第五章-巖石孔隙結構及其物理性質研究

第五章復雜儲層測井評價方法

—巖石孔隙結構及其物理性質研究第一節(jié)復雜儲層測井油氣評價面臨的問題第二節(jié)解決問題的思路及研究內容第三節(jié)巖石孔隙結構及其物理性質研究現(xiàn)狀第四節(jié)研究思路與發(fā)展方向第一節(jié)復雜儲層測井油氣評價面臨的問題

1、問題

儲層地質：

儲集物性差；礦物和結構成熟度低；非均質性強；孔隙結構復雜。測井：

油氣、水層特征不明顯；油氣、水層判別標準不易確定；油氣層定量評價困難；產(chǎn)液性質與產(chǎn)能評價困難。2、問題的理論思考

從巖石物理理論的角度看復雜儲層測井油氣評價面臨的問題：

（1）孔隙空間小，油氣流體的測井響應

不明顯。

（2）油層電阻率與飽和度之間不存在

單調函數(shù)關系！

（3）經(jīng)典的Archie模型m、a參數(shù)變化范圍大！2、問題的理論思考

從巖石物理理論的角度看復雜儲層測井油氣評價面臨的問題：

（1）孔隙空間小，油氣流體的測井響應

不明顯。

（2）油層電阻率與飽和度之間不存在

單調函數(shù)關系！

（3）經(jīng)典的Archie模型m、a參數(shù)變化范圍大！蘇丹某地區(qū)砂巖地層因素與孔隙度關系塔里木盆地砂巖儲層電阻率指數(shù)與含水飽和度關系3、復雜儲層測井油氣評價難題的癥結：孔隙度低：油氣信號弱孔隙結構復雜：電性規(guī)律復雜粘土附加導電性：模糊了孔隙度和油氣對巖石電性的控制作用和它們之間相對簡單的數(shù)學關系！泥漿濾液的侵入：復雜了電性規(guī)律薄互層：影響了儲層，特別是油氣層測井電阻率的測量精度！第二節(jié)解決問題的思路及研究內容

地質成因分析

沉積作用；成巖作用；儲層性質研究。

測井巖石物理研究孔隙結構；粘土附加導電性；泥漿濾液侵入；薄互層等。測井新方法研究高精度高分辨率深探測以成因研究為基礎；以測井新方法、新技術為手段；以巖石物理研究為解決問題的技術關鍵。第三節(jié)巖石孔隙結構及其物理性質研究一、國內外研究現(xiàn)狀Rasmus理論模型；Wang&Sharma理論模型；塔里木。二、孔低滲儲層孔隙結構與巖石物理性質研究設想1、Rasmus提出的理論模型

*粒間孔隙—溶洞雙重孔隙介質電導率模型：1、Rasmus提出的理論模型

*粒間孔隙—裂縫雙重孔隙介質電導率模型：雙重孔隙介質地層因素與孔隙度關系（Rasmus模型）14321粒間孔隙2粒間-溶蝕孔隙3泥粉粒間孔隙4粒間-裂縫孔隙粒間孔隙—裂縫介質電阻率指數(shù)與含水飽和度關系2、Wang&Sharma提出的理論模型巖石微觀孔隙結構模型理論電阻率模型驅替及有效介質電導模型巖石微觀孔隙結構模型rbLrt理論電阻率模型完全含水時一個孔喉單元的電導:孔喉內壁恒存在一層水膜,其電導為:孔喉半徑服從正態(tài)分布：驅替及有效介質電導模型巖石親水。非潤濕相驅替潤濕相進入孔喉受毛管壓力控制：油氣進入部分孔喉空間時一個孔喉單元的電導gm可通過下式求得:驅替及有效介質電導模型電阻率指數(shù)：含水飽和度:水膜厚度對巖石電性的影響孔隙連通性對巖石電性的影響喉道大小對巖石電性的影響孔隙半徑均值大小對巖石電性的影響Wang&Sharma理論模型模擬結果分析水膜厚度對巖石電阻率性質的影響配位數(shù)對巖石電阻率性質的影響

