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文檔簡(jiǎn)介
開(kāi)發(fā)早期階段油藏描述第一頁(yè),共292頁(yè)。表1不同開(kāi)發(fā)階段精細(xì)油藏描述的任務(wù),主要內(nèi)容,技術(shù)和方法第二頁(yè),共292頁(yè)。表2精細(xì)油藏描述不同階段的重點(diǎn)內(nèi)容和精度要求第三頁(yè),共292頁(yè)。二、資料開(kāi)發(fā)早期油藏描述所需的基礎(chǔ)資料有四大類(lèi),即:(1)巖芯及其實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料;(2)測(cè)井及其精細(xì)解釋資料;(3)測(cè)試及其處理分析資料;(4)開(kāi)發(fā)地震及其處理解釋成果。
第四頁(yè),共292頁(yè)。(一)巖芯及其實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料巖芯及其實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料主要包括物性、粒度、壓汞、薄片分析(鑄體、圖象分析等)、CT掃描、粘土礦物分析、巖性試驗(yàn)、敏感性及潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)、流體分析等,是認(rèn)識(shí)油藏最直接的依據(jù)。(二)測(cè)井及其解釋參數(shù)測(cè)井及其解釋成果是開(kāi)發(fā)早期油藏描述中最重要的資料,也是取得油藏總體信息的主要手段。第五頁(yè),共292頁(yè)。油田開(kāi)發(fā)初期,利用測(cè)井信息,可獲得如下幾方面的成果:(1)巖性、巖相識(shí)別、古流向識(shí)別模式;(2)粒度中值、泥質(zhì)含量等;(3)孔隙度、滲透率、原始含油飽和度、束縛水飽和度等;(4)非滲透性隔夾層參數(shù)及有效厚度信息;(5)微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù);(6)油氣水綜合判別模式。可以看出,一個(gè)油田或油藏發(fā)現(xiàn)后,為保證開(kāi)發(fā)方案的順利實(shí)施,早期的探井、評(píng)價(jià)井、系統(tǒng)取芯井應(yīng)盡可能進(jìn)行各種測(cè)井,以利于優(yōu)化開(kāi)發(fā)井的測(cè)井系列。
第六頁(yè),共292頁(yè)。(三)油井測(cè)試資料各種油田測(cè)試技術(shù)是取得動(dòng)態(tài)信息的重要手段,也是驗(yàn)證和豐富儲(chǔ)層靜態(tài)信息必不可少的手段。油井測(cè)試信息通常包括鉆桿測(cè)試、地層重復(fù)測(cè)試、干擾試井、完井試油以及試生產(chǎn)資料,還包括生產(chǎn)井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和測(cè)試資料,其中又以注入剖面、產(chǎn)出剖面、干擾測(cè)試和示蹤劑測(cè)試信息最為重要。(四)地震資料開(kāi)發(fā)早期階段油藏描述中所用的地震資料,主要包括三維地震資料、時(shí)間推移地震監(jiān)測(cè)資料及正在發(fā)展的井間地震資料。第七頁(yè),共292頁(yè)。三、描述內(nèi)容開(kāi)發(fā)早期油藏描述內(nèi)容為:(1)油層精細(xì)劃分與對(duì)比。(2)研究小層巖石相與沉積微相,描述砂體幾何形態(tài)、連續(xù)性、連通性,建立小層沉積模型。(3)關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià):針對(duì)陸相油藏多層、多斷塊、多油水系統(tǒng),儲(chǔ)層及流體高度非均質(zhì)的特點(diǎn),分層、分塊、分相帶建立測(cè)井綜合解釋模型。并在對(duì)油田測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化、井間對(duì)比基礎(chǔ)上,進(jìn)行多井?dāng)?shù)字處理及油水層綜合評(píng)價(jià),準(zhǔn)確確定各種油藏屬性參數(shù)。第八頁(yè),共292頁(yè)。(4)油藏滲流地質(zhì)特征研究。主要研究油藏滲流屏障特征、滲流差異特征、儲(chǔ)層敏感性特征及孔隙滲流地質(zhì)特征(孔隙骨架特征、孔隙網(wǎng)絡(luò)幾何特征、孔隙內(nèi)粘土礦物特征及孔壁特征)。(5)流體性質(zhì)及非均質(zhì)特征描述。(6)建立油藏分級(jí)靜態(tài)模型。主要是油藏規(guī)模、層組規(guī)模、小層規(guī)模和單砂體規(guī)模油藏地質(zhì)模型。(7)已開(kāi)發(fā)探明儲(chǔ)量計(jì)算及油藏質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。(8)油田開(kāi)發(fā)效果分析及提出改善開(kāi)發(fā)效果措施。
第九頁(yè),共292頁(yè)。四、技術(shù)路線(xiàn)及流程在巖石物理相及滲流理論指導(dǎo)下,綜合地質(zhì)、地震、測(cè)井、測(cè)試資料,將沉積微相研究落實(shí)到小層,重視關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià),在對(duì)全油田測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,分層、分塊、分相帶建立精細(xì)的測(cè)井解釋模型,加強(qiáng)對(duì)影響滲流的屏障特征、流體敏感的粘土礦物特征的定性、定量分析和評(píng)價(jià)。對(duì)各種滲流差異的類(lèi)型以及在不同層、不同塊、不同相帶的分布進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)孔隙骨架特征、孔隙網(wǎng)絡(luò)特征、孔壁特征進(jìn)行定量描述,建立不同規(guī)模油藏地質(zhì)模型,從三維空間定量表征油氣藏類(lèi)型,外部幾何形態(tài)規(guī)模大小,內(nèi)部結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層參數(shù)變化和流體分布等。計(jì)算非均質(zhì)油田已開(kāi)發(fā)探明儲(chǔ)量,對(duì)油藏進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的質(zhì)量評(píng)價(jià)。研究流程可如圖4—1所示。
第十頁(yè),共292頁(yè)。第十一頁(yè),共292頁(yè)。第二節(jié)
相控—等時(shí)小層對(duì)比儲(chǔ)層的正確分層與對(duì)比是揭露其層間非均質(zhì)性和認(rèn)識(shí)單個(gè)含油砂巖體非均質(zhì)性的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)上,小層劃分和對(duì)比工作可通過(guò)層組劃分、標(biāo)準(zhǔn)剖面和骨架網(wǎng)的建立、標(biāo)準(zhǔn)層的確定、單層對(duì)比來(lái)完成。伴隨我國(guó)石油事業(yè)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)地學(xué)工作者先后提出“旋回對(duì)比、分級(jí)控制”、“時(shí)間單元?jiǎng)澐?、等高程?duì)比”、“等高程切片對(duì)比”等方法。不同方法,可適應(yīng)于不同沉積環(huán)境。如旋回對(duì)比、分級(jí)控制通常適應(yīng)于人湖沉積體系。等高程對(duì)比用于河道沉積、溢岸帶沉積效果明顯。然而,由于陸相油藏構(gòu)造、沉積條件復(fù)雜,往往相變頻繁,并缺少穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)層,導(dǎo)致小層對(duì)比困難。由此,發(fā)展復(fù)雜油藏條件下小層對(duì)比技術(shù)意義重大。經(jīng)驗(yàn)表明,在復(fù)雜油藏條件下,小層劃分與對(duì)比應(yīng)以地震地層學(xué)、測(cè)井地質(zhì)學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)的理論為指導(dǎo),依據(jù)“區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)層”,選擇“相標(biāo)志段”,以“亞相單元”控制,進(jìn)行“等時(shí)體”對(duì)比,即進(jìn)行相控—等時(shí)對(duì)比。
第十二頁(yè),共292頁(yè)。一、相控—等時(shí)小層對(duì)比方法以牛莊萬(wàn)全油田為例。它位于牛莊洼陷北部,面積約50km2,沙三段中部為主要含油層系。研究表明,萬(wàn)全地區(qū)與牛莊洼陷南部沙三段屬同一三角洲沉積體系。自東向西發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣、三角洲前緣滑塌帶、前三角洲、深湖—半深湖等亞相帶。利用高分辨率地震資料,可在沙三中(T4—T6反射層)地層劃分出六個(gè)斜反射層,分別對(duì)應(yīng)葉10、葉11、葉2、葉21、葉3及葉4六個(gè)葉瓣體??v剖面上,每個(gè)葉瓣體均呈緩S型西傾展布,自東向西,葉體變化的總趨勢(shì)由緩到陡再變緩,并呈疊瓦狀排列。分析表明,不同的葉體,工區(qū)內(nèi)沉積特征不同,葉10以三角洲平原沉積為特征,葉11、葉2則屬三角洲前緣滑塌帶。葉21、葉3及葉4屬前三角洲亞相沉積,其間廣泛發(fā)育滑塌型濁積砂巖體。第十三頁(yè),共292頁(yè)。依據(jù)上述沉積特點(diǎn),提出了6級(jí)儲(chǔ)集層劃分單元:(1)含油層系。它是同一地質(zhì)時(shí)期內(nèi)沉積的、不同巖性、電性和物性、不同地震反射結(jié)構(gòu)特征的油層組的組合,是一“等時(shí)不同相”(亞相)沉積復(fù)合體。其頂?shù)捉缑婢鶠榈葧r(shí)面。(2)油層組。油層組為巖性、電性和物性、地震反射結(jié)構(gòu)特征相同或相似的砂層組的組合,是一相對(duì)的“不等時(shí)同亞相”沉積復(fù)合體。(3)砂層組。砂層組為油層組內(nèi)的“等時(shí)同亞相”沉積復(fù)合體。在三角洲平原及三角洲前緣亞相帶,相當(dāng)于一個(gè)巖性旋回,而在前三角洲地區(qū)則相當(dāng)于一個(gè)斜反射層——葉體。
