储量参数与测井评价.ppt

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1、储量参数与测井评价,彭济华二00八年四月二十二日,石油储量-深藏地下的巨大地质体，无法直接测定。通过间接的参数法可以估算。它是一个与勘探开发程度、地质认识程度和技术 经济条件相关的变量。寻找油气储量是勘探工作的基本出发点，计算储量、提交储量是勘探开发成果与水平的集中体现，更是油田可持续发展的首要物质基础.,石油天然气储量计算规范确认：“地质储量计算主要采用容积法”。这个应用最广泛的容积法，不仅适用于从油田发现到开发中的各个阶段、各种类型的油气藏，更是油田投产前唯一可以利用静态资料计算储量的方法。其实质是计算地下储层岩石孔隙体积中油气所占的体积。,以岩心、试油和岩电实验分析为基础的测井解释计算确

2、定储量参数（、So、h），要注重资料的代表性、方法、依据的合理性，尤其对前期的基础性分析和处理中的关键和细节。,油层有效孔隙度 原始含油饱和度 油层有效厚度,油层有效孔隙度,油层有效孔隙度是指油气可以通过的连通的孔隙体积占岩石体积的百分数。按油层物理学分类，有效孔隙度包含着超毛细孔隙和毛细管孔隙，而某些复杂结构毛管弯曲度大流体受阻的毛细管孔隙和微毛细管孔隙则为无效孔隙；测井地层评价理论认为：泥质和其他岩石所含泥质的孔隙度是微细毛细管孔隙，即非有效孔隙；计算的纯岩石孔隙度是有效孔隙度，而泥质砂岩孔隙度是包含泥质孔隙度在内的总孔隙度，进行泥质影响校正后才是有效孔隙度。,油层有效孔隙度,有效孔隙度确

3、定方法 由问题的提示 关于裂缝孔隙度 地面孔隙度压缩校正,规范明确：“有效孔隙度可直接用岩心分析资料，也可用测井解释确定。”即通过两种途径：实验室岩心分析直接测定和岩心刻度测井资料建立统计关系计算。前者直接但数量受限，后者间接而具连续性。,（1）岩心分析测定法：,基于岩石总体积（V）是岩石颗粒体积（Vo）与孔隙体积（Vp）之和，只要测得其中任意二个变量，即可求得有效孔隙度（e）：主要测定方法采用浮力法、饱和法和氦氯法。,应用时要考虑：岩样形状是否规则、有无裂缝孔洞、泥质胶结程度等影响；要按不同地层、不同需求得岩样，选择合适的方法；对于岩心中有易于产生淋滤和膨胀得成分，不宜采用饱和煤油法测定；对

4、于非均质严重、砂砾岩应采用直径较大岩心测量，对于疏松未胶结砂岩则需冷冻法处理。,（2）岩心刻度测井计算法：,“岩心刻度测井”，就是用岩心孔隙度刻度测井数据，这是在岩样实验的岩石物理研究基础上，开展测井地层参数计算方法研究的简称。它包含着可行性分析、测井曲线的编辑、环境影响校正及标准化、岩石物理研究建立测井解释模型与评价图版，成果检验与参数计算。基于常规测井声波、中子、密度测井值是地层孔隙度和岩性、孔隙流体的综合反映，由标准化的测井数据与归位到测井深度的岩心分析孔隙度建立统计关系式：=C+K x Log式中C、K为统计系数，Log为某种测井数据。,实际常用的是声波测井或密度测井：声波测井测量声波

5、沿井壁地层传播所需时间反映地层孔隙度:式中：s、t、tma和tf分别为声波测井孔隙度、地层、骨架和流体时差。密度测井测量与地层电子密度相关的地层体积密度反映地层孔隙度:式中：D、b、ma和f分别为密度测井孔隙度、地层、骨架和流体密度。,XX DEN关系图,XX t关系图,应用测井资料时要注意：对含泥质重的地层要进行适当的泥质影响校正，对未压实的疏松砂岩需作声波测井压实校正；含泥质地层密度测井孔隙度接近于有效孔隙度，而声波与中子测井孔隙度相当于总孔隙度；在有发育的裂缝等次生孔隙度时，密度、中子测井反映次生孔隙度，所计算的孔隙度是含次生孔隙度在内的总孔隙度，声波测井则不反映次生 孔隙度。,确定孔隙

