CN109826623B

CN109826623B - 一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法

Info

Publication number: CN109826623B
Application number: CN201910221800.9A
Authority: CN
Inventors: 林会喜; 秦峰; 吴春文; 周涛; 边雪梅; 管永国; 刘华夏; 马骥; 刘德智; 李松涛
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109826623A

Abstract

本发明公开了一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法，包括：利用取芯观察、测量，确定岩芯层理缝发育特征和其有效性；分析层理缝特征参数和地质参数关系，明确层理缝发育主控地质因素；利用层理缝特征参数标定测井资料，建立层理缝发育层段测井识别模式和层理缝主控地质参数测井计算模型；利用层理缝主控地质参数与层理缝特征参数关系，建立利用地质参数计算层理缝发育指数数学模型；综合层理缝测井识别模型和层理缝发育指数综合判识层理缝发育情况。本发明根据钻井数据和实验室测量数据对层理缝特征参数和地质参数关系进行综合分析，明确层理缝发育主控地质因素，建立层理缝测井识别模式和主控地质参数测井计算模型，有效识别、综合判识层理缝发育情况，有利于该区致密砂岩储层油气的勘探开发。

Description

一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法。

背景技术

裂缝是指岩石发生破裂作用而形成的不连续面，研究表明裂缝发育情况与油气有关联，而地层受到各种地质作用而沿着沉积层理裂开的层理缝更是密切相关。

准噶尔盆地FBYJ地区属于特低孔超低渗致密砂岩储层，研究表明层理缝与该区油气有紧密关系，钻井取芯观测和声、电成像测井是识别储层层理缝最有效的手段，但由于技术及成本等制约，该地区未采集成像测井资料，取芯井段少量。因此，如何依据常规测井资料识别致密砂岩储层层理缝，对于该区致密砂岩储层油气勘探开发具有重要意义。

目前储层层理缝或裂缝主要应用钻井取芯和测井资料，但基于成本和技术所限，取芯井段往往较少，难以满足需求。当测井资料项目采集齐全，取芯资料较多时取得了较好的效果，在测井资料采集不全，特别是成像测井资料没有采集时，层裂缝识别精度有待提高。前人的识别方法不能满足层理缝识别、评价条件，层理缝识别的精度有待提高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法，根据钻井数据和实验室测量数据对层理缝特征参数和地质参数关系进行综合分析，明确层理缝发育主控地质因素，建立层理缝测井识别模式和主控地质参数测井计算模型，有效识别、综合判识层理缝发育情况，有利于致密砂岩储层油气的勘探开发。

具体发明内容为：

一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法，包括：

利用取芯观察、测量，确定岩芯层理缝发育特征和其有效性；

分析层理缝特征参数和地质参数关系，明确层理缝发育主控地质因素；

利用层理缝特征参数标定测井资料，建立层理缝发育层段测井识别模式和层理缝主控地质参数测井计算模型；

利用层理缝主控地质参数与层理缝特征参数关系，建立利用地质参数计算层理缝发育指数数学模型；

利用层理缝测井识别模型和层理缝发育指数，综合判识层理缝发育情况。

进一步地，利用取芯观察、测量，确定岩芯层理缝发育特征和其有效性，具体包括：

观察岩芯确定岩心收获率和层理缝发育特征；

岩心收获率根据岩芯实际长度和钻井取芯进尺确定，岩心收获率等于岩芯实际长度/钻井取芯进尺；

层理缝发育特征主要有裂缝密度、层理缝倾角、裂缝开度、连通性及充填程度；

层理缝密度和层理缝开度可以最好的反映层理缝有效性和发育程度，因此，层理缝特征参数采用层理缝发育指数F表征：F＝层理缝密度×层理缝开度；

针对特定研究区，层理缝发育指数可以进行归一化处理，有效层理缝最发育段令F为1，层理缝不发育段F为0，中间等值插值。

所述关键参数包括裂缝密度、层理缝倾角、裂缝开度。

所述裂缝密度在岩心观察测量时读取，单位条/分米；层理缝倾角在岩心观察时测量，单位度；裂缝开度在岩心观察测量时读取，单位毫米。

进一步地，分析层理缝特征参数和地质参数关系，明确层理缝发育主控地质因素，具体包括：

在同一取芯段或者同一层位致密砂岩储层层理缝发育段、欠发育段、无发育段分别取样进行实验室分析，实验分析项至少包括：岩性、粒度、分选、孔隙度和渗透率、岩石矿物成分、胶结物类型及其含量、黏土矿物类型及其含量、显微镜下特征等；

