测井综合解释与评价技术.ppt

测井综合解释与评价技术,徐守余 石油大学 2003年7月,随着测井采集信息及测井数字处理技术的不断发展，测井解释技术逐渐由单井解释向多井解释的研究方向发展，由单纯划分油气水层发展为研究整个油田的油气水在平面和空间的分布研究，利用所有可用的资料求出油气层的基本参数，并对油气藏的基本形态、几何特征、油气水的空间分布等进行详细描述。 测井评价技术是一项综合解释方法，是油藏描述的重要研究内容之一，不仅充分有效地利用测井信息，而且结合地质、地层测试等资料，分析各种岩电关系，准确求取地质参数。,第一节 测井资料预处理,第二节 测井资料标准化,第三节 关键井研究,第四节 储层参数的测井解释模型,第五节 有效厚度标准研究,第六节 油气层评价,第七节 水淹层评价,第一节 测井资料预处理,测井曲线的深度与幅度的准确性是保证测井解释结果可靠的前提条件，然而由于野外测井作业和测井环境的许多随机因素的影响，曲线之间往往缺乏一致，并且测井曲线的幅度也不可避免地受到许多非地层的测量因素的影响而测井资料预处理正是要校正这些影响。因此，它是测井资料处理与解释的基础。,数字化 预处理的第一步是对模拟曲线的数字化。 数量化，重采样，记带,深度校正 包括多条曲线的深度校正与对齐及斜井的垂直深度校正 。 利用深度控制曲线进行校正：每次测井都测一条控制曲线（如GR） 利用相关函数进行校正 深度编辑： 深度对齐：若有系统误差，使深度不一，则进行对齐。 压缩和伸展：顶底基本相似的两条曲线，采用该方法校正 斜井校直：,滤波处理 非地层因素的干扰，导致曲线的统计起伏变化或出现毛刺干扰，给地质参数的计算带来很大误差。因此必须进行滤波，保留曲线上与地层有关的信息 。 最小二乘滑动平均法 a线性平滑公式 b二次函数平滑公式 加权滑动平均法,环境校正 影响因素： 钻井液：钻井液性能、泥饼、泥浆密度与矿化度、钻井液侵入、浸泡 井眼几何形态：井径不规则，井壁塌陷 地层压力与温度、仪器外径与间隙等 环境校正方法的核心是以标准校正图版为依据，以各种数理统计方法为手段，将各种校正图版形成公式，然后用这些公式校正。 岩性孔隙度测井曲线校正（GR、CNL、DEN、AC） 视电阻率曲线校正 （Rt、COND、RXO）,第二节 测井资料标准化,标准层特点,在目的层相邻井段内，即标准层与目的层之间的测井环境相近，尤其是地层浸泡时间接近。 岩性稳定且全区普遍分布，地层厚度较大，岩性与测井响应特征明显，便于对比且同一测井曲线数值相同或呈规律变化。,原因：仪器刻度不精确 环境校正图版的差异及校正不完善 最早由Connolly于1968年提出，其实质是利用同一油田或地区的同一层段往往具相似的地球物理特征，从而规定了测井数据具自身的相似规律。,关键井应具有的品质： 理想的地质控制：处在构造的主要部位，其分布具有明显的控制作用，能反映油田地质特征的变化趋势。 良好的井眼条件：井眼规则近于直井，钻井液性能符合要求和有利的测井环境条件。 相对完善的测井系列，有完整的和精度较高的裸眼井测井资料，在本油田具有代表意义。 系统的生产测试资料：有比较系统的生产测试资料，齐全的油气产量等资料。,标准化方法,直方图平移法 均值校正法 趋势面分析法 变异函数分析法,第三节 关键井研究,关键井研究的目的是确定井剖面的矿物成分和岩相，进行“四性”关系研究和建立解释模型与解释参数，建立全油田统一的刻度标准和油田转换关系等。,关键井的选择,位于构造的主要部位，近于垂直的井。 取心井有系统的岩心分析和录井资料，地质情况比较清楚。 井眼好，钻井液性能好，具有最有利的测井条件和测井深度。 有项目齐全的裸眼井测井资料，包括最新测井方法的资料。 有生产测试、生产测井和重复式地层测试的资料，有齐全准确的油、气、水产量压力和渗透率资料。,关键井研究的内容,测井曲线的深度校正，岩心资料的数字化。 测井资料的环境影响校正。 地层倾角测井资料的解释。 测井相分析，确定井剖面的岩相。 应用多维直方图和频率交会图技术，建立全油田统一的刻度标准，并存入数据库。 确定适合于全油田的测井解释模型、解释方法及解释参数。 