层、油气水同层。时间推移测井法原理、实施方法:地 层含气时,深部地 层的天然气就会向侵入 带回流,时间越久,回流就越多;时间推移测井就可测到地层在不同含气饱和度条件下的测井信息,并由此识别气层。渗透 层有泥饼时,气层2;渗透层无泥饼时,气层水 层油、气、水的层一般呈现“ 单峰”特征或“双峰”紧靠;油层:一般呈现“ 双峰”特征;水层呈“双峰”特征,即束缚流体峰与自由流体峰分布在不同的时间区域上。谱位移法、差分谱法判别流体性 质原理:① 谱位移法:由于气与油、水的扩散系数差异较大,使得各自在此可以进行气检测。②差分谱法:由于水与轻烃的纵向驰豫时间(差很多,水的 纵向恢复远比轻烃快。因此通 过观测 2个不同的回波串,比 较其差异,可以用来分析储层的含流体性质。地层测试技术判别流体性质方法:根据压力剖面图可计算出地层的压力梯度p/△压力梯度计算流体评价密度ρ;根据流体密度,确定地层的流体性 质,ρ≥1水层,ρ<1油气层。根据压力梯度的变化,还可以确定流体性 质的变化,即可划分油气水界面。岩心数据与测井数据的差异:连续与离散;纵向分辨率与探测深度;岩芯归位,深度匹配。解释模型确定的一般方法:根据岩心分析、岩屑录井和区域地质统计资料确定测井解释矿物模型;用测井资料,通过交会图技术确定 测井解释矿物模型。决定泥质参数的因素:粘土类型、分布形式、埋藏深度。泥质参数确定:根据粘土矿物的类型选取相应的理论值;根据处理井段泥岩层段的实际测井值选取;根据泥质含量较高的层段和地区经验来选择。地层流体参数确定方法:①收集解释区域和目的层的地层流体分析 资料,特 别是地层水矿化度、水型、天然气和石油的密度等资料; ②建立地区性的地层温度、压力与深度的关系曲线;③根据各种图版,建立地区性地层流体参数与深度的关系。岩电参数的含义与确定方法:岩电参数:岩石物理参数m、n、a、 b。m、m —岩石的胶结指数,是与岩石胶结 情况和孔隙结构有关的参数,之间取值,孔隙型储层一般在2左右;a—与岩石有关的比例系数,定方法:m、a 值的确定:将岩电实验测量地层因素F(w)和相应点的孔隙度( F)点在双对数交会图上,就可以得到F -可以进一步确定m、n、n—饱和度指数,与油、气、水在孔隙中的分布状况有关,常取2;b—与岩性有关的常数,一般很接近1,通常取 增大系数可以得到 I—可以 进一步确定 n、酸盐岩地层常用信息及计算泥质含量方法:信息:在碳酸盐岩地层含泥质的特征就是自然伽马高、视孔隙度高、电阻率低。由于自然伽玛反映地层自然放射性,它主要与沉积环境有关,但是孔隙度和电阻率曲线受地层孔隙度、地层 水矿化度等因素的影响较大。所以通常选自然伽玛计算泥质含量。方法:质含量变化范围较大料不齐全体积方程求解。计算孔隙度的方法及校正方法:①用声波、中子、密度交会计算矿物成分和孔隙度。在用上述方法 计算孔隙度时,通常要对补偿中子 测井进行含气校正, 对声波时 差要进行非线形校正。②岩芯-测井相关分析法。用岩芯孔隙度分别与中子、密度、声波、自然伽 马等测井曲线进行相关分析, 选择相关性最好的测井曲线计算孔隙度或用相关性较高的几条测井曲线通过多元回归计算孔隙度。③ 用核磁共振和补偿密度计算孔隙度。把核磁共振和密度 测井联合起来,可以比较准确地求取经气校正的总孔隙度。切割式侵入:泥浆滤液通过裂缝从四面八方侵入基岩块。切割式侵入种类及发生的储层:①层状切割侵入, 发生在水平裂缝型储层;②柱状切割侵入,发生在垂直裂缝型储层;③立方体切割侵入, 发生在网状裂缝型储层。不能计算含水饱和度的类型储层及原因:类型:裂缝型储层, 裂缝洞穴型。原因: 泥浆侵入通常很深,现有测井方法很 难探测到原状地层流体,也就不能用测井资料有效地计算储层含水饱和度。
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