《测井储层评价》油气层识别及评价方法01

第四章油气层识别及评价方法Identificationofpotentialhydrocarbon-bearingzoneandsaturationevaluation第一节理论基础第二节定性识别方法第三节天然气层识别第四节饱和度定量评价（纯砂岩及泥质砂岩）第一节理论基础——Archie’sformula一、地层因素—孔隙度FormationFactorvsPorosity二、电阻率指数—含水饱和度ResistivityvsWaterSaturation•1941年，Shell美国公司的Archie先生根据前人（饱和两相流体岩石电阻率实验结果）及他本人的实验结果，提出了著名的Archie公式。•Archie公式作为油气层识别最重要的理论基础，在于该公式体现了油气及地层水这两类储层流体差异最大的物理性质——电阻率。一、地层因素—孔隙度mwoRRF1101001000100000.010.11Porosity,φFormationFactor,Fm=2.2m=2m=1.7其中，F－地层因素（相对电阻率）；Ro－100％含水岩石电阻率；Rw－地层水电阻率；Φ－孔隙度；m－胶结指数。mwoaRRF二、电阻率指数—含水饱和度nwotSRRIr其中，Ir－电阻率指数(电阻增大率)；Rt－含油岩石电阻率；Ro－100％含水岩石电阻率；Sw－含水饱和度；n－饱和度指数。11010010000.11WaterSaturation,SwResistivityIndex,Irn=2.2n=2n=1.7nwotrbSRRIArchie公式的由来•油气层电阻率由于油气层岩石颗粒骨架、油（气）的电阻率(1011-1018Ω.m)接近无穷大，一个世纪以前人们认为油层的电阻率应该是无穷大的；20世纪30年代，一批科学家通过模拟孔隙岩石充满两相流体条件下的电阻率测量，才认识到“充满”油气的岩石电阻率并不是想象中的无穷大。1927年第一条电阻率测井的结果也证实了上述实验室结果。含水饱和度与电阻率（ρ）关系（据Martin，MurrayandGillingham，1938）不同岩石湿度百分含量与岩石电阻率关系（据JakoskyandHopper，1937）•上个世纪30年代关于岩石电阻率的实验结果Archie公式的由来Archie公式的由来•1941年，Shell美国公司的Archie先生根据前人对饱和两相流体岩石样品电阻率实验结果及他本人对100％含水岩石样品电阻率实验结果，通过引入两个比值——地层因素、电阻率指数，建立了地层因素与孔隙度、电阻率指数与含水饱和度的简单幂函数实验关系——著名的Archie公式。Archie公式建立的实验基础含水饱和度与电阻率指数关系（据Archie，1942）地层因素与孔隙度关系（据Archie，1942）Archie公式的由来第二节定性识别方法一、孔隙度—电阻率交会图；二、视地层水电阻率法；三、重叠法；四、压力梯度法（电缆地层测试）*；五、核磁共振测井*。第二节定性识别方法1.图版制作：Archie公式一、孔隙度—电阻率交会图mtwnwRabRStwwRRS/wwtRSR1当m=n=2，a=b=1时，Archie公式可写为：或：取Rw=0.065ohm-m，可作出右侧图版。00.10.20.30.40.50.60.70.80.91051015202530Porosity,%Resistivity,ohm-m11.5234681020501001000Ro4RoSw=100%Sw=50%第二节定性识别方法2.模拟数据点分布一、孔隙度—电阻率交会图00.10.20.30.40.50.60.70.80.91051015202530Porosity,%Resistivity,ohm-m11.5234681020501001000Ro4RoSw=100%Sw=50%porosityRt1/sqrt(Rt)3.7500.1416250.2005.61000.1007900.1057.5700.1208.5350.16910.5400.15812700.1201190.33312.5120.28914.830.57719.22.30.65922170.24300.10.20.30.40.50.60.70.80.91051015202530Porosity,%Ro4RoRw=0.065→Sw=100%Sw=50%3.油气层判别饱和度是区分水层和油气层的重要参数，但油气层的饱和度没有固定的数值！油气层含水饱和度上限取决于其束缚水饱和度。油气层含油饱和度一般介于80－50％。第二节定性识别方法3.油气层判别一、孔隙度—电阻率交会图饱和度是区分水层和油气层的重要参数，但油气层的饱和度没有固定的数值！油气层含水饱和度上限取决于其束缚水饱和度。油气层含油饱和度一般介于80－50％。通常用试油资料确定一口井或一个油气藏的含油饱和度下限，如右图所示。第二节定性识别方法4.估计地层水电阻率Rw一、孔隙度—电阻率交会图00.10.20.30.40.50.60.70.80.91051015202530Porosity,%Resistivity,ohm-m11.5234681020501001000Ro4RoRw=0.065→Sw=100%Sw=50%1）确定Sw=100%线；2）从por＝10％点向上引直线交于Sw＝100％的直线；3）从交点向电阻率轴引直线，交点电阻率/100即为Rw数值。第二节定性识别方法5、孔隙度—电阻率交会图的其它图版形式（双对数坐标）一、孔隙度—电阻率交会图nwwtSabRmRlogloglog•可导出，mnwwtSabRR•由Archie公式，•上式可用右图表示：1）同一油气藏的Rw是常数；2）直线簇由Sw确定；3）直线簇的斜率取决于m。•油气层的含油饱和度下限通常根据试油资料确定。第二节定性识别方法6.JXXX井实例一、孔隙度—电阻率交会图1）Rw＝0.022ohm-m；2）蓝色圆圈：4487-4497m；3）红色叉：4410－4433m0.10.