理學(xué)2儲集層參數(shù)PPT課件

1、一、測井曲線質(zhì)量檢查 在利用測井曲線作定量計算時，應(yīng)首先看測井曲線的質(zhì)量，以保證參數(shù)計算精度，測井曲線幅值是否正確，可以通過如下方法檢查：第二節(jié) 確定儲層參數(shù)第1頁/共57頁二、確定泥質(zhì)含量 第2頁/共57頁三、確定孔隙度 粒間孔隙度就是通常所說有效孔隙度，通常利用孔隙度測井方法(DEN，AC，CNL)確定，包括一種孔隙度測井方法，二種孔隙度測井交會方法等方法。1、一種孔隙度測井方法第3頁/共57頁注：Halite 巖鹽 anhydrite 硬石膏, 無水石膏第4頁/共57頁Bcp=1.68-0.0002*Depth第5頁/共57頁第6頁/共57頁第7頁/共57頁注：Barite 重晶石第8頁

2、/共57頁第9頁/共57頁第10頁/共57頁第11頁/共57頁第12頁/共57頁*例如:求巖石的孔隙度和礦物含量計算過程 minmaxminminmaxminSPSPSPSPVGRGRGRGRVspGR),min(SPGRshVVV1)根據(jù)GR，SP求Vsh（1）需非線性校正（2）當(dāng)Vsh 50%時，按泥巖處理 =0，Sw =1.0, Vsh =100, V1 =0, V2 =0.K=0當(dāng)Vsh 50%時，按下述方法處理。2）進(jìn)行泥質(zhì)校正 )1()()1()(shbshshbbCshNshshNNCVVVV第13頁/共57頁3）求純巖石的孔隙度和礦物含量 1212211221mamafmama

3、mamabCNfmaNmaNmaNCVVVVV用矩陣表示為：CX=L其中：1112121fmamaNfNmaNma21mamaVVX1bCNCL則孔隙度和兩種礦物的含量可以用解常數(shù)陣的逆的方法得出：X=C-1L第14頁/共57頁測井孔隙度與巖心分析孔隙度比較 第15頁/共57頁第16頁/共57頁注：巖心分析深度與測井曲線深度歸一 第17頁/共57頁注：注： 巖心歸位巖心歸位9009209409609801000DEPTHYang391301020304050POR760780800820840DEPTHYangq2001020304050POR6 8 07 2 07 6 08 0 08 4 0

4、D E P T HY a n g q 301 02 03 04 05 0P O R 某油田收集到：揚3912、揚31109等2020余口井的取芯資料，并收集到與取心井相對應(yīng)的測井曲線資料，測井曲線主要有深、淺側(cè)向電阻率，感應(yīng)測井、深七測向、4 4米、0.50.5米、微電極、流體、井徑、自然電位、聲波。 基于巖心深度歸位的基本原理，對泌陽凹陷北部斜坡的楊樓油田20 0余口井進(jìn)行了巖心深度歸位，歸位的實例見圖。第18頁/共57頁第19頁/共57頁四、確定含水飽和度1、純地層（阿爾奇公式 (Archies Formula)） 第20頁/共57頁2 泥質(zhì)砂巖地層第21頁/共57頁第22頁/共57頁（3

5、）Qv型導(dǎo)電模型型導(dǎo)電模型( WSCM) Hill 和Millbun(1956) 對粘土的礦物的陽離子交換作用進(jìn)行了實驗研究，并用陽離子交換濃度代替泥質(zhì)含量或粘土含量研究了泥質(zhì)砂巖的電導(dǎo)率和電化學(xué)電位。Waxman 和Smits(1968，1974)等在Hill 和Millbun研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了泥質(zhì)或粘土對泥質(zhì)砂巖的電導(dǎo)率和電化學(xué)電位的影響，提出Qv 模型(或稱WSCM) ： 12RSF RB QSFtwwvw式中Sw為與相互連通總孔隙有關(guān)的含水飽和度；F為相互連通總孔隙有關(guān)的地層因素；B是粘土陽離子交換的等價電導(dǎo)，是地層水電導(dǎo)率Cw的函數(shù)，即B=3.83(1 - 0.83 e -Cw

