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测井综合解释与评价技术

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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测井综合解释与评价技术徐守余石油大学2003年 7月随着测井采集信息及测井数字处理技术的不断发展 ,测井解释技术逐渐由单井解释向多井解释的研究方向发展 , 由单纯划分油气水层发展为研究整个油田的油气水在平面和空间的分布研究 , 利用所有可用的资料求出油气层的基本参数 , 并对油气藏的基本形态 、 几何特征 、 油气水的空间分布等进行详细描述 。测井评价技术是一项综合解释方法 , 是油藏描述的重要研究内容之一 , 不仅充分有效地利用测井信息 , 而且结合地质 、 地层测试等资料 , 分析各种岩电关系 ,准确求取地质参数 。第一节 测井资料预处理第二节 测井资料标准化第三节 关键井研究第四节 储层参数的测井解释模型第五节 有效厚度标准研究第六节 油气层评价第七节 水淹层评价第一节 测井资料预处理测井曲线的深度与幅度的准确性是保证测井解释结果可靠的前提条件,然而由于野外测井作业和测井环境的许多随机因素的影响,曲线之间往往缺乏一致,并且测井曲线的幅度也不可避免地受到许多非地层的测量因素的影响而测井资料预处理正是要校正这些影响。因此,它是测井资料处理与解释的基础。数字化预处理的第一步是对模拟曲线的数字化 。①数量化,②重采样,③记带深度校正包括多条曲线的深度校正与对齐及斜井的垂直深度校正 。利用深度控制曲线进行校正: 每次测井都测一条控制曲线(如 用相关函数进行校正深度编辑: 深度对齐:若有系统误差,使深度不一,则进行对齐。压缩和伸展:顶底基本相似的两条曲线,采用该方法校正斜井校直:一曲线与之对比线的标志层为特征,另固定窗长法:以某一曲比上截取相同点数进行对可变窗长法:两条曲线滤波处理非地层因素的干扰,导致曲线的统计起伏变化或出现毛刺干扰,给地质参数的计算带来很大误差。因此必须进行滤波,保留曲线上与地层有关的信息 。①最小二乘滑动平均法a.线性平滑公式b.二次函数平滑公式②加权滑动平均法环境校正影响因素:钻井液 : 钻井液性能、泥饼、泥浆密度与矿化度、钻井液侵入、浸泡井眼几何形态: 井径不规则,井壁塌陷地层压力与温度、仪器外径与间隙等环境校正方法的核心是以标准校正图版为依据,以各种数理统计方法为手段,将各种校正图版形成公式,然后用这些公式校正。①岩性 —— 孔隙度测井曲线校正( 视电阻率曲线校正 ( 二节 测井资料标准化标准层特点① 在目的层相邻井段内,即标准层与目的层之间的测井环境相近,尤其是地层浸泡时间接近。②岩性稳定且全区普遍分布,地层厚度较大,岩性与测井响应特征明显,便于对比且同一测井曲线数值相同或呈规律变化。原因: ① 仪器刻度不精确② 环境校正图版的差异及校正不完善最早由 968年提出,其实质是利用同一油田或地区的同一层段往往具相似的地球物理特征,从而规定了测井数据具自身的相似规律。关键井应具有的品质:① 理想的地质控制:处在构造的主要部位 , 其分布具有明显的控制作用 , 能反映油田地质特征的变化趋势 。② 良好的井眼条件:井眼规则近于直井 , 钻井液性能符合要求和有利的测井环境条件 。③ 相对完善的测井系列 , 有完整的和精度较高的裸眼井测井资料 , 在本油田具有代表意义 。④ 系统的生产测试资料:有比较系统的生产测试资料 ,齐全的油气产量等资料 。标准化方法直方图平移法均值校正法趋势面分析法变异函数分析法第三节 关键井研究关键井研究的目的是确定井剖面的矿物成分和岩相,进行“四性”关系研究和建立解释模型与解释参数,建立全油田统一的刻度标准和油田转换关系等。关键井的选择① 位于构造的主要部位 , 近于垂直的井 。② 取心井有系统的岩心分析和录井资料 , 地质情况比较清楚 。③ 井眼好 , 钻井液性能好 , 具有最有利的测井条件和测井深度 。④ 有项目齐全的裸眼井测井资料 , 包括最新测井方法的资料 。⑤ 有生产测试 、 生产测井和重复式地层测试的资料 , 有齐全准确的油 、 气 、 水产量压力和渗透率资料 。关键井研究的内容① 测井曲线的深度校正,岩心资料的数字化。② 测井资料的环境影响校正 。③ 地层倾角测井资料的解释 。④ 测井相分析 , 确定井剖面的岩相 。⑤ 应用多维直方图和频率交会图技术 , 建立全油田统一的刻度标准 , 并存入数据库 。