一種基于孔隙結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油勘探中的油氣藏儲層測井評價技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種基于孔隙 結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油勘探開發(fā)中，測井評價的主要任務(wù)是基于測井獲得的一系列參數(shù)W完成對 測井油氣層的識別和定量評價油氣層。其中，一系列參數(shù)中的含油飽和度參數(shù)能夠影響產(chǎn) 層類型判斷和儲量計算的精度，因此在油氣藏儲層測井評價中顯得極為重要。
[0003] 含油飽和度一方面是油氣層識別的基本依據(jù)。目前進行測井評價時，通常需要W 飽和度作為劃分產(chǎn)層依據(jù)，來確定油層、水層、油水同層、含油水層等類型，若含油飽和度計 算不準確，則會影響并誤判產(chǎn)層的類型。
[0004] 另一方面，含油飽和度計算的結(jié)果決定了油氣層定量評價的精度，其會直接影響 W含油飽和度為主要參數(shù)的儲量計算的精度。 陽〇化]現(xiàn)有的確定含油飽和度的方法，主要是利用阿爾奇公式計算含水飽和度，進而得 到含油飽和度。Archie (阿爾奇）最早提出了油氣層電阻率一含水飽和度之間的關(guān)系式，即 Archie公式，如下所示：
[0007] 其中，R歷地層水電阻率，單位為Q ? m(歐姆?米）； 陽00引Rt為巖石電阻率，單位為Q . m;
[0009] 4為巖石孔隙度，小數(shù)；
[0010] s"為含水飽和度，小數(shù)；
[0011] n為飽和度指數(shù)，單位為無因次量綱；
[0012] m為膠結(jié)指數(shù)，單位為無因次量綱；
[0013] a、b為與巖性有關(guān)的系數(shù)，其取值通常為1. 0。
[0014] 上述Archie公式主要適用于粒間孔隙且物性較好，即具有較單一的孔隙大小分 布的砂巖儲層。目前，隨著油氣勘探的不斷深入，非常規(guī)致密砂巖油氣、頁巖油氣等復(fù)雜儲 層油氣藏逐漸成為勘探的潛力區(qū)。對于測井評價而言，復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)控制了復(fù)雜儲層的 滲流與導(dǎo)電能力，直接影響了儲集層的物性參數(shù)和油氣水層的電性響應(yīng)特征。對致密砂巖 儲集層而言，由于其孔隙度和滲透率很低，特別是儲層喉道細小，孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)常導(dǎo)致 致密砂巖的巖石電性實驗難W開展，即通常的驅(qū)替方法難W驅(qū)替出致密砂巖中的水，即開 展致密砂巖電學實驗難度大且耗時長。
[0015] 對于中高孔滲砂巖儲層，其儲集空間通常為粒間孔隙，并且孔隙和喉道的大小發(fā) 育較為均一，可認為是均質(zhì)儲層，即孔隙結(jié)構(gòu)相對簡單（可近似認為具有相同的孔隙結(jié) 構(gòu)），因此，其飽和度指數(shù)n通常為固定值。
[0016] 而對于致密砂巖儲層，通常其儲集空間類型多樣，粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙及微孔隙均 有發(fā)育，且孔隙和喉道的大小分布也不均一，通常為非均質(zhì)儲層，即具有復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)。 因此，致密砂巖儲層的電性響應(yīng)不再是含油飽和度的單調(diào)函數(shù)，而是含油飽和度和孔隙結(jié) 構(gòu)的綜合函數(shù)。也就是說，對孔隙結(jié)構(gòu)具有一定響應(yīng)的致密砂巖儲層飽和度指數(shù)n也不再 是固定值，而是隨著孔隙結(jié)構(gòu)的變化而變化，因此，為了準確計算復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)致密砂巖儲 層的含油飽和度，需要確定飽和度指數(shù)n值隨孔隙結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明提出了一種基于孔隙結(jié)構(gòu)并利用核磁共振測井技術(shù)進行預(yù)測砂巖儲層飽 和度指數(shù)的方法，該方法實現(xiàn)了考慮孔隙結(jié)構(gòu)變化獲取致密砂巖儲層的飽和度指數(shù)，能夠 較為準確地確定致密砂巖儲層含油飽和度。
