儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件

1、測(cè)井資料處理與解釋Logging Data Processing and Interpretation長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院石油資源系測(cè)井資料處理與解釋Logging Data Processi1 緒論2 測(cè)井資料數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3 測(cè)井資料預(yù)處理4 用測(cè)井資料識(shí)別油氣水層5 儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算6 測(cè)井資料計(jì)算機(jī)處理解釋方法7 水淹層測(cè)井評(píng)價(jià)8 復(fù)習(xí)課目錄1 緒論2 測(cè)井資料數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3 測(cè)井資料5 儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算 5.1 測(cè)井解釋模型 5.2 孔隙度的計(jì)算 5.3 含水飽和度的計(jì)算 5.4 滲透率的計(jì)算 5.5 泥質(zhì)含量的確定 5.6 測(cè)井解釋參數(shù)的確定本章框架5 儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算 5.1 測(cè)井

2、解釋模型 5.1 測(cè)井解釋模型一. 模型的基本含義 所謂模型:就是客觀事物被認(rèn)識(shí)后，經(jīng)過抽象，再組合為易于理解的形象，即形象化的抽象。模型的建立過程是： 實(shí)際 抽象 形象經(jīng) 過變 成簡(jiǎn) 化5 儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算 5.1 測(cè)井解釋模型一. 模型的基本含義經(jīng) 過變 成簡(jiǎn) 二. 測(cè)井解釋模型 指測(cè)井信息與地質(zhì)信息間的宏觀關(guān)系。是經(jīng)過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)一步認(rèn)識(shí)后的形象化描述。 即： 測(cè)井信息 地質(zhì)信息 測(cè)井信息 = F(地質(zhì)信息) + 誤差 用數(shù)學(xué)式表達(dá)：y=F(x)+理論分析實(shí)驗(yàn)研究資料統(tǒng)計(jì)（測(cè)井解釋模型） 二. 測(cè)井解釋模型理論分析（測(cè)井解釋模型）地質(zhì)模型：礦物成分、流

3、體類型等儀器模型：測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)集、測(cè)井值與記錄值轉(zhuǎn)換關(guān)系、測(cè)量誤差、環(huán)境校正等數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)關(guān)系式評(píng)價(jià)地層巖石模型： 巖石礦物、流體、結(jié)構(gòu)參數(shù)地質(zhì)模型：礦物成分、儀器模型：數(shù)學(xué)模型：評(píng)價(jià)地層巖石模型：一. 孔隙度的影響因素 1.深度及壓實(shí)作用：越深、壓實(shí)程度越大，越小 2.顆粒形狀：越規(guī)則， 越大 3.分選：分選好， 一般大 4.顆粒大?。涸郊?xì)， 越小。主要是因?yàn)榭紫犊臻g易被更小的顆粒充填 5.2 孔隙度的計(jì)算一. 孔隙度的影響因素 5.2 孔隙度的計(jì)算 5.排列方式： 立方體排列， =47.6%，最大，排列最寬敞，最不“穩(wěn) 定”； 菱面體排列，=25.96%，最小，排列最緊密，最“穩(wěn)定” 5.排

4、列方式： 6.膠結(jié)作用： 總的來說，膠結(jié)作用愈強(qiáng),越小。另一方面，鈣質(zhì)膠結(jié)比泥質(zhì)膠結(jié)更致密，即更小；硅質(zhì)膠結(jié)最致密，對(duì)孔隙度影響最大。即泥質(zhì)好于鈣質(zhì)好于硅質(zhì)。 7.白云化作用: 白云化作用越強(qiáng)， 越大。主要是因?yàn)楫a(chǎn)生白云化作用后，骨架體積變??；灰?guī)r被白云巖置換后體積縮小1213% 6.膠結(jié)作用：二.孔隙度測(cè)井響應(yīng)方程 巖石體積物理模型：根據(jù)巖石的組成，按其物理性質(zhì)的差異，把單位體積巖石分成相應(yīng)的幾個(gè)部分，各部分可以看作是性質(zhì)相同的小單元，然后研究每一部分對(duì)巖石宏觀物理性質(zhì)的貢獻(xiàn)之和。 如：純砂巖水層=砂巖+孔隙（只有水） 砂巖骨架 水V=1個(gè)單位二.孔隙度測(cè)井響應(yīng)方程砂巖水V=1個(gè)單位 考慮一