第十四頁(yè),共292頁(yè)。(4)亞砂層組。特指前三角洲地區(qū)砂層組內(nèi)的砂體相對(duì)集中段。一個(gè)砂層組,可據(jù)其砂體集中發(fā)育特征劃為幾個(gè)亞砂層組。(5)砂體。為由一系列的單砂層及薄層泥巖組成的連通體,為同時(shí)沉積的“事件體”,剖面上,相當(dāng)于一個(gè)砂層集中發(fā)育段。(6)單砂層。是由薄層泥巖分開(kāi)的單砂層,具有一定的厚度及分布范圍。據(jù)此,我們將工區(qū)沙三段劃為一個(gè)含油層系。其中包括四個(gè)“等時(shí)不同亞相”沉積體——油層組。即三角洲平原油層組、三角洲前緣油層組、前三角洲油層組及半深湖、深湖油層組。在三角洲平原,前緣油層組內(nèi),可依據(jù)巖性、電性的旋回性及漸變性,劃分出砂層組及單砂層,而在前三角洲油層組內(nèi),則利用高分辨率地震剖面、疊偏剖面,各種測(cè)井資料,垂直地震資料劃出六個(gè)斜反射層—砂層組。在葉3砂層組內(nèi),根據(jù)砂層集中發(fā)育程度,進(jìn)一步劃出亞砂層組、砂巖體、單砂層。第十五頁(yè),共292頁(yè)。顯然,在此所建立的儲(chǔ)層對(duì)比單元?jiǎng)澐帜J脚c傳統(tǒng)劃分法有區(qū)別(如表4—1),兩種劃分法的根本區(qū)別在于特別強(qiáng)調(diào)了“相與時(shí)”的概念,把“相”和“時(shí)”有機(jī)地結(jié)合在一起,用“亞相單元”控制,進(jìn)行“等時(shí)體”對(duì)比。
第十六頁(yè),共292頁(yè)。為此,建立了如圖4—2所示的儲(chǔ)集層對(duì)比模式,對(duì)比原則如下:
(1)從地震相、測(cè)井相分析入手,選擇可全區(qū)對(duì)比的巖性、電性、地震反射結(jié)構(gòu)特征明顯的相標(biāo)志段作為對(duì)比“不等時(shí)同亞相”沉積復(fù)合體—油層組的依據(jù);(2)利用地震、測(cè)井資料,對(duì)比“等時(shí)不同亞相”沉積復(fù)合體—葉瓣體;(3)結(jié)合(1)、(2)對(duì)比“等時(shí)不同亞相”沉積體—砂層組;(4)在“等時(shí)不同亞相”單元砂層組內(nèi),按由大到小的順序,依次對(duì)比“等時(shí)同相體”—亞砂層組、“事件體”—砂巖體及單砂層;(5)在前三角洲地區(qū)對(duì)比單砂巖體,既要考慮其巖性、電性以及地震反射結(jié)構(gòu)的一致性與漸變性,也要考慮其沉積時(shí)的“事件性”(突變性)。
第十七頁(yè),共292頁(yè)。第十八頁(yè),共292頁(yè)。二、對(duì)比流程相控—等時(shí)對(duì)比方法流程:
第十九頁(yè),共292頁(yè)。(1)油層組對(duì)比:工區(qū)沙三段縱向沉積相序?yàn)樯詈?、半深湖亞相、前三角洲亞相、三角洲前緣亞相以及三角洲平原亞相。不同的亞相帶,其巖性、電性、地震反射結(jié)構(gòu)均具明顯的特征。只要確定各亞相的界面,油層組空間展布界限即可確定。(2)砂層組的對(duì)比:重點(diǎn)研究前三角洲油層組的對(duì)比。認(rèn)為前三角洲油層組內(nèi)的油層組可與“等時(shí)不同亞相”沉積體——葉瓣體相對(duì)應(yīng),因此,砂層組頂?shù)捉缈山茷槿~瓣體在前三角洲部分的邊界,從而砂層組的對(duì)比.首先根據(jù)相分析結(jié)果,劃分并對(duì)比出前三角洲油層組,然后,利用高分辨率地震剖面、垂直地震及各種測(cè)井資料劃出井對(duì)比葉瓣體,將兩者有機(jī)地結(jié)合于一起,即可達(dá)到儲(chǔ)集層對(duì)比的目的。(3)亞砂層組的對(duì)比:亞砂層組為砂層組內(nèi),砂巖體集中發(fā)育段。根據(jù)砂巖體集中發(fā)育段距砂層組頂?shù)捉缑娴牡染嘈?,確定屬同一亞砂層組的砂巖體,從而定出亞砂層組的頂?shù)捉缦蕖?/p>
第二十頁(yè),共292頁(yè)。(4)單砂巖體對(duì)比單砂巖體對(duì)比是工區(qū)儲(chǔ)集層對(duì)比中非常重要而困難的問(wèn)題。王裕玲等(1986)的研究表明,砂泥巖剖面中,砂巖發(fā)育區(qū),地震波形變化快,同相軸合并、分叉、波形畸變經(jīng)常發(fā)生,而砂巖發(fā)育區(qū),地震波形圓滑,延續(xù)相位少。針對(duì)這種情況,我們以井資料為基礎(chǔ),充分考慮砂巖體沉積的有序性及事件性,根據(jù)巖電相同或相近似,距等時(shí)沉積面的等距性,利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法,參考地震資料識(shí)別,對(duì)比等時(shí)沉積的砂巖體。在工作中,對(duì)工區(qū)前三角洲油層組內(nèi)的葉3砂層組進(jìn)行了細(xì)致的對(duì)比。將其進(jìn)一步細(xì)分為四個(gè)亞砂層組,包括30個(gè)砂巖體。圖4—4為葉3砂層組B亞砂組平面等值圖,可以看出,經(jīng)過(guò)合理的劃分與對(duì)比,砂體幾何形態(tài)及分布一目了然。
第二十一頁(yè),共292頁(yè)。第二十二頁(yè),共292頁(yè)。綜上所述,利用亞相單元控制,進(jìn)行等時(shí)體對(duì)比的小層對(duì)比法,既考慮了沉積的穩(wěn)定性,同時(shí)也考慮了沉積的不確定性(隨機(jī)性、事件性)。與傳統(tǒng)小層對(duì)比方法不同之處在于把相與時(shí)的概念有機(jī)地結(jié)合在一起。因此,更適用于陸相復(fù)雜油藏條件,特別是三角洲、水下扇等沉積環(huán)境的小層對(duì)比工作。第二十三頁(yè),共292頁(yè)。第二十四頁(yè),共292頁(yè)。第二十五頁(yè),共292頁(yè)。第二十六頁(yè),共292頁(yè)。第二十七頁(yè),共292頁(yè)。第三節(jié)
關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià)一、概述(一)關(guān)鍵井特征關(guān)鍵井研究是為了確定適合于全油田的測(cè)井解釋模型、解釋方法與解釋參數(shù),建立全油田統(tǒng)一的刻度標(biāo)準(zhǔn)。力圖達(dá)到最佳地逼近真實(shí)地層信息,為油水層判斷、儲(chǔ)層定量評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量計(jì)算奠定基礎(chǔ)。儲(chǔ)層參數(shù)解釋模型的建立,不僅需要科學(xué)的研究方法,還需要合理而準(zhǔn)確地選擇并采集第一手資料。為此,需要選擇關(guān)鍵井作為參數(shù)研究分析的窗口,以關(guān)鍵井的巖芯測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行分析刻度,目的在于創(chuàng)造測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)地下地質(zhì)特征的直接求解能力。第二十八頁(yè),共292頁(yè)。關(guān)鍵井一般應(yīng)具備如下特征:(1)位于構(gòu)造的重要部位且近于垂直的井。如位于某含油層構(gòu)造高點(diǎn)、邊緣、過(guò)渡帶。(2)取芯井,有系統(tǒng)的巖芯分析和錄井資料,地質(zhì)情況比較清楚。(3)井眼好,泥漿好,具有最有利的測(cè)井條件和測(cè)井深度。(4)有項(xiàng)目齊全的裸眼井測(cè)井資料,包括最新測(cè)井方法的資料。(5)有生產(chǎn)測(cè)試、測(cè)井和重復(fù)式地層測(cè)試資料,有齊全準(zhǔn)確的油氣水產(chǎn)量、壓力和滲透率等資料。第二十九頁(yè),共292頁(yè)。(二)關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià)內(nèi)容(1)測(cè)井曲線(xiàn)的深度校正,巖芯資料的數(shù)字化與深度的匹配,保證同一口井的所有測(cè)井和地質(zhì)資料都有準(zhǔn)確的深度和深度對(duì)應(yīng)關(guān)系。(2)測(cè)井資料的環(huán)境校正及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。(3)關(guān)鍵井分析,確定井剖面地層的巖相。(4)弄清研究區(qū)目的層巖性、物性、含油性及電性的基本特征。(5)分析研究區(qū)儲(chǔ)層四性間的內(nèi)在聯(lián)系,弄清影響儲(chǔ)層參數(shù)的各種地質(zhì)因素。(6)確定適合于全油田的測(cè)井解釋模型、解釋方法及解釋參數(shù),包括巖性模型(骨架成分及其測(cè)井參數(shù))、反映測(cè)井值與儲(chǔ)層參數(shù)關(guān)系的測(cè)井響應(yīng)方程、解釋參數(shù)(膠結(jié)指數(shù)m、飽和度指數(shù)n、地層水電阻率Rw)等。第三十頁(yè),共292頁(yè)。(7)建立測(cè)井參數(shù)與孔隙度、滲透率等儲(chǔ)層參數(shù)間的油田轉(zhuǎn)換關(guān)系。(8)研究工區(qū)油層原始含油飽和度及其分布規(guī)律。(9)用巖芯及其他地質(zhì)資料,檢驗(yàn)所計(jì)算的儲(chǔ)層參數(shù),并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果修改測(cè)井解釋模型與解釋方法。(10)改進(jìn)并完善測(cè)井分析程序,處理關(guān)鍵井資料。(11)多井評(píng)價(jià),即研究?jī)?chǔ)層巖性、物性、油氣水在平面上的變化規(guī)律。為達(dá)到上述目的,應(yīng)以測(cè)井、地質(zhì)及數(shù)學(xué)的理論方法為指導(dǎo),詳細(xì)觀察研究工區(qū)取芯并巖芯,分析各種測(cè)井、實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)等資料。本節(jié)將重點(diǎn)闡述陸相油藏研究中的測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化、陸相儲(chǔ)層測(cè)井地質(zhì)解釋模型及油藏屬性參數(shù)在平面上的變化規(guī)律。
第三十一頁(yè),共292頁(yè)。二、測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化即使經(jīng)過(guò)了曲線(xiàn)編輯與環(huán)境校正,測(cè)井曲線(xiàn)仍然存在著由于儀器故障,車(chē)間和井場(chǎng)刻度的錯(cuò)誤以及操作人員失誤等原因造成的誤差。而試圖消除上述誤差的工作和過(guò)程通常稱(chēng)之為“標(biāo)準(zhǔn)化”、“歸一化”、“重新刻度”或“質(zhì)量控制”。油田測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化就是使所有測(cè)井曲線(xiàn)在全油田具統(tǒng)一刻度。測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化這一問(wèn)題,首先由Conoly(1968)提出,Neisnast和Nox(1973),Patchett和Coalson(1979)先后發(fā)表文章,探討標(biāo)準(zhǔn)化的各種方法,并且用許多實(shí)例討論了每種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。J.H.Doveten等進(jìn)一步用趨勢(shì)分析方法來(lái)描述標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程,并認(rèn)為正確的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程,首先應(yīng)選擇兩層均勻的巖性,將其作為測(cè)井刻度的兩個(gè)點(diǎn),熊琦華與王志章(1989,1993,1994)、鄭金安等(1993)分別發(fā)表文章,探討了缺乏穩(wěn)定的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)層條件下陸相油田測(cè)井資料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法和流程。