[0018] 核磁共振測井信號是唯一能夠提供反映孔徑分布信息的測井資料。假設(shè)巖石為水 潤濕并飽和水，并且核磁共振測井或?qū)嶒炇也杉?測量模式適當（有足夠長的極化時間1; 和足夠小的回波間隔Te)，經(jīng)反演得到的T2分布可W反映巖石的孔徑分布。因此，可W考慮 從核磁共振T2譜中提取孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)間接的反映巖石的電性變化規(guī)律。
[0019] 本發(fā)明提出的一種基于孔隙結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法包括：步驟1，選取目的 層有代表性的巖屯、樣品，用一定濃度的鹽溶液進行飽和，測量飽和狀態(tài)巖屯、的核磁共振T2 譜；步驟2,利用離屯、機在不同的轉(zhuǎn)速下對飽和狀態(tài)巖屯、進行離屯、，并分別測量不同離屯、狀 態(tài)下巖屯、的核磁共振T2譜；步驟3,計算飽和狀態(tài)巖屯、的核磁共振T2譜的T2幾何均值，不 同離屯、狀態(tài)下巖屯、的核磁共振T2譜的T2幾何均值及巖屯、含水飽和度；步驟4,構(gòu)建T2譜分 布變化率，根據(jù)T2譜分布變化率與含水飽和度變化關(guān)系曲線，獲取巖屯、孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)n'; 步驟5,根據(jù)巖屯、孔隙度指數(shù)n'預(yù)測巖屯、飽和度指數(shù)，并確定目的層飽和度指數(shù)。
[0020] 進一步的，在步驟1中，鹽溶液采用氯化鋼溶液，濃度大小根據(jù)研究目的層位的地 層水礦化度來確定。
[0021] 進一步的，在步驟2中，利用離屯、機在不同的轉(zhuǎn)速下對飽和狀態(tài)巖屯、進行離屯、，并 分別測量不同轉(zhuǎn)速離屯、后巖屯、離屯、狀態(tài)的核磁共振T2譜，包括：根據(jù)離屯、機的最大轉(zhuǎn)速選 取多個固定的轉(zhuǎn)速值，對每塊巖屯、分別采用選定的多個固定的轉(zhuǎn)速值進行離屯、，逐漸驅(qū)替 巖屯、中的可動水，改變巖屯、的含水飽和度，并分別測量不同離屯、狀態(tài)下巖屯、的核磁共振T2 譜。
[0022] 進一步的，在步驟3中，計算飽和狀態(tài)的核磁共振T2譜的T2幾何均值，利用的公 式如下：
[0024] 其中，Tzg。為飽和狀態(tài)的核磁共振T2譜的T2幾何均值，單位為ms ;
[00巧]為在飽和狀態(tài)下核磁共振T2譜確定的孔隙度，單位為％ ;
[0026] Tzi為橫向弛豫時間分量，單位為ms ;
[0027] (61為孔隙度分量，單位為％ ;
[0028] N為T2橫向弛豫時間分量的個數(shù)。
[0029] 進一步的，在步驟3中，計算不同離屯、狀態(tài)下巖屯、的核磁共振T2譜的T2幾何均值 及巖屯、含水飽和度，利用的公式如下：
陽031] 其中，Tzgt為離屯、狀態(tài)T2譜幾何均值，單位為ms;
[0032] (IV。為在離屯、狀態(tài)下核磁共振T2譜確定的孔隙度，單位為％ ;
[0033] S歷含水飽和度，無量綱。
[0034] 進一步的，在步驟4中，構(gòu)建T2譜分布變化率，利用的公式如下：
[0036] 其中，G為T2譜分布變化率，無量綱；
[0037] Tzg。為飽和狀態(tài)T2譜幾何均值，單位為ms; 陽03引 Tzgt為離屯、狀態(tài)T2譜幾何均值，單位為ms;
[0039] 在步驟4中，根據(jù)T2譜分布變化率與含水飽和度變化關(guān)系曲線，獲取巖屯、孔隙結(jié) 構(gòu)指數(shù)n'，利用的公式如下：
[OOW其中，n'為孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)，無量綱；
[0042] S歷含水飽和度，無量綱； 陽0創(chuàng) b'為系數(shù)，取值為1。
[0044] 進一步的，在步驟5中，建立函數(shù)關(guān)系：n=f(n')，根據(jù)巖屯、孔隙度指數(shù)n'預(yù)測 巖屯、飽和度指數(shù)n，并根據(jù)目的層所有實驗巖屯、的T2譜分布變化率與含水飽和度變化關(guān)系 曲線采用最小二乘法擬合確定目的層飽和度指數(shù)1。
[0045] 本發(fā)明提出的基于孔隙結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法，通過從不同含水飽和度核磁 共振T2譜中提取反映電性變化的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，預(yù)測致密砂巖儲層的飽和度指數(shù)，由于考 慮了孔隙結(jié)構(gòu)對電性影響的因素，因此，本發(fā)明能夠較為準確地確定致密砂巖儲層含油飽 和度，為測井油氣層識別和定量評價提供準確依據(jù)。