5、般情況：地層含泥質(zhì)、孔隙中含油氣，那么體積模型可畫為： 設(shè)我們研究的物理參數(shù)為X,用 分別表示該物理參數(shù)對(duì)油氣、水、骨架、泥質(zhì)的測(cè)井響應(yīng)值，由體積物理模型的思想，測(cè)井響應(yīng)值X應(yīng)為各部分貢獻(xiàn)之和。即有：含油氣泥質(zhì)砂巖體積模型V=11.通式水油 氣Vsh泥 質(zhì) 砂巖骨架Vma 考慮一般情況：地層含泥質(zhì)、孔隙中含油氣，那么體積模型（泥質(zhì)校正公式）不含油氣時(shí)（泥質(zhì)校正公式）不含油氣時(shí) 2.全含水純地層孔隙度方程 所謂純地層，即不含泥質(zhì)的地層，即 ，若不含油氣，則以上通式可寫成： 由于孔隙度系列測(cè)井探測(cè)深度淺，在探測(cè)范圍內(nèi)孔隙中流體為泥漿濾液 2.全含水純地層孔隙度方程由于孔隙度系列測(cè)井探測(cè) 1）密度測(cè)

6、井：將X寫成，則2）中子孔隙度：3）聲波測(cè)井：該公式稱為平均時(shí)間公式或Wyllie-Rose公式 1）密度測(cè)井：將X寫成，則 注意：平均時(shí)間公式適用于壓實(shí)和膠結(jié)良好的純砂巖地層。在這種砂巖中，礦物顆粒間接觸良好，孔隙直徑較小，故可以忽略礦物顆粒與孔隙流體交界面對(duì)聲波傳播的影響，可認(rèn)為聲波在巖石中是直線傳播的。但是對(duì)于未膠結(jié)、又未壓實(shí)的疏松砂層，礦物顆粒間接觸不好，故礦物顆粒與孔隙水的交界面對(duì)聲波傳播影響較大，使孔隙度相同的疏松砂層的聲波時(shí)差要比壓實(shí)的砂層大，因此需要用壓實(shí)校正系數(shù)校正： 注意：平均時(shí)間公式適用于壓實(shí)和膠結(jié)良好的純砂巖 此處， 為壓實(shí)校正系數(shù)，可由平均時(shí)間公式與真孔隙度值對(duì)比得到

7、，即 。 由巖 心實(shí)驗(yàn)測(cè)定或其它孔隙度測(cè)井得到。另外， 與埋藏深度有關(guān)，即 實(shí)際資料表明，特別是在地層孔隙度較大時(shí)，聲波時(shí)差與孔隙度關(guān)系不再是線性關(guān)系，而是非線性關(guān)系。Raymer公式Raymer公式 3.如何選擇計(jì)算孔隙度的方法 按優(yōu)先順序： a.根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn) b.井眼條件好時(shí)，選密度、聲波、中子孔隙度測(cè)井中的兩者或三者交會(huì)，即用最優(yōu)化方法求 c.中子質(zhì)量不好或有氣存在，選聲波、密度或其交會(huì)圖 d.用電阻率方法計(jì)算孔隙度時(shí)，只能計(jì)算水層 3.如何選擇計(jì)算孔隙度的方法一、阿爾奇(Archie)公式 稱為地層電阻率因素 全含水地層電阻率 地層水電阻率 5.3 含水飽和度計(jì)算FRoRw一、阿爾奇(

8、Archie)公式 5.3 含水飽和度計(jì)算FRArchie還通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：F與孔隙度及巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)（反映巖石本身物理性質(zhì)），與孔隙中是否含油氣及Rw無關(guān)。即： 取決于孔道的彎曲程度，顆粒的形狀和排列方向，以及膠結(jié)情況。常稱為“膠結(jié)指數(shù)”，“結(jié)構(gòu)指數(shù)”，“孔隙度指數(shù)”，“Archie指數(shù)”。取值范圍為1.3-3，隨膠結(jié)程度的變好，該值增大，常取2。 為與巖性有關(guān)的比例常數(shù)，變化范圍為0.61.5，常取1。簡(jiǎn)稱為“Archie常數(shù)a”maArchie還通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：maArchie還通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：地層電阻率與R0有關(guān)，同時(shí)隨So的增大而增大。定義： “電阻率增大系數(shù)”，“地層電阻率指數(shù)”。IA