第三十二頁(yè),共292頁(yè)。(一)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)與方法可分為對(duì)比法、多井評(píng)價(jià)法兩大類(lèi)。前者可包括應(yīng)用穩(wěn)定地層單元(標(biāo)準(zhǔn)層)測(cè)井響應(yīng)對(duì)比法、交會(huì)圖分析法、骨架分析法、巖芯分析結(jié)果檢驗(yàn)法、重疊圖校正法、直方圖校正法,后者可分為簡(jiǎn)單填圖法、趨勢(shì)面分析法。不同方法,其共同依據(jù)在于具有相同或相似沉積環(huán)境的沉積物,其巖性、電性往往類(lèi)同,也就是反映同一地層的不同井,由不同測(cè)井曲線(xiàn)對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)層段作的頻率直方圖或頻率交會(huì)圖相同或相近,其測(cè)井響應(yīng)特征值通常顯示出相似的頻率分布。第三十三頁(yè),共292頁(yè)。
對(duì)比法認(rèn)為:不同穩(wěn)定地層單元的測(cè)井響應(yīng)值是一定的,不隨井位變化面變化,即使變化,也只是一個(gè)窄小的有限的變化范圍。趨勢(shì)分析法認(rèn)為,即使是同一標(biāo)準(zhǔn)層,其測(cè)井響應(yīng)也不是一成不變的,其在平面上的變化,往往遵循一定的變化趨勢(shì)。由此而產(chǎn)生了不同方法,其適應(yīng)范圍不同,如穩(wěn)定地層單元刻度法、交會(huì)田法、骨架分析校正法、巖芯分析結(jié)果檢驗(yàn)法通常適用于單井測(cè)井資料刻度和關(guān)鍵井的測(cè)井資料刻度。重疊圖法、直方圖法通常適用于鄰井或同一巖石石物理相單元井的資料刻度,簡(jiǎn)單填圖法用于定性分析多井問(wèn)測(cè)井響應(yīng)的變化,趨勢(shì)面分析法用于定量分析多井間測(cè)井響應(yīng)的變化。
第三十四頁(yè),共292頁(yè)。(二)標(biāo)準(zhǔn)化流程測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化大致可分如下幾個(gè)過(guò)程。1.資料選擇并非所有的測(cè)井資料都需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。一般認(rèn)為,盡管多數(shù)測(cè)井信息數(shù)據(jù)采集方法(包括測(cè)井記錄)依賴(lài)于某種形式的外部刻度標(biāo)準(zhǔn),但在具體應(yīng)用時(shí),對(duì)SP、GR等曲線(xiàn),常用其相對(duì)值或比值,從而可不對(duì)其進(jìn)行重新刻度。而孔隙度測(cè)井、電阻率測(cè)井等,常直接用其刻度值,因此,需要對(duì)這類(lèi)的資料進(jìn)行必要的刻度。第三十五頁(yè),共292頁(yè)。2.關(guān)鍵井選取為合理而準(zhǔn)確地選擇、采集各種測(cè)井及實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料,確立可供全區(qū)各種資料追蹤對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn),需要選擇關(guān)鍵井作為分析地質(zhì)問(wèn)題的“窗口”。第三十六頁(yè),共292頁(yè)。3.標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)層是一切標(biāo)準(zhǔn)化方法所依賴(lài)的地質(zhì)基礎(chǔ),標(biāo)準(zhǔn)層的選取應(yīng)滿(mǎn)足下列條件:(1)沉積穩(wěn)定,具有一定的厚度(一般大于5m)。(2)巖性、電性特征明顯,便于全區(qū)追蹤對(duì)比。(3)分布廣泛,工區(qū)內(nèi)90%以上的井均有顯示。(4)一個(gè)單層或一個(gè)層組,且靠近解釋層位。依據(jù)上述條件,區(qū)域分布或局部分布的石膏層,致密灰?guī)r,穩(wěn)定分布的泥巖可作為標(biāo)準(zhǔn)層。
第三十七頁(yè),共292頁(yè)。4.視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成技術(shù)與方法東部油田,由于斷層復(fù)雜,使測(cè)井井段內(nèi),某些區(qū)域上可追蹤對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)層(段),在局部地區(qū)殘缺不全。如大港棗園油田孔一段頂部的石膏巖層,埋深一般在1300~1500m,其SP曲線(xiàn)平直,電阻率呈起伏急劇的梳狀,巖電特征極為明顯。然而,棗南孔一段100余口井中,僅20余口井鉆遇該層,若將其作為全油田測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化的地質(zhì)基礎(chǔ),顯然不妥。又如棗南孔二段頂部的油頁(yè)巖及火山巖,沉積穩(wěn)定、巖電特征明顯,但油頁(yè)巖僅分布于棗南斷塊西部,火山巖分布于東部。凡此種種都說(shuō)明尋找滿(mǎn)足于標(biāo)準(zhǔn)化需要的全油田范圍內(nèi)廣泛分布的完整的標(biāo)準(zhǔn)層困難。研究認(rèn)為,若存在局部標(biāo)準(zhǔn)層,可通過(guò)分區(qū)劃塊、轉(zhuǎn)換對(duì)比,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。若缺乏任何標(biāo)準(zhǔn)層,可通過(guò)構(gòu)造“視標(biāo)準(zhǔn)層”的方法,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。第三十八頁(yè),共292頁(yè)。所謂視標(biāo)準(zhǔn)層是指在缺乏穩(wěn)定的砂泥巖剖面中,分布穩(wěn)定,相同的沉積環(huán)境,不包括油頁(yè)巖、火山巖、膏巖、泥灰?guī)r等特殊巖性的非滲透巖層的集合。它是由許多巖層擬合而成的,是從大段巖層之中抽象而出的一種特殊的,可以在區(qū)域上進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊膶咏M。一般認(rèn)為,不同井點(diǎn)同一標(biāo)準(zhǔn)層或視標(biāo)準(zhǔn)層應(yīng)具相同的測(cè)井響應(yīng),如聲波時(shí)差、感應(yīng)、中子、密度等曲線(xiàn),應(yīng)該具有相同的、相近或呈規(guī)律性變化的頻率分布。因此,根據(jù)視標(biāo)準(zhǔn)層的地質(zhì)含義,只要按下述原則和方法,即可構(gòu)成視標(biāo)準(zhǔn)層。
第三十九頁(yè),共292頁(yè)。(1)選擇分布相對(duì)穩(wěn)定(區(qū)內(nèi)斷層落差小)沉積環(huán)境相同(如河流相、三角洲相)的層段,以保證所選層段巖性、電性特征相同或相近。(2)利用交會(huì)分析技術(shù),根據(jù)井徑曲線(xiàn),通過(guò)選擇合適的截止值,剔除井眼跨蹋的井段,以消除井眼對(duì)測(cè)井響應(yīng)值的影響。(3)利用GR、SP曲線(xiàn),通過(guò)選取合適的截止值,剔除壞儲(chǔ)層,消除儲(chǔ)層巖性、物性對(duì)測(cè)井響應(yīng)值的影響。(4)利用電阻率曲線(xiàn),通過(guò)選擇合適的截止值,以消除油氣層、膏鹽層、火山巖、油頁(yè)巖、泥灰?guī)r等特殊巖性段對(duì)測(cè)井響應(yīng)值的影響。(5)利用聲波時(shí)差曲線(xiàn),通過(guò)選擇合適的截止值,剔除聲波跳躍,以消除巖層界面對(duì)聲波時(shí)差的影響。第四十頁(yè),共292頁(yè)。經(jīng)上述處理,可從大段巖層之中,擬合出一套分布穩(wěn)定、沉積相同,不受巖性、物性、含油性、界面、井眼條件、特殊巖性段等因素影響的非滲透層的集合—“視標(biāo)準(zhǔn)層”。如圖4—5為視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成示意圖,陰影部分為剔除井段,其余則為代表該井的視標(biāo)準(zhǔn)層。在橫向上它具有巖、電特征相同或相似,可進(jìn)行井間追蹤對(duì)比,等同于標(biāo)準(zhǔn)層的特點(diǎn)。依據(jù)所構(gòu)成的視標(biāo)準(zhǔn)層,通過(guò)交會(huì)分析,即可作出用于標(biāo)準(zhǔn)化處理的測(cè)井響應(yīng)頻率直方圖。視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成合理與否,關(guān)鍵看視標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)頻率直方圖分布形態(tài),一般認(rèn)為,若視標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)成合理,其測(cè)井響應(yīng)頻率直方圖分布符合正態(tài)分布。如圖4—6為大港棗園油田,棗1274、棗1269井孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差頻率直方圖,可以看出均遵循正態(tài)分布,說(shuō)明該枧標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)成是合理的。
第四十一頁(yè),共292頁(yè)。第四十二頁(yè),共292頁(yè)。第四十三頁(yè),共292頁(yè)。5.特征峰值的確立當(dāng)選定標(biāo)準(zhǔn)層,局部標(biāo)準(zhǔn)層或構(gòu)造視標(biāo)準(zhǔn)層之后,即可自動(dòng)作出各井所選標(biāo)準(zhǔn)層或視標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井響應(yīng)頻率直方圖,從而可直觀地讀出其特征值,如圖4—6(b),棗1269井孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差特征值為300μs/m。第四十四頁(yè),共292頁(yè)。6.定性分析與定量描述標(biāo)準(zhǔn)層或視標(biāo)準(zhǔn)層特征值確定后,如何正確地運(yùn)用各種校正技術(shù)和方法?如前所述,標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)對(duì)比法、巖芯分析檢驗(yàn)法、交會(huì)圖法,通常適用于單井曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化;直方圖校正法、重疊圖校正法、均值校正法均以關(guān)鍵井為基礎(chǔ),以標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)橫向上的不變?yōu)橐罁?jù)。因此,不難設(shè)想,在關(guān)鍵井周?chē)欢ň嚯x內(nèi),可以認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)值趨向一定值,因此,這些井可以用上述方法處理。但若超過(guò)一定距離(如跨巖石相帶),即使同一標(biāo)準(zhǔn)層,其巖性、電性也不相同,肯定會(huì)發(fā)生趨勢(shì)變化。因此,只有通過(guò)骨架分析、簡(jiǎn)單填圖、趨勢(shì)分析等方法進(jìn)行多井間標(biāo)準(zhǔn)化處理。綜上所述,在局部地區(qū)(同一巖石物理相單元)通過(guò)與關(guān)鍵井比較,僅利用直方圖校正、重疊圖校正、均值校正技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)對(duì)比技術(shù),取芯井分析檢驗(yàn),即可取得好的校正效果。但在區(qū)域上(不同的巖石石物理相帶),則只有通過(guò)恰當(dāng)?shù)内厔?shì)分析,方可能更加真實(shí)地逼近地層信息,定量描述測(cè)井響應(yīng)特征值在縱橫向上的變化,具體步驟為:
