单井与多井综合解释.doc

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1、单井与多井综合解释 第一节 单井资料综合解释 测井资料综合解释的基本任务是研究和评价井剖面的油气储集层主要工作是判断地层的岩性划分油气水层计算油气层的地质参数和油气储量等。 1、单井资料综合解释的一般流程及各流程的内容 按照测井资料单井综合解释的流程其步骤一般可以分为 测井系列的选择 测井数据的采集 测井资料的预处理 地层岩性的判断 储层的测井划分 储层地质参数的计算机处理 储层含油气水性质分析 绘制成果图 射孔试油分析等过程。 测井系列的选择 所谓测井系列是指对一口井测井时采用的各种不同测井方法。由于各种测井方法反映的地质物理特性不一致需要选择不同的测井方法组合测井获取反映地层各种物理特性的

2、测井资料以便对井剖面的地质特点作出精确的评价。 按照井剖面的地质特点一般分为砂泥岩剖面和碳酸盐剖面目前国内在两种井剖面采用的测井系列可以概括为 电阻率测井深、浅双侧向深、中感应微侧向、微球聚集、微电极等。 孔隙度测井补偿声波、补偿密度或岩性密度、补偿中子等。 岩性测井自然伽马、自然电位、自然伽马能谱、中子伽马等。 另外还有井径、井温、流体电阻率、介电测井、中子寿命、碳氧比测井、激发激化测井、地层倾角等。 选择一口井测井系列主要依据井的区域地质情况井所钻探的地层是否存在邻井、井所钻探的油藏是否处于生产开发期等因素决定。 除了上述测井系列外目前国内外各油田还在各种复杂油气层采用成象测井等高新测井技

3、术。 测井数据的采集 测井数据有模拟量和数字量两种模拟量用连续的电压变化曲线来表示被测物理量随钻井深度变化的情况数字量用一系列离散的数字量来表示被测物理量随钻井深度变化的情况每个数字量代表按等间距或等时距采样一个点的物理量大小。在早期测井中测井数据仅用模拟量记录这种方式记录的测井数据量较小。随着测井技术和计算机的发展测井中需要采集大量的数据为了便于传输和处理测井数据采用数字量记录。测井数据采集系统包括四部分一是地面仪负责数据的采集、控制、记录和处理二是下井仪器负责测量不同地层的物理特性三是测井绞车用于装载地面仪器和电缆四是附属设备包括井口装置、深度系统、测井数据遥传通讯等。测井数据在井下和地面

4、之间的传输通道一般为电缆、钻井液和地层空间等。 测井资料的预处理 测井资料的预处理包括测井数据的环境校正、深度校正、幅度校正、测井数据的编辑及把斜井曲线校正成直井曲线等。 数据的环境校正是通过环境校正图版把仪器探测范围内与探测对象无关的影响消除掉。 深度校正是通过分析界面清楚、曲线异常明显的地层将测井中各种不同曲线的深度校正到统一深度上并且使这个深度与表层套管底部的深度一致。同时对测井中存在的曲线拉、压缩井段进行处理。 幅度校正是对测井系统误差等因素引起的曲线幅度误差进行校正一般采用滤波或反褶积等方法处理消除曲线中存在的跳等不能反映地层物理特征的测井信息。 测井数据编辑是对测井中出现的偏离正常

5、趋势的局部明显异常进行处理。 把斜井曲线校正成直井曲线是把井斜角较大的斜井曲线校正成直井曲线。 对测井资料进行预处理后将测井获取的各种曲线组合绘制测井曲线组合图便于分析井剖面的储渗特性。 判断地层岩性 测井解释的首要问题是正确判断地层岩性这对于选择储层解释方法和有关解释参数十分重要。过去判断岩性一般采用测井曲线综合分析的方法解释随着计算机的发展和测井解释软件的完善判断岩性的方法主要采用快速直观分析方法。 测井曲线综合分析方法 测井曲线综合分析方法主要通过各种测井曲线反映各种地层矿物骨架的测井特征值分析如声波、密度、中子、自然伽马、电阻率、光电吸收截面指数Pe曲线等。 快速直观分析的方法 快速直