6、度的常规测井方法与特征,另有一种新型的核磁共振测井的可动流体孔隙度正在被尝试应用，它是对大于一定门槛时间通常为630ms范围的所有回波包络线做单指数拟合后，外推至零时间得到的自由流体指数可动流体孔隙度。,图中间为侵入带与原状地层的岩石体积模型，侵入带的部分可动水及烃被侵入的钻井泥浆滤液所替代；下方为常规岩心分析及密度测井、中子测井确定的孔隙度；上方为核磁共振测井的孔隙度响应特征。,油层有效孔隙度,有效孔隙度确定方法 由问题的提示 关于裂缝孔隙度 地面孔隙度压缩校正,由问题的提示（1）要有关键井的连续取心，目的层岩心收获率大于90%，岩心分析密度不低于4块/米，并尽可能有及时测井资料；（2）岩心

7、深度要归位校正到测井深度，利用特征值的有效对比，进行岩心分析归位，尤其要应用地面岩心伽玛测定仪，对尚未取样的岩心进行连续测量，与测井伽玛曲线对比、归位；（3）不可忽视测井资料的预处理和必要的环境校正与标准化，以尽可能地减少和消除各种非地质因素的影响。对测井资料质量不好的井宁舍不用，不可用“标准化”取代“校正”；（4）岩心孔隙度与测井曲线要对应，要取对应层内的均值数据，并注意测井的“界面效应”；,（5）建立“岩心测井”关系线的数据点，要按“自然层”而不是样品点为单位，以符合测井原理与应用实际；（6）确立关系线要作合理性分析，关系趋势、样点分布、骨架值等是否符合常规、地区变化，要从地质因素入手作基

8、本的分析，取舍数据点不可随意。出现样点分散、相关程度差、或骨架值异常，往往与岩样归位、代表性、“点点”对应、取值不当、非储层样品的主导作用等有关；,常见岩石骨架及孔隙流体参数,（7）因为是岩心刻度测井，应以岩心数据为自变量（X）、以测井数据为因变量（Y）建立关系式，且不同的X、Y轴会造成方程的不唯一性，产生孔隙度计算误差。图4、图5为两种不同自变量、因变量的对比、差异。,X、Y轴互换方程对比误差数据表,油层有效孔隙度,有效孔隙度确定方法 由问题的提示 关于裂缝孔隙度 地面孔隙度压缩校正,关于裂缝孔隙度 基于双侧向测井的电流束主要沿裂缝通过，其电阻率变化对裂缝特别敏感。当泥浆浸入裂缝后，井壁附近

9、裂缝中的油气被驱替，而深侧向可探测原状地层，形成深浅侧向的幅度差，从而被用于常规测井的裂缝孔隙度计算。近些年来，更多的是采用FMI或EMI微电阻率成像测井资料。基于试验及数学模拟得出的经验公式，进行裂缝定量计算。,裂缝孔隙度计算公式：其中：WaARxobRm1-b式中：W裂缝宽度；LI裂缝长度；L统计窗长；D井径；a、b与仪器有关的常数，其中b接近于零；A由裂缝造成的电导率异常面积；Rxo地层电阻率（一般为冲洗带电阻率）；Rm裂缝中流体电阻率（一般为泥浆电阻率）。,(1)隐含的突出问题：,对同一成像测井的处理存在两种截然不同的结果，其裂缝孔隙度竟可相差数十倍乃至百倍之多。基于同一机理、模式的应

10、用软件，尤其是出自同一家公司的软件处理，又如何会出现如此之差异？,实例表明同一成像测井，三家处理的裂缝孔隙度分别为0.05%、0.0075%和0.25%，相差5-33倍。,图中VPAO为原裂缝孔隙度，VPA为扩大的裂缝孔隙度，PORF为储量计算使用的裂缝孔隙度。,对如此突出的问题及其影响被“忽视”、延误至今，的确，如何算准裂缝孔隙度，是个有待解决的难题，但完全可以做到相对合理统一，讲究科学的依据，对问题、矛盾，要分析、查证，而不是盲目随意，甚至掩饰。,几个重点区块的实际资料表明，尽管裂缝性储层的地质储量只占7%-12%,但裂缝性储层的可采储量已达2535，这岂是“影响不大”！？,（2）问题之因