第四十五頁(yè),共292頁(yè)。(1)分析巖石物理相。(2)同一巖石物理相帶的井,利用標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)對(duì)比法、直方圖校正、重疊圖校正、均值校正、交會(huì)圖分析等方法處理。(3)不同巖石物理相的井,進(jìn)行骨架分析校正、簡(jiǎn)單填圖校正、趨勢(shì)分析校正等。在利用趨勢(shì)分析進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時(shí),首先應(yīng)做出標(biāo)準(zhǔn)層或視標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井響應(yīng)特征值在平面上的等值分布,定性分析特征值在平面上的分布趨勢(shì),以便事先確定趨勢(shì)面次數(shù),異常點(diǎn)位置。對(duì)于高次趨勢(shì)分布,可通過(guò)分區(qū)劃塊,將其分為幾個(gè)二次或三次曲面,對(duì)測(cè)井響應(yīng)特征值進(jìn)行處理,選擇與實(shí)際相符的趨勢(shì)圖,定量描述測(cè)井響應(yīng)特征值在平面上的變化規(guī)律,準(zhǔn)確標(biāo)定各井點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化校正值。第四十六頁(yè),共292頁(yè)。7.異常點(diǎn)處理在眾多井點(diǎn)中,總有個(gè)別井點(diǎn)的測(cè)井響應(yīng)值表現(xiàn)為特高或特低,在沒(méi)有局部巖性變化的情況下,這往往是由于系統(tǒng)刻度偏差太大造成的。因此,在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時(shí),為克服趨勢(shì)分析往往僅反映了背景信息而掩蓋了局部異常點(diǎn)影響的弱點(diǎn),帶將這些有限的特殊異常點(diǎn)荊除后,再進(jìn)行趨勢(shì)分析。而這些異常點(diǎn)的測(cè)井響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化校正量,可以通過(guò)均值校正技術(shù)求取,即鄰井(4~6個(gè)井點(diǎn))測(cè)井響應(yīng)趨勢(shì)平均值與該井測(cè)井響應(yīng)值之差。此外,對(duì)新井可用此方法作類(lèi)似處理。第四十七頁(yè),共292頁(yè)。8.效果檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化效果如何,是很為人們所關(guān)注的問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)化效果可用以下幾種方法來(lái)校驗(yàn):(1)利用取芯井資料檢驗(yàn)。通過(guò)各種方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,可利用取芯井分析化驗(yàn)資料與標(biāo)準(zhǔn)化前、后取芯井測(cè)井解釋結(jié)果比較。(2)利用多元逐步回歸分析方法檢驗(yàn)。在高度非均質(zhì)地層中,儲(chǔ)層參數(shù)往往受多種地質(zhì)因素的影響。利用多元逐步回歸分析法,逐步引入并剔除所構(gòu)造出的變量形式,以最佳的模擬巖芯分析孔隙度、滲透率等儲(chǔ)層參數(shù)檢驗(yàn)各測(cè)井信息與巖芯分析資料間的相關(guān)程度及函數(shù)關(guān)系式的精度,同樣可以檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化的效果。
第四十八頁(yè),共292頁(yè)。(三)棗南孔一測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化1.棗南孔一段10口井資料標(biāo)準(zhǔn)化圖4—7為棗南10口井孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差特征值(實(shí)測(cè)值)的平面分布圖。為更好地描述聲測(cè)井特征值,消除運(yùn)算過(guò)程中所固有的數(shù)學(xué)誤差,沿工區(qū)中部聲波時(shí)差低值區(qū),即沿Z1278—Z1274—Z1973—Z1234線(xiàn),分南北兩區(qū),分別進(jìn)行趨勢(shì)分析。表4—2(a)為北區(qū)孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差特征值趨勢(shì)分析結(jié)果;表4—2(b)為南區(qū)分析結(jié)果。
第四十九頁(yè),共292頁(yè)。北區(qū)孔—段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差為指數(shù)形式,以三次曲面來(lái)逼近效果最佳。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:北區(qū):△t=b1+b2x+b3y+b4x2+b5xy+b6y2+…+b10y3式中x、y為井位坐標(biāo);b1=19.079,b2=0.0334,b3=0.26,b4=0.0050,b5=0.0003,b6=-0.0001,b7=0.0002,b8=-0.0005,b9=0.0004,b10=-0.0002第五十頁(yè),共292頁(yè)。南區(qū):=b1+b2x+b3y+b4x2+b5xy+b6y2+…+b10y3式中b1=14.9991,b2=0.2009,b3=0.0641,b4=-0.0068,b5=-0.0045,b6=-0.0024,b7=0.0001,b8=-0.0000,b9=0.0001,b10=-0.0001可以看出,其高低偏差分布具有極大的隨機(jī)性與不均一性,從而說(shuō)明,這種偏差主要是人為的因素引起的偏離聲波時(shí)差正常變化趨勢(shì)的偏差。統(tǒng)計(jì)表明,偏差大于±10μs/m的井占34%,±5~±10μs/m的井占32.7%,因此,約有60.7%的聲波測(cè)井曲線(xiàn)需要校正。
第五十一頁(yè),共292頁(yè)。圖4—8為孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差趨勢(shì)值平面上的分布,與圖4—9比較,其分布趨勢(shì)更加明顯。
第五十二頁(yè),共292頁(yè)。2.應(yīng)用效果孔一段棗1272-1井,既有801測(cè)井資料,也有581測(cè)井資料,后者視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差特征峰值為280μs/m,趨值為296μs/m,標(biāo)準(zhǔn)化校正量為-16.5μs/m,可以看出,該井801資料刻度較準(zhǔn)。利用801資料或校正后的581資料進(jìn)行處理,經(jīng)與巖芯資料比較,孔隙度平均絕對(duì)誤差可由±1.81%下降到±0.83%,平均相對(duì)誤差由8.57%下降到4.23%,精度提高一倍。棗43井標(biāo)準(zhǔn)化前,測(cè)井解釋孔隙度與巖芯分析孔隙度平均絕對(duì)誤差為±5.52%,平均相對(duì)誤差為24.2%,標(biāo)準(zhǔn)化后平均絕對(duì)誤差下降為±1.02%,平均相對(duì)誤差4.51%,精度增加了將近4倍。棗1340井,孔一段視標(biāo)準(zhǔn)層聲波時(shí)差特征峰值320μs/m,趨勢(shì)分析值340μs/m左右,標(biāo)準(zhǔn)化校正量為1.0μs/m,不用校正,孔隙度平均絕對(duì)誤差±0.67%左右,平均相對(duì)誤差2.85%左右。圖4—10為標(biāo)準(zhǔn)化前后測(cè)井解釋孔隙度對(duì)比圖,從圖中可以看出,標(biāo)準(zhǔn)化后的效果是顯然的。
第五十三頁(yè),共292頁(yè)。第五十四頁(yè),共292頁(yè)。三、儲(chǔ)層孔滲參數(shù)測(cè)井一地質(zhì)綜合解釋?zhuān)ㄒ唬﹥?chǔ)層孔隙度測(cè)井—地質(zhì)綜合解釋1.Ramer公式計(jì)算孔隙度利用聲波時(shí)差估算地層孔隙度,通常應(yīng)用Wyllie時(shí)間平均公式,由于該公式形式簡(jiǎn)單,對(duì)壓實(shí)的砂巖基本上適用,因此一直沿用到80年代初期,盡管此期間對(duì)Wyllie公式作過(guò)一系列校正(如壓實(shí)校正、泥質(zhì)校正、油氣校正等),但解釋的孔隙度與巖芯分析孔隙度之間仍存在較大偏差。原因在于wyllie公式是近似的,認(rèn)為孔隙度與聲波時(shí)差之間是一種線(xiàn)性關(guān)系。然而實(shí)踐證明,時(shí)差與孔隙度之間并非簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系,而是具有明顯的非線(xiàn)性關(guān)系。Ramer等人(1980)提出了如下非線(xiàn)性公式,即Ramer公式:V=Vm(1-φ)2+Vfφ式中V、Vm和Vf分別是油層、骨架物質(zhì)和孔隙流體的聲速。對(duì)上式作運(yùn)算,可得孔隙度:
φ=(1-
)-
y2
該式適用于φ<0.37的地層。(4—1)第五十五頁(yè),共292頁(yè)。實(shí)踐證明,上式算出的孔隙度比Wyllie公式更接近實(shí)際,它不必引入壓實(shí)校正系數(shù),計(jì)算結(jié)果還表明孔隙度對(duì)骨架時(shí)差△tma數(shù)值的選擇是敏感的,而對(duì)流體時(shí)差△tf的數(shù)值選擇不很敏感,油和水的時(shí)差可采用同一數(shù)值620μs/m。砂巖、石灰?guī)r、白云巖骨架時(shí)差分別為:184μs/m,160μs/m,144μs/m。當(dāng)孔隙度較小時(shí),可采用并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)表示。依據(jù)這樣的模型,當(dāng)孔隙度很大時(shí)所得到的計(jì)算公式與上式一致;當(dāng)孔隙度不很大時(shí)(φ<0.37),所得到的結(jié)果與上式雖有某些相似之處,但仍差異明顯。為了解釋這種差別,Ramer等人引入了聲波在多孔地層中傳播時(shí),具有迂曲效應(yīng)的概念。這種迂曲效應(yīng)在電阻率測(cè)井中,研究電流在多孔地層中流動(dòng)時(shí)早已被觀察到。然而,Ramer等人對(duì)聲波傳播的迂曲效應(yīng)沒(méi)有作深入的分析。