6、观分析主要通过岩性交会图、双孔隙度交会图、曲线重叠法等方法来完成岩性交会图包括骨架岩性识别图MID、M-N交会图和三矿物岩性识别图双孔隙度交会图包括中子-密度交会图和中子-声波交会图等。曲线重叠法包括孔隙度重叠等。除此之外也可利用Pe- e交会图识别岩性。 骨架岩性识别图是视骨架密度和视骨架声波时差的交会图。视骨架参数可以通过两种孔隙度测井方法组合求解。 M-N交会图也称岩性-孔隙度交会图是综合三种孔隙度测井资料识别岩性。反映岩性的参数M、N用下式计算 01.0fmatmaftM fmaNmaNfN 三矿物岩性识别图是通过三矿物骨架分析图版视体积密度maa和视体积截面Umaa交会图确定矿物成分

7、含量。视体积密度maa由密度-中子交会图确定视体积截面Umaa由光电吸收截面指数、密度及视孔隙度确定。 中子-密度交会图和中子-声波交会图是通过交会图中的岩性线识别岩性在双孔隙度交会图中均有砂岩、石炭岩和白云岩三条岩性线这些岩性线是根据各种矿物在交会图中的骨架值绘成的。 曲线重叠法是通过孔隙度、电阻率等曲线重叠分析岩性。如视石灰岩孔隙度单位刻度的密度孔隙度与中子孔隙度曲线重叠可以根据砂岩、石炭岩、白云岩等骨架特征在重叠图上的差别区分单矿物岩性。 储层的测井划分 砂泥岩剖面储层的划分 砂泥岩剖面的渗透层主要是砂岩、粉砂岩有时也有生物灰岩等。在现有的测井系列中自然伽马、自然伽马能谱、自然电位、微电

8、极及井径等是比较有效的划分储层的测井方法。 自然伽马泥岩在自然伽马曲线上表现为高值盐岩、灰岩等在自然伽马曲线上表现为低值砂岩在自然伽马曲线上表现为中、低值一般为40-90API。 自然电位泥岩在自然电位曲线上显示为比较平直的直线当泥浆电阻率Rmf大于地层水电阻率Rw时渗透性砂岩在自然电位曲线上显示为相对平直直线的负异常反之当Rmf lt Rw时渗透性砂岩显示为正异常。渗透层泥质越少地层渗透性越好自然电位异常幅度越大。 微电极当地层为砂岩渗透层时微电极的微电位电极曲线幅度大于微梯度电极曲线幅度曲线呈幅度差幅度差越大渗透性越好当地层为非渗透性地层微电极曲线为相互重叠的锯齿状尖峰。 井径对于疏松砂岩

9、地层渗透性砂岩地层的井径大于钻头直径对于地层比较致密的砂岩地层渗透性砂岩地层的井径小于钻头直径。 碳酸盐岩剖面渗透性地层的划分 碳酸盐岩剖面渗透性一般表现为四种形式即裂缝-孔洞型、裂缝-孔隙型、裂缝型和孔隙型。 碳酸盐岩剖面的渗透层在测井曲线中表现为“三高一低”的规律即低电阻率、低自然伽马、低中子伽马、高声波时差。目前已形成的裂缝测井系列包括裂缝识别测井、电导率检异常检测、定向微电阻率、地层微电阻率扫描、环形声波测井、阵列声波、声波全波列测井、井内声波测井、井内声波电视、方位侧向测井、定向伽马测井等。特别是井眼成像测井的发展与完善可以准确判断裂缝的发育情况和发育层段确定裂缝层系的深度提供裂缝产

10、状信息提供较大裂缝的张开或填充闭合的信息。在比较理想的情况下可区分油气层。 6储层地质参数的计算机处理 用测井资料确定储层地质参数主要计算组成岩石的矿物成分确定储层泥质含量、孔隙度、含油气饱和度、束缚水饱和度及渗透率等。 组成岩石矿物成分的计算 在测井资料计算机处理中组成岩石的矿物成分是通过“矿物体积模型”计算的矿物体积模型分为双矿物体积模型和多矿物体积模型。 双矿物体积模型通过两种孔隙度测井方法求解两种矿物成分如中子、密度组合计算矿物成分设V1、V2、分别为组成矿物的两种岩石体积和孔隙度用体积模型建立的方程为 bf1V1、V2、 N f2V1、V2、 1 V1V2 解联立方程可以得到V1、V