处理关键井测井资料，准确计算地层参数，对关键井作出合理的地质评价。 用岩心等其他地质资料检验前面计算的储层参数，并根据检验结果修改测井解释模型与解释方法。 生产测井和重复式地层测试资料的解释，并综合生产测试资料得出准确齐全的油、气、水产量和压力及渗透率等数据。,研究“四性”关系的方法,研究“四性”关系实质是研究岩性、物性、电性、含油性各参数之间的相关关系。使用的方法大都是数理统计的方法。 1一元回归分析 2多元线性回归 3多元逐步回归 4均值方差法,第四节 储层参数的测井解释模型,储集层是岩石与所含流体（油、气、水）以彼此间的物理、化学作用相联系所形成的统一体。有两特性：一是岩石本身的骨架特性，如、K、Md和孔隙分布等。二是流体与岩石间的综合特性，如毛细管力、润湿性和相对渗透率，它们规定了油、气、水在储集层内部的分布和流动特点。以它们为依据，以测井多井解释为手段，主要从三个方面来描述储层的地质特性。 岩性：指组成岩石骨架的矿物成分及含量，杂基与胶结物成分的类型与含量以及它们间的组合关系，岩石颗粒的尺寸及分布关系等。 物性：指岩石的储渗特性，包括岩石的孔隙类型及分布状态，孔隙结构、渗流特性及它们的度量参数，如、K、孔隙喉道半径、相对渗透率等，及反映岩石力学性质的参数。 含油性：指油气在储集层内部的物理分布与饱和状态、油气性质及度量这些特性的有关参数：So、Swi和原油粘度等。,1、地质约束条件,岩性条件,沉积相带的递变 人们早就认识到不同相带其测井响应不同，并早就应用这些特征划分和研究沉积相，若在测井解释模型中不考虑相带的变化和影响，势必影响模型的精度和解释结果的可靠性。因此，解释模型应考虑相带变化，有条件的地方可考虑分相带建模。 构造因素 构造因素影响着储层的性质和油气水的分布，同时也影响测井响应。如声波等。 非均质性特征 影响流体分布和水淹状况。,流体性质 地下流体性质在进入开发阶段以后是不断变化的，流体性质的变化对测井响应有重要影响，如含气使AC增加，水淹也使流体性质发生变化。由于注入水的影响使地层水电阻率发生较大变化，从而改变测井响应，因此在建立解释模型时必须考虑流体性质的影响。 渗流特征 注聚等使地下渗流特征变化，水淹层的解释时要注意其影响。 润湿性 岩石颗粒表面的润湿性对测井响应有较大影响，润湿情况油膜与岩石表面接触，油膜连续分布于岩石孔隙中，水润情况则相反，一般情况下，油润比水润地层有较高的，较小的自然电位幅度，并要考虑润湿性随开发程度的加深而变化的情况。 孔隙类型和孔隙结构 温度、压力,2、岩性参数解释模型 岩性参数主要有泥质含量、粒度中值最为常用，它们对推断沉积环境有重要作用。 泥质含量是指砂岩骨架中粒径小于0.01mm的颗粒体积占岩石总体积的百分比，因此从本质上说泥质具粒度概念，粒度中值是指粒度分析累积曲线上50%处对应的粒径。 在评价含泥质地层时，泥质含量是一个很重要的参数，它不仅地层的岩性，而且e、K、Sw、Swb等均与之有关，准确求取Vsh是测井解释的不可缺少的内容 。,砂岩地层粒度中值与泥质含量之间有一定相关性，一般粒度中值随着泥质含量增大而减小，但泥质含量对粒度中值不起控制作用，粉砂含量与粒度中值有更好的相关性，粒度中值随粉砂含量增大而减小，泥质+粉砂含量对粒度中值起明显的控制作用，并且砂岩地层中粒度中值往往与自然伽玛有良好的相关性。 lgMd = C0+C1Gr,3、物性参数解释模型,孔隙度 这是当代测井定量解释技术最成熟最重要的部分。 声波、密度、中子测井是响应于地层三种不同的物理特征的曲线，从不同角度提供了地层信息。因此若形成三孔隙度测井，则能提供地质分析所需的值。 对高孔非固结和中孔砂岩，AC、DEN、CNL均可，但当地层含重矿物时，只能用AC。 对中、低孔地层，随降低，总、连及粒间的差别随之变大，伴随岩性复杂化，有孔隙和裂缝双重特点，此时，AC适应性变差，而DEN、CNL比较有效。,渗透率 一定粘度的流体通过地层时畅通的能力，对均质流体而言，仅取决于岩石骨架特性，其大小取决于岩石的孔隙结构。 渗透率是孔隙几何形态与连通孔隙度二者的函数。 