数字岩心技术在致密砂岩储层含油饱和度评价中的应用

基于适用于纯砂岩储层的阿尔奇公式计算的致密砂岩储层含油饱和度精度低．适用性差。将多点地质统计学和以自相关函数为基础的数字图像重构技术进行结合,形成能够描述储层复杂孔隙结构特征的低渗透储层数字岩心建模技术,应用建立的数字岩心,通过数值模拟,研究了储层孔隙结构类型、泥质质量分数和地层水矿化度等因素对阿尔奇公式中饱和度指数和胶结指数等参数的影响。研究认为,储层粒间孔隙、裂缝孔隙和孤立的溶孔隙等因素对阿尔奇参数影响巨大．裂缝孔隙度和地层水电阻率增大会导致胶结指数和饱和度指数减小．孤立溶蚀孔隙度和泥质质量分数增加会导致胶结指数和饱和度指数增大。利用孔隙结构特征参数与饱和度指数、胶结指数的关系,建立变参数的阿尔奇公式可提高饱和度计算精度．     

歧口凹陷复杂砂岩储层饱和度计算方法探讨

歧口凹陷第三系受沉积微相和成岩作用的影响,发育大量复杂砂岩储层。对于该类储层,应用固定m、n值的经典阿尔奇公式计算含油饱和度往往偏低,造成油层漏失。从目标区块岩石物理实验入手,分析现用饱和度方法不适应的原因,发现孔隙度指数m和饱和度指数n在该类储层中不是固定的,其变化规律与地层水矿化度、阳离子交换量和孔隙结构有关,且不同层位、不同区域控制其变化的主要因素不同;针对不同的主控因素提出变m、n值含油饱和度的计算方法。该方法考虑了阳离子交换量、孔隙结构、地层水电阻率和泥质含量的影响,在歧口凹陷复杂砂岩储层的评价中取得了很好的应用效果。     

M6断块中低孔隙度渗透率砂岩储层饱和度模型优选方法

通过M6断块19块中低孔隙度渗透率砂岩样品的岩电实验结果得出,地层因素和孔隙度总体表现出非阿尔奇关系的特征,直接沿用Archie公式计算含水饱和度不准确。在Archie公式的基础上,分析了岩电参数m、n的变化规律,当n为定值时,认为m是影响饱和度精度的关键参数,在实验结果中归纳出m受无效导电孔隙(有效孔隙与有效导电孔隙的差值)的影响较大,提出利用无效孔隙求取m,进而提高Archie公式求取饱和度的精度。基于等效岩石组分理论对岩石导电性的影响,利用遗传算法求解方程组中每块样品的比例系数k和临界饱和度Swc,总结出变化规律,依据EREM模型采用迭代法得到相应的饱和度。通过对比3种方法求取的结果,结合试油层段的束缚水饱和度,表明EREM模型得到的含水饱和度最接近实际地层情况,而变参数Archie公式计算的结果次之。研究认为EREM模型更适合于中低孔隙度渗透率砂岩储层的饱和度计算。     

缝洞型储层中次生孔隙类型对胶结指数和饱和度指数影响的机理分析

缝洞型储层非均质性强烈、孔隙类型多且结构复杂,由中高孔隙度渗透率的均质砂岩实验数据建立的Archie公式失效。这类储层中,含水饱和度计算关系中的地层胶结指数和饱和度指数表现出复杂的变化特征。岩电实验观测到的地层胶结指数不仅与孔隙度相关,还出现异常大值或小值;同样,饱和度指数也表现类似特征。基于均匀分布的粒间孔基质中包含孔洞或裂缝的双孔隙储层模型,采用数学模拟方法,定量分析了孔洞型和裂缝型次生孔隙及次生孔隙的润湿性对地层胶结指数和饱和度指数的影响。明确了岩电实验中观测到的裂缝使胶结指数激剧减小,而孔洞使胶结指数增大这一结果的物理机制,有助于岩石物理学和测井处理解释相关人员对缝洞型储层含油气性评价的复杂性有一个基本的认识,也为缝洞型储层含水饱和度的准确计算奠定了理论基础。     

复杂孔隙结构致密砂岩含油饱和度梯形孔隙模型

针对复杂孔隙结构致密砂岩储集层中大量存在的"非Archie(阿尔奇)"现象,提出一种新的考虑孔隙结构的梯形孔隙含油饱和度模型,即将致密砂岩孔隙结构划分为截面积不变的直孔隙和截面积变化的梯形孔隙,将岩石总的电阻视为两部分孔隙电阻的并联,综合考虑孔隙结构和导电体积对岩石电性的影响。基于梯形孔隙重构,在岩电实验的约束下,研究了梯形孔隙模型参数表征方法,并揭示了迂曲度、直孔隙比例和梯形因子等模型参数的变化规律。结合梯形孔隙重构模拟方法得到模型参数的表征方法,将该模型应用于多口致密砂岩井测井评价,结果表明,与变参数Archie模型相比,梯形孔隙饱和度模型从孔隙长度和截面积均质程度等角度考虑孔隙结构对岩石电性的影响,因此利用该模型计算的含油饱和度更加符合油藏实际和岩石物理特征,更接近地层真实含油情况。     