11、2、。 多矿物模型是将地层中的各种岩石成分包括粘土和孔隙流体都看成不同的矿物体积地层的所有矿物体积含量为1地层对于测井仪器的响应是地层中各种矿物共同作用的结果用体积模型建立方程求解。 确定储层泥质含量 泥质含量的计算方法比较多测井资料计算机处理过程中比较常用的方法是用下面的经验公式计算 iiiiiGMINGMAXGMINSHLGSH i125 1212GCURSHGCURshiiV 式中SHLGi解释层段内第i条曲线测井值GMINi第i条曲线在纯砂岩处的测井值 GMAXi第i条曲线在纯泥岩处的测井值SHi第i条曲线测井相对值GCUR地区经验系数对第三纪地层为3.7对老地层为2它也可以由本地区的

12、实际资料统计获得Vshi由第i条曲线求出的泥质含量。 由于自然伽马和自然电位等曲线在反映泥岩方面比较突出确定储层泥质含量时大多采用自然伽马和自然电位等曲线。 确定储层孔隙度 在各油田使用的测井系列中计算孔隙度的测井方法主要是密度测井、声波时差测井和中子测井。通过声波、密度、中子测井资料确定储层孔隙度的方法比较多可以分为快速直观方法、拟合公式法及测井响应方程计算孔隙度。快速直观方法是用交会图确定使用的交会图一般为声波-密度、中子-密度交会图。拟合公式法是采用测井声波时差与取心分析孔隙度拟合建立拟合公式计算孔隙度。测井响应方程计算孔隙度是通过建立体积物理模型来实现下面是用声波、密度、中子响应方程计

13、算含水纯岩石孔隙度的公式。 声波测井 mafmashshpmafmattttVCtttt 式中t地层声波时差s/mtf、tma分别为孔隙流体与岩石骨架的声波时差CP地层压实校正系数。 密度测井 mafmashshmafmabV 式中b地层密度g/cm3f 、ma分别为孔隙流体和岩石骨架的密度g/cm3 补偿中子测井 一般采用忽略骨架含氢指数的计算方法即N-VshNsh 式中N地层补偿中子孔隙度Nsh泥质的中子孔隙度。 裂缝孔隙度的确定 对于碳酸盐地层储层的孔隙度由基质孔隙度b和裂缝孔隙度f组成由于中子和密度测井计算的孔隙度不受孔隙结构的影响一般当作裂缝-孔隙型储层的总孔隙度用公式表示为ND。声

14、波测井主要反映基质孔隙度b裂缝孔隙度表示为f -b。 另外由于双侧向曲线对裂缝-孔隙型地层反映比较敏感测井解释时也选用双侧向曲线计算裂缝孔隙度其计算公式为 对于水层mfwmfdrsfCCCKC/ 对于油气层mfdrsmffCKCR/ 5确定储层含油气饱和度 含油气饱和度是评价储层的基本参数通常用阿尔奇公式来计算。 ntmWWRabRS1 式中a、b阿尔奇关系式中的系数m地层胶结指数n饱和度指数Rw地层水电阻率储层孔隙度Rt地层真电阻率。 计算储层含油气饱和度时a、b、m、n一般根据取地区经验值。Rt直接从深侧向或深感应的测井值中读取。Rw的求取有四种方法一是直接测量地层水的水样电阻率然后换算成

15、地层温度下的电阻率二是分析地层水的矿化度用图版换算成地层温度下的电阻率三是选取厚度大岩性均匀的纯水层在Sw1情况下用阿尔奇公式计算地层水电阻率四是根据自然电位的测井原理用自然电位曲线的异常幅度计算地层水电阻率。 另外在确定储层含油气饱和度方面国内外的一些测井理论专家结合不同地质特点研究了较多阿尔奇关系式的改进公式在实际应用中取得了较好的效果。如考虑泥质影响的阿尔奇关系式的改进公式 mshshwmshshwmtwRVaRRVaRRaRSw222 因此选择储层含油饱和度的计算公式时一般需要从本地区的地质特点出发在实际应用中优选适合于特定地区或层系的计算公式。 6确定束缚水饱和度 束缚水饱和度是储层

16、评价中比较重要的一个参数。目前没有一种利用常规测井资料计算束缚水饱和度的理论公式一般通过岩心分析资料统计性地找出束缚水饱和度与岩石的粒度中值、孔隙度及润湿性之间的经验关系建立经验公式计算。 确定储层渗透率 砂泥岩地层 确定储层渗透率一般有两种方法一是以岩心统计资料为基础的回归统计方法二是以孔隙度和束缚水饱和度为基础的统计方法。前者通过建立渗透率与孔隙度、粒度中值、泥质含量等地质参数的经验关系计算后者通过建立渗透率与孔隙度、束缚水饱和度的经验关系计算。其关系为 bwirraSkK 式中a、b、k为各地区建立经验关系式的系数一般根据实验数据确定。 碳酸盐岩地层 碳酸盐岩地层的储层为缝洞型储层其渗透