孔喉半徑比對巖石電阻率性質的影響孔隙半徑對巖石電阻率性質的影響不同孔隙結構巖石電阻率性質理論模擬礫巖、溶孔型碳酸鹽巖孔隙結構灰、鈣質膠結，孔隙不發(fā)育的粉、細砂巖分選好、潔凈、正常膠結的好物性砂巖泥質砂巖、粉砂巖發(fā)育界面孔、微裂隙的巖石Wang&Sharma理論模型不同孔隙結構巖石Ir～Sw關系理論模擬結果3、塔里木砂巖儲層孔隙結構及其

電學性質研究進展大量實驗資料表明，砂巖地層電阻率地層因素（F）與孔隙度（φ）的一般關系在雙對數(shù)坐標系中是一個二次函數(shù)

F~φ關系的非線性性質

是由于巖石樣品孔隙結構特征的

非均質性質造成的這兩個線性函數(shù)分別代表

砂巖儲層兩類孔隙結構特征

所控制的電學性質網(wǎng)絡狀孔隙結構視毛管束狀孔隙結構網(wǎng)絡狀孔隙結構微觀特征：孔隙發(fā)育、連通性好、孔隙半徑大、孔喉半徑比高宏觀物性：孔隙度高、滲透率高儲層類型：Ⅰ、Ⅱ類巖電性質：m值高且接近于2、a值接近于1視毛管束狀孔隙結構微觀特征：孔隙不發(fā)育、連通性差、孔隙半徑小、孔喉半徑比低、常發(fā)育界面孔或微裂縫宏觀物性：中低孔隙度、低滲透率儲層類型：Ⅱ、Ⅲ類巖電性質：m值低、a值遠大于1用儲層物性參數(shù)可以定性表征

巖石孔隙結構特征，

并可以定量預測巖電參數(shù)m，a值。巖電參數(shù)m、a值預測模型第四節(jié)研究思路與發(fā)展方向（孔隙結構）一、研究思路以巖心資料為基礎，從沉積、成巖作用出發(fā)研究孔隙結構成因、巖相與孔隙結構分類方法等。以成像測井、常規(guī)測井為手段，結合區(qū)域地質研究成果，研究孔隙結構測井判別方法。以電阻率性質為突破口，研究復雜孔隙結構儲層測井油氣評價新方法。二、發(fā)展方向

方向一

通過實驗測量研究孔隙結構對巖石電阻率性質的影響和控制作用：

*不同孔隙結構巖石的電阻率測量

（半滲透隔板法驅替技術）

*配套進行巖石微觀孔隙結構測量

（如毛管壓力、鑄體薄片等）

方向二

用核磁共振測井評價孔隙結構：原理

方向二

用核磁共振測井評價孔隙結構：

華北油田成功的實例！

核磁計算成果與毛管壓力資料計算成果對比圖不同孔徑孔隙所占比例R＜0.63R＜6.3R＜16如果有核磁測井資料，完全能夠利用核磁測井的T2分布得到上述的能反映孔隙結構的各個參數(shù)，并由此完善和改進常規(guī)測井的解釋方法，為更好地判斷油水層和產(chǎn)能提供可靠的地層孔隙結構的依據(jù)。

方向二

用核磁共振測井評價孔隙結構：

下一步應該做什么？

以毛管壓力等微觀孔隙結構巖心分析資料為依據(jù)，研究CMR孔徑分布處理結果定量評價孔隙結構的方法和技術。

新方法：老方法：NMR毛管壓力曲線與實測毛管壓力曲線對比圖新方法：老方法：NMR毛管壓力曲線與實測毛管壓力曲線對比圖

方向三

用孔隙度、滲透率評價孔隙結構：

依據(jù)：“綜合物性參數(shù)”：

量剛為長度單位；

既能反映孔喉大小、其分布

也與儲層孔隙結構有關；

方向四

用水層的測井資料和巖心分析資料分析研究評價孔隙結構的可能性和方法：

依據(jù)：前面介紹的理論模型。

做法：孔隙度—電阻率交繪圖；

分析數(shù)據(jù)點分布與孔隙結

構的關系。1432水層測井孔隙度水層測井電阻率水層測井地層因素

方向五

利用孔隙結構評價結果、不同孔隙結構對電阻率性質影響的規(guī)律，研究測井識別與評價油氣層方法和技術。