碎屑岩储集层评价

碎屑岩储集层评价西安石油大学地球科学与工程学院赵军龙学习用参考书碎屑岩储集层评价1.赵军龙.测井资料处理与解释[M].北京:石油工业出版社，2012.12.雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:中国石油大学出版社,19963.《测井学》编写组.测井学[M].北京:石油工业出版社,19984.李舟波.地球物理测井数据处理与综合解释[M].长春:吉林大学出版社,20035.洪有密.测井原理与综合解释[M].东营,中国石油大学出版社,2007本章内容碎屑岩储集层评价第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点第二节油层、水气、水层的快速直观解释方法第三节岩石体积物理模型及测井响应方程的建立第四节统计方法建立储集层参数测井解释模型第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择第六节POR分析程序的基本原理本章内容碎屑岩储集层评价第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点第二节油层、水气、水层的快速直观解释方法第三节岩石体积物理模型及测井响应方程的建立第四节统计方法建立储集层参数测井解释模型第五节测井资料处理与解释中常用参数的选择第六节POR分析程序的基本原理本节内容第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点2.储集层的基本参数3.岩性与储集层的划分本节内容1.碎屑岩储集层的地质特点2.储集层的基本参数3.岩性与储集层的划分第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点地质上常按成因和岩性把储集层划分为：碎屑岩储集层（砂岩类---砾、砂、粉砂、泥岩储集层)碳酸盐岩储集层（碳酸盐储集层等）其他岩类储集层岩浆岩储集层(大港、吐哈)变质岩储集层膏岩剖面储集层第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点自然界中的岩石种类虽然很多，但并不是所有岩石都能储存石油和天然气。能够储存石油和天然气的岩石必须具备两个条件：一是具有储存油气的孔隙、孔洞和裂缝（隙）等空间场所；二是孔隙、孔洞和裂缝（隙）之间必须相互连通，在一定压差下能够形成油气流动的通道。我们把具备这两个条件的岩层称为储集层。就是说，储集层就是具有连通孔隙，既能储存油气，又能使油气在一定压差下流动的岩层。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点岩石具有由各种孔隙、孔洞和裂缝（隙）形成的流体储存空间的性质称为孔隙性；在一定压差下允许流体在岩石中渗流的性质称为渗透性。孔隙性和渗透性是储集层必须同时具备的两个最基本的性质，这两者合称为储集层的储油物性。储集层是形成油气层的基本条件，因而是应用测井资料进行地层评价和油气分析的基本对象。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点目前世界上已发现的储量中大约有40％的油气储集于这一类储集层。该类储集层更是我国目前最主要、分布最广的油气储集层。碎屑岩主要由各种岩石碎屑、矿物碎屑、胶结物以及孔隙空间组成。最常见的矿物碎屑为石英、长石和云母；岩石碎屑由母岩的类型决定；胶结物有泥质、钙质、硅质和铁质等，砂岩胶结物一般是泥质和钙质，其中以泥质对储集性质影响最大。(1)碎屑岩组成第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点(2)碎屑岩分类按岩石碎屑颗粒的大小（即粒径），可把碎屑岩分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩等。碎屑名称颗粒直径(mm)砾巨砾粗砾中砾细砾10001000-100100-1010-1砂粗砂中砂细砂1-0.50.5-0.250.25-0.1粉砂粗粉砂细粉砂0.1-0.050.05-0.01粘土（泥）0.01碎屑岩按照颗粒直径分类统计表第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点（3)碎屑岩剖面岩性特点在碎屑岩剖面中，砂岩为主要储集层，每组砂岩之间，沉积有厚度较大泥岩隔层（在测井解释中称为上、下围岩），这是碎屑岩剖面最基本岩性特点。