17、率可分为岩石基块渗透率Kb与裂缝渗透率Kf储层的总渗透率表示为K Kb Kf。其中基块渗透率Kb的计算方法与砂泥岩地层一致裂缝渗透率Kf通过实验建立经验关系式计算。一般来说裂缝渗透率比岩石基块孔隙渗透率要大得多。 7储层含油气水性质分析 利用测井资料分析储层含油气水性质的方法比较多大致可以归纳为定性、半定量和定量三类。在各种分析方法中每种方法针对的地质特点不同得到的结论也不相同因此为了提高油气评价的准确性需要优选适合适合本地区地质情况的解释方法。 储层含油气水性质的定性分析 油层最小电阻率法 油层最小电阻率Rtmin是指油气层电阻率的下限当储集层的电阻率大于Rtmin时可判断为油气层。对于某一

18、地区特定的解释层段如果储集层的岩性、物性、地层水矿化度相对稳定时可用此方法。油层最小电阻率的确定一般采用估计法和统计法。 标准水层对比法 对于某一地区如果储集层的岩性、物性、地层水矿化度相对稳定可以根据测井曲线划分岩性均匀、物性好、深探测电阻率最低的渗透层作为标准水层。然后将解释层的电阻率与标准水层相比较凡电阻率大于3-4倍标准水层电阻率者可判断为油层。 径向电阻率法 一般情况下储集层的泥浆侵入特征表现为油气层产生减阻侵入水层产生增阻侵入。因此在径向上油气层的深探测视电阻率大于浅探测视电阻率水层的深探测视电阻率小于浅探测视电阻率。与油气层的最小电阻率法和标准水层法比较径向量电阻率法在很大程度上

19、克服了岩性、物性等到变化造成的影响。 邻井曲线对比法 对于储集层的岩性、物性、地层水矿化度相对稳定的一个地区选择邻井经试油已证实为油气层的储集层作为对比层根据地质规律与邻井对比判断储集层的含油气性。 不同时间的测井曲线对比法 在适当的不同时间里对同一井段进行同一测井方法的重复测量并加以对比其测井值的变化可近似认为前、后两次测井时泥浆侵入深、浅不同所引起的。这种变化在油气层和水层是有区别的据此判断储集层的含油气性。 储集层含油气性的定量分析 含油饱和度是定量分析储集层含油性的主要指标由于饱和度参数本身已经基本消除了不同岩性、物性及水性矿化度的影响使用饱和度参数判断油气、水层比定性解释更合理。 目

20、前评价储集层的含油气性主要依靠电阻率这个参数。中子寿命测井和碳/氧比能谱测井也可用于评价地层的含油气性但它们一般被作为套管井的测井系列主要用于产层的动态分析。 确定纯地层的含水饱和度 确定纯地层?暮投纫话悴捎冒婀椒捅戎捣?用阿尔奇公式法求含水饱和度有3种方法可供选择即计算法、图版法、算图法。计算法是通过编制程序在计算机上计算。图版法是将有关关系绘制成关系曲线加以应用适用于手工解释。算图法是将阿尔奇公式的乘、除法运算用诺模图予以实现。 比值法是利用原状地层和冲洗带地层含油饱和度的比值计算饱和度参数其公式为 wmftxoxowRRRRss/2 式中Sw原状地层的含水饱和度Sxo冲洗带地层的含水饱和

21、度Rxo冲洗带地层的电阻率.mRmf泥将的电阻率.mRt原状地层的电阻率.mRw地层水电阻率.m。 为了求出Sw必须已知Sxo对于具有中等侵入及“平均”残余饱和度的情况可以应用经验关系5/1wxoss于是8/5/wmftxoRRRRsw。 用比值法求Sw的优点是不需要知道孔隙度和地层因素。 确定含泥质地层的含水饱和度 一般认为泥质在岩石中有3种分布形式即分散泥质、层状泥质和结构泥质。泥质的分布形式对核测井没有影响但对声波、电阻率测井值有影响。因此用电阻率测井资料分析地层的含水饱和度时需要考虑泥质的分布形式。 含分散泥质的砂岩储集层 1/2222qRRRqRRRqRtaRswdiswdisdis

