测井资料识别气层方法研究.ppt
测井资料识别气层方法研究,区域地质概况 气层测井响应特征研究 测井资料识别气层方法研究 储集层参数计算模型研究 利用流体分析法计算含油、气、水饱 和度方法研究,研究内容,1 区域地质概况,PPW区块是2001年在新疆准噶尔盆地发现的一新油气藏，位于准噶尔盆地腹部某沙漠腹地，为典型的坳中凸。从纵向上发育了侏罗系三工河组油气藏，综合分析构造特征、储层发育情况及测井、试油、试气结论、流体分析等资料表明：PPW区块三工河组（J1s22）油气藏类型为带油底的构造性凝析气藏。,PPW区块侏罗系三工河组气藏平面图,PPW区块侏罗系三工河组沉积特征、储层特征,PPW区块J1S22沉积相图,储层基本特征,储集层岩石特征 侏罗系三工河组J1s22的岩性主要为细-中粒岩屑砂岩及不等粒岩屑砂岩，碎屑成分以岩屑为主；碎屑颗粒分选中等差，磨圆度主要为次圆状，粘土杂基含量3%左右，以高岭石为主，平均2%。储集空间类型 储集空间主要为剩余粒间孔和原生粒间孔，分别为49.3%和47.5%，少量粒内溶孔，主要见于长石，微量高岭石晶间微孔，偶见微裂缝。储层物性特征。PPW区块侏罗系三工河组储层为中、低孔渗储层，较低排驱压力，孔隙连通性较好的中等偏差储集层。物性随#PW5向西南方向（#MP3、#MP1）和东南方向（#MP2）逐渐变好。,PPW区块J1S22孔、渗直方图,储层特征,2 气层测井响应特征,储层的一般测井响应特征 在水层电阻率较低，油层比水层高但比气层的略低。在相同储层条件下，相对于油、水层，含气储层一般 表现出“两高两低”（高电阻、高声波时差、低密度、低中子测井值），未经油气校正的视声波孔隙、视密度孔隙度偏大而视中子孔隙度偏小。三孔隙度及电阻率测井响应特征是有效选取气层识别方法的理论依据。,PPW区块J1S22测井响应特征,泥岩层：高GR,DEN,CNL,AC,砂岩层：低GR,DEN,CNL,较高RXO、RT,侏罗系三工河组砂泥岩剖面与一般砂泥岩剖面的测井响应不同。其泥岩层表现为“四高一低”的测井响应特征，即高自然伽玛、高体积密度值、高中子孔隙度、高声波时差和较低的电阻率值；砂岩层则与之形成鲜明对照，其测井响应特征表现为低自然伽玛、低体积密度值、相对低的中子孔隙度和声波时差值以及相对较高的地层电阻率值。并且井径曲线变化不大，显示出井眼较规则，自然电位曲线反应不灵敏，显示为幅度较小的差异。,#MP6的测井曲线响应特征,J1S22含气储层测井响应特征,#PW164的测井曲线响应特征,当井眼规则、储层条件较好时，PPW区块的含气储层测井曲线有如下特征：声波时差略值偏大，中子、密度曲线偏小较明显现象。因此未经油气校正的视中子、视密度、视声波孔隙度能够有效反映此类储层含气信息,含气储层密度、中子测井值偏小、声波略偏大,J1S22含气储层测井响应特征,当储层受岩性变化影响较大或井眼不太规则时，声波、中子测井曲线受影响相对较小，仍能表现出储层含气的测井响应特征，但密度测井曲线受影响严重，因此所求的视中子、视声波孔隙度能反映储层的含气信息，而视密度孔隙值完全无法反映储层流体性质。,#MP1的测井曲线响应特征,密度受影响大而声波、RT受影响小,含气储层测井响应特征,储层复杂（如储层含砾或泥质含量较高），特别是井眼垮塌和纵向非均质性极强时，中子和密度曲线都受影响非常大，电阻率曲线和声波时差曲线所受影响较小，#MP6为此类含气储层的一实例，储层泥质含量高，岩心资料分析表明该段储层为含砾砂岩。中子、密度曲线跳跃非常严重，而声波时差和原状地层电阻率曲线波动很小。,#MP6的测井曲线响应特征,中子密度曲线波动大而RT，声波时差受影响小。,3 含气储层识别方法研究,针对PPW区块侏罗系三工河组J1S22储层特征及 含气储层的测井响应特征，本文根据不同情况选取了不同的测井识别方法，有效提高气层识别率。视双孔隙差值法 视中子孔隙度合成声波时差识别法 中子合成弹性模量背景值识别法 地层电阻率合成声波时差识别法 油气识别图版法,视双孔隙差值法,视双孔隙差值法原理,理论依据：由于天然气的含氢指数比水的含氢指数低，密度小，而声波时差大，因此当储层含气孔隙度测井值没有进行油气校正时，会使所求的视中子孔隙度偏小，视声波孔隙度和视密度孔隙度偏大。