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y-确定储集层物性参数下限的一种新方法及其应用_以鄂尔多斯盆地中部气田为例

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确定 储集层 物性 参数 下限 一种 新方法 及其 应用 鄂尔多斯 盆地 中部 气田
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① “九五”国家重点科技攻关项目 ( 962110201203209)成果之一收稿日期 :1998202224  收修改稿日期 :1998206220文章编号 :100020550( 1999) 0320454204确定储集层物性参数下限的一种新方法及其应用 ①———以鄂尔多斯盆地中部气田为例万玲 孙岩 魏国齐(南京大学地球科学系 南京  210093)摘  要   分布函数曲线法是一种确定储集层物性参数下限的新方法。该方法从统计学角度出发 ,通过有效含气层与非有效含气层样本分布函数曲线之间的关系确定储集层物性参数下限值 ,在鄂尔多斯盆地中部气田的实际应用中 ,效果较好 ,与采用产能系数法、经验统计法及油田实验测试相比较 ,得到的结果基本一致 ,表明这一方法值得进一步推广使用。关键词   储集层  物性参数  下限  分布函数曲线法  中部气田第一作者简介   万玲  女   1969 年出生  博士生  天然气地质中图分类号   130. 2 + 1   文献标识码   是直接关系到勘探、开发决策的重要问题 〔 1〕 ,也是储集层研究中的一个难点。通常刻划储集层的物性参数有孔隙度、渗透率、孔隙喉道半径等 ,涉及储量计算时还包括含气 (水 )饱和度 ,这些参数反映了储集层的结构特点 ,相互间具有一定的关系。前人在求取储集层下限值方面已做了相当工作 ,但多是通过实验测试 ,从具体的孔隙结构研究出发 ,如 正旗、曾伟等利用岩样的水银毛细管压力曲线确定有效孔隙度下限 〔 2 ,3〕 , 于象碳酸盐岩这类非均质性较强的储集层 ,需要测试大量样品才能得到具有实际意义的下限值。随着资料和经验的积累 ,统计方法得到广泛应用 ,本文提出的分布函数曲线法即从统计角度求取储集层下限值 ,所采用的测井资料在油气田是大量的 ,这对非均质性较强的储集层求出的结果更具代表性。1  分布函数曲线法及其理论根据分布函数是地质实体最重要的数学特征之一。它通过统计分析得到的分布曲线、特征函数等研究变量的总体分布规律 ,是一种在地质学特别是油气地质研究中普遍使用的方法。大量的实际资料表明 〔 4 ,5〕 ,基于这一普遍认识 ,我们提出了用分布函数曲线法求取储层物性参数下限这一新方法。采用分布函数曲线法求取储层渗透率下限 ,当原始数据为大子样 ( N > 30) 时 ,常采用频率法构成分布函数密度曲线。具体做法是在同一坐标系中 ,分别作出有效含气层与非有效含气层的渗透率 —频率分布曲线 ,两条曲线的交点所对应的渗透率即为下限值 (图 1a) 。图 1  分布函数曲线法求取储集层渗透率下限示意图1   of by 如果分布曲线精确地表达了有效含气层和非有效含气层的渗透率 —频率分布 ,那么这两条曲线的交点频率值应为零 (若交点存在 ) (图1b) ,下限值也就唯一确定了。但实际上所判识的有效含气层和非有效含气层之间常有过渡层存在 ,因此在确定有效含气层和非有效含气层时 ,不同的样本集合之间会有一定程度的掺杂 ,即有效含气层中可能混入了非有效含气层 ,而非有效含气层中也可第 17 卷  第 3 期1999 年 9 月            沉 积 学 报          17 31999© 1994  剔除有效含气层与非有效含气层中掺杂影响的分布函数曲线示意图(实线代表有效含气层  虚线代表非有效含气层 )2   这种情况下作出来的分布曲线肯定有相交点存在 ,且该点对应的频率值必不为零。考虑两条分布曲线 ,在有效含气层分布曲线中含有小部分非有效含气层样本的贡献 ,反之亦然。假设对混杂于有效含气层中的非有效含气层进行统计 ,作一条频率分布曲线 ,如图 2a 所示 ,当然对另一组样本 (非有效含气层 ) 亦可作出同样的曲线 ,将两条新的分布曲线从原来的分布曲线中剔除 ,叠加到所属样本曲线上 (图 2b) ,亦即把掺杂的影响去除 ,得到一个范围较小的区间。若能够最大限度地剔除掺杂带来的影响 ,那么就可以期望有一个尽可能小的下限区间 ,两条曲线的交点属于此区间 ,在无法确定掺杂率的情况下 ,可将此交点值作为划分有效储气层的下限。此外 ,在统计学上 ,当两个样本总体分布在相互混合和交叉时 ,区分这两个样本的界限定在二者损失概率相等的地方 ,这样两者损失之和最小 ,在概率分布曲线上反映在二者相交处 ,这也为我们所提出的方法提供了理论上的依据。2   分布函数曲线法的应用 —鄂尔多斯盆地中部气田储集层物性参数下限的确定2. 1   资料的选取鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系马家沟组储集层经受过长期风化淋滤作用 ,表现为非均质性强 ,气层薄 ,储量丰度低 ,是一个低孔、低渗、低丰度的大型复杂气田 ,因而采用统计方法确定储集层物性下限具有一定的实际意义。本文所采用的资料为中部气田47 口测井解释数据及 583 个岩芯物性测试数据。