基于岩石物理的致密砂岩油藏叠前优势储层预测——以渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段为例

针对致密砂岩油层与围岩波阻抗叠置严重、油层与围岩区分难度大等问题,应用岩石物理建模与分析、地震正演模拟、叠前弹性参数反演、贝叶斯岩相判别等技术对渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段致密砂岩油藏优势储层进行预测。在测井资料预处理基础上,依据Biot-Gassmann理论,对Xu-White模型所需岩石物理参数进行计算,并正演估算弹性参数。采用Biot-Gassmann方程与Brie经验公式进行流体替换,建立岩石物理解释量版,进而优选出致密砂岩储层敏感弹性参数;同时根据不同地质模型与AVO正演模拟,确定储层预测极限厚度、有效目标和反演方法。最后利用贝叶斯判别方法计算叠前弹性参数反演成果的岩相类型概率分布,对有利孔隙砂岩分布进行预测。结果表明:油藏状态下纵横波速度比和纵波阻抗为最敏感的岩石弹性参数,对砂岩、泥岩具有区分能力;储层预测的有效目标是地震可识别层段内具有厚度比例优势的有利孔隙砂岩,叠前弹性参数反演和岩性与流体概率分析是解决研究区优势储层预测的有效方法;应用该方法预测的有利孔隙砂岩分布与实钻井吻合度高,储层分布规律与研究区地质规律一致,提高了油层识别能力及预测精度。     

基于弛豫-扩散的二维核磁共振流体识别方法

基于MRIL-Prime核磁共振测井仪器现有采集模式,将不同采集模式测井信息进行组合后获得二维核磁共振信号,利用多回波串联合反演技术获得孔隙流体弛豫-扩散的二维核磁共振信息分布,用以识别复杂储集层流体性质。相对一维核磁共振测井,该流体性质识别方法增加了扩散域流体信息,可以在二维空间内将油、气、水信号分离,提高核磁共振测井流体性质识别能力。利用MRIL-Prime仪器对南堡凹陷A井油层和B井水层进行多回波间隔的二维核磁共振测井试验,解释结果与试油结果相吻合,说明二维核磁共振测井在轻质油识别和大孔隙储集层流体识别方面相对一维核磁共振测井技术有明显优势。     

二维核磁共振测井在致密碳酸盐岩储层中的应用

鄂尔多斯盆地致密碳酸盐岩储层存在岩石组分复杂、孔隙非均质性强,储集空间类型多样的特点,基于常规测井资料计算的储层参数可靠性差,难以准确识别储层流体性质。为提高致密碳酸盐岩储层流体性质识别,研究黏土束缚水孔隙、微细-中孔、粗孔-孔洞3种孔隙组分的核磁共振横向弛豫时间特征,利用核磁共振测井T_2分布计算3种孔隙组分的孔隙度,建立T_1、T_2几何平均值比值与粗孔-孔洞孔隙度流体性质识别图版,微细-中孔孔隙度与粗孔-孔洞孔隙度储层有效性评价图版。对致密碳酸盐岩储层流体性质判识结果表明,二维核磁共振测井对致密碳酸盐岩微细-中孔型及粗孔-孔洞型储层流体识别效果较好,针对孔隙不连通储层及裂缝性储层应用存在局限性。     

利用核磁共振与常规测井联合反演确定致密储层多矿物组分

常规孔隙度和电阻率测井资料是地层岩性、物性和流体性质的综合反映。常规测井资料反演处理时常采用很多假设或经验模型来计算孔隙度、含油气饱和度等关键参数,这在由复杂矿物组成的致密砂岩储层中往往会产生较大误差,使参数计算的精度和流体识别的符合率降低。核磁共振测井目前仅仅用于储层物性和孔隙结构分析,虽然可以解决致密储层孔渗评价的一些问题,但仍有大量储层地质信息有待挖掘。通过分析常规测井理论响应模型,结合鄂尔多斯盆地延长组7段致密砂岩储层的微图像拼接扫描（MAPS）成像及元素能谱分析,明确了储层主要矿物类型及不同矿物的孔隙发育程度,提出了一种利用核磁共振测井孔隙度数据与常规测井数据进行联合反演的新方法,采用最优化处理算法定量识别和评价致密砂岩储层中的黏土和主要造岩矿物的类型和含量。联合反演方法计算的矿物含量在精度上与元素扫描测井接近,矿物组合在应用于岩石类型判识方面与岩心分析的结果相当,可用于储层的岩性岩相分析。     

