碳酸盐岩储集层评价ppt课件.ppt

裂缝性储集层评价,世界上许多高产油气藏都是来自碳酸盐岩储集层，而裂缝是碳酸盐岩储集层的重要渗流通道和储集空间。与前面介绍的砂泥岩储集层相比，裂缝性储集层具有明显不同的地质特征，如非均质性、各向异性等，大大增加了油气勘探的难度。因此，天然裂缝性储集层的研究与评价成为石油地质家和测井分析家十分感兴趣的研究对象，并逐渐形成了一套有别于砂泥岩剖面的专门的勘探技术和测井评价体系。本章重点讨论裂缝在主要的、有代表性的测井曲线上的响应特征以及根据测井资料综合判断裂缝和定量评价裂缝的方法。,第一节 碳酸盐岩储集层的基本特征,1、主要矿物 方解石、白云石、硬石膏、石膏、岩盐 2、碳酸盐岩储集空间的基本类型 孔隙、裂缝、穴洞 砂泥岩储集层的孔隙空间：以沉积时就存在或产生的 原生孔隙为主。碳酸盐岩储集层：以沉积后在成岩后生及表生阶段的改造 过程中形成的次生孔隙为主。,上述三类储集空间从成分及分布上看是相互制约、相互关联的。如洞可在孔和缝的基础上不断发生和发展形成。缝往往又可在孔和洞的背景下发展成裂缝-孔洞网。因此，在碳酸盐岩储集层中，以上三类储集空间常常同时存在，但往往以某一种起主导作用。由上可知，与碎屑岩储集层相比较，碳酸盐岩储集层具有储集空间类型多、次生变化大、分布上的复杂性和严重的非均质性等特点。,3、储集层按孔隙空间类型的分类,不同的学科从各自的研究目的和研究手段出发而采用的分类方法。从测井评价储集层来说，可将碳酸盐岩储集层分为四种类型：孔隙型 裂缝型 裂缝-孔隙型 裂缝-洞穴型,1、孔隙型储集层 储集和渗滤空间：以各种孔隙为主，裂缝的作用很小。一般与孔隙型砂岩储集层类似，但具有更大的非均匀性。2、裂缝型储集层 在致密碳酸盐岩中因发育了较多的裂缝而形成的储集层。其基岩块孔隙度很低，基本无储、渗价值。其储集空间和渗滤通道主要由裂缝贡献，因此只有当储集层厚度较大、裂缝很发育且延伸较远时，才能成为有工业价值的储集层。根据裂缝组系状况的不同，再细分为：1）高角度裂缝型储集层 2）低角度裂缝型储集层 3）网状裂缝型储集层,3、裂缝-孔隙型储集层 在岩石具有一定有效孔隙的基础上，又被各种裂缝切割所形成。其主要储集空间是基岩块的孔隙，其主要的渗滤通道是裂缝。裂缝-孔隙型储集层一般可成为较好的生产层，既能稳产，又能高产。4、裂缝-洞穴型储集层 在裂缝型储集层的背景上，由于地下水的溶蚀作用，又产生了很多洞穴，形成的储集层。其基岩块孔隙度很低且孔径也很小，不具有工业价值，其储渗作用主要靠裂缝和洞穴（洞穴是主要的储集空间，裂缝是主要渗滤通道）。,第二节 裂缝性储集层的测井响应特征,1、电阻率测井 裂缝的显著特征：低电阻率 裂缝在电阻率测井曲线上的响应取决于裂缝的产状（倾角与方位）、裂缝的宽度与长度（纵向或径向）、裂缝中的充填物（胶结物、泥浆滤液、地层流体等）以及泥浆侵入深度等因素。图为由地层、井眼及裂缝网络组成的导电系统的俯视图（从井口向井底方向看）。,（1）双侧向测井（RLLS、RLLD）在孔隙性地层（淡水泥浆情况下）：油层：RLLSRLLD（高侵）在裂缝性地层：泥浆侵入较深（超过RLLD探测深度），使得RLLS、RLLD幅度差与地层的原始流体性质无关，而主要取决于裂缝的产状（裂缝的倾角）。