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点碎屑岩储集层基本上就是砂岩和粉砂岩储集层，砾岩储集层较少，泥岩储集层(有裂缝才具储集性质)更少。一般砂岩储集层的储集性质(孔隙度和渗透率)主要取决于砂岩颗粒大小，同时还受颗粒均匀程度(分选程度)、颗粒磨圆程度和颗粒之间胶结物的性质及含量的影响。（3)碎屑岩剖面岩性特点第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点（4)碎屑岩胶结物胶结物：把松散的砂、砾胶结成整体的物质。胶结物不但有粘接碎屑颗粒的作用，同时还会充填粒间孔隙，使孔隙缩小和被堵塞。因而胶结物含量是影响储油物性的重要因素，随着胶结物含量增加，储集层孔隙性和渗透性变差。最常见的胶结物：有泥质、钙质(又称灰质)、硅质及铁质，其中主要是泥质、钙质。相对而言：泥质胶结的砂岩较疏松，孔隙性及渗透性较好；钙质胶结次之；硅质及铁质胶结的砂岩一般均致密坚硬，储油物性差。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点（4)碎屑岩胶结物泥质胶结物的成分是粘土矿物。不同种类的粘土矿物，由于吸水后的膨胀性不同，对储油物性的影响也是不同的。高岭石和伊利石的膨胀性最小，蒙脱石的膨胀性最大，因而后者对孔隙的堵塞最严重。砂岩储集层中分散分布的粘土矿物，一般都以晶粒或其它集合体形式作为充填物分散存在于孔隙中，其分布类型有三种：分立质点式、孔隙内衬式、孔隙搭桥式。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点（4)碎屑岩胶结物①分立质点式：粘土矿物以晶体的集合体形式分散附着于孔壁或占据部分粒间孔隙。②孔隙内衬式：粘土矿物以相对连续的薄层附着在孔壁上，形成“粘土套”，且具有丰富的微细孔隙。③孔隙搭桥式：粘土晶形变化延伸到孔隙中，或完全穿过孔隙，粘土矿物与孔隙系统共生和交缠，孔隙通道变得更细。第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点1.碎屑岩储集层的地质特点（5)碎屑岩剖面的泥质在测井中认为泥质是粘土、细粉砂与束缚水的混合物。当泥质含量较高时，泥质在砂岩中呈条带状分布时称为层状泥质。当泥质呈不改变砂岩粒间孔隙结构颗粒状时，称为结构泥质。当泥质含量较低时，一般分散在砂岩颗粒表面，使砂岩粒间孔隙截面和孔隙体积减小，使其储集性质变差，泥质含量愈大影响愈大。这种泥质称为分散泥质。本节内容1.碎屑岩储集层的地质特点2.储集层的基本参数3.岩性与储集层的划分第一节碎屑岩储层的地质特点及评价要点2.储集层的基本参数1)泥质含量为了简化计算，通常假设地层为纯砂岩地层，即地层不含泥质。但实际上地下岩石很少是纯砂岩，而且由于粘土矿物特殊的物理、化学性质，其对各种测井资料的影响常常不能忽略。当泥质含量超过5%-10%时，利用测井资料计算的孔隙度就必须进行泥质校正，泥质含量是对孔隙度进行校正的重要参数。岩石骨架（矿物骨架）泥质（泥质含量超过5～10%时，必须做泥质校正！）孔隙及其中流体2.储集层的基本参数1)泥质含量（1）泥质含量的概念及其对储层性质的影响测井中常把粉砂和粘土统称为泥质。岩石中泥质的体积占岩石体积的百分比就是泥质含量，用Vsh表示。评价含泥质地层、特别是评价泥质砂岩时，地层的泥质含量是一个重要的地质参数。泥质含量不仅反映地层岩性，而且地层有效孔隙度、渗透率、含水饱和度和束缚水饱和度等储集层参数，均与泥质含量Vsh有密切关系。几乎所有测井方法都在不同程度上要受到泥质的影响，在应用测井资料计算地层孔隙度、渗透率、含水饱和度以及束缚水饱和度等参数时，均要用到地层的泥质含量参数，泥质含量求取精度直接影响着其它参数的求取精度。2.储集层的基本参数1)泥质含量对于岩石物性而言，泥质存在会降低物质渗透率K，使孔隙度变小并使孔隙结构变得复杂，增加了岩石中束缚水存在可能性。