T_2-D二维核磁共振测井评价在气水识别中的初步应用

核磁共振T2谱形态受孔隙流体体积弛豫和扩散弛豫影响,主要依赖于挖掘不同孔隙流体表面弛豫差异信息的差谱法和移谱法判别流体性质,但其方法存在局限。T2-D二维核磁共振利用气水扩散系数存在数量级差异判别孔隙流体性质的方法提高了孔隙流体识别能力。根据MRIL-P型核磁共振测井仪器的采集参数,建立T2-D分布正演模型,发展了一套基于奇异值分解的多组回波串联合反演计算方法。通过对正演模型加入不同程度的随机噪声进行对比研究发现,高信噪比的回波串反演结果能较好地区分储层流体性质。随着信噪比降低,反演得到的T2-D分布指示储层流体性质的灵敏度降低。在信噪比低于3时,反演的T2-D分布很难判别储层流体性质。基于该研究成果,对PL地区PL7井、PL9井须家河组碎屑岩储层MRIL-P型T2-D二维核磁共振测井资料进行了处理分析,得到深度域T2-D分布,较好地指示了储层气水特征,解释结果得到了试油验证。     

相对渗透率分析用于核磁共振录井评价储集层油水产出能力

录井解释的目的是识别储集层的产液性质,并对其流体产出能力进行评价。岩石孔隙中多项流体共存时,相对渗透率是衡量其中某一流体通过能力的大小,是岩石、流体间相互作用的动态特征参数。由于相对渗透率分析成本比较高,并且需要岩心样品,不可能每块样品都进行这种分析。利用霍纳普经验公式,借助相对渗透率理论和评价方法,通过实验验证了核磁共振法饱和度与重量法饱和度有较好的相关性,建立了核磁共振录井计算方法,用于计算储集层中的油水相对渗透率,对储集层产液性质进行识别及对产出能力进行评价,同时以实验手段验证了应用这两项资料判断储集层中流体性质及产出能力的可行性。     

基于岩相的酸性火山岩储层流体识别方法

松辽盆地徐深气田火山岩岩相不仅类型多样,而且还控制着岩性的成因和孔隙结构类型,使得应用中子—密度测井曲线交会和电阻率的高低来识别储层流体性质的效果变差。为此,探讨了该区火山岩流体识别的问题:对不同岩相储层的岩性和孔隙结构特征进行分析后,将成因和测井响应特征相近的岩相归类为爆发相和溢流相;然后根据储层含天然气时在测井响应上的特征,在四性关系研究和岩相识别的前提下,先用三孔隙度、核磁共振及横纵波时差等曲线特征识别储层的含气性,把水层(包括高阻水层)和含气储层分开;进而分岩相建立了火山岩储层流体识别标准,据此识别出气水同层(包括高阻同层)和气层。运用该识别方法对徐深气田的21口新井39个层位进行流体识别和试气验证,结果表明:识别准确率达89.1%,提高了近12%。结论认为,分岩相建立流体识别标准的方法不仅适用于徐深气田酸性火山岩储层的流体性质识别,而且对于其他岩相复杂火山岩或沉积岩储层流体识别也具有借鉴意义。     

鄂西渝东地区碳酸盐岩储集层测井综合评价

鄂西渝东地区碳酸盐岩储集层孔隙空间结构复杂,非均质性强,常规测井曲线难以准确分辨储集层的有效性、识别储集层的流体性质。文中提出了一套用于碳酸盐岩岩性识别、储集层类型划分、参数定量计算、流体性质识别的成熟方法。实践表明,以常规测井为基础,综合成像、偶极声波等特殊测井方法的测井综合评价技术在鄂西渝东碳酸盐岩储集层评价中发挥了重要作用。     

基于测井推演的岩石力学参数识别致密砂岩气层

苏里格气田致密微裂缝性碎屑岩储层具有孔隙度低、渗透性差、孔隙结构复杂等特点,利用常规测井资料难以对储层含气性进行有效评价。通过对声波在岩石中传播特性和流体声学特征分析发现,地层在高含气饱和度情况下,其纵波、横波速度和压缩系数及泊松比等参数的变化明显不同于差气层、水层、干层。利用偶极声波测井资料中的纵横波时差曲线和常规的DEN、GR曲线能快速准确地计算地层的各种岩石力学参数,尤其是泊松比、体积压缩系数与流体体积压缩系数等,并采用交会图法或曲线重叠法可以直观有效地识别气层。该方法可明显提高致密砂岩气层的识别符合率,实用性强,对新区块新层系的试采和压裂改造选层有着重要的指导意义。     