11、分析：经查证，成像测井裂缝孔隙度的计算式并无不同，但其关键参数裂缝宽度（W）的计算公式及其指数、结构系数取值均不一致。也许，这正是出现差异原因之根本。W1aARxobRm1-b 式中：a=1.00292 b=0.000221684 W2aARmbRxo1-b 式中：a=0.004801 b=0.863对比两式，可见其Rxo和Rm的指数改变，结构常数a、b值变化，则致使：、W2W1，并随Rxo的增大、Rm的减小而使W2与W1的差值增加。、W2W1，即F2F1，通常RxoRm，其两式差值的倍数即近似等于Rxo/Rm的倍数。,油层有效孔隙度,有效孔隙度确定方法 由问题的提示 关于裂缝孔隙度 地面孔隙

12、度压缩校正,（1）按储量计算要求 规范明确：“储量计算中所用的有效孔隙度是指有效厚度段的地下有效孔隙度。”储量计算是计算地下储层孔隙中的含油量，因此必须将地面条件下的岩心分析孔隙度或岩心刻度测井计算的孔隙度校正为地层条件下的孔隙度。当地层岩心取至地面，其围压释放，弹性膨胀，地面孔隙度大于地层孔隙度。,其实，早在上世纪八十年代末，本油田就有过成功的实验，并在申报的储量计算中应用，其压缩校正量超出了所“借用”的两倍之多。而几年前的专题项目实验研究成果进一步表明，应用本地区的压缩校正关系的必要与紧迫性。一些区块的孔隙压缩校正量已达2pu，这对含油饱和度的计算，以及最终的储量结果之影响是显而易见的，是

13、不容忽视的。,油层有效孔隙度 2.原始含油饱和度 油层有效厚度,原始含油饱和度，是在原始状态下储集层中石油体积占有效孔隙度的百分数。在纯油层中，石油储存在孔隙中呈自由状态，而水则被吸附在岩石颗粒表面或储存在微孔隙中，不易流动称为束缚水。油藏中油水分布现状是驱动力和毛管压力平衡的结果，所以地层水饱和度受毛管压力和浮力等因素控制，受油藏高度、岩石物性、孔隙结构、流体性质和储层润湿性等因素影响，需采用多种方法综合研究相互验证含油饱和度的确定。,原始含油饱和度,含油饱和度确定方法 阿尔奇公式 按规范规定,（1）岩心直接测定法：油基泥浆取心和水基泥浆密闭取心。油基泥浆取心测定是当前我国的最佳方法，亦是其

14、他方法的基础和验证的依据；水基泥浆密闭取心，受泥浆强烈冲刷，地面含油饱和度变化大，需进行侵入、挥发影响校正，更适用于低渗油藏，用大直径岩心可取得原始含水饱和度。（2）间接的经验统计法：利用岩心直接测得的含油饱和度与储层物性、含油高度等建立各种饱和度关系图版。,（3）毛管压力曲线法：经J函数处理的平均毛管压力曲线。用油藏条件下的毛管压力曲线转换为油柱高度，用最小流动孔吼半径求得含油饱和度。（4）测井资料计算法：包括利用岩心直接测得的含油饱和度与储层物性、含油高度的测井关系建立的经验统计法。而被广泛应用的则是以阿尔奇公式为基础的测井资料计算法。,原始含油饱和度,含油饱和度确定方法 阿尔奇公式 按规

15、范规定,阿尔奇公式最具有综合性质，它是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料综合定量计算饱和度的最基本关系式。,两式合并，可导出含水饱和度计算公式：式中，为地层电阻率；为地层水电阻率；,（2）参数的含义m：与岩石颗粒形状、比面、分选程度、胶结程度、压实程度、各向异性有关，与岩石渗透率、孔隙度也密切相关；通常随砂岩含泥质或灰质增多、孔道曲折度增大，m值相对增大，而裂缝性地层的m值较小；a：与泥质含量、成分、分布形式相关，通常纯地层a=1，具有附加导电的泥质砂岩a1，粘土、导电矿物、非导电颗粒表面导电性、离子迁移等都影响a值降低。a值与m值相互制约；,n：与岩性、流体在孔

16、隙中的分布与连通状况、油气与地层水间的表面张力以及岩石的润湿性等有关。流体分布的不均匀性越重，n值越大，并随不同润湿性而改变。一般，随着岩石固结程度增强，n值增大，孔隙连通性变好，n值变小；b：与不同岩石的润湿性相关，通常亲水性岩石b1。b值与n值相互制约。阿尔奇公式集中反映了地层的电阻率受地层孔隙度、含水饱和度、地层水矿化度等因素影响的关系。,（3）由问题的提示：岩电实验的岩样饱和溶液一定要模拟实际的地层水，不同溶液浓度的表面电导会引起相对电阻率的改变和对流体分布的影响，以致使m、n值不同；,确定饱和度指数应分别不同岩性、按各种岩样的实验关系处理，而非所有岩样测量点的混合统计；,I-Sw,对

