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低渗透储层产能预测的测井优化建模

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钭替{I:崴缸西南石油大学学报(自然科学版)2011年6月第33卷第3期3 011编辑部网址:/674—5086(2011)03一O“5一06中图分类号:0.3863/j.674—5086.2011.03.019文献标识码:畅松1,刘俊z,杨洪,,刘春慧41.中围地质大学(北京)能源学院.北京海淀100083;2.北京世恒达科技有限公司,北京海淀100083;3。中国石油集团钻井下程技术研究院钻井液研究所,北京海淀100083;4.振华石油控股有限公司.北京西城100031摘要:从影响低渗透砂岩储层的原因入手,依据岩芯和试油资料,充分考虑岩石粒度、分选性、孔喉半径大小、孔隙结构的复杂程度、碎屑物含量以及岩石的亲水特性等对产能的影响,将简单的砂泥岩储层模型细化为粉砂一细砂一中砂一泥岩模型,在储层精细解释的基础上。提出产油概率的概念,利用叠加的方法编制相应的软件对单井单层的油产能指示累计和水产能指示累计进行计算。最终计算出油水产能比及产油概率,建立油水两相流的产能预测模型、解释模版及解释标准。正确评价储层产能有助于落实油气勘探成果和科学地指导油气田合理开发,从而使测井技术真正成为地质家和油藏工程师的眼睛。关键词:低渗透;产能预测;测井;优化;模型网络出版地址:/1.1718.0110620.1307.002.畅松,刘俊,等.低渗透储层产能预测的测井优化建模【J】西南石油大学学报:自然科学版,2011,33(3):115目前为止,从测井角度预测储层一直缺少必要的研究手段,方法较为单一,研究结果与实际结果差距较大【1本文将密切结合生产实际,充分应用现有测井、地质、试油、测试成果和实验分析资料以及成熟的解释技术,开展低渗透储层成因和解释方法以及产能预测的研究工作,优化低渗透储层产能预测的测井解释模型,进一步推广测井精细解释新技术。1低渗透储层的孔隙结构和渗流特征低渗透储层的孑蚀孑L、微孔、晶问孔和裂隙孔等5类,其中,溶蚀孔和微孔隙是低渗储层中广泛存在的主要孑于微孑体细小,直径小于4“m,渗流能力差,并呈星点状,网络状分布于储层之中,是低渗和特低渗储层的特征孑一般情况下,绝对渗透率与孑低渗透储层往往是渗透率随孑非线性关系,即孑渗透储层孑影响低渗透储层产能的主要参数产能是各种影响因素的综合反映,影响低渗透储层孔隙结构的宏观参数主要有:孑透率、束缚水饱和度、孔喉半径等,除此之外,影响低渗透储层储集性能的因素主要有两个方面:一是孔隙结构参数;二是岩石组构参数。在现场实际生产中,受特定的开采区块内开发井网和作业方式的限制,外部环境条件和油气性能等都是相对同定不变的,此时,油气储层的自身性质将对储层的产能高低产生决定性的影响。+收稿日期:2010一11—04 网络出版时间:2011家“973”项目(2006国家自然科学基金项目(40372056)。作者简介:刘晓虹(1972一),女(汉族),四川中江人,高级工程师.博士研究生,主要从事测井技术研究与应用。万方数据116 西南石油大学学报(爵然科学版) 2011年2.1孔隙结构参数2。l。)的表达式为医、/刁一有效孔隙度,%;m、口一储层岩电参数,无因次。酝德越大表示貉层孑层巽有大酶孑乙隙和喉道。2.1.2孑很好反映储层孑j、及其蘸据程度,其表达式淹:孔隙结构系数越高,孔隙度的越大,曲折程度越小(图1)。