中古8井区孔洞型碳酸盐岩储集层流体地震预测

针对塔里木盆地碳酸盐岩储集层孔隙类型复杂多变、非均质性极强的特点和现场难以预测储集层内部流体性质的现状,引入充分考虑了孔隙形状变化并通过微分方式避免速度频散的DEM-Gassmann岩石物理模型,对中古8井区井上碳酸盐岩储集层段进行流体置换,证明地层条件下该井区储集层内水的弹性属性与油气差别较大。通过弹性参数交会对比筛选了对流体性质识别最好的纵横波速度比与纵波阻抗和泊松比与纵波阻抗组合,根据AVO反演结果进行中古8井区鹰山组碳酸盐岩层段的流体预测,预测结果符合地质认识,与24口井资料吻合度为81.08%.理论分析和实例讨论为塔里木盆地碳酸盐岩储集层流体预测提供了切实可行的方案和相关标准。     

基于岩石电阻率参数研究致密砂岩孔隙结构

低孔低渗致密砂岩储层孔隙结构特征是影响其油气储集能力和采收率的重要因素，故对其孔隙结构特征进行研究具有重要的意义。文章主要探讨了利用电阻率参数开展该类储层孔隙结构特征研究的方法。基于铸体薄片和压汞实验数据反映出的此类储层孔隙结构的特征，选取毛细管束模型推导并建立了致密砂岩储层孔隙结构特征参数计算模型，并结合岩电实验数据对模型进行了验证。结果表明：从电阻率参数计算得到的岩石孔隙结构参数能较好地反映岩石的孔隙结构特征，利用电阻率计算得到的岩石孔隙结构参数是随含水饱和度变化而变化的量，其变化量及变化的速率能够反映出储集层开采过程中油气藏内部流体的分布变化；利用井下不同时刻实测电阻率参数计算得到的岩石的孔喉半径，仅代表测井时刻地层内导电流体所占据的孔隙空间的半径，而计算得到的岩石迂曲度也只反映了当前状态下导电流体的分布状况。     

阵列声波测井资料在吐哈油田致密砂岩气层识别中的应用

吐哈盆地致密砂岩储层具有孔隙度低、渗透性差、孔隙结构复杂等特点,利用常规测井资料难以对储层含气性进行有效评价。以研究区致密砂岩声学特征实验为基础,分析岩样在饱含气状态、饱和水状态下纵波速度和横波速度等参数的变化规律,实验为利用阵列声波测井资料所提取纵、横波时差和常规测井资料计算地层的泊松比、体积压缩系数等参数进行气层识别提供了理论基础。通过储层岩心声学物理试验研究证明,地层在高含气饱和度情况下体积压缩系数和泊松比对含气饱和度变化较敏感;根据阵列声波测井资料计算得到的泊松比曲线和体积压缩系数曲线交会可以直观识别气层。给出的解释实例证实了在吐哈盆地致密砂岩储层利用泊松比与体积压缩系数交会法识别气层的实用性。     

基于贝叶斯理论的孔隙流体模量叠前AVA反演

孔隙流体模量是一种极其敏感的流体指示因子,对该参数进行地震尺度的估算在含油气储层识别中具有重要的意义。首先在孔隙弹性介质理论的指导下,推导了包含孔隙流体模量的Zoeppritz方程的线性近似方程;然后在贝叶斯理论框架下,假设先验分布服从四元柯西分布、似然函数服从高斯分布,建立了包含正则化约束的叠前AVA反演方法。模型试算结果表明,利用该方法估算孔隙流体模量,能够提高流体识别的精度;实际资料的试应用取得了较好效果,证明了该方法的有效性和实用性。     

致密油储集层岩性岩相测井识别方法——以鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组7段为例

基于岩心的观察结果,综合利用构造分析、沉积微相分析和岩性分析等多种分析化验和测井资料,对鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组7段致密油储集层岩性岩相特征进行精细描述和归纳总结,建立岩性岩相类型的测井识别标准。研究区长7段致密油储集层可划分为砂质碎屑流细砂岩相、浊积粉细砂岩相、滑塌细砂岩相、半深湖—深湖泥岩相和油页岩相5种岩性岩相类型。利用电测井和成像测井等多种手段和方法对长7段致密油储集层的岩性岩相进行测井定性和定量表征,通过分析成像测井和常规测井资料,归纳总结不同岩性岩相的测井响应特征,结合砂体结构表征参数对其进行定量表征,建立各岩性岩相的测井识别标准。对各井实际测井资料进行处理,实现了单井纵向和平面岩性岩相的识别与划分,岩性岩相识别结果与试油结论和物性分析匹配良好。深入分析岩性岩相是进行致密油储集层综合评价和"甜点"预测的重要方法。     