火山岩储层的饱和度模型研究及应用

火山岩储层油水层评价是困扰测井解释的疑难问题。传统的阿尔奇公式计算的含油饱和度只适用于原生孔隙介质模型,对双重孔隙介质模型有其使用局限性。根据电阻率测井对裂缝的响应特点,采用双侧向测井电阻率计算裂缝孔隙度;通过储集类型的精细划分,在研究不同裂缝产状的导电机理、泥浆侵入机理的基础上,推导出相应的饱和度方程。应用该方法对火山岩储层进行评价,经试油验证效果良好。     

有效介质电阻率模型在含泥含钙砂岩储层中的应用

含泥含钙储层泥质和钙质成份对电阻率贡献具有复杂性,其饱和度的定量评价更加困难.通过考察储层品质指数与孔隙度的关系,确定双对数关系曲线下的斜率值,为混合泥质砂岩饱和度模型的选取提供了依据.钙质颗粒作为砂岩储层电阻率的重要影响因素,其成份的增加不仅会引起孔隙度的降低,而且引起孔隙通道曲折度的增大,从而导致地层电阻率值升高.在上述理论分析基础上,提出含泥含钙砂岩储层体积模型,并以有效介质理论为基础,建立了混合泥质含钙砂岩储层有效介质饱和度模型.该模型基于层状泥质与分散泥质砂岩并联导电以及分散泥质砂岩的有效介质SATORI电阻率模型,其中将分散泥质砂岩分成导电的砂岩骨架颗粒、不导电的油气、分散粘土颗粒、钙质颗粒、微毛管孔隙水以及可动水等6种成份,充分考虑了钙质成份的导电特性、微孔隙水的影响作用以及粘土的附加导电性等因素.经岩电实验数据拟合与实际资料处理结果表明,模型具有较强的适应性和计算精度.     

复杂孔隙结构储层变岩电参数饱和度模型研究

对于复杂孔隙结构储层,传统的阿尔奇公式计算出的含油饱和度偏低,导致解释过程中漏失油层。阿尔奇公式中岩性系数a、胶结指数m和饱和度指数n受诸多因素影响,在使用时不应为一定值,而应随储层性质的变化而变化。利用××油田复杂孔隙结构储层14口井130块岩心岩电实验资料进行统计分析发现,岩性系数a与胶结指数m存在明显的幂函数关系。在单因素分析的基础上采用多元回归分析法建立饱和度指数的计算模型,修正了阿尔奇公式,建立了变岩电参数饱和度修正模型。实际资料处理表明,变岩电参数饱和度修正模型计算的解释误差比传统的阿尔奇公式提高10%以上,满足了储量计算误差要求,有效克服了传统的阿尔奇模型在复杂孔隙结构储层解释中的不适用性。     

川西马井气田蓬莱镇组致密砂岩储层可动水饱和度计算方法

马井气田主力产气层段为侏罗系蓬莱镇组地层,该地层主要是具有复杂岩性、复杂孔隙结构、低孔隙度低渗透率等特点的致密砂岩储层,储层岩电参数之间表现出明显的非阿尔奇现象,使得常规阿尔奇模型难以准确计算储层含水饱和度;现有的建立在常规砂岩储层中的束缚水饱和度模型在复杂孔隙结构致密砂岩储层中应用效果较差,利用阿尔奇含水饱和度与常规束缚水饱和度的差值难以准确确定储层可动水饱和度.在储层基本特征分析的基础上,结合岩电实验数据研究认为双孔隙导电体积模型能较好表征储层的导电规律;在双孔隙导电体积模型的基础上,推导建立了可动水饱和度计算模型.基于岩电实验、核磁共振束缚水饱和度测试结果以及常规测井数据,分析了模型中的各个参数,提出确定束缚水饱和度的新方法,进而确定了模型中微孔孔隙度这一关键参数.现场实例应用表明,可动水饱和度计算结果与储层产水特征相符,利用计算的可动水饱和度判别储层中流体的可动性运用效果较好.     