【附圖說明】
[0046] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不 構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0047] 圖1是本發(fā)明一實施例的基于孔隙結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法流程圖。
[0048] 圖2是本發(fā)明一具體實施例中對一塊巖屯、樣品進行飽和及4種不同轉(zhuǎn)速離屯、后， 進行核磁共振T2譜實驗獲得的飽和狀態(tài)和離屯、狀態(tài)核磁共振T2譜示意圖。
[0049] 圖3是本發(fā)明一具體實施例中對一塊致密砂巖巖屯、計算的飽和狀態(tài)和離屯、狀態(tài) 下的T2幾何均值與含水飽和度的變化關(guān)系示意圖。
[0050] 圖4是本發(fā)明一具體實施例中確定的一塊致密砂巖巖屯、的T2分布變化率與含水 飽和度關(guān)系圖。
[0051] 圖5是本發(fā)明一具體實施例中確定的所有巖屯、孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)與飽和度指數(shù)的相 關(guān)關(guān)系圖。
[0052] 圖6是本發(fā)明一具體實施例中目的層位所有巖屯、的T2分布變化率與含水飽和度 關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0053] 下面將結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細說明，應(yīng)理解運些實 施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
[0054] 本發(fā)明提供一種確定致密砂巖儲層飽和度的方法，其通過確定飽和度指數(shù)隨孔隙 結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律，能夠較為準確地確定致密砂巖儲層飽和度，W為測井油氣層識別和定量 評價的精度提供準確依據(jù)。
[0055] 圖1是本發(fā)明一實施例的基于孔隙結(jié)構(gòu)的飽和度指數(shù)預(yù)測方法流程圖。如圖1所 示，該方法包括：
[0056] 步驟1，選取目的層有代表性的巖屯、樣品，用一定濃度的鹽溶液進行飽和，測量飽 和狀態(tài)巖屯、的核磁共振T2譜。
[0057] 其中，具有代表性的巖屯、樣品主要是指，巖屯、參數(shù)（孔隙度、滲透率參數(shù)）能夠代 表研究目的層位參數(shù)分布的大部分范圍的巖屯、，選擇的巖屯、不能是其參數(shù)分布在一個很局 限的范圍內(nèi)，而不反映整個目的層孔隙度和滲透率參數(shù)分布的情況。
[0058] 在本實施例中，一定濃度的鹽溶液一般是根據(jù)研究目的層位的地層水類型及其礦 化度大小來確定。具體的，如目的層位地層水為氯化鋼型，礦化度為200(K)ppm，則在實驗室 配置的鹽溶液也選用氯化鋼，礦化度為2000化pm。
[0059] 飽和狀態(tài)巖屯、的核磁共振T2譜實驗測量是按照《巖樣核磁共振參數(shù)實驗室測量 規(guī)范（SY/T6490-2014)》標準流程進行。
[0060] 步驟2,利用離屯、機在不同的轉(zhuǎn)速下對飽和狀態(tài)巖屯、進行離屯、，并分別測量不同離 屯、狀態(tài)下巖屯、的核磁共振T2譜。
[0061] 不同離屯、轉(zhuǎn)速的設(shè)定主要根據(jù)致密砂巖的致密程度（即滲透率大小）和離屯、機 允許的最大轉(zhuǎn)速來綜合選取，可W選取多個固定的轉(zhuǎn)速值。例如，對滲透率大于或等于 0. 05 X 10 3 y Hi2的致密砂巖巖屯、，離屯、速率可選為3000轉(zhuǎn)、6000轉(zhuǎn)、9000轉(zhuǎn)和12000轉(zhuǎn)四個 轉(zhuǎn)速。對飽和狀態(tài)巖屯、分別用離屯、機按照上述4個轉(zhuǎn)速（依次從小到大）進行高速離屯、，目 的是逐漸驅(qū)替巖屯、中的可動水，改變巖屯、的含水飽和度，并測量每一次離屯、后巖屯、的核磁 共振離屯、T2譜，實驗測量方式按照《巖樣核磁共振參數(shù)實驗室測量規(guī)范（SY/T6490-2014)》 標準流程進行。
[0062] 步驟3,計算飽和狀態(tài)巖屯、的核磁共振T2譜的T2幾何均值，不同離屯、狀態(tài)下巖屯、 的核磁共振T2譜的T2幾何均值及巖屯、含水飽和度。
[0063] 在優(yōu)