而泥质含量高会导致视声波孔隙度和视中子孔隙度偏大，当泥质密度大于骨架密度时，视密度孔隙度偏小，泥质的存在对声波、密度、中子求取储层孔隙度都会造成影响。判别方法：气层：，水层：0，DN0 时，把储层解释为含气储层，否则把储层划分为非含气储层。,识别方法,左图为利用视双孔隙差值法处理的#PW5的成果图，从图中可以看到，在井段4243m4258m,AN和DN都大于零，故把该储层解释为含气储层，试气结论证实该层为油气同层。这与解释结论相符。应用效果分析：相对于直接的三曲线重叠法，此方法通过泥质校正有效消除了由泥质造成的影响，间接提高储层含气信噪比，能有效提高识别率。对储层条件较好的气层能取得识别效果。当储层条件复杂时，应用效果一般。,视中子孔隙度合成声波时差识别法,视中子孔隙度合成声波时差法原理,当储层为含泥质砂层时，中子孔隙度合成地层100%含水声波时差模型：,理论依据：前面的理论分析知地层含气或轻质油时，没有进行校正油气校正及“挖掘”效应的视中子孔隙度 偏小,而由天然气的物理性质知 所以判别方法：把实测声波曲线与所合成的为声波时差曲线重叠，有较大正振幅差的，则把目的层解释为含气储层，而曲线基本重合的储层则解释为非气层。,识别方法,左图是利用视中子孔隙度合成声波法处理得到#MP2的成果图，井段4249m4256.5m出现明显的振幅差，故解释为气层结论与试油结论一致。应用效果分析：利用此方法处理PPW区块的5口井测井资料表明，在岩性复杂或井段出现垮塌处，相对于密度曲线的失真程度来讲，中子和声波曲线失真较小，因此利用此方法处理上述情况储层时比视双孔隙差值法处理结果要理想，所处理的结果和试油结论符合程度较高。,中子合成声波法反映储层气信息明显，而中子密度重叠没有指示储层含气信息,含气储层时，气体的含氢指数比水的低，同时气体还会产生“挖掘效应”，使所求视中子孔隙度 偏小，从而导致合成的声波时差 偏小、合成的密度 偏大,所以合成的等效弹性模量偏大。由于气体存在，在相同储层条件下实测地密度比水层小而声波时差大，所以实测声波、密度计算的因此弹性模量较小，利用此性质能有效识别气层。判别方法：气层：EN E，Fe0,识别方法,中子合成弹性模量背景值识别法,中子合成弹性模量背景值法 原理,左图是利用中子合成弹性模量法处理的#MP1的成果图，在解释结论号2和4处的所合成的弹性模量与实测曲线处理的弹性模量有明显振幅差，因此把这两层解释为含气储层，试油结论证实这两个储层位油气同层，解释结论与试油结论相符。试油结论号4和5的试油结论分别油层和含油水层，在油层处仍然会有较明显的振幅差，而在含油水层有很小的振幅差。由前面分析知PPW区块的三工河组油气藏的原油为轻质油，而轻质油与天然气有类似的测井响应，因此解释结论与试油结论是相符的。,由于原油为轻质油，与天然气有相似的物理性质，因此油层仍有气层的指示特征,中子合成等效弹性模量法效果分析,应用效果：,利用此方法处理10口井资料，取得较高的识别率，但对于有井眼垮塌的一些储层，由于密度测井曲线跳跃较大，而声波和中子曲线波动相对较小，因此，在此种条件下利用此方法处理效果比利用中子合成声波法处理的效果差。,方法优点：,与前人提出的合成水层弹性背景法对比，此方法充分利用了三孔隙的测井响应特征，更能放大储层的含气信噪比，有利于识别那些低孔、地层含气量低等原因造成储层含气信息量低的气层识别。,地层电阻率合成声波时差识别法,识别方法,电阻率合成声波时差原理,根据电阻率法确定储集层孔隙度的理论，当地层含烃时所求的孔隙度会偏小，同时天然气的时差远比水的时差大，因此,声波所合成的声波时差应比实测的时差小。重叠实测声波测井曲线和合成的声波时差曲线，有振幅差的为含油气储层，否则解释为非含油气储集层。PPW区块三工河组的储层为油气层时的含水饱和度上限值为40%。把假设地层孔隙40%含水饱和所合成的的声波时差为背景，与实测声波时差重叠，有明显振幅差的解释为含油气储层。