图1 毳隙褒随孔隙缝孝鼋系数变诧围 .3比面比面(%s)是反映储层产出能力的参数,其表达式为:· (3)比面值越大,表示储层孔隙结构越复杂,值越羝,其渗流性越好,产出畿力越强。由图2可见,渗透率随着眈巍的增大而减小,当渗透率小于l 面的大小对渗透率的变化影响减小。O 10 20 30 40 50 60 ‘加比面/(2渗透率随毙蚕交诧颦岩石组构参数岩石组分对储层储集性能的影响明显,储层物性差、沉积物矿物成熟麦低是我黧陆穗低渗透储层的一大特点,主要表现在碎屑成分中长石和岩屑含避普遍较高,多为长石砂岩与岩屑砂岩,与海相储层中富含石英的特征完全不同。砂岩的成分成熟度低,各组分含量变化大、结构成熟度低是导致砂岩孔隙结构复杂、渗透率低的主要因素之一。2.2.1砂岩含量岩石颗粒粗纲是影响储层储集特性的关键参数之一,特别是对于低渗透储瑟更应将其岩露颗粒粗细进行区分,为此,根据砂岩储层粒级分类标准即细砂岩粒级在0.10—0.25 砂岩粒级在O.0 用研究区域内5口井71个资料点的岩芯粒度分析资料纛岩芯刻度愿懿测著响应计算得到的粒度中德进行回归(图3),得到岩石中细砂含量及粉砂含量的计算公式。8060毽删锄40求{5 O.07 0.09 O.1l 0.13 O.15粒度中值/无翻次囤3纲砂及粉砂百分含量的计算图版\懈魁霉}、,晓虹,等:低渗透储层产能预测的测井优化建模 117(1)细砂含羹l 4)(2)粉砂含量md+5)式中,渤因次;拈l,,啦一地区经验参数,无因次。2.2.2伊蒙混层粘土含量沉积成熟度低,成岩成熟度高是低渗透砂岩的共性,由于德集成熟度低,使其矽物组成程粒发缓成十分混杂,泥质含量高;成岩成熟度高,又使其胶结紧密,次生矿物剧增,从而使得砂岩的孔喉变小,非均质程度增高,水敏、酸敏及速敏现象严重。低渗透罐层审常见的壹生矿物有蒙脱石、伊艨混层、高岭石、绿泥石、伊利石、方解石等。这蝗自生矿物与外来液体(如钻井液、完井液、注入水等)发生反应,即可造成油层损害。蒙脱石和含蒙脱石较高的伊/蒙混层糖±遇淡水发生膨胀,宽其是钠蒙脱石与水结会可增大6"而堵塞弦隙和喉道。蒙脱石含量越高,对油层造成的损密越严熏,造成储层渗透率的快速下降,使原有的孔隙结构发生改变,从而造成储层产熊下降。因此,利用褫究区块内20个资料点的用产能预测成果图直观地照示出储层中伊蒙混鼷牯±含量,为低渗透储层的产麓预溺提供定性的解释参数 al x en+a5 6)式中,蕊一伊蒙混层粘±含量,%;名gs/m;国卜补偿中子,%;眈栉~补偿密度,幽撇3;谚一自然伽马相对值,无因次;翩因次;al,a2,,露5,郎~地区经验参数,无嚣次。2.2.3分选系数分选系数是用来表示碎屑沉积物颗粒大小均匀性的参数,根据特拉斯克的主张,分选系数定义为累计曲线上累计百分含量25%襁75%裙对应粒径的比值,一般均大于l,越接近于l,表示累计曲线越陡,说明碎屑颗粒分选程度越好;反之,则分选程度越差。岩磊鹣孑£隙度和渗透率与岩石颗粒的分迭性关系都非常密切,当分选性较差时,较粮颗粒之闻的粒间孔隙往往被较小的颗粒所充填,这样就会使岩石的孔隙变小、孔喉变细,岩石的孑旦岩石的分选性变好,其孔渗也耗应变好,茏其是渗透率的增大明显。因此,褥分选系数也作为评价低渗透储层产能的关键参数之一,利用研究区域内关键井的粒度分析资料与其相关的测井响应值建立了分选系数的多元网归公式: al x 2 3 x )3优化低渗透储层产能预测解释模型3.1低渗储层孔隙结构和岩性剖面精细勰释模型首先以粒级分类按崧性粗细反演了粉砂含量和细砂含量,利用簿单的砂泥岩储层模型细化为粉砂一细砂一中砂~伊蒙混层一泥岩模型;其次,泼储层精细评价为基础,利用上丽定义的孔隙结构分析参数:孔喉半径、比面、孔隙结构系数、分选系数等参数确定新的孔隙度、渗透率秘饱和度计算模型。