第五十六頁(yè),共292頁(yè)。2.地層因素公式計(jì)算孔隙度Raiga等人(1986)提出了聲波地層因素公式。這個(gè)公式是在Ramer等的基礎(chǔ)上得出的。在重新處理了在Ramer等人的論文和其它文獻(xiàn)中所提供的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)后,得到新的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,并對(duì)Ramer等人提出的聲波傳播迂曲效應(yīng)作了深入的論證,從而建立了新的計(jì)算公式和相應(yīng)的物理模型。該公式是從Ramer公式得出的。具體過(guò)程如下:因Ramer公式右邊第二項(xiàng)比第一項(xiàng)小得多,可以忽略,并將第一項(xiàng)中指數(shù)作經(jīng)驗(yàn)處理,記作x,就得到:V=Vm(1-φ)x,φ=1-()x式中x為巖性指數(shù),其余參數(shù)的意義同前。實(shí)踐證明,該式對(duì)φ<0.5的砂巖、石灰?guī)r和白云巖均適用。而當(dāng)φ>0.5時(shí),要采用其它算式。第五十七頁(yè),共292頁(yè)。圖4—11(c)表示華北油田水飽和砂巖巖芯實(shí)測(cè)孔隙度與聲波時(shí)差的關(guān)系。曲線(xiàn)(1)按Wyllie公式算出;(2)按Ramer公式算出;(3)按聲波地層因素公式算出;(4)按簡(jiǎn)化的聲波地層因素公式算出。Vp=Vm(1-φ)1.6≈Vm(1-1.6φ)φ=所選用的參數(shù)為:tf=620μm/m,tm=190μs/m(Ramer公式),tm=188μs/m(其它三個(gè)公式)。從圖4—11(c)可看出,聲波地層因素公式,尤其是它的簡(jiǎn)化形式,與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)符合得最好。
第五十八頁(yè),共292頁(yè)。圖4—11(a)表示安微油田的情況,圖例同前。參數(shù)為:tm=184μs/m,(Ramer公式),tm=182μs/m(其它三個(gè)公式)。其余的參數(shù)同前,可以看出,地層因素公式和它的簡(jiǎn)化形式與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)符合得較好。圖4—11(b)是江漢油田的情況。參數(shù)為:tf=600μs/m,tm=182μs/m(Ramer公式),tm=180μs/m(其它三個(gè)公式)??梢钥闯觯訰amer公式和地層因素公式與實(shí)際數(shù)據(jù)符合較好。當(dāng)孔隙度大于0.37時(shí),Ramer公式相當(dāng)復(fù)雜,使用不便,而地層因素公式仍很簡(jiǎn)單(它的適用范圍是φ<0.5)。第五十九頁(yè),共292頁(yè)。此外,吉林油田根據(jù)巖芯分析資料得出了與地層因素公式相似的關(guān)系式:φ=0.683(1-182/△t)我們對(duì)大港棗園油田巖芯資料、測(cè)井資料進(jìn)行詳細(xì)分析,得到如下結(jié)果:孔一段:φ=1-()孔二段:φ=1-()
第六十頁(yè),共292頁(yè)。3.儲(chǔ)層孔隙度地質(zhì)多元統(tǒng)計(jì)方法確定儲(chǔ)層孔隙度的另一種方法可稱(chēng)之為正演法。即利用巖芯資料,直接刻度測(cè)井解釋?zhuān)玫刭|(zhì)多元統(tǒng)計(jì)方法,建立儲(chǔ)層參數(shù)與測(cè)井信息間的最佳轉(zhuǎn)換關(guān)系。之所以如此,是因?yàn)槔媒?jīng)驗(yàn)公式,如wyllie,Ramer公式、地層因素公式等求取儲(chǔ)層孔隙度僅是對(duì)非均質(zhì)儲(chǔ)層作不同程度的平均。因此,就整體定性分析、油水層識(shí)別,利用經(jīng)驗(yàn)公式求取精度或許會(huì)滿(mǎn)足,但遠(yuǎn)不能達(dá)到對(duì)油藏定量描述所需求的精度。第六十一頁(yè),共292頁(yè)。1)方法研究確定儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井解釋統(tǒng)計(jì)模型,通常有線(xiàn)性回歸、多元線(xiàn)性回歸、主因子分析及多元逐步回歸等。實(shí)踐證明,線(xiàn)性回歸、多元線(xiàn)性回歸,往往不能確定多變量中哪些變量對(duì)因變量起更重要的作用;主因子分析則是通過(guò)一系列線(xiàn)性變換,把數(shù)目較多的觀測(cè)變量變換為少數(shù)幾個(gè)主要的綜合變量,即主因子。這幾個(gè)較少的主因子既能盡可能多地反映原來(lái)因子的信息,它們之間又是彼此獨(dú)立的,因此,不失為一種理想的統(tǒng)計(jì)方法;多元逐步回歸分析是解決在建立回歸方程時(shí)如何挑選重要變量(指標(biāo)或因子),并確定其表達(dá)式的一種統(tǒng)計(jì)方法,利用這種方法。
第六十二頁(yè),共292頁(yè)。一方面,可以自動(dòng)地從大量的可供選擇的變量形式中,選擇對(duì)建立回歸方程起重要作用的變量;另一方面,由于各種變量間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,如滲透率,它與泥質(zhì)含量、粒度中值、孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu)等參數(shù)間均呈非線(xiàn)性形式變化。這樣往往難以確定它的數(shù)學(xué)表達(dá)式,但由于同一變量以不同形式出現(xiàn)時(shí)可看成是不同的變量形式(如x、x2、lg2x、lgx、、ex等均可作為新的變量),因此多元逐步回歸分析方法,對(duì)重要變量選取在一定程度上包括了對(duì)變量表達(dá)式的選擇,而這也正是多元逐步回歸在確定儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井解釋模型中的優(yōu)越性。當(dāng)然,由于孔隙度主要與聲波時(shí)差之間相關(guān)密切,因此,線(xiàn)性回歸、多元線(xiàn)性回歸分析方法在某些油田或地區(qū),同樣會(huì)獲得好的效果。
第六十三頁(yè),共292頁(yè)。2)巖芯資料數(shù)字化巖芯資料數(shù)字化是準(zhǔn)確建立儲(chǔ)層參數(shù)解釋模型(統(tǒng)計(jì)模型)的關(guān)鍵,因?yàn)橥ㄟ^(guò)巖芯資料數(shù)字化,可以使巖芯分析的離散數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化為與測(cè)井響應(yīng)相一致的數(shù)字記錄,而通過(guò)并帶,將其與相應(yīng)井段的測(cè)井資料歸并于一起,通過(guò)校深,使巖芯分析資料與測(cè)井均有準(zhǔn)確的深度對(duì)應(yīng)關(guān)系??紤]到巖芯分析資料分辨率遠(yuǎn)大于測(cè)井資料縱向分辨率,為使測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和巖芯分析數(shù)據(jù)相匹配,可對(duì)巖芯資料數(shù)字化后的數(shù)據(jù)去偽存真、濾波、平滑。確定了棗園油田棗南斷塊關(guān)鍵井之后,利用巖芯分析程序(CORE),通過(guò)線(xiàn)性插值或重復(fù)再現(xiàn)的方式,將關(guān)鍵井巖芯分析資料全部轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)A716文件,通過(guò)并帶校深使巖芯分析數(shù)據(jù)與測(cè)井資料具有好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
第六十四頁(yè),共292頁(yè)。第六十五頁(yè),共292頁(yè)。3)棗園油田儲(chǔ)層孔隙度測(cè)井解釋統(tǒng)計(jì)模型(1)模型建立由圖4-12可看出,孔一段孔隙度低于0.2,聲波時(shí)差大于298μs/m的點(diǎn),均受到泥質(zhì)含量的影響。由于孔二段儲(chǔ)層泥質(zhì)含量少,碳酸鹽巖含量相對(duì)較高,其間關(guān)系較為規(guī)范,通過(guò)回歸分析得到如下函數(shù)關(guān)系式:φ=Alg△t+B式中φ—目的層孔隙度,%;△t—目的層聲波時(shí)差,μm/m。對(duì)孔一段:A=130.629,B=-302.733,相關(guān)系數(shù)R=0.964,平均絕對(duì)誤差為±0.803%,平均相對(duì)誤差為3.6941%。對(duì)孔二段:A=106.88,B=-238.2,相關(guān)系數(shù)為R=0.92,平均絕對(duì)誤差±1.2%。第六十六頁(yè),共292頁(yè)。上述φ—△t間關(guān)系式通常適用于泥質(zhì)含量小(小于5%)的砂巖,為了更確切地描述孔隙度與田,井信息間的函數(shù)關(guān)系式,利用多元逐步回歸分析,通過(guò)盡可能多地構(gòu)造一些變量形式(如x,x’,lgx,l/x,/等)。自動(dòng)地選擇與孔隙度相關(guān)最密切的變量形式。通過(guò)多元逐步回歸,并經(jīng)反復(fù)檢驗(yàn),得到孔一、孔二段儲(chǔ)層孔隙度與測(cè)井信息間的轉(zhuǎn)換關(guān)系:孔一段:φ=A.lg(△t/100)+△φ其中A=19.90,△φ=B.lg2(△t/100)+CV’sh+D;B=-19.70,C=-0.2727,D=-4.762V’sh=△SP=式中△t—目地層聲波時(shí)差,μs/m;φ—目的層孔隙度。
第六十七頁(yè),共292頁(yè)。相關(guān)系數(shù)R=0.75;平均絕對(duì)誤差為±1.45%,平均相對(duì)誤差為6.22%;平均絕對(duì)偏差低于0.01%;平均相對(duì)偏差為0.45%孔二段:φ=A*lg(△t/100)+△φ式中:A=106.88,△φ=B.V’3sh+C,B=-110.67,C=-24.457,相關(guān)系數(shù)R=0.78,平均絕對(duì)誤差為±11.85%,平均相對(duì)誤差8.42%,平均絕對(duì)偏差低于0.01%,平均相對(duì)偏差為1.07%??梢?jiàn),不同層位孔隙度與聲波時(shí)差、泥質(zhì)含量(含細(xì)粉質(zhì))間關(guān)系不盡相同??滓欢慰紫抖扰c聲波時(shí)差呈對(duì)數(shù)形式遞變,與泥質(zhì)含量呈線(xiàn)性形式遞變;孔二段孔隙度與聲波時(shí)差之間也以對(duì)數(shù)形式遞變,與視泥質(zhì)含量間呈3次冪形式遞變,造成這種現(xiàn)象的原因是孔一段儲(chǔ)層以粒間孔隙為主,泥質(zhì)含量與細(xì)粉砂含量較高,粘土礦物以蒙脫石為主??锥蝺?chǔ)層以次生孔隙為主,泥質(zhì)含量較低,碳酸鹽巖含量較高,孔隙度主要受碳酸鹽巖含量影響。