6、/2)，此處B的經(jīng)驗關(guān)系式是在25oC對Na+得出的； Qv (Concentration of Clay Excangeable Cation，通常用Qv表示)為巖石的陽離子交換濃度(容量)，Qv是CEC(Cation-Exchange Capacity-縮寫為CEC，陽離子交換能力)的函數(shù)：QC E Cvtgt()1式中t是泥質(zhì)砂巖的總孔隙度，小數(shù)；g是巖石的平均顆粒密度。 第23頁/共57頁歸一化歸一化Qv型導(dǎo)電模型型導(dǎo)電模型 由于泥質(zhì)砂巖的陽離子交換濃度Qv這個參數(shù)是巖心樣品實驗室測量的，不能從實際測井資料得到，限制了WSCM的使用，Juhasz(1979) 提出歸一化Qv的模型，即歸

7、一化Qv的參數(shù)Qvn：QQ vQVv nv shshtsht式中t為泥質(zhì)砂巖的總孔隙度； tsh為泥巖的總孔隙度。用類似于AE求Sw：SRRRweS RRQ RSQRwwettmnwtwshwvnwwtvnwsh1/()，式中Rwsh= tm Rsh； Swt為總含水飽和度。第24頁/共57頁注：粘土或泥質(zhì)的電導(dǎo)率來源于它們的CEC 吸附水：通常粘土顆粒表面均帶負(fù)電荷，而巖石中的水分子是一種電荷不完全平衡的極性分子，對外可顯正、負(fù)兩個極性，使粘土顆粒表面的負(fù)電荷可直接吸附極性分子中的陽離子(如Na+)，這些被吸附的極性水分子稱吸附水。結(jié)合水：被吸附的陽離子又可與極性水分子結(jié)合，成為水合離子(這

8、些與陽離子結(jié)合的極性水分子又稱為結(jié)合水)。粘土水化作用：這樣，粘土顆粒表面的負(fù)電荷可吸附極性分子中陽離子，又可通過這些陽離子與極性水分子結(jié)合，即在粘土顆粒表面形成一層薄水膜， 以上所述在粘土顆粒表面形成水膜過程稱為粘土水化作用。陽離子交換：一般情況下粘土顆粒表面的負(fù)電荷吸附的陽離子是不能移動的，但這種吸附并不很緊密，在電場的作用下，吸附的陽離子可以與巖石中溶液的其它水合離子交換位置，引起導(dǎo)電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為粘土礦物的陽離子交換(在泥質(zhì)砂巖中，最常見的可交換陽離子是Na+，K+，Mg+，Ca+等離子）。粘土礦物的附加導(dǎo)電性：由粘土礦物的陽離子交換產(chǎn)生的導(dǎo)電性稱為粘土礦物的附加導(dǎo)電性。 *因此，

9、粘土或泥質(zhì)的電導(dǎo)率來源于它們的CEC*第25頁/共57頁陽離子交換泥質(zhì)第26頁/共57頁（4)雙水模型 A、雙水模型的有關(guān)參數(shù)及其相關(guān)關(guān)、雙水模型的有關(guān)參數(shù)及其相關(guān)關(guān)系系雙水模型認(rèn)為泥質(zhì)砂巖中含有兩種水：粘土表面附近的粘土水；離粘土表面較遠(yuǎn)的自由水(遠(yuǎn)水)，其模型中的有關(guān)參數(shù)描述如下： Swt=Swf+Sb 第27頁/共57頁（5）各向異性導(dǎo)電模型）各向異性導(dǎo)電模型 Bonnie(1993), Frisch et al(1993), Bittar and Rodney(1994), Jiangquing et al (1994) 已研究了電各向異性對電測井和地層評價的影響，但是，他們的研究都沒

