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石油天然气储量有效孔隙度确定方法之测井解释

2014-02-16 21:23:00 来源:矿秘书网采编 评论(0)

石油天然气储量确定方法

三、有效孔隙度确定方法

(二)测井解释孔隙度

孔隙度是最早可用测井信息采用数学方程式表述的地质参数,也是测井 数字处理最基本的参数。在我国储量计算中应用的孔隙度解释方程,归纳起 来大致有5种类型,即威利公式理论型、假定形式应用型、岩心刻度测井型、 雷默-亨特解释型和数理统计相关型。

l. 威利公式理论型

威利公式是孔隙度测井解释的最简单形式。这一理论是1956年由Wyllie 等人首先从声波时差平均(time - average)公式提出的:

 

 

式中,At、Atma、Atf分别为目的层声波时差、岩石骨架声波时差和地层流体 声波时差。(21)式的这种形式后来推广到了其他孔隙度测井(如密度、中子 测井等)。

威利公式对于纯的、压实的原生孔隙性储层最为适用。在没有岩心分析 资料和任何其他可借鉴资料的情况下,选用理论骨架值和流体值,威利公式计算的孔隙度基本能反映孔隙度变化规律。所产生的误差是系统性的误差, 或在某一孔隙度以下,威利公式计算值偏小(或偏大),在该孔隙度值以上 则偏大(或偏小),这一误差特征仍然是系统性的。

我国陆相油气储层都或多或少含有泥质成分。威利公式不能反映泥质的 影响,而且,尤为重要的是,实际地层的岩性很少由单一矿物成分构成。因 而,骨架参数便不再是简单的一个值。另外,当储层含有天然气时,天然气 的影响不可忽视,必须引入相应的校正;当储层处于欠压实状态,还必须引 入欠压实校正项(1/Cp)。这些都是威利公式不能解决的。

2.假定形式应用型

从储层所含不同矿物的比例对孔隙度的贡献,以及不同孔隙度测井系列 响应于孔隙流体而固有的响应特征的差异,测井分析家以理想的方式或实用 的方式假定了一系列孔隙度响应方程。

(1)矿物和孔隙流体加权型。

矿物和孔隙流体加权型方程实质上是威利公式的演绎和外延,当只考虑 一种矿物时,响应方程就是威利公式本身,若考虑两种矿物,这是常见的情 形。我国陆相砂岩储层,其岩性往往是由石英和长石为主的砂岩,假定孔隙 度测井值都能线性地响应于两种矿物的体积,则有:

 

 

显然还可以推广至多种矿物,而且,还可以把泥质视为一种矿物,此时 泥质所对应的体积百分比就是泥质含量Vsh。选择多少矿物参与加权,主要看 岩心分析矿物组分情况而定,其次要考虑孔隙度测井系列的多少,此时,已 不再是解释地质问题,而是一个数学问题了。

在孔隙度测井比较单一,而岩心分析矿物成分较多的情况下,还可以采 用一种“混合骨架”的办法,即根据各矿物的体积百分比,加权平均一个 “混合骨架”值。把混合骨架值视为单矿物骨架值,再与孔隙度建立相关关 系,这是一种实用性较强的巧取办法。

(2)天然气“抵偿”解释型。

针对天然气对中子和密度测井的影响,即卩:使中子孔隙度减小,使密度 孔隙度增大,为求得两者综合的孔隙度值,测井分析家又作了一种“抵偿平 均”型假定(据 Schlumberger):

 

 

当然还有很多假定型公式,检验这些公式的可靠性或实用性的惟一途径就是 与岩心分析比较,一致性好就采用,否则就剔除,似乎不存在为什么不符或 孰是孰非的问题。实质上这取决于测井与地质的结合程度,毕竟用假定形式 是有其简化因素的。

3.岩心刻度测井型

用岩心测试数据刻度测井资料有两种形式,一是直接刻度测井曲线,此 时,测试和测井的物理量纲是一致的,如岩心测定颗粒密度与密度测井;二 是岩心刻度测井孔隙度,这是最常见的。这种形式又有两种情况,一是用岩 心孔隙度与孔隙度测井曲线("At、$N等)建立相关关系后,通过测井曲 线值转换解释孔隙度;二是用岩心孔隙度与测井孔隙度(威利公式或假定型 解释)比较,校正测井孔隙度的系统误差,进而解释孔隙度。由于刻度是孔 隙度解释的基础,因此,两种形式都必须在归位性好的前提下完成,否则会 产生较大误差。

岩心刻度测井的目的在于定量解释孔隙度。相应于用岩心孔隙度分别刻 度测井曲线和测井孔隙度的两种形式,便形成了两种解释方程。淌头匠潭 是以回归方程的形式给出的。我国油气藏储量评价中,绝大多数油藏和部分 气藏的孔隙度计算是采用前一种形式。

4.雷默-亨特解释型

早在1980年第21届职业测井分析家协会(SPWLA - Society of Professional Well Log Analysts)年会上,斯仑贝谢-道尔研究中心(Schlumberger- Doll Research )的雷默(L. L. Raymer )和亨特(E. R. Hunt)与斯仑贝谢测井公司的伽 德纳(J.S.Gardner)在收集大量实测资料的基础上,共同研究了从低孔到高 孔介质声波传播速度与孔隙度的非线性变化规律。他们把孔隙度分三段φ <37% ; 37% <φ<47%; φ>47%)提出了相应的声波速度或时差与孔隙度 的拟合关系,并提供了三种岩性(砂岩、灰岩和白云岩)孔隙度解释图版。 其中第一段,即φ<37%,比较适合我国陆相油气藏的特点:

显然,这是一个抛物线方程,式中v为声波传播速度。我国油气藏的孔隙度 评价虽未完全按照这一模式进行,但孔隙度与声波时差非线性变化的思路却 是得到了具体实践的。

(5)数理统计相关型

数理统计相关在这里主要是指在岩心分析实测数据的基础上,统计那些 影响孔隙度或能反映孔隙度变化的可测量地质一物理参数,建立孔隙度描述 方程。当其中的参数都能通过其他非实验室途径直接或间接获得时,这种描述方程便可用作解释方程或解释方程的一个已知条件。一般情况下,与孔隙 度有关的岩心实验参数主要有:泥质含量、碳酸盐含量、粒度中值、孔喉半 径(或中值喉道半径)、孔喉均值、分选系数等等。描述方程的建立即可以 是二元线性的,也可以是多元非线性的。

责任编辑:金筱维