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.305101520253035Porosity,%Resistivity,ohm-m0.20.30.50.60.811.52050100Sw=100%Sw=50%Sw=70%Sw=30%0.4234680.25问题：4487－4497m层段数据点在Sw=100%线之上？？第二节定性识别方法6.JXXX井实例一、孔隙度—电阻率交会图问题分析：Rw数值存在问题，m、n指数有误，00.20.40.60.811.21.41.61.822.22.405101520253035Porosity,%Resistivity,ohm-m0.20.30.50.60.811.52050100Sw=100%Sw=50%Sw=70%Sw=30%0.4234680.250.10.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.305101520253035Porosity,%Resistivity,ohm-m0.20.30.50.60.811.52050100Sw=100%Sw=50%Sw=70%Sw=30%0.4234680.25把Rw调整为0.015ohm-m后的结果：Sw曲线簇位置改变；第二节定性识别方法6.JXXX井实例一、孔隙度—电阻率交会图问题：4439－4442m流体性质？？0.10.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.305101520253035Porosity,%Resistivity,ohm-m0.20.30.50.60.811.52050100Sw=100%Sw=50%Sw=70%Sw=30%0.4234680.25第二节定性识别方法根据Archie公式，定义“视地层水电阻率”Rwa：二、视地层水电阻率法FRRtwa实际应用时，常用深电阻率代替Rt、地层因素F用孔隙度转换，连续计算Rwa。水层：Rwa＝Rw；油气层：RwaRw.wawwRRS/根据Archie公式，可以用视地层水电阻率估算油气层含水饱和度：第二节定性识别方法二、视地层水电阻率法00.050.10.150.20.250.34390440044104420443044404450446044704480449045004510Depth,mRwa0102030405060SP,mvRwaSP2DtwaRILDFRR•用上式，对Jxxx井4400－4510m井段计算的Rwa连续曲线与SP曲线对比，如右图。00.050.10.150.20.250.34390440044104420443044404450446044704480449045004510Depth,mRwa0123456Rild,ohm-mRwaRild•也可以把计算的Rwa连续曲线与电阻率等曲线进行综合对比分析。4472m以下，Rwa数值低且稳定；应为水层。4406－4433m，Rwa数值较高，约是底部水层数值的5倍以上；为可能的油气层。4439－4443m薄储层，Rwa较低，应为水层。正态分布特征图10.599.99%0.10.0151020304050607080909500.20.40.60.811.21.41.61.82累计频率(%)Rwa第二节定性识别方法三、重叠法(SLB:LogarithmicOverlays）Schlumberger公司推荐多种以电阻率测井为主的重叠技术识别油气层，包括LogF-LogRdeep.Overlay,RoOverlayandFOverlay,Rxo/RtOverlay等等。•LogF-LogRdeep.OverlayFRRtwaFRRtwalogloglog第二节定性识别方法四、压力梯度法（电缆地层测试）1、电缆地层测试技术简介2、主要功能及应用（MDT）3、利用压力梯度确定地层流体类型FTFormationTesterRFTRepeatFormationTesterMDTModularFormationDynamicsTester1955-1975NewGeneration1975-PresentDualPackerElectricalPowerHydraulicPowerProbePumpoutDual-probeFlowcontrolOpticalFluidAnalyzerMultisampleSampleSample1、电缆地层测试技术简介,WirelineTesters第三代技术：以斯伦贝谢的MDT（模块式电缆地层动态测试仪,ModularDynamicformationTester）为代表，其主要的特点是模块化，可以根据需要进行不同的组合测试，增加了流体分析、流体控制等功能。第一代技术：以FT（地层测试器）为代表，一次性测压和取样，且仪器没有液压平衡系统，测井深度受到限制。第二代技术：典型的代表仪器为斯仑贝谢公司的RFT（重复式电缆地层测试器），增加了预测试功能，并能够根据需要测量地层的压力和取样。2、主要功能及应用（MDT仪器）•MDT仪器的构成基本模块和可选择模块。（1）基本模块：供电模块、液压模块、单探针模块、取样模块、管线系统。2、主要功能及应用（MDT仪器）（2）可选择模块–流量控制模块：流量控制模块是一个一升的预测样品室，流体经过样品室时，可以精确的测量和控制流体的速度，还可以为取样限制流体的速度。–多探针模块：测试探针以一定的速度抽取地层流体，纵向和径向探针监测压力的变化情况，根据压力随时间的变化情况推导出地层的纵向和径向渗透率。–泵出模块：将没有用的流体从地层泵到井眼中，从而收集所需的样品，也可以将流体泵入封隔器模块，使封隔器膨胀。理论泵出量并非真实的泵出体积，泵出量与泵出效率有关，泵出效率又受压差(泥浆压力与流压之差)的影响，泵速越快，压差越小。当压差接近4000psi时，泵出模块不能正