10、有涉及到電各向異性對含水飽和度的影響。將電各向異性的原理用于求地層含水飽和度。 巖礦層的電各向異性 第28頁/共57頁 在大多數(shù)沉積巖中，具有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，其原因是成巖過程中的巡回作用，導(dǎo)致二種礦物成分交替成層，即形成交互層，如圖。根據(jù)電阻串聯(lián)原理： umTrrrShRShRSLRumT21uummumumTHRHRLhRLhRSLShRShRR21211,21umumHHLhHLhH根據(jù)電阻并聯(lián)原理： umLrrr111uummLSLRSLRSLR111uummuummuummLRHRHRSSRSSSLSLRSLRR/111第29頁/共57頁1,umuummHHSSHSSH各向異性系數(shù)：

11、LTRR將以上所述的m、u分別表示為宏觀孔隙m和微觀孔隙u，宏觀孔隙和微觀孔隙分別滿足阿爾奇公式，即： mmmmwmnwmRaRSumuuwunwuRaRS代入RT,RL公式式便有： nwuumuuwuunwmmmmmwmmTSRaRHSRaRHR1nwuumuuwuunwmmmmmwmmLSRaRHSRaRHR1uummLRHRHR第30頁/共57頁（6）其他導(dǎo)電模型 Crane (1990)等提出擴(kuò)展阿爾奇公式 (EAE)，將地層導(dǎo)電率方程擴(kuò)展為：Ct= Ci，Ct為地層導(dǎo)電率；Ci為地層中第i種導(dǎo)電成分的導(dǎo)電率。他認(rèn)為通常的導(dǎo)電成分有宏觀孔隙，粗糙孔隙表面(指粘土覆蓋的粒間孔隙的表面)，

12、巖石骨架中的微孔隙及骨架導(dǎo)電礦物等。該模型得出的含水飽和度關(guān)系式為： A 擴(kuò)展阿爾奇公式1113RSRRrtwimiimiwi 式中Sw1、Sw2和Sw3分別為宏觀孔隙、粗糙孔隙表面、微孔隙中的含水飽和度； 1、 2和3分別為宏觀孔隙度、粗糙孔隙表面孔隙度和微孔隙度；m1、m2和m3分別為宏觀孔隙、粗糙孔隙表面和微孔隙的經(jīng)驗系數(shù)。Crane認(rèn)為該模型能夠解釋W(xué)-S，Archie等人提出的模型。 第31頁/共57頁B 巖石骨架導(dǎo)電模型巖石骨架導(dǎo)電模型(CRMM) Givens (1987) 認(rèn)為：許多實際的巖層的導(dǎo)電性可以由兩個平行的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)組成，一是含有自由流體的孔隙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；其余是巖石骨架導(dǎo)

13、電網(wǎng)絡(luò)，巖石骨架由于含有導(dǎo)電礦物和(或)束縛水而導(dǎo)電；自由流體的孔隙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)服從阿爾奇地層因素和電阻率指數(shù)公式。因此根據(jù)電阻并聯(lián)原理有：111rrrp xr式中r、rpx和rr 分別為巖石、自由流體的孔隙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和巖石骨架導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的電阻。由此式以及阿爾奇地層因素和電阻率指數(shù)公式得到含水飽和度公式： SRRbwwtmn111/參數(shù)b是一個常數(shù)，通過給定巖心資料分析計算得到。 考慮測井解釋的方便，Givens推導(dǎo)出如下含水飽和度公式： SRRRwwmtrn111 /式中Rt、Rr和Rw分別為巖石電阻率、巖石骨架導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的電阻率和地層水電阻率。第32頁/共57頁五、確定束縛水飽和度巖石中的水包括：

14、1）可動水：可以自由流動的水 有條件下流動的水 2）束縛水：吸附在巖石顆粒表面的水 滯留在微小毛細(xì)管中的水求束縛水飽和度的經(jīng)驗公式有：第33頁/共57頁注：束縛水飽和度注：束縛水飽和度 束縛水飽和度Swi是描述地層特性的一個非常重要的參數(shù)。它對于確定儲層含水飽和度Sw、含水率、油水相對滲透率Kro、Krw等方面有重要意義。影響束縛水飽和度的因素很多，其主要影響因素有： (1) 泥質(zhì)含量 泥質(zhì)砂巖中的束縛水包括微孔隙中不能流動的水和吸附在巖石顆粒表面上的水，即在泥質(zhì)中存在大量束縛水，所以儲層中隨泥質(zhì)增大束縛水飽和度增大。 (2) 細(xì)粉砂含量 細(xì)粉砂含量是指泥質(zhì)砂巖骨架中顆粒粒徑在50-10m的成