第六十八頁(yè),共292頁(yè)。圖4—13為棗南孔一、二段巖芯分析、測(cè)井解釋孔隙度相關(guān)對(duì)比圖,可以看出,利用上述公式所求孔隙度精度較高。
第六十九頁(yè),共292頁(yè)。(二)儲(chǔ)層滲透率測(cè)井地質(zhì)綜合解釋1.滲透率常規(guī)測(cè)井解釋模型現(xiàn)有的方法基本上都是通過(guò)大量實(shí)際資料的統(tǒng)計(jì),尋找出測(cè)井參數(shù)或轉(zhuǎn)換后的某種地層參數(shù)與巖芯分析滲透率之間的相關(guān)關(guān)系。然后,將這種關(guān)系推廣到未知井的滲透率計(jì)算。幾十年來(lái),國(guó)內(nèi)外利用孔隙度和束縛水飽和度估計(jì)巖石滲透率,盡管提出的方程形式各異,但基本可用一個(gè)通式來(lái)表示,即:K=式中C、a、b,對(duì)于一定的地區(qū),一定的油氣類(lèi)型和巖性是一種統(tǒng)計(jì)常數(shù),可通過(guò)自由水面之上含油氣地層的大量巖芯分析數(shù)據(jù)確定。第七十頁(yè),共292頁(yè)。圍繞這一關(guān)系式,國(guó)內(nèi)外各測(cè)井公司或研究單位,提出了各自的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式。如德萊賽公司的關(guān)系式:K=0.136
大港油田第三系的關(guān)系式:K=1.023;河南魏崗油田的關(guān)系式:K=500
考慮到Swi通常與泥質(zhì)含量、粒度中值相關(guān)密切,因此,又有:K=f(φ,Vsh)或K=f(φ,Md)之類(lèi)的公式??傊?,影響滲透率的因素眾多,從而導(dǎo)致求解滲透率的公式多,但如何利用測(cè)井信息求準(zhǔn)滲透率,至今仍是測(cè)井攻關(guān)的難題。
第七十一頁(yè),共292頁(yè)。2.利用地質(zhì)多元統(tǒng)計(jì)方法確定滲透率以棗園油田為例,通過(guò)分析滲透率與巖性、物性、含油性及電性關(guān)系,認(rèn)為棗南孔一、孔二段滲透率,無(wú)論在縱向還是在橫向上,非均質(zhì)程度較高。由于孔一段以原生孔隙為主,沉積相對(duì)簡(jiǎn)單,滲透率在縱橫向上變化較為穩(wěn)定;孔二段以次生孔隙為主,不同油組沉積特征不同,且不同斷塊滲透率變化較大。如棗40塊孔二Ⅱ巖芯分析平均滲透率為156.1×10-3μm2,棗111塊巖芯分析平均滲透率為22.8~10-3μm2,棗北孔二Ⅱ巖芯分析平均滲透率為112.1×10-3μm2,棗40塊孔二Ⅳ巖芯分析平均滲透率為17.5×10-3μm2,棗111塊孔二Ⅳ巖芯分析平均滲透率為16.6×10-3μm2,棗南孔一段巖芯分析平均滲透率為163.5×10-3μm2??梢钥闯觯煌瑢佣巍⑼粚佣尾煌瑓^(qū)塊,滲透率值變化很大,若將其毫不區(qū)分地統(tǒng)一分析,勢(shì)必會(huì)帶來(lái)很大的誤差和困難。第七十二頁(yè),共292頁(yè)。分析表明,不同的孔隙區(qū)間,滲透率值遞變梯度不同,很難用一簡(jiǎn)單的函數(shù)形式來(lái)描述其間的內(nèi)在聯(lián)系。為解決此問(wèn)題,研究中采用分層、分塊、分相帶建立滲透率測(cè)井解釋模型,以便最佳地逼近巖芯分析滲透率??滓欢我詻_積扇膏鹽湖沉積為特征,主要儲(chǔ)油層一般集中在扇中辮狀河道、心灘沉積中。以細(xì)砂、粗粉砂沉積為主,孔隙度分布于20~28%之間,滲透率則分布于幾十到1600×10-3μm2之間,漫流沉積通常以粉砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂、泥質(zhì)粉砂巖為主,粒度較細(xì),孔隙度5—20%,滲透率則分布于0.5×10-3μm2到幾十毫平方微米,為此,以微相劃分為依據(jù),把孔隙度作為控制參數(shù),將儲(chǔ)層分為三大類(lèi):
第七十三頁(yè),共292頁(yè)。(1)當(dāng)孔隙度高于25%,相當(dāng)于辮狀河道及心灘主體沉積。根據(jù)前述四性關(guān)系分析,構(gòu)造出一系列變量形式,即以孔隙度、視泥質(zhì)含量、聲波時(shí)差、感應(yīng)電阻率等為基礎(chǔ)變量,而以其線(xiàn)性形式、指數(shù)形式、對(duì)數(shù)形式等為新的變量,利用多元逐步回歸分析建立巖芯分析滲透率與測(cè)井信息間的最佳函數(shù)關(guān)系式:經(jīng)多元逐步回歸得到如下函數(shù)關(guān)系式:lgK=AlgK1+Blg2K1+C.lgφ+DK1=A=9.534,B=-2.744,C=8.2055,D=-0.8711。式中φ———孔隙度,小數(shù);——視泥質(zhì)量,%;復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.77,平均相對(duì)誤差37%??梢钥闯?,在高孔、高滲地區(qū),滲透率主要與孔隙度值有關(guān)。滲透率與孔隙度(φ)及孔隙度與泥質(zhì)含量之比(φ/Vsh)成對(duì)數(shù)形式。
第七十四頁(yè),共292頁(yè)。(2)孔隙度20~25%之間,該類(lèi)儲(chǔ)層主要屬于辮狀河道、心灘近側(cè)緣沉積,孔隙分選較好,滲透率一般幾個(gè)到百毫平方馓米,解釋模型為:lgK=A.φ3+BlgK1+C+D式中A=5.4,B=-0.1613C=0.007145,D=1.5203K1=e(10.φ)lg2(Rt/Rtc)/Vsh,Rtc為油層下限值,孔一段Rtc≈3.0相關(guān)系數(shù)R=0.72,平均相對(duì)誤差45%,樣品點(diǎn)平均值為147×10-3μm2??梢钥闯?,當(dāng)儲(chǔ)層孔隙度為20~25%時(shí),其所對(duì)應(yīng)滲透率,不僅與孔隙度、視泥質(zhì)含量有關(guān),而且還與反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、油水層特點(diǎn)的電阻率值具明顯的相關(guān)關(guān)系。第七十五頁(yè),共292頁(yè)。(3)孔隙度低于20%,此類(lèi)儲(chǔ)層主要為漫灘沉積,其粒度細(xì),泥質(zhì)含量高,滲透率一般幾個(gè)到幾十毫平方微米、解釋模型如下:lgK=AlgK1+B式中A=0.54,B=-0.81,K1=e20φ/復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.79,平均相對(duì)誤差50.116%??梢钥闯?,此類(lèi)儲(chǔ)層滲透率與孔隙度、泥質(zhì)含量相關(guān)密切。綜上所述,不同沉積類(lèi)型不同儲(chǔ)層特征,不同區(qū)塊和層位,儲(chǔ)層后生成巖變化不同,導(dǎo)致滲透率變化規(guī)律不同。從而使測(cè)井解釋模型也有所不同。滲透率與其它地質(zhì)、測(cè)井信息之間關(guān)系復(fù)雜,很難用簡(jiǎn)單的線(xiàn)性模型、單變量模型來(lái)描述。
第七十六頁(yè),共292頁(yè)。圖4—14為利用多元統(tǒng)計(jì)模型所求棗南孔一段滲透率與巖芯分析滲透率相關(guān)對(duì)比圖。可以看出,其解釋精度較高。
第七十七頁(yè),共292頁(yè)。(三)儲(chǔ)層參數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬及預(yù)測(cè)如前所述,利用測(cè)井信息求取儲(chǔ)層參數(shù)通常采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)P突蚪y(tǒng)計(jì)模型。所謂經(jīng)驗(yàn)?zāi)P图粗咐们叭搜芯康慕?jīng)驗(yàn)?zāi)P?,如孔隙度用Willy時(shí)間平均公式、Ramer公式、地層因素公式等,通過(guò)調(diào)整參數(shù)達(dá)到求解之目的。所謂統(tǒng)計(jì)模型則是指利用研究區(qū)實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料,經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì),建立儲(chǔ)層參數(shù)的最佳函數(shù)關(guān)系式。第七十八頁(yè),共292頁(yè)。綜合國(guó)內(nèi)外研究資料,確定儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井解釋經(jīng)驗(yàn)?zāi)P突蚪y(tǒng)計(jì)模型通常有實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定、回歸分析、主因子分析及最近幾年剛剛興起的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬等方法。經(jīng)過(guò)近十年的探討和研究,我們認(rèn)為回歸分析、主因子分析,用于關(guān)鍵井評(píng)價(jià),會(huì)取得十分滿(mǎn)意的效果。用于多井評(píng)價(jià),則需要極精細(xì)地對(duì)全油田測(cè)井資料重新刻度,只有用刻度后的測(cè)井資料,才可求得平面上呈規(guī)律性分布的儲(chǔ)層參數(shù)。使用多元逐步回歸分析方法,作為大港棗園油田關(guān)鍵井研究及多井評(píng)價(jià)的主要方法,在對(duì)全油田測(cè)井資料進(jìn)行精細(xì)刻度基礎(chǔ)上,分層、分塊、分相帶建立了適應(yīng)于研究區(qū)的儲(chǔ)層參數(shù)解釋模型,取得了明顯的效果。然而,伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,涌現(xiàn)出許多可調(diào)性更強(qiáng)的技術(shù)方法,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層參數(shù)則是目前令人耳目一新的方法。第七十九頁(yè),共292頁(yè)。1.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—誤差反向傳播模型(EBP)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬生物神經(jīng)元系統(tǒng)之間的激勵(lì)過(guò)程,它的基本構(gòu)成單位是節(jié)點(diǎn),又稱(chēng)神經(jīng)元。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由許多計(jì)算簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)連接而成,每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有很多輸入途徑,把對(duì)所有的輸入信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性加權(quán)組合作為節(jié)點(diǎn)的輸入,然后,依據(jù)傳遞函數(shù)和閾值進(jìn)行映射,輸出結(jié)果作為下一層節(jié)點(diǎn)的輸入信號(hào)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通常由輸入層、輸出層和連接兩者的隱層組成,其中隱層的數(shù)目可以多于一層。同一層之間的節(jié)點(diǎn)可以不連接,相鄰兩層的節(jié)點(diǎn)兩兩連接起來(lái),隱層的節(jié)點(diǎn)數(shù)可以任意規(guī)定,考慮到算法的穩(wěn)定性、容錯(cuò)能力以及有效率,隱層的層數(shù)和每一隱層的節(jié)點(diǎn)數(shù)選擇要合適,不能過(guò)多或過(guò)少,輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)要等于期望輸出的個(gè)數(shù),輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)要等于輸入樣本各分量的個(gè)數(shù)。激勵(lì)函數(shù)采用S型函數(shù):f(x)=[1+th(x)]=[1+](4—17)其中,θ為節(jié)點(diǎn)的閾值。