,图为水槽模拟实验结果：反映裂缝倾角与双侧向电阻率关系，实验表明：当裂缝倾角为45时：双侧向呈最大负差异（RLLDRLLS）低角度裂缝：双侧向值为负异常 高角度裂缝：双侧向值为正异常。,微电阻率测井（RMSFL、RPL、RML）为极板型仪器。所以测得曲线值具有方向性，只有当极板贴在裂缝上时，才能反映出裂缝。井径：在裂缝方向上往往有扩径现象而形成椭圆井眼，增大了微电阻率测井探测裂缝的机会。且因其探测深度小，故受裂缝影响大。,裂缝性油气层井段：RLLDRLLS(正差异)RMSFLRLLD、RLLS无裂缝井段：RLLD、RLLS、RMSFL基本无异常,双侧向MSFL测井对裂缝的影响,(2)地层倾角测井（倾角仪有多个极板，本节为4个）,(a)4极板倾角仪(b)裂缝识别测井（FIL）(c)电导率异常检测程序DCA,(a)4极板倾角仪,每次下井调试测得9条曲线：4条微电导率曲线FCFC4（4个互成90的极板）井斜角DEVI 井斜方位角AZIM 1号极板相对方位角RB 相互正交的两条井径曲线C1，C2。目前判断裂缝主要用FC1FC4及C1、C2曲线。方位角曲线可以判断裂缝的发育延伸方向。由于是极板型仪器，所以只有当极板位于裂缝上 时才能由电阻率下降来判断裂缝。,（b）裂缝识别测井（FIL）,对倾角仪测得到4条电阻率曲线FC1、FC2、FC3、FC4，将相邻两极板的电阻率曲线进行叠置，根据重叠曲线的幅度差的大小来判断裂缝存在的可能性，并在有幅度差的地方涂上黑色。,该井在钻3328m时发生井漏（电导率增大）。由图可知，各极板遇到裂缝的深度的深度依次为3238.76m、3239.3m3239.36m、3238.81m,裂缝段在井壁上延续长度约4m。缺点：FIL常因倾斜较大的薄层、条带或砾石层等沉积特征的影响（使曲线有幅度差），使涂上黑色的区域不一定都是由裂缝引起。,（C）电导率异常检测程序DCA,为了解决FIL的这一缺点，设计了电导率异常检测程序，以专门搜索那些非地层因素所引起的电导率异常（可能是裂缝带）。程序处理时采用以下三个条件进行判断：（）电导率值某一值（门槛值）（）各电导率之间的幅度差某一值（门槛值）（）反映电导率异常的深度段某一值（门槛值）上述三者同时成立时，就认为满足裂缝性电导率异常。其中三个门槛值由解释人员根据地区情况确定。图电导率异常检测程序处理成果图（任丘）。,井径曲线：裂缝在井径上的显示常表现为：（）在压实地层处井径变小，只是因为有泥饼形成的缘故。（）如果钻井或地应力的释放引起裂缝带的井壁垮塌，则引起井径扩大。这种井径变化在倾角测井的井径上的显示比双臂井径仪的显示效果更好。同时，因扩径的方位往往代表裂缝发育的主方向，所以根据方位角曲线及其它资料即可得知裂缝产状。,（）地层微电阻率扫描成像测井（FMS、FMI）,a、地层微电阻率扫描仪的发展简况、技术指标和主要优点斯伦贝谢测井公司经过十年努力，于八十年代在地层倾角测井仪的基础上，研制出地层微电阻率扫描测井仪（Formation Microscanner Service),简称FMS。经过十年的发展，地层微电阻率扫描仪有了长足进步，由原来的两极板、54个电极的FMS仪，发展到四极板、96个电极的FMS，最后发展到现在的八极板、192个电极的全井眼地层微电阻率扫描仪（FMI）。