22、wdisZw 式中Z为总孔隙度 q为分散泥质与总孔隙度的比值Rdis为分散泥质的电阻率Rt为地层电阻率Rw为地层水电阻率。 含层状泥质的砂岩储集层 lamlamtlamwRVRVRsw111 式中Vlam为层状泥质的含量为总孔隙度Rlam为层状泥质的电阻率Rt为地层电阻率Rw为地层水电阻率。 含混合状泥质的砂岩层 以泥质参数表示的公式mshshshwmshshshwmtshwwRVVaRRVVaRRVaRs212112 式中Vsh为泥质的含量为总孔隙度Rsh为泥质的电阻率Rt为地层电阻率Rw为地层水电阻率。 以粘土参数表示的公式mclayclaywmtwmclayclaywwRSIVaRRaR

23、RSIVaRs214122 式中Vclay为泥质的含量为总孔隙度Rclay为泥质的电阻率Rt为地层电阻率Rw为地层水电阻率SI为粉砂指数。 确定含泥质地层含水饱和度的公式较多它们大多带有假设和经验性这里不逐一介绍。 3储集层含油气性的快速直观解释 快速直观解释是根据纯岩石解释模型通过识别测井曲线幅度差异或测井交会图特征评价地层岩性、含油气、可动油和可动水等的定性解释技术及显示方法。通常分为重叠法和交会图两大类。 曲线重叠法分线性刻度和对数刻度两类。重叠图包括N-b测井曲线重叠法找气层双孔隙度重叠图-w重叠图观判断油层并确定Sw等。 交会图分电阻率-孔隙度交会图、双孔隙度交会图、Rwa-SP交会

24、图等。 8绘制成果图射孔试油分析 绘制曲线图、成果图确定射孔、测试层位分析测蟛资料解释效果。 2、常用的测井资料计算机处理程序 POR程序 POR程序是单孔隙度测井泥质砂岩油气层分析程序。其主要特点是简单、实用要求输入的测井曲线数目少。在地质情况比较简单的情况下可以得到较好的定量解释结果本程序的解释软件结构是目前常规测井解释软件的典型模式。因此目前国内仍在普遍使用或针对地区条件作了改进后的使用。 多功能程序 测井定量解释油气层主要应包括两方面的内容一是确定储层流体的性质二是评价油气层的产能。因此测井定量解释油气层必须建立在油藏物理学的基础之上把测井学、油藏物理学和渗流力学结合起来实现对油层的评

25、价这是70年代开发多功能测井定量解释分析系统的重要理论基础。应该指出的是多功能测井解释系统当时所提出的油气层评价原理、思路、评价模式和方法已被近期推出的核磁共振测井所吸收和引用特别是在计算束缚水饱和度方面有了重大的突破使得在评价低电阻率油气层方面又有了新的发展。 最优化程序 通常的测井资料计算机解释系统均具有相应固定的解释模型并要求用一定的测井方法组合。对于不同的岩性剖面需要采用不同的分析程序予以处理对于测井新方法的测井资料往往不能被解释系统所利用。为此为了适应井剖面岩性变化很大的情况和容易吸收新的测井方法进入解释系统人们提出了测井资料的最优化解释技术斯仑贝谢公司的GLOBAL解释系统可作为其

26、代表。该系统采用了模型与测井组合无关的结构。它的优点是能够充分应用所有可以利用的测量结果解释模型种类多适应性强。能引入局部地区的约束条件。该系统还具有一套比较好的质量控制办法通过实测曲线与理论曲线的对比能够在解释过程中更好地了解存在的问题并及时修改模型参数直到得出满意的结果。 CLASS程序 CLASS程序是基于应用测井信息分析地层中粘土矿物和用W-S模型定量解释泥质砂岩地层的分析程序。主要思路及特点在于1把地层中油、气、水视为混合流体以求准混合流体密度为基本出发点之一先设法求准混合流体密度再来求准粘土含量和孔隙度而不是采用中子、密度交会2全面分析粘土性质3将W-S模型和双水模型结合计算总含水饱和度。它应用中子、密度、能谱等测井信息计算泥质砂岩地层的粘土含量、粘土中束缚水含量、干粘土含氢指数粘土阳离子交换能力CEC及容量QV、地层总孔隙度和有效孔隙度分析地层中粘土矿物分布形式用双水模型和W-S模型结果计.