第八十頁(yè),共292頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)前一層節(jié)點(diǎn)的輸出作為后一層節(jié)點(diǎn)的輸入。同一層各節(jié)點(diǎn)的輸出值,由于兩節(jié)點(diǎn)間的連結(jié)權(quán)重不同而被放大或被衰減或被抑制,每一節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)輸出值由節(jié)點(diǎn)輸入傳遞函數(shù)和閾值確定。誤差反向傳播(EBP)型的網(wǎng)絡(luò)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)最大的家族,它由其權(quán)值實(shí)現(xiàn)正向映射。EBP型的網(wǎng)絡(luò)都是把當(dāng)前權(quán)值作用下網(wǎng)絡(luò)的輸出與希望實(shí)現(xiàn)的映射要求的期望輸出進(jìn)行比較來(lái)學(xué)習(xí)的,是一種簡(jiǎn)便有效和專(zhuān)用于層次型網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法,它利用給定的訓(xùn)練樣本,在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷修正內(nèi)部權(quán)重和閾值,使實(shí)際輸出與期望輸出非常接近。第八十一頁(yè),共292頁(yè)。具體算法如下:設(shè)有m層網(wǎng)絡(luò),若在輸入層加上輸入模式,設(shè)第k層第i單元由第k-l層輸入的總和為Ujk,輸出為Vjk,由第k-1層的第i個(gè)神經(jīng)元到第A層第j個(gè)神經(jīng)元的結(jié)合權(quán)值為Wijk-1,各神經(jīng)元的輸入與輸出關(guān)系函數(shù)是f(u),則各變量的關(guān)系為:
Vjk=f(Ujk)
Ujk=
設(shè)輸出層第j個(gè)神經(jīng)元的期望輸出為Yj,實(shí)際輸出為Vmj,它由輸入模式和各層的權(quán)值決定,其誤差函數(shù)為:r=求權(quán)值W,使r達(dá)到最小,求取Wij的方法是采用最速下降法:W(t+1)=W(t)-其中ε>0,(-dr/dw)|w(t)稱(chēng)為下降方向,多維情形時(shí)負(fù)導(dǎo)數(shù)變成負(fù)梯度,即所謂的最速下降方向。
第八十二頁(yè),共292頁(yè)。由公式(4—18)、(4—19)(4—20)得:Vjm-yik其中:
第八十三頁(yè),共292頁(yè)。其中:為了改善收斂性,將公式(4—26)改成:
也即后一次的權(quán)值更新值適當(dāng)考慮到上一次的權(quán)值更新值,最后得到:
由djm代入公式(4—26)和(4—29)求出Wijk-1,再代入公式(4—27)可求出djm-1,代入公式(4—26)和(4—29)又可求出Wijm-2,…,直到求出Wij(l).為此,從最上層即輸出層開(kāi)始,根據(jù)公式(4—26)~(4—29)將誤差依次向后傳播,不斷修正各內(nèi)部連接權(quán)重,直到輸出的結(jié)果滿(mǎn)意為止。
第八十四頁(yè),共292頁(yè)。2.孔隙度模擬及預(yù)測(cè)通過(guò)前述分析表明,本區(qū)孔隙度與SP相對(duì)幅度值、聲波時(shí)差間相關(guān)關(guān)系密切,因此,在建立孔隙度解釋模型時(shí),充分考慮了上述因素的影響,從而形成了如下網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)文件(表4—3)。
第八十五頁(yè),共292頁(yè)。圖4—15為巖芯分析孔隙度與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬孔隙度對(duì)比圖,兩者相關(guān)極為密切,其平均絕對(duì)誤差小于±1%,平均相對(duì)誤差5%左右。
第八十六頁(yè),共292頁(yè)。3.滲透率模擬前述表明,滲透率與巖性參數(shù)、物性參數(shù)相關(guān)密切,由于受取樣密度限制,極難確定滲透率與測(cè)井信息間直接的關(guān)系。然而,由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬在計(jì)算過(guò)程中,首先采用數(shù)據(jù)歸一化,因此,可以用泥質(zhì)含量、孔隙度與滲透率直接建立關(guān)系,以彌補(bǔ)由于取樣密度小所帶來(lái)的巖電歸位難這一問(wèn)題。工作中,將孔隙度、泥質(zhì)含量作為輸入層,滲透率作為輸出層,形成滲透率學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)表4—4)。
第八十七頁(yè),共292頁(yè)。圖4—16為大港深層儲(chǔ)層滲透率神經(jīng)模擬與巖芯分析間對(duì)比圖,顯然兩者相關(guān)極為密切。此外利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬及預(yù)測(cè)技術(shù),還可進(jìn)行巖性參數(shù)、孔隙結(jié)構(gòu)等參數(shù)計(jì)算,基本原理相同,關(guān)鍵在于組織好訓(xùn)練樣本。
第八十八頁(yè),共292頁(yè)。四、陸相儲(chǔ)層原始含油飽和度研究(一)概念油藏原始含油飽和度是計(jì)算石油天然氣儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量的重要參數(shù)。含油飽和度不僅作為獨(dú)立參數(shù)影響儲(chǔ)量計(jì)算的精度,同時(shí)也是判斷油、水層,研究有效厚度的重要指標(biāo)之一。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)油田儲(chǔ)量計(jì)算所選用的含油飽和度值,主要來(lái)自油基泥漿取芯井、密閉取芯井及昔通取芯井所計(jì)算的資料。然而由于油田取芯井?dāng)?shù)目有限,特別是油基泥漿取芯井,密閉取芯井?dāng)?shù)目更少。僅以幾口井分析資料代表高度非均質(zhì)的油田,勢(shì)必帶來(lái)很大的誤差,因此,開(kāi)展原始含油飽和度測(cè)井、地質(zhì)綜合解釋極為必要。1.確定油藏原始含油飽和度巖芯直接測(cè)定法,也即利用油基泥漿取芯、密閉取芯、冷凍密閉取芯井底蠟封取芯、大直徑取芯直接測(cè)定。50—60年代,為了獲取地層條件下原始含油飽和度,發(fā)展了油基泥漿取芯,盡管其成本昂貴,但仍受?chē)?guó)內(nèi)普遍重視,廣為應(yīng)用。70年代至今,國(guó)內(nèi)普遍采用密閉取芯技術(shù)。使用油基泥漿取芯或密閉取芯直接測(cè)定飽和度成為目前儲(chǔ)量計(jì)算中最準(zhǔn)確的方法。2.應(yīng)用毛管壓力計(jì)算利用實(shí)驗(yàn)室毛管壓力資料,確定油藏原始含油飽和度,在國(guó)外廣為應(yīng)用。其精度和油差泥漿取芯結(jié)果相提并論。誤差僅為5%左右。國(guó)內(nèi)由于難以求準(zhǔn)油藏條件下油與水的界面張力和潤(rùn)濕接觸角,目前還只在低級(jí)別儲(chǔ)量計(jì)算中使用。
第八十九頁(yè),共292頁(yè)。3.相關(guān)統(tǒng)計(jì)法即利用油基泥漿或密閉取芯井巖芯分析資料,統(tǒng)計(jì)已知束縛水飽和度與其它因素問(wèn)的定量關(guān)系。前人研究認(rèn)為,滲透率和束縛水飽和度常存在如下函數(shù)關(guān)系式:
(4—30)
(4—31)或
(4—32)式中ai及C均為常數(shù)。斯侖見(jiàn)謝公司從油田研究中,將一些常用公式,總結(jié)為一種經(jīng)驗(yàn)公式,對(duì)于含有中等密度的原油采用:
(4—33)
而對(duì)于干氣儲(chǔ)層則變?yōu)椋海?—34)第九十頁(yè),共292頁(yè)。近幾年,國(guó)內(nèi)外許多油田,較普遍以孔隙度與滲透率對(duì)數(shù)之積來(lái)表示與束縛水飽和度之間的關(guān)系。然而,必須看到,儲(chǔ)油層中巖石含水飽和度的數(shù)值與石油在原始含水層中的聚集過(guò)程、石油粘度、油水分界面上的表面張力、巖石中的顆粒分選、油水接觸面與巖芯位置的接近程度,巖石中粘土含量,特別是巖石孔隙大小和分布等有關(guān)。
4.測(cè)井解釋求取法70年代以前,國(guó)內(nèi)外把測(cè)井解釋含油飽和度多用于油水層的定性判別。80年代,隨著測(cè)井技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是油藏描述技術(shù)的發(fā)展,利用測(cè)井解釋所求飽和度定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層、計(jì)算石油儲(chǔ)量已大勢(shì)所趨。盡管以阿爾奇公式為基礎(chǔ)派生出計(jì)算原始含油飽和度的公式50余個(gè),但目前各石油公司常用的只有阿爾奇公式、Simandoux公式、Wamman—Smits方程、Fertl公式、印度尼西亞方程等。不同類(lèi)型公式,適應(yīng)于不同儲(chǔ)層類(lèi)型。
第九十一頁(yè),共292頁(yè)。1.含油高度對(duì)含油飽和度的影響利用多元回歸分析,可定量描述含油高度與含油飽和度間的一般函數(shù)關(guān)系式,研究表明,含油高度與含油飽和度之間存在如下形式的函數(shù)關(guān)系式:
(4—35)不同油藏或同一油藏不同物性的油層具有相同的變化形式,遞變梯度不同,如棗111塊孔二Ⅱ油組2小層油藏,當(dāng)滲透率大于2×10-3μm2時(shí),A=0.264506×10-1,B=0.115834×10-2。當(dāng)滲透率小于2×10-3μm2時(shí),A=0.26598×10-1,B=0.114493×10-2??锥粲徒M油層,A=0.928779×10-1,B=0.147228×10-2。顯然,上述各式主要區(qū)別在于A值不同。分析表明,儲(chǔ)層物性變差,A值增大,而B(niǎo)值變化很小。有的閉合高度很大的油藏,幾百米內(nèi),含水飽和度僅變化23%,對(duì)這種油藏的純油段來(lái)說(shuō),含油高度對(duì)含水飽和度影響不大,如大慶油田是高油柱油藏,滲透率大于1550×10-3μm2,的油層,在構(gòu)造頂部海拔-650m處(相當(dāng)于油水界面以上120m),含水飽和度為12%左右,海拔-950m(油水界面以上20m)為20%,純油段300m井段內(nèi),含水飽和度僅變化8%,海拔-1000m(油水界面以上70m)為23%,-1050m(油水界面以上20m)為35%,-1070m處為55%(見(jiàn)圖4—17)。