它们主要的技术指标是：,地层微电阻率扫描测井仪的主要优点是能提供井壁附近地层的电阻率随深度变化的图像，其外观类似于岩心剖面，具有极高的垂向分辨率和井眼覆盖率，可用于识别裂缝、分析薄层，进行储层评价以及沉积相和沉积构造方面的研究，在探测复杂岩性、裂缝性气藏方面具有独特的优势。,b、FMS（orFMI)识别裂缝,钻井诱生裂缝,天然裂缝,构造裂缝,非构造裂缝,开启裂缝：在FMI图像上显示为低阻黑色特征。,闭合裂缝：在FMI图像上显示为浅色线条。,收缩裂缝：在FMI图像上显示为黑色特征，大部分呈树枝状特征，延伸较短，短线的角度较高，细而弯曲，且极不规则，一般不具有正弦波状特征。,缝合线：在FMI图像上显示为低阻黑色的近似正弦的曲线，缝合面成锯齿状。,c.电阻率成像测井原理,地层中不同的岩石（泥岩、砂岩、石灰岩）、流体，其电阻率是不一样的，通过测量井壁各点的电阻率值，然后把电阻率值的相对高低用灰度（黑白图）或色度（彩色图）来表示，那么，井壁就可表示成一张黑白图象或彩色图象。,高阻,低阻,泥 岩(低电阻),硬石膏(高电阻),砂岩(中等电阻),石灰岩(高电阻),溶洞(低电阻),不同储集类型的 成像图,裂缝:非均匀暗色色板,呈正弦曲线分布。,孔洞:分散的暗色斑点或不规则的斑状和条带状。,微细裂缝,可直观显示井壁地层的微细变化，识别裂缝和孔洞，定量计算孔洞缝参数,FMI,在成像图上的低角度裂缝,裂缝与层理的区别,切割层面的高角度裂缝,2、声波速度测井 声波时差t:对地层岩性及孔隙度都有良好的显示。裂缝对t影响除取决于裂缝的宽度外，更主要地受裂缝产状的影响。当声波传播时，按最短时间选择声程，传播过程中将尽可能绕过裂缝，因此t对高角度裂缝反映好。如果遇到大的水平裂缝时，使滑行波首波衰减过大，接收器只能靠后续波触发产生的脉冲输出，导致t增大并伴随有周波跳跃现象（气层、泥浆气侵也会产生周波跳跃现象）。,a、纵波tc反映水平裂缝好，对垂直裂缝反映差。b、横波时差ts比纵波时差tc受裂缝影响大，所以当tc不变，而ts增大 裂缝带。,3、放射性测井（1）地层密度 密度仪探测器正好与张开裂缝相接触时使b 若为重结晶泥浆，且井壁规则，则裂缝段的具较高的正值，故参考井径曲线，用可定性指示裂缝。,（2）光电吸收截面Pe 重晶石的Pe值极高，所以若为重晶石泥浆钻井，则可探测泥浆侵入的裂缝，裂缝处Pe值增大。（3）自然伽马测井 一般质纯的致密岩石在构造运动中容易产生裂缝，所以裂缝带的GR值较低（以往识别裂缝的条件之一）。特殊：在某些地区，由于裂缝层段的地下水的活动很活跃，地下水中溶解的铀元素被离析，并沉积在裂缝周围的壁上，造成铀元素富集。常规自然伽马测井与自然伽马能谱在裂缝带出显示出铀含量的增加。,用自然伽马时间推移测井也能识别裂缝。右图是任丘油田某井两次测量的自然伽马测井曲线。从图中看出，第一次测量裂缝性油层是低自然伽马异常，开采一段时间后，该层被水淹，水中溶解的铀元素沉积在裂缝中，导致第二次测量时，该层是高自然伽马异常，指示为裂缝。,4、井温 如果你将温度低于地层温度，因为泥浆侵入裂缝将引起该处地层温度的变换，使得温度梯度受开裂缝的影响产生低温异常。但注意不要将这种现象与天然气所引起的温度下降相混淆。除井壁图像、井温外，还有其他一些测井方法，如电缆地层测试资料等，目前应用实例较少，这里从略。