⑥ 确定适合于全油田的测井解释模型 、 解释方法及解释参数 。⑦ 处理关键井测井资料 , 准确计算地层参数 , 对关键井作出合理的地质评价 。⑧ 用岩心等其他地质资料检验前面计算的储层参数, 并根据检验结果修改测井解释模型与解释方法 。⑨ 生产测井和重复式地层测试资料的解释 , 并综合生产测试资料得出准确齐全的油 、 气 、 水产量和压力及渗透率等数据 。研究“四性”关系的方法研究“四性”关系实质是研究岩性、物性、电性、含油性各参数之间的相关关系。使用的方法大都是数理统计的方法。1.一元回归分析2. 多元线性回归3. 多元逐步回归4. 均值 — 方差法第四节 储层参数的测井解释模型储集层是岩石与所含流体 ( 油 、 气 、 水 ) 以彼此间的物理 、 化学作用相联系所形成的统一体 。 有两特性:一是岩石本身的骨架特性 , 如 Φ、 K、 二是流体与岩石间的综合特性 , 如毛细管力 、 润湿性和相对渗透率 , 它们规定了油 、气 、 水在储集层内部的分布和流动特点 。 以它们为依据 , 以测井多井解释为手段 , 主要从三个方面来描述储层的地质特性 。① 岩性:指组成岩石骨架的矿物成分及含量 , 杂基与胶结物成分的类型与含量以及它们间的组合关系 , 岩石颗粒的尺寸及分布关系等 。② 物性:指岩石的储渗特性 , 包括岩石的孔隙类型及分布状态 ,孔隙结构 、 渗流特性及它们的度量参数 , 如 Φ、 K、 孔隙喉道半径 、 相对渗透率等 , 及反映岩石力学性质的参数 。③ 含油性:指油气在储集层内部的物理分布与饱和状态 、 油气性质及度量这些特性的有关参数: 声波时差 体积密度 中子孔隙度( %) 中子伽玛 自然伽玛 自然电位 微电极 电阻率 井径泥岩 大于 300 值 低值 高值 基值 低平直 低平直 大于钻头 直径煤 350~450 0Φ 0低值 低值 异常不明很大异常 高 接近钻头 直径砂岩 250~380 等 中等 低值 明显异常 中等明显 正差异 低到中 略小于钻 头直径生物灰岩 200~300比砂岩略高 较低 较高 比砂岩低 明显异常较高明显正差异 较高略小于钻头直径石灰岩 165~250 值 高值 比砂岩低 大片异常高值齿状差异 高小于等于钻头直径白云岩 155~250 值 高值 比砂岩低 大片异常高值齿状差异 高小于等于钻头直径硬石膏 约 164 约 0 高值 最低 基值 高接近钻头直径石膏 约 171 约 50 低值 最低 基值 高 接近钻头 直径岩盐 约 220 约 0 高值 最低 基值 极低 高 大于钻头 直径1、地质约束条件 岩性条件沉积相带的递变人们早就认识到不同相带其测井响应不同,并早就应用这些特征划分和研究沉积相,若在测井解释模型中不考虑相带的变化和影响,势必影响模型的精度和解释结果的可靠性。因此,解释模型应考虑相带变化,有条件的地方可考虑分相带建模。构造因素构造因素影响着储层的性质和油气水的分布,同时也影响测井响应。如声波等。非均质性特征影响流体分布和水淹状况。流体性质地下流体性质在进入开发阶段以后是不断变化的,流体性质的变化对测井响应有重要影响,如含气使 淹也使流体性质发生变化。由于注入水的影响使地层水电阻率发生较大变化,从而改变测井响应,因此在建立解释模型时必须考虑流体性质的影响。渗流特征注聚等使地下渗流特征变化,水淹层的解释时要注意其影响。润湿性岩石颗粒表面的润湿性对测井响应有较大影响,润湿情况油膜与岩石表面接触,油膜连续分布于岩石孔隙中,水润情况则相反,一般情况下,油润比水润地层有较高的,较小的自然电位幅度,并要考虑润湿性随开发程度的加深而变化的情况。孔隙类型和孔隙结构温度、压力2、岩性参数解释模型岩性参数主要有泥质含量 、 粒度中值最为常用 , 它们对推断沉积环境有重要作用 。泥质含量是指砂岩骨架中粒径小于 因此从本质上说泥质具粒度概念 , 粒度中值是指粒度分析累积曲线上 50%处对应的粒径 。在评价含泥质地层时 , 泥质含量是一个很重要的参数 , 它不仅地层的岩性 , 而且 φe、 K、 准确求取 砂岩地层粒度中值与泥质含量之间有一定相关性,一般粒度中值随着泥质含量增大而减小,但泥质含量对粒度中值不起控制作用,粉砂含量与粒度中值有更好的相关性,粒度中值随粉砂含量增大而减小,泥质 +粉砂含量对粒度中值起明显的控制作用,并且砂岩地层中粒度中值往往与自然伽玛有良好的相关性。 1Δ性参数解释模型孔隙度这是当代测井定量解释技术最成熟最重要的部分。声波、密度、中子测井是响应于地层三种不同的物理特征的曲线,从不同角度提供了地层 Φ信息。