9、rchie還通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：地層電阻率與R0有關(guān)，同時(shí)隨So通過實(shí)驗(yàn)得到： 為與孔隙導(dǎo)電流體分布有關(guān)的量，稱“飽和度指數(shù)”。取值范圍1.32(水濕)；10（油濕） 稱“Archie常數(shù)b”,常取1 。nb通過實(shí)驗(yàn)得到：nb因此：由巖電實(shí)驗(yàn)作關(guān)系圖求a、m；作ISw關(guān)系圖求b、n 。因此：儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件原始地層含水飽和度在沖洗帶中，Rt Rxo，Rw Rmf，Sw Sxo，得：原始地層含水飽和度阿爾奇公式適用于純地層，對(duì)泥質(zhì)地層，計(jì)算飽和度的公式很多，如：Simandoux公式常取m=n=2；d=12，常取d=1儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件“尼日利亞”公式=1-2“印度尼西亞公式

10、”C=1-Vcl/2“尼日利亞”公式二、Waxman-Smits模型1. Waxman- Smits模型Waxman- Smits認(rèn)為：在粘土表面均具有負(fù)電荷，這樣在粘土表面吸附著部分陽離子，這些陽離子又能很容易地與水溶液中的其它陽離子發(fā)生交換，粘土表面及其附近的的高濃度陽離子是造成所謂粘土表面導(dǎo)電性的主要原因。這種導(dǎo)電性與可發(fā)生陽離子交換的數(shù)量相關(guān)，該量稱陽離子交換能力CEC，它表示每100克干巖石可交換的陽離子數(shù)。單位為mmol/cm3。二、Waxman-Smits模型陽離子交換能力與地層的粘土礦物成分有關(guān)。如：綠泥石為10-40，伊利石為10-40，高嶺石為3-15，蒙脫石為80-150

11、。還有一種表示陽離子交換能力的方法，稱陽離子交換容量 Qv ，它表示巖樣每單位總孔隙體積中含有的可交換陽離子的摩爾數(shù)，單位為mmol/cm3。陽離子交換能力與地層的粘土礦物成分有關(guān)。如：綠泥石為10-4儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件2. Waxman- Smits飽和度方程B為交換陽離子的當(dāng)量電導(dǎo)率2. Waxman- Smits飽和度方程由純砂巖阿爾奇公式有所以n*相當(dāng)于巖石不含粘土的飽和度指數(shù)，常取2F*相當(dāng)于巖石不含粘土的地層因素由純砂巖阿爾奇公式 三、雙水模型1. 雙水模型的實(shí)質(zhì)泥質(zhì)砂巖中有兩種水：束縛水，即束縛在粘土表面的水，又稱近水；自由水，即位于連通孔隙空間的水，或稱遠(yuǎn)水。也就是說，泥質(zhì)的

12、存在使地層水的導(dǎo)電性比純地層下的導(dǎo)電性好，并認(rèn)為這種增加的導(dǎo)電性是粘土顆粒表面的束縛水所產(chǎn)生的陽離子交換所引起的，泥質(zhì)地層的全部導(dǎo)電能力是由自由水和束縛水并聯(lián)導(dǎo)電的結(jié)果。 三、雙水模型. （雙水）體積模型固體液體骨架粉砂干粘土粘土束縛水毛管束縛水可動(dòng)水烴自由水骨架濕粘土有效孔隙度泥巖總孔隙度. （雙水）體積模型固體液體骨架粉砂干粘土粘土束縛水毛管束.基本關(guān)系式 .基本關(guān)系式 4.電阻率響應(yīng)方程設(shè)自由水與束縛水混合電導(dǎo)率為wm 4.電阻率響應(yīng)方程儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件5.4滲透率計(jì)算一、影響因素孔隙度：孔隙度，滲透空間大，滲透率泥質(zhì)含量：sh ，阻塞滲透通道，砂巖顆粒大?。ㄓ昧６戎兄刀攘浚涸郊?xì)，