,第三节裂缝性储层评价,一、应用测井资料划分裂缝性储集层 1 划分非渗透性特殊岩段 2 寻找相对低电阻率层段 3 寻找具有一定孔隙度的底层 4 寻找有裂缝发育段二、裂缝性储集层评价 1 裂缝的定量描述 2 裂缝性储层参数的定量计算,一、裂缝性储集层的划分 具体划分方法：一般式先找出低阻和高孔隙度显示，然后再剔除GR相对高的含泥质地层，则其余即为渗透性地层；也可以先找出非渗透性致密层段，然后再从中找出高孔隙、低电阻显示的渗透层。储集层截面主要以分层能力较强的曲线为准。可概括为四个步骤：,1、排除五种非渗透层 致密层：R2000*m,视1%,FIL或TPL无裂缝显示，VDL图条纹清晰，黑白反差很强，纵横波声幅无衰减（不扩径处）：低GR。泥质层：高GR、SGR、U、K、TH，低R,高t,TPL与N。泥质层自然放射性不高，中子孔隙度高，密度小，时差高，与储集层特征时分类似，所不同者主要在于电阻率偏高。硬石膏层：电阻率很高，Pe值高，密度值高于石灰岩和白云岩，接近2.98g/cm3，各种测井视孔隙度均接近于自然伽马值很低。盐岩层：较高R，扩径严重，低GR，浅探测曲线受到扩径影响大，使测井值接近泥浆影响值。,2、寻找相对低电阻率层 泥质层相对低阻层 含有较多黄铁矿的底层 储集层3、寻找具有一定孔隙度的底层 对非泥质、非含黄铁矿的低电阻率层段中寻找具有一定孔隙度的底层，主要是找t增高，体积密度降低的底层，N仅作参考，因为气层的N不会明显增高。,4、寻找有效裂缝发育段（1）根据前述的各种裂缝的测井响应特征，识别出裂缝段。（2）分析裂缝的有效性（裂缝张开度和径向延伸情况）碳酸盐岩剖面中的储集层，通常都是在巨厚的致密碳酸盐岩中的裂缝孔隙发育带，即储集层上下围岩都是岩性相同的致密碳酸盐岩层。（碳酸盐岩储集层的典型地质特征）。从这个意义上说，就是在巨厚的致密碳酸盐岩层中划分出裂缝孔隙发育带。,二、裂缝性储集层评价1、裂缝的定量描述1）裂缝带深度段2）裂缝类型、产状、裂缝密度：SHDT、FMS（or FMI）3）确定裂缝张开度：（双侧向测井）2、裂缝性储层参数的定量计算1）计算孔隙度：裂缝孔隙度、基块孔隙度、总孔隙度；2）含水饱和度计算：裂缝含水饱和度、基块含水饱和度、总含水饱和度；3）计算渗透率：裂缝渗透率、基块渗透率、总的绝对渗透率。,1.用ND和S的差值求取裂隙孔隙度f S用AC求得的S代表基质岩块 ND中子密度交会得到ND代表总孔度 f=ND-S次生孔隙度，即裂隙度,一)裂隙孔隙度的识别,先后用两种矿化度不同的泥浆进行侧向测井，因为测井范围相同可以消除地层各向异性的影响。用侧向测井的相应方程导出储层裂隙:式中：Rll两次侧向测井电阻率平均值m Rf 裂隙带电阻率 Rtb岩石基块电阻率又因为：式中：Rmf泥浆滤液电阻率 f裂隙孔隙度 mf裂隙孔隙度指数,2.进行重复性电阻率测量,1利用电阻率测井值的径向比较法。油层：Rt Rxo 水层：Rt Rxo 该方法对侵入深时难以区分油水层。2.用同一电极系比较不同时间的测值Rt1，Rt2 随时间增长，测值降低，即Rt1 Rt2时，说明有低阻侵入，判断为油层，反之为水层。,二）裂隙性油层识别,3交会图方法判断油水层。(电阻率-孔隙度)用Rt(t)交会图判断油水层。Archie公式：当a=b=1,m=n=2时，4用孔隙度曲线重叠法判断油水层 该方法与碎屑岩可动油的快速直观显示油水层相似。W 用Rt求取的含水孔隙度 T 用中子密度交会求得总孔隙度 XO 冲洗带含水饱和度 T-XO 残余油体积 XO-W 可动油体积,