同时泥质的存在，使储层自然电位、自然伽马、声波时差、中子测井、孔隙度、渗透率等均受到影响。目前，测井方法都是基于对地层矿物分布的测量来间接反映地层泥质含量，而不是对泥质含量进行直接测量，所以必须选择最能反映地层泥质含量的测井响应来建立泥质含量测井解释模型。通常泥质含量的求取方法主要有自然伽马法和自然电位法，此外，还可应用自然伽马能谱、电阻率以及孔隙度测井（声波、密度、中子）交会法。这里简要介绍几种计算泥质含量的方法。2.储集层的基本参数1)泥质含量（2）自然伽马确定泥质含量根据实验和统计，沉积岩的自然放射性强度一般有以下变化规律：①随泥质含量的增加而增加；②随有机物含量的增加而增加，如沥青质泥岩的放射性很高。在还原条件下，六价铀能被还原成四价铀，从溶液中分离出来而沉淀在地层中，且有机物容易吸附含铀和钍的放射性物质；③随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。2.储集层的基本参数1)泥质含量（2）自然伽马确定泥质含量minmaxminGRGRGRGRGR1212GCURGRGCURshV△GR—自然伽马相对值；GR—待计算井段深度的自然伽马读值，单位为API；GRmin—统计井段的自然伽马最小值，单位为API；GRmax—统计井段的自然伽马最大值，单位为API；Vsh—泥质含量，无单位；GCUR为希尔奇系数，一般地，老地层取值2.0，新地层取值为3.7-4.0。式中：2.储集层的基本参数1)泥质含量（3）自然电位确定泥质含量从自然电位测井的基本理论可知，自然电位异常与地层中泥质含量有密切的关系；随着砂岩地层中泥质含量的增加，自然电位异常幅度会随之减少，故可利用自然电位测井曲线定量计算地层泥质含量。SSPSSPSBLSPSP/)(1212GCURSPGCURshV通常，我们首选自然伽马测井曲线计算泥质含量，但是，在某些井段放射性矿物含量引起自然伽马异常时，我们就可以借助于自然电位测井曲线预测泥质含量。2.储集层的基本参数1)泥质含量（4）自然伽马能谱确定泥质含量自然伽马能谱测井原理是根据铀、钍和钾的自然伽马能谱的特征，用能谱分析的方法，将测量到的铀、钍、钾的伽马放射性混合谱，进行谱解析，从而来确定铀、钍、钾在地层中的含量。研究发现，地层的泥质含量与钍或钾的含量有较好的线性关系，而与地层的铀含量关系较小。因为铀除了伴随碎屑沉积存在外，还与地层的有机质含量以及一些含铀重矿物的含量等因素有关，所以一般不用铀含量求泥质含量，而用总计数率、钍含量和钾含量的测井值计算泥质含量。计算方法同于自然伽马测井。2.储集层的基本参数1)泥质含量（5）利用岩心分析资料确定泥质含量将实验室获得的粒径较小的颗粒（一般粒径小于0.063mm）所占的体积百分比与泥质指示曲线建立统计关系，进而可基于该统计关系利用测井资料计算地层的泥质含量。如某油田根据岩心资料建立了如下统计关系minmaxminGRGRGRGRGR032.002.100shGRV需要指出，统计关系一般都会随着各油田地层岩性的变化而变化。此外，也可利用核磁共振测井、C/O比能谱测井也可以获得地层的泥质含量。当用多种方法计算同一地层泥质含量时，一般应选择最小值作为该岩层的泥质含量。2.储集层的基本参数2)孔隙度储集层的孔隙度是指其孔隙体积占岩石总体积的百分数，它是说明储集层储集能力相对大小的基本参数。测井解释中常用的孔隙度概念有总孔隙度、有效孔隙度和缝洞孔隙度等。（1）总孔隙度φt是指所有孔隙空间(无论孔隙的大小、形状和连通与否)占岩石体积的百分数；（2）有效孔隙度φe表示彼此连通的，液体和气体可以在其中运移的那部分孔隙的体积占岩石体积的百分数；（3）缝洞孔隙度(次生孔隙度)φ2是指有效缝洞孔隙体积占岩石体积的百分数。它是表征裂缝性储集层储集物性的重要参数，因为缝洞是岩石次生变化形成的，故常称为次生孔隙度或次生孔隙度指数。2.储集层的基本参数2)孔隙度一般来说，未固结的和中等胶结程度的砂岩，其φe与φt接近；但胶结程度高的砂岩，特别是碳酸盐岩，其中φt通常比φe大很多。同时，随着地层的埋藏深度增加，胶结和压实作用增强，砂岩的孔隙度也降低。砂岩的总孔隙度一般在5％～30％；储油砂岩的有效孔隙度一般变化在10％～25％。孔隙度低于5％的储油砂岩，除非其中有裂缝、孔穴之类，一般可认为无开采价值。实际应用时注意2.储集层