低孔低渗储层中岩电参数的修正

阿尔奇公式中的岩电参数并不是固定的、孤立的。通过28块亲水性砂岩的岩电实验结果得出,低孔隙样品的岩电参数明显不同于中高孔隙样品,地层因素与孔隙度在双对数坐标下并不满足经典的阿尔奇线性关系,呈二次函数关系,胶结指数为孔隙度的函数,不为固定值;另外饱和度指数都受地层水矿化度的影响较大,并且随地层水矿化度的增大而增大。根据研究地区的岩电实验结果,分别确定了低孔隙度和中高孔隙度下岩电参数的取值,修正并优化了常用的阿尔奇公式。通过修正后的模型在研究地区油层段计算的含水饱和度与束缚水饱和度的比较中,绝对误差降低到3．40％,表明经修正后的岩电参数计算的含水饱和度更加精准,可用于实际的测井定量评价。     

基于岩性分类的混积页岩油饱和度计算方法

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组混积页岩油甜点岩性种类多、矿物成分复杂、非均质性强,基于常规测井的参数利用阿尔奇公式计算含油饱和度精度低。以研究区岩心、岩石薄片、测井资料为基础,采用岩心刻度测井、聚类分析、数据挖掘及分布交会的方法,依据岩性主成分将20余类岩性归类为9类岩性,挖掘常规测井敏感参数,构建了混积页岩油常规测井岩性识别标准;基于页岩油甜点七性关系及阿尔奇公式饱和度主控因素认识,明确了5类页岩油甜点优势岩性,分岩性确定孔隙度模型和岩电参数;采用密闭取心资料分析含油饱和度并结合岩电参数反算求得地层水电阻率,构建了混积页岩油不同岩性的含油饱和度计算模型。应用到混积页岩油有效厚度储层含油饱和度的计算,将计算的含油饱和度与岩心分析含油饱和度对比,平均误差为2.06%,符合储量标准小于5.00%的要求,为混积页岩油常规测井高精度含油饱和度的计算提供新的思路和方法。     

含凝灰储层原始含油饱和度测井评价方法探讨

Y油田南一段储层普遍含凝灰,孔隙结构复杂,准确确定储层原始含油饱和度难度大。通过岩心分析、薄片、岩电实验等资料系统分析了凝灰质储层的特点及其测井响应特征,探索了凝灰质含量的计算方法,形成了针对含凝灰储层的原始含油饱和度测井评价方法。研究表明,当孔隙度相同,地层因素与凝灰质含量成正比;地层因素与孔喉半径比和孔隙曲折度成正相关;应用阿尔奇公式采用变参数的方法可反映储层孔隙结构变化,能够很好地确定含凝灰储层的原始含油饱和度。     

基于数字岩心的低渗透砂岩储层导电性数值模拟研究

低渗透砂岩导电机理复杂,为了进一步研究其储层的导电性,以Micro-CT扫描的二维岩心图像的微观孔隙结构特征为基础,利用二值化阈值分割法、数学形态法提取连通孔隙,建立三维数字岩心模型,应用最大球算法建立数字岩心的孔隙网络模型;采用有限元法模拟数字岩心模型的导电特性,探讨孔隙结构、地层水矿化度、饱和度及润湿性等因素对储层岩石电性的影响规律。研究结果表明,在低渗透砂岩储层中地层因素与孔隙度满足阿尔奇公式;当含水饱和度为50%时,电阻率增大系数与含水饱和度交会图呈现2种不同的直线形态。该研究为低渗透砂岩储层电法测井解释提供了理论支撑。     

三塘湖盆地火山岩储层测井定量评价方法

三塘湖盆地火山岩地层岩性、孔隙结构复杂,电阻率测井受背景电阻率影响大,测井定量评价难度很大。针对岩性识别、物性参数和饱和度定量计算三大难点,利用图像处理技术提取火山岩结构特征,结合常规测井资料特征,采用支持向量机方法在多维空间中识别火山岩性;以混合骨架模型和复杂孔隙结构模型为基础,评价储层基质孔隙、裂缝孔隙和渗透率等物性参数;通过消除背景导电饱和度模型,消除火山岩背景电阻率的影响,并利用裂缝孔隙性地层电阻率模型确定不导电水饱和度,求取非均质的复杂孔隙结构火山岩地层含油饱和度,从而形成了一套完整的火山岩定量评价方法。     

基于双“泥质指示因子”的砂泥岩薄互层饱和度模型

砂泥岩薄互层的电阻率受泥岩影响,导致直接应用阿尔奇公式计算的含油饱和度偏低.针对砂泥岩薄互层内部沉积结构特征,将储层看作多个不同岩性薄层交互分布的层状介质,考虑层间耦合与层内泥质的共同导电效应,提出了一种横向、纵向双"泥质指示因子"导电等效模型,由此建立了砂泥岩薄互层饱和度计算模型.通过处理分析实际测井资料可知,利用该模型计算的含水饱和度比阿尔奇公式计算结果低10%~20%,更接近于岩心试验分析结果.研究表明,新建立的饱和度模型可降低薄互层层内及层间泥质对含水饱和度计算的影响,适用于砂泥岩薄互层测井资料的处理解释,对于厚砂岩层同样适用.      