,左图为#MP6，其井段4209.3m4215m，利用视双孔隙差值法处理后把该层解释也水层，而试油结论解释为油气同层，分析曲线发现由于井眼不规则导致中子、密度曲线严重失真，而声波和电阻率曲线波动较小，利用电阻率合成声波法处理，有很明显的振幅差异，解释为含气储层，这与解释结论相符。在井段4229m4233m的油层也有较明显的油气指示，在井段4236m4239m的含油水层也有一定的振幅差当明显比油气同层和油层的振幅小，故把该层解释为油水同层，试油结论证实该层为含水油层，试油结论与解释结论较相符。,双孔隙度差值法不能识别气层，而电阻率合成声波法清楚指示气层,油层电阻率合成声波与实测声波振幅差比气层的振幅差小,左图为#PW5的成果图，分析井段4236m4239m可知：利用中子合成声波的振幅差明显小于利用电阻率合成的声波振幅差，说明电阻率合成声波识别法更能放大储层的含气信息量，更明显的指示含气储层。,电阻率合成声波法比中子合成声波法反映储层气信息更明显,左图为#PW5-3利用中子合成声波、中子合成等效弹性模量，电阻率合成声波法处理的结果。分析成果图知：视电阻率合成声波法指示气层效果最佳（因为是应用电阻率，而油气的电阻率相似，所以此方法不能区分油层还是气层，但区分油气层和非油气层效果是最佳的），中子合成弹性模量法次之，而中子合成声波法差。,电阻率合成声波法反映储层气信息最明显，中子合成弹性模量法次之，中子合成声波效果最差。,应用效果分析,识别方法,分析此方法处理得到的成果图表明，此方法由于声波、电阻率受井眼不规则相对于中子、密度影响小的多，且探测较深，因此此方法最适合井眼不规则时的储层油气识别法。同时从理论上得到一些结论，对于一些低孔、低渗、储层条件较复杂的地层，三孔隙度反映地层含气信息差时，利用其它三种方法往往难于识别储层是否含气储层，而电阻率合成视声波利用了含油气层的含水饱和度的上限值能有效地反映储层的含油气信息，因此，此方法还适用一些其他方法难于识别的低孔、低渗含气储层。从理论上看当储层为泥质含量高、高阻水层、低阻油气层等情况时，利用电阻率合成声波识别法有可能出现误判。利用此方法处理PPW区块的含气储层识别效果最好（指的是区分含油气储层和非含油气储层）。,识别方法,交会图油气识别法,PPW区块J1S22油气识别图版,交会图技术是一种被广泛采用判别油气层与非油气储层的直观而有效的定量解释方法。左图为研究PPW区块侏罗系三工河组的试油资料、岩心实验资料及测井资料而编制的 油气识别图版,电阻率-孔隙度-饱和度交会图表明，在PPW区块的侏罗系三工河组的含油气储层电阻率值比水层的电阻率值明显高，油水同层的地层电阻率值大于16，纯油气层的地层电阻率大于21，含油气饱和度大于60%。利用该解释图版可有效识别含油气储层和非含油气地层。左图为利用此方法处理并综合解释的#MP4井。,电阻率-孔隙度-饱和度图版法效果分析,油气识别方法,方法优点 由于图版法是建立在对大量实验数据、测井数据及试油结论统计基础上的，因此，图版法具有较强的针对性，利用图版法处理PPW区块测井资料能有效识别含油气储层和非含油气储层，但难于划分油、气界面。,4 储集层参数计算模型研究,地球物理测井的主要目的是识别岩性，划分储层，识别流体的性质及确定储层的物性参数。本章节重点研究如何确定物性参数计算模型：,泥质含量的计算,孔隙度与声波、密度的关系,渗透率及其与孔隙度的相关性研究,含水饱和度计算模型研究,三相流分析法估算油气同层的油、气、水饱和度研究,泥质含量计算模型,泥质含量是影响油气层测井评价好坏的一个重要因素。直接影响其它储层参数的精确性。计算算泥质含量的方法很多，主要有自然电位、自然伽马、电阻率、声波等测井方法，每种方法都有其优缺点。综合以上分析以及PPW区块的侏罗系三河组的储层特征，认为利用自然伽马测井计算储层泥质含量是最有效的方法。泥质含量指数：泥质含量：,孔隙度与声波、密度的关系,孔隙度拟合公式,通过对PPW区块的侏罗系三工河组的储层“四性”研究及对该工区的岩心资料分析，可知该工区的侏罗系三工河组的砂层为中、低孔隙储层。中子、声波和密度测井值与孔隙度都有较好的相关性。