15、分占骨架重量的百分比。隨細(xì)粉砂含量的增大，巖石顆粒表面的總面積（比面）增大，使束縛水飽和度增大。 第34頁/共57頁(3) 粒度中值 粒度中值是反映巖石顆粒粒徑大小的一個量，粒度中值越小，巖石顆粒粒徑就越小。同時，巖石顆粒粒徑小，也就反映泥質(zhì)砂巖中泥質(zhì)含量和細(xì)粉砂含量的增大，所以，隨泥質(zhì)砂巖粒度中值減小，束縛水飽和度增大。 (4)孔隙度 孔隙度的大小在較大程度上受地層壓實、分選性(粒度)、泥質(zhì)含量影響?？紫抖仍叫。诌x性越差，粒度中值越小，泥質(zhì)含量越大，所以，隨泥質(zhì)砂巖孔隙度減小，束縛水飽和度增大。 (5) 滲透率 滲透率對束縛水飽和度是一個綜合影響因素，因滲透率與孔隙度、粒度中值、泥質(zhì)含量等

16、有關(guān)。第35頁/共57頁 綜上所述，影響束縛水飽和度的因素有泥質(zhì)含量、孔隙度、粒度中值、粉砂含量、滲透率等。因為束縛水飽和度影響因素多且復(fù)雜，很難從理論上直接推導(dǎo)確定束縛水飽和度的測井解釋方程，一般利用巖心分析束縛水飽和度、巖心分析孔隙度、巖心分析滲透率、測井計算泥質(zhì)含量、測井計算粒度中值等資料統(tǒng)計得到的他們之間的關(guān)系式。第36頁/共57頁六、滲透率1、絕對滲透率、絕對滲透率 絕對滲透率是巖石中只有一種流體(油或氣或水)時測量的滲透率，常用K表示。絕對滲透率只與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與流體性質(zhì)無關(guān)。目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用孔隙度和束縛水飽和度Swi統(tǒng)計它們與滲透率的關(guān)系，所建立的經(jīng)驗方程一般有如下形式

17、：第37頁/共57頁2、油、水相對滲透率、油、水相對滲透率1） 有效滲透率、相對滲透率 有效滲透率：當(dāng)兩種或兩種以上的流體通過巖石時，對其中某一種流體測得的滲透率，稱為巖石對該流體的有效滲透率或相滲透率。 相對滲透率：流體的有效滲透率與它在巖石中的相對含量有關(guān)，當(dāng)流體的相對含量變化，有效滲透率變化，為此引入相對滲透率的概念。相對滲透率是巖石有效滲透率與絕對滲透率之比： 式中：Kro、Krg、Krw分別為油、氣、水的相對滲透率Ko、Kg、Kw分別為油、氣、水的相滲透率(有效滲透率),K為絕對滲透率。 將圖分為A、B、C三個區(qū)域來分析：A區(qū)：SwKrw，在交叉點右側(cè)KroKrw，該區(qū)是油水同時流動

18、區(qū)。 C區(qū)：Kro很小，接近0，Krw很大，接近1，該區(qū)是完全產(chǎn)水區(qū)。第38頁/共57頁注：1）含水率： 在油水共產(chǎn)體系中，由達(dá)西定律可導(dǎo)出含水率： orowrwoorotwKKagLPKVKF1sin1 式中：Fw為產(chǎn)液的含水率；g為重力加速度；水、油密度差；Vt為總流速；為地層傾角。 在儲層水平時，即水驅(qū)油在水平方向上進(jìn)行，毛管壓力及重力加速度的影響可以忽略不計，此時，以上方程可以簡化為：MKKForwwrow11111orowrwKKM由上式可知，含水率與M有關(guān)，而在油水粘度比大致一定時，M與油、水相對滲透率有關(guān)。當(dāng)Kro很小，接近0，Krw較大，接近1時，F(xiàn)w=1，即儲層完全產(chǎn)水；當(dāng)Kro很大，接近1，Krw較小1時，F(xiàn)