2涵水秀褶测并产畿译价模型3.2.1测井产能评价指数当原油粘度和原油的体积系数一定并且供油半径稳定盾,地层产油能力的大小主要取决于地层的、洼相有效渗透率。同时,油层可动濑魏潦度反映了储油空阗的大小及流动体积,油层的电阻率反映了储层的禽油性,二者与油层产能有一定的关系。因此,从测井的角度出发,引入一个测井产能评价指数用予定性缝评价低渗透储层的产笺,从悉实现对油水两糨流体产能的定性分析。对于油层定义为广——1=;———;,/—粤(8)f■————育 e’乒o’/—咚(9)o 1f■————W— pw‘一油相有效渗透率,0一水楣有效渗透率,1110;一地层有效孔隙度,%;硒一油的黏度,s;脚一水的黏度,s;;方数据118 妁南石油大学学报(自然科学版) 20.2累计产能评价指数储层菲均质性是低渗透溜藏的重要特点,主要表现力储鬃岩性、物性和含油性酶菲均淡性,在单层内往往存在着厚度较小的不连续夹层,该类不连续夹层的类型一般按岩一隧划分,主要指泥质、细粉砂质岩类。此外石油运移过程皆产生豹沥青或重质漓充填条带和成岩过程中产生的各种层内薄夹层也是导致储层非均质性的主要因素之一,如各种胶结条带(硅质、钙质、高岭土胶结等),因此在对低渗透储层产髓的评价过程中,综合考虑单层产熊有效厚度的因素,提出采用累计产能评价指数的方法来评价单层产能。芝‰ (10)芝/.11)式中,0嘲一单层漶产能攒示累计,无因次;砩层水产能指示累计,无因次;D㈣一单层起始深度,m;m。3.2.3产演概率综合影响低渗透储层产能的上述因素,对于一个储层的原油产出能力给定一个产油概率来描述,它的定义为单层产油几率占所有产液凡率的虿分跑。4建立低渗透储层产能预测解释图版和解释标准利用测并产能评价软件(究隧块内几十口井进行了产能评价精细处理。制作了单层油产能指示累计、油水比和产油概率分别与表征低渗透储层岩性孵参数伟≥砂含基、缨砂含量、伊蒙混屡糕土含量、泥餍含量)、表征低渗透储层孔涨结构的参数(粒度中值、孔喉半径、孑面)、表征低渗透储层物性及含油性的参数(孔隙度、渗透率、含淮饱糯度、束缚水锪和度)等的鳃释图版,最终根据试油结果建立了应用效果剽用上述低渗透储层产能预测解释模型黪洱究区块内十口重点探井进行了全井段的精细处理,见到了明显效果。5.1实例一4),测并陡线反获深感废电隰率为13 Q。m,声波时差为284 m,体积密度2.28 g/偿中子为21.7%,自然伽马上部为50—60 部为50~56 用产能预测解释模型处理,寻刘的伊蒙混层粘土含量隽4.86%,粉砂含量为57。17%,细砂含量8.75%,有效孑I.隙度为19.8%,渗透率5.24 岩芯分析资料分析比对詹表明其具有鼹好的一致性,孔喉半径为0.63 隙结构系数为l。67,孔絮毙瑟秀14,分选系数先1.63,该层厚度大,岩性均匀,主要以粉砂为主,孔隙结构、分选性均良好,虽然平均的测井产能评价指数并不高,假6,单层水产麓指承累计为1.27,含油饱和度45.2%,计算得到的产油概率为90.95%,应用层的点子落于油层区,分析认为该层应该具有一定的自然产能,综合各项产能预测参数及低渗透储屡产能预测解释鬻版解释为油层。试}鑫结果:9 61.6 O.29 化水),试油结论为油层。5。2实例二8并23—25号瑟(图5),灏井鑫舞线反映深感应电阻率为7.8~8.9 Q.m,声波时箍为285—295 ps/m,体积密度2.16—2.26 g/偿中子为21%一23%,利用产能预测勰释模型处理得到的有效孔隙度为18.7%一20.8%,禽漶饱和度28.2%一30。6%,渗透率9.6 5—0.98 2~2.7l,孔隙比面为15.3—18.5,分选系数为1.5l,伊蒙混层粘土含量为5.07%,粉砂含量为32。