对比致密砂岩储层层理缝发育段、欠发育段、无发育段岩性、粒度、胶结物类型及其含量、黏土矿物类型及其含量、显微镜下特征等的差异性；

统计分析层理缝发育指数与岩性、粒度、分选、孔隙度和渗透率、岩石矿物成分、胶结物类型及其含量、黏土矿物类型及其含量、显微镜下特征等储层地质因素关系，相关性好的地质因素即为层理缝发育的主控地质因素。

所述关键参数包括岩性、粒度、分选、孔隙度和渗透率、岩石矿物成分、胶结物类型及其含量、黏土矿物类型及其含量。

所述岩性在岩心分析过程中读取，命名采用行业标准；所述粒度、分选、矿物成分等在岩心分析过程中读取，单位采用行业标准；孔隙度根据测量得到；渗透率根据实验室测试得到。

进一步地，利用层理缝特征参数标定测井资料，建立层理缝发育层段测井识别模式和层理缝主控地质参数测井计算模型，具体包括：

岩心归位处理，即根据岩心特征与测井特征比对，将岩芯深度与测井资料深度进行匹配，使岩芯深度与测井曲线深度对应；

将岩心观察的层理缝参数值，标定在测井曲线图上，其中层理缝参数以层理缝密度、裂缝开度最为重要，研究层有效理缝发育段、欠发育段、无发育段测井特征；

测井特征分析至少包括：有效层理缝发育段与有效层理缝欠发育带、不发育带深、浅电阻率数值大小变化和相互关系的变化、声波时差数值变化、密度数值变化、井径变化等，综合这些因素建立层理缝测井特征识别模式；

对于有成像测井的井段，可以通过岩心有效层理缝发育段与成像测井比对，建立有效层理缝识别直观模式；

将层理缝主控地质参数按深度标定在测井曲线图上，分析地质参数与不同测井曲线数值的关系，确定能反映某个地质参数敏感测井曲线；

根据层理缝主控地质参数与敏感测井曲线关系，采用数据拟合算法建立层理缝主控地质参数与敏感测井曲线之间的数学计算模型，其相关系数大于0.6，说明测井曲线可以较为地准确计算该参数，该参数可以用来判识层理缝，否则，不予采用。

进一步地，利用层理缝主控地质参数与层理缝特征参数关系，建立利用地质参数计算层理缝发育指数数学模型，具体包括：

根据层理缝主控地质参数与对应深度层理缝发育指数关系，采用数据拟合算法建立地质参数计算层理缝发育指数数学模型；

层理缝发育指数数学模型可以采用线性、指数、多项式等形式，选用相关系数最高的拟合公式，如式(1)：

F＝Ax_i ²+Bx_i-C (1)

式中：F—层理缝发育指数；x_i—层理缝主控地质参数，孔隙度、胶结物含量、粒度、分选性、岩石组分含量等；A、B、C—拟合系数。

当存在多个层理缝主控地质参数时，可以根据该地质参数与层理缝有效性的相关性重要程度赋予其权重系数，相关性大的赋予的权重系数大，相关性小的赋予的权重系数小，然后多个单因素计算层理缝发育指数相加为一个综合层理缝发育指数。

综合层理缝发育指数：

F＝a×F_i1+b×F_i2 +c×F_i3+… (2)

其中：

F—综合层理缝发育指数；

F_in—单一地质参数层计算得到的层理缝发育指数；

a、b、c—权重系数，根据单一层理缝主控地质参数与层理缝发育指数相关系数大小赋值，a＝R₁/(R₁+R₂+R₃),b＝R₂/(R₁+R₂+R₃)，c＝R₃/(R₁+R₂+R₃)，其中，R₁、R₂、R₃为层理缝主控地质参数层与层理缝发育指数相关系数。

进一步地，利用层理缝测井识别模型和层理缝发育指数，综合判识层理缝发育情况，具体包括：

对于取芯井段可以通过观察、测量判识层理缝发育情况；

对于没有取芯的井段，首先利用层理缝测井识别模型判识层理缝可能发育井段；

利用测井资料计算层理缝主控地质参数，再利用层理缝主控地质参数计算出层理缝发育指数，根据层理缝发育指数判识层理缝发育情况；

综合分析层理缝测井识别模式结果和层理缝发育指数，去除测井多解性的影响，量化评价层理缝发育情况，进而给出储层质量评价结果。

综合利用层理缝测井识别模式和层理缝主控地质参数计算得到的层理缝发育指数F判识层理缝，可以有效排除测井资料的多解性，提高致密砂岩储层层理缝识别精度，更准确地评价储层物性，为试油、投产提供可靠的依据。