因此若形成三孔隙度测井,则能提供地质分析所需的 Φ值。对高孔非固结和中孔砂岩, 当地层含重矿物时,只能用 中、低孔地层,随 Φ降低, Φ总 、 Φ连 及粒间 Φ的差别随之变大,伴随岩性复杂化,有孔隙和裂缝双重特点,此时, 透率一定粘度的流体通过地层时畅通的能力,对均质流体而言,仅取决于岩石骨架特性,其大小取决于岩石的孔隙结构。渗透率是孔隙几何形态与连通孔隙度二者的函数。目前渗透率求取有 5种方法:A、渗透率与孔隙度及颗粒表面积的经验关系曾文冲: 1+3 =100 Φ2(1++反映井眼附近的渗透特征,该法仅在低渗透地层适用。( 20% )0 — ( A2)) 增大而减小增大而增大低孔隙度砂岩( Φ浆低侵或侵入不明 泥浆高侵油气层与纯水层在侵入性质上的差异含油性评价含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。地质上对岩心含油级别的描述分为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹,其含油性依次降低。应用测井资料可对储集层的含油性作定性判断,更多的是通过定量计算多种饱和度参数来评价储集层的含油性。含油气饱和度或含水饱和度是评价储集层含油性的基础和依据。但只用这两参数有时并不能判断地层的产液性质,特别是对低阻油气层。含油性只是产层的静态特征的反映,是判别油气水层的必要条件,但不是充分条件。可动水分析与相对渗透率分析法的要点:①油气层是储集层与所含流体形成的统一体,产出液体的性质服从多相流体渗流理论,即取决于油气水在地层孔隙种的相对流动能力②水相对渗透率为 0是油气层的普遍特征,其含油气饱和度取决于束缚水含量的变化③对油水共渗体系,则:无可动水的纯油层,即 , , 1有可动水的油水同层,即 , 0> , 1产能评价产能评价是在定性分析与定量计算的基础上,对储集层产出流体的性质和产量做出综合性的解释结论。预期产能评价: 储集层未向井内产出流体的情况下,利用测井资料对储集层的产能进行评价。实际产能评价: 油井正常生产的情况下,对储集层产能进行的评价,是对储层作出的解释结论。有效厚度评价储层评价的方法:逐步判别分析法模糊综合判别法灰色综合判别法第七节 水淹层评价一、水淹层特征油层水淹后其物理性质、储集参数和测井响应均发生明显而复杂的变化。1.地质特征①物性参数变化:由于冲刷,大部分情况下, K、 φ 增大②岩性参数:一般 观结构:对水质和冲洗的反应不一,需综合研究。④岩石润湿性:一般由亲油向亲水转化⑤驱油效率:决定于 孔隙结构、润湿性和注入量 ,一般驱油效率增⑥压力和温度:温度下降,压力变化复杂2. 流体性质① 含油饱和度和油水分布 油水分布按沉积旋回的规律变化 , 颗粒粗 ,岩性均匀 , 物性好的部位先水淹;反之水淹程度低 。② 束缚水饱和度一般降低③ 地层水矿化度变化复杂 , 分淡水 、 地层水和污水三种类型 。地层水型 , 其矿化度变化不大 , 污水型视污水矿化度和注入量而变 , 淡水型变化最大 。④ 粘度和密度粘度增大 , 密度增大 。3. 地球物理特征油层水淹后 , 其电阻率 、 介电性质 、 阳离子交换量 、自然电位 、 人工极化电位 、 声学性质等物理性质会发生变化 , 而且地层性质 , 注入水的含盐量与注入量不同 , 测井响应的变化特征也不一样 。A、 电阻率比较复杂 , 分三种情况:① w , 即地层水水淹型 , 即淡水水淹型 , 相当复杂 。B、自然电位023 C、微电极曲线水淹厚微电极幅度和幅度差相对减小,但在强淡水水淹型及泥饼很薄时可出现增大现象,要具体分析。D、声波时差由于蒙脱石吸水膨胀,冲洗及裂隙产生等原因造成时可用之判别水淹。E、自然伽玛变化复杂,需具体分析二、水淹层定性判别根据测井曲线定性判断油层是否水淹,指出水淹部位和级别,不作定量计算和评价。需注意三点:①油层水淹主要是 是识别水淹的主要依据,当不明显时综合其它资料。②油层是否水淹关键是注入水能否波及该井,研究储层连通关系,判断有无水源是水淹层判别的重要依据。③ 综合岩性和沉积韵律分析总合判断水淹层合水淹部位。三、水淹层定量评价通过计算以剩余油饱和度为核心的产层参数来完成泥质含量 (粒度中值 (隙度 (φ)、渗透率 (K)油相对渗透率 (水相对渗透率 (水饱和度 (束缚水饱和度 (含油饱和度(剩余油饱和度 (可动油饱和度 (含水率 (出程度 (α)、产能指数 (β)、驱油效率 (η)
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