17、岩电参数的确定，应用要作合理性分析，注重依据和机理。出现样点异常时，可从储层岩性、孔隙类型、结构或实验条件等考虑。对尚不明确的因素要做进一步的实验分析、研究、认证，掌握规律性变化认识，而模拟实际地层条件是最基本的前提；电阻率测井资料在饱和度计算中起着决定性作用，必须保证测井资料的标准化，环境影响校正，尤其泥浆滤液侵入影响校正；地层水电阻率须由不受污染的水分析矿化度经等效换算，并依据地层水的分布、变化，按层段或分区带选取具有代表性的均值。不加分析，一概“大平均”或取“最大值”均属不妥、不实，有失代表性。,储量计算中地层水的提示,地层水矿化度-电阻率（Rw）的重要作用：1)测井解释评价中的一项重要

18、参数；电阻法定量求取含油饱和度必不可少的数据；2)在储量参数计算用于确定含油饱和度（So）的阿尔奇公式中，不仅直接涉及到Rw，且m、n的岩电实验测定亦需模拟实际地层。So1-（abRw/Rtm）1/n,地层水矿化度-电阻率（Rw）的确定方法：1）测井解释评价常用自然电位（SP）法、标准水层电阻率法：自然电位法:SSP-Klg(Rmfe/Rwe)注意：选用SP幅度大、厚度大含水纯砂层；不可直接采用测井值；确定SP基线；作必要的SP校正。标准水层电阻率法:RwRo/FRo/（a/m）注意：选用厚度大、孔隙性好的地层；须知岩电参数（m、a）和孔隙度；是标准水层而不是油层、含油层,2）最切实有效的是试

19、水资料测定法，这也正是探 明储量计算所要求的。3）储量计算中出现的某些问题在提示我们：要注意地层水水样被污染的可能性，应以怎样 的标志作判别，当地层水的分布变化复 杂时又 将如何合理取值。,传统法试水资料的鉴定：硝酸银（AgNO3）试剂滴定法-当水样中的Cl-含量大于泥浆水的Cl-值、且前后两次测定Cl-误差小于10时，确认为地层水水样。实际表明此方法效果并不好，尤其当KCl逐渐加入井内后。,用石蕊试纸测定PH值法 在现场随抽水过程不断测定水样的PH值，直至PH值小于7.5时，为泥浆水已消除的可靠的地层水水样。需指出的是:至今仍有一些地区在沿用着以“OH-0”作为地层水“没有污染”的标志，实际

20、上此“OH-0”的水样并非“没有污染”，而只是“没有严重污染”而已。,依据地层水分布、变化，按层段、区带合理取值应用：在确认地层水资料的基础上，如何分析、处理、应用是同样关键的环节。通常，属于同一水系的地层水矿化度应近似相等的，但由于重力作用，使处于不同构造部位的地层水发生变化，或随不同埋藏深度的地层水矿化度不同。应根据地层水的不同分布、变化规律，按层段或分区带 选取具有代表性的均值。那种对油田、区块地层水的变化、分布不加分析、不作区别，一概“大平均”或取“最大值”均属不妥、不实，有失代表性。下表（某油田地层水分析数据表）是个典例：,表中的PH值表明有一半之多的地层水水样受到污染。在储量计算中

21、，地层水矿化度“大平均”取值9000ppm（Rw=0.56），实应去除污染样品的数据，地层水矿化度为11000ppm(Rw=0.47)。致使含油饱和度偏低12%；,油田地层水分析数据表,不同区块、不同层位的变化差异,原始含油饱和度,含油饱和度确定方法 阿尔奇公式 按规范规定,大型以上油（气）田（藏）用测井解释资料确定探明储量含油（气）饱和度（%）时，应有油基泥浆取心或密闭取心分析验证，绝对误差不超过5个百分点。特殊情况除外。中型以上油（气）田（藏）用测井解释资料确定含油（气）饱和度时，应有实测的岩电实验数据及合理的地层水电阻率资料。用毛管压力资料确定含油（气）饱和度时，应取得具有代表性的岩心分

