第五章-巖石孔隙結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)研究

第五章復(fù)雜儲(chǔ)層測井評(píng)價(jià)方法

—巖石孔隙結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)研究第一節(jié)復(fù)雜儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)面臨的問題第二節(jié)解決問題的思路及研究內(nèi)容第三節(jié)巖石孔隙結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)研究現(xiàn)狀第四節(jié)研究思路與發(fā)展方向第一節(jié)復(fù)雜儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)面臨的問題

1、問題

儲(chǔ)層地質(zhì)：

儲(chǔ)集物性差；礦物和結(jié)構(gòu)成熟度低；非均質(zhì)性強(qiáng)；孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜。測井：

油氣、水層特征不明顯；油氣、水層判別標(biāo)準(zhǔn)不易確定；油氣層定量評(píng)價(jià)困難；產(chǎn)液性質(zhì)與產(chǎn)能評(píng)價(jià)困難。2、問題的理論思考

從巖石物理理論的角度看復(fù)雜儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)面臨的問題：

（1）孔隙空間小，油氣流體的測井響應(yīng)

不明顯。

（2）油層電阻率與飽和度之間不存在

單調(diào)函數(shù)關(guān)系！

（3）經(jīng)典的Archie模型m、a參數(shù)變化范圍大！2、問題的理論思考

從巖石物理理論的角度看復(fù)雜儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)面臨的問題：

（1）孔隙空間小，油氣流體的測井響應(yīng)

不明顯。

（2）油層電阻率與飽和度之間不存在

單調(diào)函數(shù)關(guān)系！

（3）經(jīng)典的Archie模型m、a參數(shù)變化范圍大！蘇丹某地區(qū)砂巖地層因素與孔隙度關(guān)系塔里木盆地砂巖儲(chǔ)層電阻率指數(shù)與含水飽和度關(guān)系3、復(fù)雜儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)難題的癥結(jié)：孔隙度低：油氣信號(hào)弱孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜：電性規(guī)律復(fù)雜粘土附加導(dǎo)電性：模糊了孔隙度和油氣對(duì)巖石電性的控制作用和它們之間相對(duì)簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系！泥漿濾液的侵入：復(fù)雜了電性規(guī)律薄互層：影響了儲(chǔ)層，特別是油氣層測井電阻率的測量精度！第二節(jié)解決問題的思路及研究內(nèi)容

地質(zhì)成因分析

沉積作用；成巖作用；儲(chǔ)層性質(zhì)研究。

測井巖石物理研究孔隙結(jié)構(gòu)；粘土附加導(dǎo)電性；泥漿濾液侵入；薄互層等。測井新方法研究高精度高分辨率深探測以成因研究為基礎(chǔ)；以測井新方法、新技術(shù)為手段；以巖石物理研究為解決問題的技術(shù)關(guān)鍵。第三節(jié)巖石孔隙結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)研究一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀Rasmus理論模型；Wang&Sharma理論模型；塔里木。二、孔低滲儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)與巖石物理性質(zhì)研究設(shè)想1、Rasmus提出的理論模型

*粒間孔隙—溶洞雙重孔隙介質(zhì)電導(dǎo)率模型：1、Rasmus提出的理論模型

*粒間孔隙—裂縫雙重孔隙介質(zhì)電導(dǎo)率模型：雙重孔隙介質(zhì)地層因素與孔隙度關(guān)系（Rasmus模型）14321粒間孔隙2粒間-溶蝕孔隙3泥粉粒間孔隙4粒間-裂縫孔隙粒間孔隙—裂縫介質(zhì)電阻率指數(shù)與含水飽和度關(guān)系2、Wang&Sharma提出的理論模型巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)模型理論電阻率模型驅(qū)替及有效介質(zhì)電導(dǎo)模型巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)模型rbLrt理論電阻率模型完全含水時(shí)一個(gè)孔喉單元的電導(dǎo):孔喉內(nèi)壁恒存在一層水膜,其電導(dǎo)為:孔喉半徑服從正態(tài)分布：驅(qū)替及有效介質(zhì)電導(dǎo)模型巖石親水。非潤濕相驅(qū)替潤濕相進(jìn)入孔喉受毛管壓力控制：油氣進(jìn)入部分孔喉空間時(shí)一個(gè)孔喉單元的電導(dǎo)gm可通過下式求得:驅(qū)替及有效介質(zhì)電導(dǎo)模型電阻率指數(shù)：含水飽和度:水膜厚度對(duì)巖石電性的影響孔隙連通性對(duì)巖石電性的影響喉道大小對(duì)巖石電性的影響孔隙半徑均值大小對(duì)巖石電性的影響Wang&Sharma理論模型模擬結(jié)果分析水膜厚度對(duì)巖石電阻率性質(zhì)的影響配位數(shù)對(duì)巖石電阻率性質(zhì)的影響