(二)影響原始含油飽和度的地質(zhì)因素分析第九十二頁(yè),共292頁(yè)。第九十三頁(yè),共292頁(yè)。2.巖石物性對(duì)含油飽和度的影響對(duì)一個(gè)具有一定含油高度的油藏來(lái)說(shuō),巖性和地層流體性質(zhì)變化不大,產(chǎn)油層含水飽和度與儲(chǔ)集層孔隙度、滲透率明顯相關(guān)。分析棗園油田孔一段、孔二段純油層段含水飽和度與孔隙度之間關(guān)系,表明同一油層段內(nèi),隨孔隙度的增加,含水飽和度逐漸減低。經(jīng)回歸分析,得出孔隙度與含水飽和度間的最佳函數(shù)關(guān)系式:孔一段:相關(guān)系數(shù)R=0.9131,平均絕對(duì)誤差±4.5%,平均相對(duì)誤差11.4%,平均絕對(duì)偏差為0??锥危合嚓P(guān)系數(shù)R=0.7011,平均絕對(duì)誤差±11%,平均相對(duì)誤差26.8%,平均絕對(duì)偏差為0??滓?、二段純油層段隨滲透率的增加,含水飽和度減小,反映儲(chǔ)層物性越好,束縛水飽和度越低,兩者之間存在如下的關(guān)系式:孔一段:相關(guān)系數(shù)R=0.6482,平均絕對(duì)誤差±8.56%,平均相對(duì)誤差19.630,6,平均絕對(duì)偏差為-1.3%??锥危合嚓P(guān)系數(shù)R=0.7728,平均絕對(duì)誤差±9.96%,平均相對(duì)誤差22.7%,平均絕對(duì)偏差為-1.66%。此外從毛管壓力曲線(xiàn)分布可看出,隨孔隙度、滲透率變小,毛管壓力曲線(xiàn)分布逐漸遠(yuǎn)離縱坐標(biāo)軸。高孔隙度、高滲透率樣品的毛管壓力曲線(xiàn)有明顯的平臺(tái),有接近90°的拐角,過(guò)渡段很小,束縛水飽和度很低,低孔、低滲毛管壓力曲線(xiàn)近似一條斜線(xiàn),沒(méi)有明顯的平臺(tái)和拐角,排驅(qū)壓力高,束縛水飽和度高。
第九十四頁(yè),共292頁(yè)。3.巖性因素時(shí)含油飽和度的影響泥質(zhì)含量、粒度中值往往是影響儲(chǔ)層孔隙度、滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)特性的主要因素。因此,與原始含油飽和度之間也存在極為密切的聯(lián)系。圖4—18為棗南孔一段純油層段泥質(zhì)含量(含細(xì)粉砂)與含水飽和度的關(guān)系圖,可以看出.隨泥質(zhì)含量的增加,含水飽和度增加,當(dāng)含水飽和度大于60%左右時(shí),含水飽和度的增加與泥質(zhì)含量之間無(wú)明顯變化,說(shuō)明當(dāng)含水飽和度大于60%,泥質(zhì)大于30%時(shí),油層是無(wú)效的。通過(guò)回歸分析得出含水飽和度與泥質(zhì)含量(含細(xì)粉砂)間的最佳函數(shù)關(guān)系式:
(4—40)相關(guān)系數(shù)R=0.8465,平均絕對(duì)誤差±8.4%,平均相對(duì)誤差17.98%,平均絕對(duì)偏差為-1.6%。
第九十五頁(yè),共292頁(yè)。統(tǒng)計(jì)表明,孔一段純油層段隨粒度中值減小,水飽和度增加,當(dāng)粒度中值低于0.06mm時(shí),含水飽和度與粒度中值之間無(wú)明顯關(guān)系,這也說(shuō)明,當(dāng)粒度中值低于0.06mm左右時(shí),油層是無(wú)效的。通過(guò)分析可得出如下函數(shù)關(guān)系(4—41)
相關(guān)系數(shù)R=0.56,平均絕對(duì)誤差±9.3%,平均相對(duì)誤差21.8%,平均絕對(duì)偏差為-1.5%。
4.孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)含油飽和度的影響對(duì)一個(gè)具有一定含油高度的油藏來(lái)說(shuō),巖性和地下流體性質(zhì)變化不大,產(chǎn)油層的含水飽和度主要受儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的影響。
圖4—19為物性相同,巖性孔隙結(jié)構(gòu)不同的兩條毛管壓力曲線(xiàn),可以看出,由于孔隙結(jié)構(gòu)的影響,即便物性相同,其間的流體分布也不同。
第九十六頁(yè),共292頁(yè)。西北大學(xué)曲志浩根據(jù)G.D.Hobson公式導(dǎo)出了最小含油(有效)喉道半徑(rmin)計(jì)算式為:
(4—42)對(duì)結(jié)果影響很小,可忽略不計(jì)。在水動(dòng)力微弱條件下,4.9L也可忽略。上式簡(jiǎn)化為:
(4—43)式中σ——地層油水界面張力;h——油柱高度;
ρw和ρo——地下水和油的密度;
——孔隙平均半徑;L——油藏寬度;dh/dl——水頭差。利用rmin根據(jù)壓汞資料可以計(jì)算一系列參數(shù),諸如φe、無(wú)效孔隙百分比、rmin、控制的潤(rùn)濕相飽和度(Smin)、儲(chǔ)油指數(shù)DS等。從而可研究Sw與上述參數(shù)之間的關(guān)系。唐階廷(1990年)對(duì)二連盆地阿爾善地區(qū)蒙古林油田礫巖油藏研究得出,原始含油飽和度與常規(guī)物性關(guān)系不大,而與儲(chǔ)油指數(shù)、有效喉道峰值、無(wú)效孔隙百分比等孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)之間具有統(tǒng)一的、良好的分布關(guān)系。
第九十七頁(yè),共292頁(yè)。1)原始含油飽和度與儲(chǔ)油指數(shù)的關(guān)系儲(chǔ)油指數(shù)為有效喉道平均半徑與最小含油喉道半徑的比值。儲(chǔ)油指數(shù)越大,Sw越低,呈較好的線(xiàn)性關(guān)系(圖4—20),但點(diǎn)子欠集中。
第九十八頁(yè),共292頁(yè)。2)原始含油飽和度與DS的關(guān)系DS為有效喉道峰位半徑D與有效汞飽和度S的乘積,關(guān)系示于圖4—21。
第九十九頁(yè),共292頁(yè)。3)原始含油飽和度與無(wú)效孔隙百分比的關(guān)系與上述關(guān)系圖比較,是關(guān)系最好的一條曲線(xiàn)(圖4—22),點(diǎn)子較集中,帶較陡窄。當(dāng)油層全為有效孔隙時(shí),只有大約5%的孔壁吸附薄膜水飽和度;當(dāng)全為無(wú)效孔隙時(shí),含水飽和度100%。其間含水飽和度隨無(wú)效孔隙百分比增大而增大,這就更清楚地說(shuō)明了安山巖和礫巖含水飽和度高的原因。安山巖平均無(wú)效孔隙百分比最大,達(dá)84.2%,分布在圖的右上角,平均束縛水飽和度89%;礫巖無(wú)效孔隙百分比低于安山巖,平均71%,分布在圖右上部,平均束縛水飽和度80%。
第一百頁(yè),共292頁(yè)。5.地層的油水密度差對(duì)原始含油飽和度的影響圖4—23為李淑貞(1989年)依據(jù)國(guó)內(nèi)外幾個(gè)油田的資料,選擇距油水界面較遠(yuǎn),含油、水飽和度隨油柱高度變化不大區(qū)段的袖基泥漿、密閉取芯實(shí)測(cè)資料,編制的各油藏含水飽和度與滲透率的關(guān)系圖。該圖表明,在相同滲透率條件下,隨著地層油水密度差的增加,原始含水飽和度越來(lái)越高。同時(shí),距油水界面相近地區(qū)也有類(lèi)似的關(guān)系,如圖4—23。
此外,統(tǒng)計(jì)表明張力越大,含水飽和度越高。完全親水的巖石潤(rùn)濕角等于零,含水飽和度高。潤(rùn)濕角增大,巖石親水程度降低或變成中性,含水飽和度亦降低。親油巖石潤(rùn)濕角大于90°,含水飽和度更低。所以,親油油藏的過(guò)渡帶很小,甚至可以忽略,其含油飽和度比親水油藏高。綜上所述,原始含油飽和度主要受上述五個(gè)因素影響,但不同地區(qū)、不同類(lèi)型油藏,各因素對(duì)原始含油飽和度的影響程度不同。
第一百零一頁(yè),共292頁(yè)。(三)利用實(shí)驗(yàn)室毛細(xì)管力資料計(jì)算原始含油飽和度油藏中,油水分布狀態(tài)是毛管壓力與驅(qū)動(dòng)壓力平衡的結(jié)果。用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)模擬了油驅(qū)水的油藏形成過(guò)程,測(cè)得了流體飽和度與毛管壓力的關(guān)系曲線(xiàn),從而為利用巖芯毛管壓力曲線(xiàn)計(jì)算原始含油飽和度提供了可能。利用毛管壓力資料計(jì)算原始含油飽和度可分為如下幾個(gè)步驟:(1)J(Sw)函數(shù)的求?。寒?dāng)毛管壓力試驗(yàn)為水銀—空氣系統(tǒng)時(shí),δ=480M——N/m,θ=140°式中J(Sw)——J函數(shù),無(wú)因次;Pc——毛管壓力,MPa;K——空氣滲透率,10-3μm2;φ——孔隙度,小數(shù)。(2)J函數(shù)曲線(xiàn)的繪制。主要用目估或由計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪制J函數(shù)。(3)室內(nèi)平均毛管壓力曲線(xiàn)的求取。據(jù)
式中——平均毛管壓力,MPa;——常數(shù)=式中ki——I樣品滲透率;φ——I樣品孔隙度;J——J函數(shù),無(wú)因次。
第一百零二頁(yè),共292頁(yè)。(4)用平均毛管壓力曲線(xiàn)確定原始含油飽和度用平均毛管壓力曲線(xiàn)確定原始含油飽和度通常有兩種方法。一種是利用油藏毛管壓力曲線(xiàn)確定原始含油飽和度,步驟為:(1)將室內(nèi)平均毛管壓力曲線(xiàn)換算為油藏條件下毛管壓力曲線(xiàn)由毛細(xì)管壓力計(jì)算公式式中pc——毛細(xì)管壓力,Mpa;σL——液體兩相的界面張力,mN/m;θc——流體與固體的接觸角;r——毛細(xì)管半徑,μm??煞謩e寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室毛細(xì)管壓力表達(dá)式和油藏毛管壓力表達(dá)式:
(4—44)
(4—45)式中
σθ、θR和(pc)L——分別為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的界面張力、接觸角、毛細(xì)管壓力,一般σHg=480mN/m,σHg=140°。σR、θR、(pc)L——分別為油藏條件下界面張力,接觸角,接觸角毛細(xì)管壓力。由式4—44、4—45可得:
(4—46)考慮到油氣未進(jìn)入油藏前,巖石都為親水,θR(θow油水巖石接觸角)為零,(Pc)R=1.31。不同油田、不同儲(chǔ)層類(lèi)型σR不同。
第一百零三頁(yè),共292頁(yè)。(2)將油藏條件下的毛細(xì)管壓力換算為油柱高度眾所周知,油藏的毛管壓力為油水的重力差所平衡,即:H=(4—47)式中H
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