测井孔隙度与对应深度岩芯孔隙度相关性较好 ,可直接利用 ,然后利用岩芯孔隙度与岩芯渗透率关系(公式 1 - 1) ,将测井孔隙度 ( ф )转换为测井渗透率 = 2. 496474 - 3. 06518R = 0. 81    N = 415    (1 - 1)( K) ;测井解释的含水饱和度可直接利用 (郝石生 ,1994) , 建立测井孔隙度 ( ф ) 与测井含水饱和度( S w)关系式 (公式 1 - 2) ,上述关系均表现出较好的相关性。 w = - 0. 626526 + 1. 86204R = 0. 87    N = 587    (1 - 2)2. 2   应用举例根据以上提出的分布函数曲线法 ,利用经过校正的测井渗透率 ,将测井解释划分的有效含气层与非有效含气层在同一坐标系中分别作出它们的密度分布曲线 ,两条曲线的交点对应的中部气田中区渗透率下限为 0. 01 × 10 - 3μ 图 3) 。由式 (1 - 1) 的孔隙度 ———渗透率关系式得到孔隙度下限为2. 67 % ,由式 (1 - 2) 得到含水饱和度上限为 39 % ,则相应地含气饱和度下限为 61 %(表 1) 。3  分布函数曲线法结果准确性检验为了检验我们得出的结果是否合理 ,本文又采用了产能系数法、经验统计法求出的储层物性下限值与之进行比较。图 3  中部气田有效含气层与非有效含气层渗透率分布曲线图3   期             万玲等 :确定储集层物性参数下限的一种新方法及其应用               © 1994  中部气田中区马五段储集层物性参数下限   of m5 in 隙度 / % 渗透率/ × 10 - 3μ %分布函数曲线法 2. 67 0. 01 61产能系数法 2. 67 0. 01 61经验统计法 2. 87 0. 012 62油田实验结果 2. 5 0. 01 60产能系数法与经 ① 验统计法也属于统计方法 ,产能系数是用储集层的渗透率 ( K) 乘以厚度 ( h) ,它反映了储集层的产气 (油 ) 能力 ② 。储集层渗透率越高 ,产气能力就越强 ,储集层渗透率变小 ,产气能力也降低。当渗透率降低到一定程度后 ,储集层的产气能力对总的产气能力已没有影响或影响很小 ,在进行地质储量计算时可以忽略不计 ,这个界限对应的渗透率即为储集层有效厚度渗透率下限。具体求法是将全储集层各小层的累计产能系数 (Σ 取 5 %作为储集层产能的下限值 k1 各小层产能系数 ( 从小到大排列 ,以 以 Σ 到各小层产能的百分比 , 将 k1 h 除以产能百分比小于5 %的各小层累计厚度 ,即可得到渗透率下限。本文中使用的渗透率为经校正后的测井解释渗透率。经验统计法在国外通常被用来确定储层渗透率下限 ,该方法对中低渗透油田采用全油田的平均岩芯渗透率乘以 5 %作为油田的渗透率下限。由于天然气分子比石油分子小得多 ,其有效直径平均相差一个量级 ,对储层的要求也相应较低 ,因此再乘以10 % ,将所得值作为储气层的渗透率下限。结果如表 1 所示 ,采用分布函数曲线法所求出的储集层物性参数下限与用产能系数法和经验统计法求得的结果基本一致 ,进一步与长庆石油勘探局开发研究院通过多种实验测出的结果比较 ,结果也相近 (表 1) 。表明可采用分布函数曲线法确定储集层物性参数下限 ,为储量计算提供可靠的参数。4  结论本文提出的分布函数曲线法是求取储集层物性下限的一种新的统计方法 ,在鄂尔多斯盆地中部气田的应用中 , 效果较好 , 求出的孔隙度下限为2. 67 % ,渗透率下限为 0. 01 × 10 - 3μ 含气饱和度下限为 61 % ,与产能系数法、经验统计法和实验测试值相比较 ,结果基本一致。致谢 :工作得到“九五”国家重点科技攻关项目(96 - 110 - 01 - 03 - 09)资助。项目研究过程中得到长庆石油勘探局勘探开发研究院天然气开发室和化验室的大力支持和协助 ,谨致谢意。参  考  文  献1   戚厚发 . 天然气储层物性下限及深层气勘探问题的探讨 \[J \] 1989 ,9 (5) :26~ 302   蔡正旗 ,郑永坚 ,刘云鹤等 . 确定碳酸盐岩油气层有效孔隙度下限值的新方法 \[J \] 1993 ,15 (1) :10~ 153   曾伟 ,强平 ,黄继祥 . 川东嘉二段孔隙层下限及分类与评价 \[J \] 1997 ,17 (2) :42~ 484   W. V , et [ C\] . 1967. 349~ 3985   E. [ M \] . 1988654                   沉  积  学  报                    第 17 卷①② 见戴金星等主编“中国天然气地质学” ,卷一 ,北京 :石油工业出版社 ,1992陕甘岭盆地中部气田马五 . 储层开发研究报告 ,1993© 1994   210093)s to of in is to is a As a of be an is to be of is of of is to of in is a to of on of in in if a of be is a of of no to is as is to of by of is 53)of a of in of in in in is s2 in in in of o. 2 期             万玲等 :确定储集层物性参数下限的一种新方法及其应用               © 1994
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