本发明的有益效果体现在：

本发明根据钻井数据和实验室测量数据对层理缝特征参数和地质参数关系进行综合分析，明确层理缝发育主控地质因素，建立层理缝测井识别模式和主控地质参数测井计算模型，有效识别、综合判识层理缝发育情况，有利于该区致密砂岩储层油气的勘探开发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一种实施例的层理缝测井判识流程图

图2为本发明一种实施例的层理缝发育指数与地质参数标定

图3为本发明一种实施例的层理缝发育指数与孔隙度关系图

图4为本发明一种实施例的层理缝发育指数与钙质含量关系图

图5为本发明一种实施例的声波时差与孔隙度关系图

图6为本发明一种实施例的声波时差与钙质含量关系图

图7为本发明一种实施例的层理缝测井判识实例

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，为本发明一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法实施例，包括：

S11：利用取芯确定岩芯层理缝发育特征和其有效性；

S12：分析层理缝特征参数和地质参数关系，明确层理缝发育主控地质因素；

S13：建立层理缝发育层段测井识别模式和建立层理缝主控地质参数测井计算模型；

S14：建立利用地质参数计算层理缝发育指数数学模型；

S15：综合层理缝测井识别模型和层理缝发育指数综合判识层理缝发育情况。

利用取芯确定岩芯层理缝发育特征和其有效性，通过以下方式进行：

通过实地观察岩芯确定岩心收获率和层理缝发育特征，得到裂缝密度、层理缝倾角、裂缝开度、连通性及充填程度，确定层理缝的有效性。可以参考取芯段试油、试采、气测等资料验证结论的正确性。

分析层理缝特征参数和地质参数关系，明确层理缝发育主控地质因素，通过以下方式进行：

首先绘制测井综合图，见图2，其中第一列为GR(自然伽玛)、SP(自然电位)、CAL(井径)测井曲线；第二列位为深度；第三列为电阻率测井曲线RT(深探测电阻率)、RI(浅探测电阻率)；第四列为AC(声波时差)、DEN(密度)、CNL(中子)测井曲线；第五列为取芯井段；第六列为岩心照片。

通过岩心观察，根据层理缝发育密度、开度情况进行量化分级值，研究区每分米发育10条有效层理缝以上，层理缝发育指数定义为1，每分米发育5条有效层理缝以上为0.5，没有发育层理缝为0，中间等值插值，在岩心深度匹配的基础上，将层理缝发育指数标定在测井曲线图上，如图2(第七列层理缝发育指数F)。将岩芯实验分析地质参数标定在同一测井曲线图上，如图2(第八列孔隙度、第九列钙质含量)。

利用分析层理缝发育指数与岩芯实验得到的地质参数孔隙度、钙质含量、泥质含量、粒度等数据绘制交会图，研究其相关性，通过以下方式进行：

首先绘制层理缝发育指数与地质参数关系图，分析层理缝发育指数与地质参数关系，如图3、图4。其中，图3横坐标为孔隙度，纵坐标为层理缝发育指数；图4横坐标为钙质含量，纵坐标为层理缝发育指数。

通过相关性分析，本井区砂岩储层层理缝发育指数与孔隙度、钙质含量关系最为密切，即孔隙度越大层理缝越发育，钙质含量越低层理缝越发育，相关系数(R)绝对值大于0.6，见图3、图4。裂缝发育段岩石薄片镜下研究发现，层理缝储层粒间剩余孔和溶蚀孔发育，层理缝不发育带粒间剩余孔和溶蚀孔都不发育。层理缝发育与泥质含量、粒度等关系不强。孔隙度、钙质含量确定为层理缝发育主控地质因素参数。

所述关键参数包括层理缝发育密度、开度情况量化分级值。

所述层理缝发育密度可直接读取，单位条/分米；层理缝开度情况是定义值，单位毫米；

利用层理缝主控地质参数建立测井计算模型，通过以下方式进行：

该地区层理缝发育主控地质因素参数孔隙度、钙质含量。孔隙度由声波时差(AC)、密度(DEN)、中子(CNL)曲线计算获得，该区利用岩芯实验分析孔隙度与声波时差测井曲线拟合建立孔隙度计算模型，见图5和公式(3)。