22、析资料，进行J-函数等处理。,裂缝孔隙度储层可分别确定基质含油（气）饱和度和裂缝、溶洞含油（气）饱和度。低渗透层或重质稠油油层水基泥浆取心分析的含水饱和度，能作为计算含油饱和度的依据。,油层有效孔隙度 3.油层有效厚度 原始含油饱和度,油层有效厚度，是指达到储量起算标准的含油气层中具有产油气能力的那部分储层厚度。所谓储量起算标准，即储量计算的单井下限日产量，是进行储量计算必须具备的经济条件。,东部地区储量起算标准,储量起算标准，应根据各地区的当地价格和成本测算，或用平均的操作费和油价来确定。平均井深的单井下限日产量固定成本/（销售价-税费-可变成本）与工艺技术密切相关的产油气能力，则取决于储油

23、气能力和可动能力，即：油气层具有一定的孔隙度、含油饱和度和渗透性，同时，在现代工艺艺术条件下能达到在生产压差下油气从地层中流出。这个孔隙度、含油饱和度、渗透率数值也就是油层有效厚度的下限标准。,油层有效厚度,有效厚度标准确定 有效厚度划分 由问题的提示,规范规定：应分别制定油层、气层划分和夹层扣除标准。应以岩心分析资料和测井解释资料为基础，测试资料为依据，在研究岩性、物性、电性与含油性关系后，确定其有效厚度划分岩性、物性、电性下限标准。储层性质和流体性质相近的多个小型油藏或气藏可分别制定统一的标准。借用邻近油（气）藏下限标准应论证类比依据和标明参考文献。有效厚度标准图版符合率大于80%。,在“

24、四性”关系研究的基础上，统计建立有效厚度的下限标准，包括判别油、气、水和干层的岩性、物性、含油性和电性的标准。,常用的方法：有含油产状法、试油资料法、经验统计法、毛管压力曲线法和测井交会图法等。含油产状法：确定岩性、物性标准岩心是认识地下油层最直接的静态资料。通常，储油层的岩性、物性、含油性和电性有一致的变化规律。应用此方法时，要清楚地面岩心含油性与地下含油性的关系。对于那些原油粘度小、挥发性强、颜色浅的轻质原油油层并不适用。,含油产状确定-K下限,试油资料确定-SO下限,试油资料法：确定岩性、物性、含油性标准 试油成果是储层物性、流体性质和工艺技术水平的综合反映，也是研究原油可动性的直接资料

25、。要选用具有试油资料的取心井，通过产量、每米采油指数与岩性、物性、含油性关系图确定下限。试油资料法需要有一定数量、尤其是针对下限的单层测试资料。经验统计法：确定物性标准 以岩心分析全部样品的孔隙度、渗透率直方图，累计频率曲线和累计能力丢失曲线，根据恰当的储油能力和产油能力丢失量确定孔隙度、渗透率下限。,最小流动孔喉半径法：确定物性标准。基于储层物性受控于储层微观孔隙结构，通过J函数处理的平均毛管压力曲线，求得储层中允许流体通过的最小流动孔喉半径，利用孔喉半径与渗透率、孔隙度的相关关系，求出对应于最小流动孔喉半径的渗透率和孔隙度，即为下限值。此方法的关键是岩心样品的代表性，要进行筛选，去除非目的

26、层样品。,测井交会图法：确定物性、电性标准。鉴于一些资料方法的局限性问题，而测井曲线值则是储层岩性、物性、含油性等各种信息的综合反映。有效厚度标准的确定，要以试油资料为依据的测井方法为主，结合其他相关方法综合确定。通常采用的是用Sw刻度的 交会图，依据试油资料，在已知岩性、岩电参数（m，a，n，b）、测井解释的孔隙度、饱和度条件下，按非线性刻度 为y轴，以线性刻度 为x轴，由阿尔奇公式导出 成为直线方程，且通过原点，即骨架点（）。,油层有效厚度,有效厚度标准确定 有效厚度划分 由问题的提示,按规范规定：以测井解释资料划分有效厚度时，应对有关测井曲线进行必要的井筒环境（如井径变化、泥浆侵入等）校正和不同测井系列的归一化处理。以岩心分析资料划分厚度时，油气层段应取全岩心，收获率不低于80%。有效厚度的起算厚度为0.2m0.4m，夹层起扣厚度为0.2m。,油层有效厚度,有效厚度标准确定 有效厚度划分 由问题的提示,*井测井曲线图,石油天然气储量计算规范 规定了储量计算评价规则、要求，可以说，储量计算参数的确定 依据、资料、方法、取值、论证、检验等，也 正是勘探开发程度、资料数据丰度和研究认识 深度的集中反映。关键的根本是要切实 严格规范要求，注重依据,讲究认真 针对油田问题，深化研究，开拓发展,