基于气测录井资料的灰色关联法识别储集层流体性质

塔木察格盆地南贝尔凹陷构造条件复杂,孔隙类型多样,非均质性强,目标区内南屯组储集层流体性质识别难度较大,传统测井、录井图板解释结果均不理想。对储集层流体性质的准确判别,已成为南贝尔凹陷勘探、开发亟待解决的重点问题。为了探讨储集层流体性质识别的有效方法,将加权灰色关联分析应用到流体性质解释工作中。在试油证实的南贝尔凹陷南屯组储集层中,分别选出不同流体性质所对应的7项气测参数,统计高频气测参数值的平均值构建标准序列,使用待识别的储集层对应的气测参数构建比较序列,作加权灰色关联分析,得到待识别储集层与标准流体类型的关联度,根据最大隶属度原则实现待识别储集层流体性质的正确归属。其中,各气测参数权重的求取是建立在对应分析和熵函数两者严格的数学基础之上,克服了其他方法存在的不足。对南贝尔凹陷的28个待识别储集层含油气类型的实例判别分析表明,基于气测录井的加权灰色关联识别储集层流体性质模式的方法计算过程简单,正判率约为82.14%,为该地区流体识别提供了可供参考的依据。     

用导电效率识别塔河油田碳酸盐岩储集层类型

碳酸盐岩储集层空间类型对导电特性、孔隙流体的分布、产能、储量有较大影响,因此识别碳酸盐岩储集层的储集空间类型是评价碳酸盐岩储集层的首要任务。塔河油田奥陶系碳酸盐岩储集层裂缝普遍较发育,同时存在大量溶蚀孔隙。研究发现,用常规测井资料计算的导电效率能较好地识别储集层类型。结合塔河油田的实际情况,提出了用导电效率识别碳酸盐岩储集层类型的方法和标准。应用实例表明,该方法适合于塔河油田。     

用核磁共振测井资料评价砂砾岩体低孔低渗油气藏

砂砾岩体低孔低渗储集层由于孔隙中流体的测井响应信号弱,常规测井难以识别与评价。核磁共振测井能提供与岩石骨架无关的孔隙度等测井信息,能有效地识别和评价储集层。而且,其多种烃类检测模式及其评价方法能定性评价流体性质和定量计算其流体体积。胜利济阳坳陷东营凹陷陡坡带低孔低渗砂砾岩体测井评价表明,核磁共振测井在储层识别、岩石参数计算、流体性质识别中发挥了很大作用。     

多尺度约束的叠前叠后联合反演方法和应用

常规叠后地震反演方法不能正确预测储层岩性和流体性质;而经典的叠前AVO反演技术在一定程度上利用了地震资料的叠前信息,能较好的区分含流体砂岩与泥岩的分布,但并不能有效区分油气水的分布。研究分析了叠后、叠前AVO反演的优缺点,讨论了多尺度约束的叠前叠后联合反演方法,可同时得到纵波阻抗、横波阻抗和密度数据体,进而计算泊松比等岩石弹性参数,通过井上测井响应特征的标定,利用AVO角度交汇技术进行纵波阻抗和泊松比交汇分析后,可准确、快速得到油气水的空间分布。实际资料应用表明,该方法具有很强的抗噪能力和较高的分辨率,能更准确地表征岩石孔隙中流体的性质,为识别储层流体性质提供了新的预测方法,也是地震反演技术新的发展方向。     

2011年国际石油十大科技进展

①储集层物性纳米级实验分析技术投入应用。一项数字岩石物理技术——基于高分辨率纳米CT扫描系统与FIB扫描电镜的一种纳米级实验方法,具有超高分辨率和三维可视化展示等特点,其可对致密储集层微观孔喉结构进行无损伤立体重构、确定孔隙分布特征与储集层参数,揭示流体渗流机理与油气成藏过程。它通过多尺度岩心扫描确定孔隙度、渗透率、孔喉连通指数与储集层力学性质的相关参数,并利用晶格玻尔兹曼原理模拟油气渗流机理,建立基于真实三维孔隙模型的非常规油气成藏动态模型。②致密油开发关键技术突破实现工     

利用地层体积压缩系数评价气层的方法研究

对气层的评价特别是套管井的气层评价,常采用常规测井分析程序,即利用电阻率和孔隙度测井按骨架、孔隙流体以及泥质等电阻率并联模型,按照各种计算含水饱和度公式计算得出地层的含水饱和度,确定地层的流体性质,对地层作出评价。常规测井程序无法利用现有的资料得出准确的结果。采用压缩系数模型对矿物成分和具有不同压缩性的孔隙流体以及声波等测井资料进行研究,编制了针对气层测井分析程序(CFI)。应用CFI程序结果表明,在现有常规资料条件下,该程序可以准确识别储层中的气体。