孔喉半徑比對(duì)巖石電阻率性質(zhì)的影響孔隙半徑對(duì)巖石電阻率性質(zhì)的影響不同孔隙結(jié)構(gòu)巖石電阻率性質(zhì)理論模擬礫巖、溶孔型碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)灰、鈣質(zhì)膠結(jié)，孔隙不發(fā)育的粉、細(xì)砂巖分選好、潔凈、正常膠結(jié)的好物性砂巖泥質(zhì)砂巖、粉砂巖發(fā)育界面孔、微裂隙的巖石Wang&Sharma理論模型不同孔隙結(jié)構(gòu)巖石Ir～Sw關(guān)系理論模擬結(jié)果3、塔里木砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及其

電學(xué)性質(zhì)研究進(jìn)展大量實(shí)驗(yàn)資料表明，砂巖地層電阻率地層因素（F）與孔隙度（φ）的一般關(guān)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中是一個(gè)二次函數(shù)

F~φ關(guān)系的非線性性質(zhì)

是由于巖石樣品孔隙結(jié)構(gòu)特征的

非均質(zhì)性質(zhì)造成的這兩個(gè)線性函數(shù)分別代表

砂巖儲(chǔ)層兩類孔隙結(jié)構(gòu)特征

所控制的電學(xué)性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)狀孔隙結(jié)構(gòu)視毛管束狀孔隙結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)狀孔隙結(jié)構(gòu)微觀特征：孔隙發(fā)育、連通性好、孔隙半徑大、孔喉半徑比高宏觀物性：孔隙度高、滲透率高儲(chǔ)層類型：Ⅰ、Ⅱ類巖電性質(zhì)：m值高且接近于2、a值接近于1視毛管束狀孔隙結(jié)構(gòu)微觀特征：孔隙不發(fā)育、連通性差、孔隙半徑小、孔喉半徑比低、常發(fā)育界面孔或微裂縫宏觀物性：中低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)層類型：Ⅱ、Ⅲ類巖電性質(zhì)：m值低、a值遠(yuǎn)大于1用儲(chǔ)層物性參數(shù)可以定性表征

巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征，

并可以定量預(yù)測巖電參數(shù)m，a值。巖電參數(shù)m、a值預(yù)測模型第四節(jié)研究思路與發(fā)展方向（孔隙結(jié)構(gòu)）一、研究思路以巖心資料為基礎(chǔ)，從沉積、成巖作用出發(fā)研究孔隙結(jié)構(gòu)成因、巖相與孔隙結(jié)構(gòu)分類方法等。以成像測井、常規(guī)測井為手段，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)研究成果，研究孔隙結(jié)構(gòu)測井判別方法。以電阻率性質(zhì)為突破口，研究復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層測井油氣評(píng)價(jià)新方法。二、發(fā)展方向

方向一

通過實(shí)驗(yàn)測量研究孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)巖石電阻率性質(zhì)的影響和控制作用：

*不同孔隙結(jié)構(gòu)巖石的電阻率測量

（半滲透隔板法驅(qū)替技術(shù)）

*配套進(jìn)行巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測量

（如毛管壓力、鑄體薄片等）

方向二

用核磁共振測井評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)：原理

方向二

用核磁共振測井評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)：

華北油田成功的實(shí)例！

核磁計(jì)算成果與毛管壓力資料計(jì)算成果對(duì)比圖不同孔徑孔隙所占比例R＜0.63R＜6.3R＜16如果有核磁測井資料，完全能夠利用核磁測井的T2分布得到上述的能反映孔隙結(jié)構(gòu)的各個(gè)參數(shù)，并由此完善和改進(jìn)常規(guī)測井的解釋方法，為更好地判斷油水層和產(chǎn)能提供可靠的地層孔隙結(jié)構(gòu)的依據(jù)。

方向二

用核磁共振測井評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)：

下一步應(yīng)該做什么？

以毛管壓力等微觀孔隙結(jié)構(gòu)巖心分析資料為依據(jù)，研究CMR孔徑分布處理結(jié)果定量評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)的方法和技術(shù)。

新方法：老方法：NMR毛管壓力曲線與實(shí)測毛管壓力曲線對(duì)比圖新方法：老方法：NMR毛管壓力曲線與實(shí)測毛管壓力曲線對(duì)比圖

方向三

用孔隙度、滲透率評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)：

依據(jù)：“綜合物性參數(shù)”：

量剛為長度單位；

既能反映孔喉大小、其分布

也與儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)；

方向四

用水層的測井資料和巖心分析資料分析研究評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)的可能性和方法：

依據(jù)：前面介紹的理論模型。

做法：孔隙度—電阻率交繪圖；

分析數(shù)據(jù)點(diǎn)分布與孔隙結(jié)

構(gòu)的關(guān)系。1432水層測井孔隙度水層測井電阻率水層測井地層因素

方向五

利用孔隙結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)結(jié)果、不同孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)電阻率性質(zhì)影響的規(guī)律，研究測井識(shí)別與評(píng)價(jià)油氣層方法和技術(shù)。