13、k越小。裂縫：裂縫愈發(fā)育，K 壓力對(duì)滲透率的影響5.4滲透率計(jì)算一、影響因素二、求滲透率的常用方法用孔隙度求k二、求滲透率的常用方法2用孔隙度和束縛水飽和度求k如Timur公式Swb,%;,%;K,10-3m22用孔隙度和束縛水飽和度求k3由粒度中值與孔隙度求KK=f(Md,)Md一般可由GR或SP求4.用裂縫寬度估計(jì)KK=8.3106w2K:10-3m2W為裂縫寬度，cm3由粒度中值與孔隙度求K 5由核磁共振測(cè)井求KSDR模型C1為常數(shù);nmr為核磁共振孔隙度,%；T2g為T2幾何平均值，ms.Coates 模型C2為常數(shù),C2=515,一般為10;nmrm為可動(dòng)流體孔隙度,%； nmrb為

14、束縛流體孔隙度,%. 5由核磁共振測(cè)井求K5.5泥質(zhì)含量的確定泥質(zhì)含量是泥質(zhì)體積與巖石體積之比。一、自然伽馬GCUR為地區(qū)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，新地層為3.7,老地層為2?！癿ax”“純泥巖層”； “min”“純地層”5.5泥質(zhì)含量的確定泥質(zhì)含量是泥質(zhì)體積與巖石體積之比。二、自然電位方法一：同方法二：SSP:目的層段中純砂巖水層靜自然電位。二、自然電位三、自然伽馬能譜同時(shí)測(cè)量U、TH、K、SGR、CGR，除U外，都能用來求泥質(zhì)含量，用CGR較好。方法用GR.當(dāng)用多種方法求泥質(zhì)含量時(shí)，最終應(yīng)取多種方法求得的最小者。三、自然伽馬能譜5.6測(cè)井解釋參數(shù)的確定一、骨架參數(shù)有表可查。常用參數(shù)請(qǐng)記住。二、泥巖參數(shù)找出

15、純泥巖層，讀測(cè)井曲線值。5.6測(cè)井解釋參數(shù)的確定一、骨架參數(shù)三、孔隙流體參數(shù)油和水的部分參數(shù)有表可查。僅介紹天然氣的密度、中子、聲波時(shí)差測(cè)井響應(yīng)值的確定方法。1.天然氣密度測(cè)井響應(yīng)值三、孔隙流體參數(shù)對(duì)由多個(gè)原子組成的化合物，體積密度與視體積密度的關(guān)系為其中:Z為總原子序數(shù),M為分子量天然氣為混合氣體，忽略天然氣中的非碳?xì)浠衔?，其中氫原子?shù)與氧原子數(shù)之比一般為4.2:1.1，可得天然氣的視體積密度儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件例如: 已知地面Pgs=1atm、Ts=298oK、airs=0.001223g/cm3、rgs=0.55,若地下Pgf=310atm、zf=0.85、Tf=383oK,則用上式可

16、計(jì)算出地下天然氣的密度為gf=0.19g/cm3。天然氣的視體積密度為0.064g/cm3。例如: 2.油氣的含烴指數(shù)碳?xì)浠衔锏暮瑲渲笖?shù)：天然氣混合物中H原子數(shù)與碳原子數(shù)之比的平均值為n=3.818,故天然氣的平均含氫指數(shù)2.油氣的含烴指數(shù)3.天然氣的聲波時(shí)差其中：tcgf為天然氣的縱波時(shí)差,單位為s/ft，zf為天然氣在地下條件的壓縮因子,無因次,tf為溫度,單位為3.天然氣的聲波時(shí)差四、地層水電阻率.用水分析資料。試水可得各種離子礦化度，將其轉(zhuǎn)化為等效NaCl濃度，查圖可得Rw。四、地層水電阻率儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算課件.用純水層反求例：某井3400-3438m為純水層，電阻率為Ro=1.82m，計(jì)算孔隙度為pore=0.19，m=1.7421，a=0.8609，則：Rw=1.82*0.2*1.7421/0.8609=0.128m.用純水層反求例：某井3400-3438m為純水層，電阻率.用純水層SP計(jì)算Rw參見電法測(cè)井，用得少。五、Rm