∞锈,缨砂禽撼37。68%,单滕漓产能指示累计为2.3—3.9,单层水产能指示累计为O.28—0.89,计算得到的产油概率为62.6%一65.3%,试油结果,压前日产油:2.61 后日产油:4.69 油结论为低产油层。从实测测井资料来看,经过岩芯数据标定的测井处理成果基本上反映了储层孔隙结构、孑晓虹,等:低渗透储层产能预测的测井优化建模 119渗透性。通过将别作这5口井关于声波时差、补偿密度、孔喉半径、孔隙结构系数、比面、伊蒙混层粘土含量、粉砂含量、细砂含量等储层参数的直方图,分析认为渗透率而言,岩芯分析的水平渗透率1.45—61.20 本次研究区域内也属于渗透性较好的储层,值得一提的是5号层这一井段蒙脱石的含量占到了48%,由于使用的是淡水泥浆,蒙脱石和伊蒙混层粘土的吸水性和膨润特性,使储层发生了水敏反映,对储层造成严重的损害,从而堵塞孔隙和喉道,造成储层渗透率的快速下降,使原有的孑而造成储层产能下降。因而利用测井资料估算储层的伊蒙混层粘土含量是非常有意义的,泥浆工程师可以根据情况在邻井施工时,选用不同的泥浆添加剂,而将泥浆对储层的污染降到最低。图4 of 1 图5 5号层产能预测成果图 3·25 对于低孔、低渗透储层,从定性的角度解释已经较为成熟,定量解释方法由于涉及到的动态参数较多,同时储层的产能与油藏开发时所采用的手段具有密切关系,对于此类产层的产能定量预测,还需结合油藏工程等多种学科进行进一步的研究。参考文献【l】潭成仟,吴向红,宋子齐.利用测井资料预测克拉玛依油田八区克上组油层产能【J】.石油地球物理勘探,2001,36(3):285方数据120 西南石油大学学报(自然科学版) 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F..A ].2276一986..eo—].0编辑:杜增利,助理编辑:李臻)编辑部网址:/刘晓虹, 林畅松, 刘俊, 杨洪, 刘春慧, 刘晓虹,林畅松,国地质大学(北京)能源学院,北京海淀,100083), 刘俊,京世恒达科技有限公司,北京海淀,100083), 杨洪,国石油集团钻井工程技术研究院钻井液研究所,北京海淀,100083), 刘春慧,华石油控股有限公司,北京西城,100031)刊名: 西南石油大学学报(自然科学版)英文刊名: ,卷(期): 2011,33(3)被引用次数: 1次参考文献(18条)向红;宋子齐 利用测井资料预测克拉玛依油田八区克上组油层产能[期刊论文]001(03)成广;肖承义 塔中油田低渗透储集层产能预测模型[期刊论文]003(04)玫 预测多层产能的灰色揭示模型[期刊论文]001(01)进 利用测井资料预测油层产能的新方法[期刊论文]993(01)进福 油气层产能预测方法及模型[期刊论文]000(05)周波;陆敬安 利用测井资料预测油气储层产能的方法研究[期刊论文]999(02)兰仕;孙鹏远 改进的模糊神经网络模型在储层产能预测中的应用研究[期刊论文]球科学版) 2003(01)屑岩储层产能测井定量评价与预测研究[学位论文] 层低渗透砂岩储层产能预测方法研究 进福 油气层产能预测方法及模型[期刊论文]000(05)子齐 灰色关联分析在辽河滩海地区储层油气产能评价中的应用[期刊论文]001(20) A; K; H 4278油渗流力学基础 ; T ro=a=8037; 0; J; P A 29566 F; 2276 0252010引证文献(1条)尔多斯盆地苏里格气田刊论文]012(6)本文链接:
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