低孔低渗碎屑岩储集层双孔隙饱和度模型

低孔低渗储集层岩电关系存在大量的"非阿尔奇"现象,经典的阿尔奇模型在这类储集层的饱和度定量评价中存在一定不适用性。根据低孔低渗储集层孔隙结构特点,提出了一种新的考虑孔隙结构的双孔隙饱和度模型,即将岩石总的电阻视为自由水和微孔隙水两部分电阻的并联,综合考虑大孔隙与微孔隙对岩石电性的影响。利用该模型模拟岩样岩电关系,所得计算值同实测结果吻合很好。在中国东部和中部两种不同成因低孔低渗储集层评价中的应用效果表明,与阿尔奇模型相比,双孔模型同时考虑了岩性、物性、孔隙结构和含油性对电性的多重影响,因而利用其计算的含油饱和度更符合油藏的实际规律和岩石物理特征,更接近地层的真实含油情况。图9参20     

碳酸盐岩地层中双孔隙结构对电阻率及胶结指数的影响

论述了双孔隙结构地层的导电机理,分析了次生孔隙度对电阻率值的影响.采用Maxwell-Garnet电导率模型评价双孔隙结构对电阻率的影响,从而求解出次生孔隙度,并推导出了可变胶结指数,它可以提高在碳酸盐岩双孔隙结构地层中应用阿尔奇公式计算饱和度时的精度.     

双孔隙介质砂岩储层测井响应特征及其油气意义

双孔隙介质砂岩储层孔隙结构复杂,其地层因素和孔隙度关系、电阻增大率和含水饱和度实验关系不符合典型的阿尔奇公式特征.测井响应特征中气、油、水层差异小.双孔隙介质储层具有发育的微孔隙网络和较大孔隙网络,微孔隙网络和大孔隙网络中具有2种性质的"双种水"特征,即束缚水、自由水和渗入水的混合液.相关分析认为,控制双孔隙介质储层特征的主要因素为沉积微相、成岩作用、地层水系统和流体动力特征,双孔隙介质砂岩储层具有良好的含油气性.     

核磁共振测井在古龙页岩油评价中的应用

古龙页岩油储层黏土含量高,孔隙结构较为复杂,微米-纳米孔喉及微裂缝发育,利用常规方法评价储层孔隙结构及物性、含油性具有较大难度。针对以上难题,在岩石物理实验基础上,提出了核磁共振变T₂谱截止值有效孔隙度计算方法和考虑小孔隙含油的二维核磁共振含油饱和度计算模型,并通过核磁共振区间孔隙度分析,厘清了古龙页岩储层孔隙结构。利用该方法计算的有效孔隙度平均相对误差为7.3%,含油饱和度平均绝对误差为4.0%,这不仅提高了计算储量关键参数的解释精度,还为后续开发提供了技术保障。该技术流程和方法对于类似页岩油的有效孔隙度和含油饱和度的评价同样具有指导意义,有助于推动页岩油等非常规油气资源的开发利用。     

应用孔隙范围模型来分析Waxman—Smits泥质砂岩电导率

Waxman-Smits电导率模型和双水模型描述了泥质砂岩中通过孔隙中的地层水和粘土矿物的阳离子交换这两种途径导电的泥质砂岩导电特性，而阿尔奇公式描述了纯砂岩层的导电特性。这些经典模型在解释同类储集层的电测井响应方面很成功，然而，它们却不能明确分析岩石构造、孔隙中流体分布、润湿性或粘土矿物分布对岩石导电特性的影响。本文通过计算粘土矿物的附加电导率来定量研究岩石物性、结构、流体等因素对泥质砂岩电导率的影响，进而研究饱含盐水和油气的泥质砂岩的孔隙几何形态。 通过建立孔隙范围模型来描述同类泥质砂岩的压实、胶结以及粘土矿物的扩散分布等结构因素。与孔隙中粘土矿物的分布相关的阳离子交换对岩石形成一个有效的电导率，这个电导率随地层水矿化度变化而变化。两相不混合流体在孔隙中的几何分布遵循毛细管压力和排水循环的规律。孔隙中地层水和粘土矿物阳离子交换形成导电空间，在这个导电空间中离子自由扩散被强化，W—S地层因素和电阻率指数通过自由扩散后期的扩散渐近线来计算。 本文中将引入孔隙几何形态的方法来研究同类泥质砂岩中粘土矿物的数量、空间分布和它们的阳离子交换，流体饱和度和地层水矿化度等对岩石电导率的影响，从而更准确计算泥质砂岩电导率。如果孔隙中含水饱和度、矿化度和粘土矿物分布有所改变，那么附加电导率将有一个明显的改变。