下面两图为利用PPW区块六口井的岩心资料和测井资料建立孔隙度与声波、密度关系图。并得到相应的孔隙度计算拟合公式。,分析左边两图，可知孔隙度与声波时差的相关性更好一些，同时通过分析测井资料，发现在有井眼垮塌现象的部分中子及密度测井曲线失真较严重，而声波测井曲线受井眼影响较小，因此对于有井眼垮塌的层段，采用孔隙度与声波的关系式处理。,声波拟合式,密度拟合式,渗透率计算模型,根据PPW区块侏罗系三工河组的储层特征，分别对#PW5、#MP3、#MP2、#MP1的储层孔隙度和渗透率作统计分析，并建立估算渗透率的拟合公式，下表为数据分析表。,孔、渗关系分析,分析上面的孔渗关系表表明：PPW区块侏罗系三工河组的储层主要为中、低孔渗储层，渗透率随孔隙度的增大而增大。砂体的孔、渗分布范围较大、储层的纵横性非均质性都较强，同井不同砂体的孔渗指数关系式差别较大，不同井段同砂体的同样表现出此类特征，但砂体所建立的孔隙度与渗透率的指数关系式都有较好相关性。,含水饱和度计算模型参数,83个岩电实验数据点拟合得到孔隙度与地层因素关系图,岩电实验数据拟合的含水饱和度与电阻率增大率关系图。,流体分析法估算油、气、水饱和度,此方法把地层孔隙流体分成油、气、水考虑。测井分析法仍然是建立在三孔隙测井响应特征及利用电阻率测井求含水饱和度的基础上的。在建立油、气、水饱和度计算模型时分以下三种情况考虑：储层没有泥浆侵入；泥浆侵入很深，中子、密度只反映冲洗带；中子、密度同时受冲洗带、侵入带和原状地层流体性质的影 响。,假定含油气储层不受侵入影响,中子测井的孔隙流体响应方程,密度测井的孔隙流体响应方程,由把孔隙流体看作烃、水二相流挖掘效应公式推出,假定中子及密度测井的探测深度仅为冲洗带,密度和中子测井响应都会受冲洗带、侵入带和原状地层流体性质的影响,联立（1）（10）式，是一个包含11个未知数10个有效方程式的多元非线性方程组，为得到唯一解加入约束条件 当油气同层为凝析油（气态）和天然气（干气）引入约束条件 计算结果会更为合理解方程可得到含油、含气、含水饱和度。,中子、密度孔隙度相互抵偿天然气造成的影响,流体计算方程所需参数的确定,计算模型中骨架、地层水的密度和含氢指数等参数都较容易确定。储层条件下的油、气的密度、含氢指数的确定 比较复杂。为此专门编制了计算天然气（干气）、凝析油（气态）、原油密度含氢指数程序。,利用三电阻率曲线确定泥浆侵入深度R（利用迭代法及线性内插法），通过计算出的R，采用线性内插值的方法确定中子、密度的几何因子，并确定泥浆侵入属于三种情况的哪种。这个过程很复杂，已在FORWARD的SDK包中编成程序，这里不作详细介绍。,分析法计算方程所需参数的确定,#MP1利用流体分析法处理后的成果图,分析#MP1,在有油气同层试油结论的储层能清楚的显示含油、含气、含水体积，有效描述储层孔隙流体分布状况。,泥浆滤液侵入深度,油、气、水在孔隙中的分布状况,#PW5利用流体分析法处理后的成果图,从左图可以看出中、密孔隙度差值越高，则含气体积越高，这是符合实际理论的。效果分析：利用此法处理几口井的油气同层都取得较好的效果，但由于其他不利因素造成油气同层的中、密孔隙度重叠出现负振幅差时，利用此法所计算结果不符合实际，通过分析知此模型是建立在中子、密度测井曲线都能反映储层含油气特征（未经油气校正的视中子孔隙度偏小、视密度孔隙度偏大）的基础上的，前面的情况违背了模型假设条件所以得不到满意结果。,结论,通过对PPW区块气层深入研究，选取了一套适合该区块气层测井评价方法双孔隙度差值法、中子合成声波时差法、中子合成弹性模量法、地层电阻合成声波法、饱和度-孔隙度密度图版法，处理结果表明：地层电阻率合成声波与试气结论最符合(是最有效区分含油气层和非含油气层的方法，但区分油层和气层效果要比前两种方法效果差一些)，其次是中子合成弹性模量法。本文还针对含气储层多为油气同层的特点，采用三相流分析法求含油、含气、含水饱和都不仅能有效描述了储层孔隙流体的分布状况，而且有利于储量估算。最后基于FORWARD的SDK包开发气层测井评价处理程序。,谢谢！,