φ＝0.513*AC-26.049，R＝0.80 (3)

式中：φ—孔隙度，％；AC—声波时差，μs/ft。

钙质含量利用测井资料声波时差(AC)、密度(DEN)、自然伽马(GR)等曲线计算获得，该区利用岩芯实验分析钙质含量与声波时差曲线拟合建立钙质含量计算模型，见图6和公式(4)。

Ga＝13428e^-0.152AC，R＝0.91 (4)

式中：Ga—钙质含量，％；AC—声波时差，μs/ft。

孔隙度计算结果见图7(第六列实线)，钙质含量计算结果见图7(第六列虚线)。

利用数学拟合算法，建立层理缝发育指数与孔隙度、钙质含量两参数之间的量化关系，见式5、式6。

F_φ＝-0.0017φ²+0.0955φ-0.1333，R＝0.92 (5)

式中：F_φ—根据孔隙度计算的层理缝发育指数；

φ—孔隙度，％。

F_Ca＝0.0702 Ca²-0.5917Ca+1.4983，R＝82 (6)

式中：F_Ca—根据钙质含量计算法的层理缝发育指数；

Ca—钙质含量，％。

分析储层层理缝发育与孔隙度、钙质含量关系，层理缝发育与孔隙度相关系数更大，因此，赋予孔隙度更大权值系数，得到一个利用孔隙度、钙质含量计算得到的层理缝发育指数：

F＝0.53F_φ+0.47F_Ca (7)

式中：F—综合层理缝发育指数；

F_φ—根据孔隙度计算的层理缝发育指数；

F_Ca—根据钙质含量计算法的层理缝发育指数。

根据式(5)、(6)、(7)计算最终得到F，见图7(第七列虚线)。

所述关键参数包括孔隙度、钙质含量、综合层理缝发育指数、声波时差(AC)、密度(DEN)、中子(CNL)曲线、自然伽马(GR)曲线。

所述孔隙度由公式(3)获得，％；钙质含量由公式(4)获得，％；声波时差(AC)，μs/ft、密度(DEN)，g/cm³、中子(CNL)、自然伽马(GR)由测井资料获得。

利用层理缝识别模式，确定层理缝主要发育段，通过以下方式进行：

利用层理缝综合发育指F量化评价层理缝发育情况，研究确定该地区层理缝发育评价标准，F≥0.5为裂缝发育段，0.5>F≥0.2为裂缝较发育段，F<0.2为裂缝不发育段。

利用该层理缝评价标准，具体评价结果见图7(第八列层理缝发育情况)，有效地识别致密砂岩储层层理缝，取得了理想的效果，对于该区致密砂岩储层油气勘探开发具有重要指导意义。

本发明系统实施例部分过程与方法实施例相近，对于系统实施例的描述较为简单，相应部分请参照方法实施例。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种致密砂岩储层层理缝的地球物理测井判识方法，其特征在于，包括：

(1)采用层理缝发育指数表征层理缝发育情况，层理缝发育指数＝层理缝密度×层理缝开度；采用归一化方法对层理缝发育指数进行处理，令层理缝最发育段的层理缝发育指数为1，令层理缝不发育段的层理缝发育指数为0，中间等值插值；

(2)采用数学统计方法分析层理缝发育指数与储层地质因素关系，明确层理缝发育的主控地质因素；

具体包括：统计分析层理缝发育指数与储层地质因素的关系，储层地质因素包括参数：岩性、粒度、分选、孔隙度和渗透率、岩石矿物成分、胶结物类型及其含量、黏土矿物类型及其含量；选取相关性好的地质因素为层理缝发育的主控地质因素；

(3)分析与主控地质因素相关性敏感的测井曲线，拟合主控地质参数与敏感测井曲线关系式，包括：

将主控地质参数按深度标定在测井曲线图上，分析主控地质参数与不同测井曲线数值的关系，确定能反映某个主控地质参数敏感的测井曲线；根据层理缝主控地质参数与敏感测井曲线关系，采用数据拟合算法建立层理缝主控地质参数与敏感测井曲线之间的数学计算模型，其相关系数大于0.6，说明测井曲线能够较为地准确计算该主控地质参数，否则，不予采用；

(4) 基于拟合的关系式，通过测井曲线计算主控地质因素；

(5) 根据主控地质因素与层理缝发育指数的拟合关系式计算各个主控地质因素对应的层理缝发育指数;

(6)结合各个主控地质因素的影响权重，计算综合的层理缝发育指数。