目前渗透率求取有5种方法： A、渗透率与孔隙度及颗粒表面积的经验关系 曾文冲：lgK=D1+D2lgMd+D3lg Coates : K1/2=100 2(1-Swi)/Swi lgK=C+xlg +ylgSwi B、RFT测试 压降和压力恢复均提供渗透率值，常反映井眼附近的渗透特征，该法仅在低渗透地层适用。（50mD),C、核磁测井法（不适用碳酸盐岩） 利用核磁提供的自由流体指数Iff和旋转格子弛豫时间t1。 K=1.610-9t12.3 4.3 D、地球化学测量法 矿物学的任何变化都伴有岩石颗粒大小、种类和外形变化，并影响孔隙系统的几何形态，进而影响渗透率。 lgK=Tm+alg -blg(1- )+ Bifi Tm长石结构成熟度；Bi矿物常数；fi每种矿物的重量百分比 E、斯通利波的衰减与传播 这种衰减与传播和地层的渗透率，骨架及裂缝有关。,4、含油性参数解释模型,含水饱和度 目前含水饱和度解释模型超30种，衍生的解释方程超100个。 按形式分类 无交互顶，Sw不同时在两项中出现，即: Ct=Swn+ 无交互项，Sw同时出现在两项中，即: Ct=Swn+Sws 有交互项，Sw出现在部分项中，即: Ct=Swn+Swm+ 有交互项，Sw出现在所有项中, 即: Ct=Swn+Swm+ Sws 式中为砂岩项， 为交互项， 为泥质项。 n为砂岩项指数，m为交互相指数，S为泥质项指数。,按性质和内容分类 a泥质含量模型 泥质含量（Vsh）模型在过去较长时间内曾大量地被采用。该模型的特点是：从整体上把握泥质含量的大小，不考虑泥质中粘土矿物的类型和分布形式。采用邻近泥岩层的平均特征值代表泥质砂岩地层的泥质参数值。目前还没有一个通用的含水饱和度解释方程以适应粘土差别大、地层水矿化度变化大的各种地质条件。 b 阳离子交换模型 阳离子交换（Qv）模型能够在粘土含量差别很大，以及在地层水矿化度实际的变化范围内，提供一种比较准确的评价泥质砂岩储集层含水饱和度的通用解释方程。,束缚水饱和度 束缚水饱和度对确定地层的流体性质，揭示产层的原始油气饱和度，估算产层的相对渗透率，分析驱油效率等都有十分重要的意义。 目前用测井资料确定束缚水饱和度的方法完全是建立在岩心与测井资料统计分析的基础上的。 影响束缚水饱和度的因素有：泥质含量、粉砂含量、孔隙喉道半径、岩石内比面、分选系数孔隙度和粒度中值等。 粒度中值与孔隙度可视为影响砂岩束缚水饱和度的主导因素。,中到高孔隙度砂岩（ 20%） lgSwi=A0 (A1lgMd + A2)lg(/A3) A1、A2近似为常数 A0变化范围0.180.36随增大而减小 A3变化范围0.080.2随增大而增大 低孔隙度砂岩（ 20%） lg(1-Swi)=B0+(B1lgMd+B2)lg(1- )/B3 B0、B1、B2近似为常数 B3与砂岩的压实程度和润湿性呈正相关 一般取0.70.8,其它参数 含水率： Fw=1/(1+Kro/Krww/o) 采油指数： Pi=Q/(hp),孔隙结构参数 孔隙喉道半径是表示地层孔隙结构，度量产层孔隙半径分布的重要参数，对研究油藏微观非均质具重要意义。 lgr=alg(K/ )+lgb,第五节 有效厚度标准研究,油层有效厚度是指储集层中具有工业产油能力的那部分厚度，作为有效厚度必须具备两个条件：一是油层内具有可动油，二是在现有工艺技术条件下可供开发。 研究有效厚度的基础资料有岩心、试油和地球物理资料。三者均有局限，必须综合利用。试油是了解油层产油能力的直接资料，但仅有试油资料，即使单层试油也说不清单层内什么部位出油什么部位不出油。岩心是认识储集空间的直接资料，可以直观地看见储集层内的原油，通过实验室分析可以算出含油体积。但岩心说明的是静态资料，不能说明原油能产出。地球物理测井资料能反映储集层的储油能力和产油能力，.,1、有效厚度物性标准,包括孔隙度、渗透率和含油饱和度三个参数的下限值，其中含油饱和度是基础。确定有效厚度物性下限的方法有： a测试法 单层试油资料是储层物性、流体饱和度、流体性质和开采工艺水平的综合反映，是研究储层中原油流动与否的直接资料，将试油成果反映到物性参数上可确定渗透率下限。 较全面反映了控制油层产油能力的因素。 b经验统计法 作渗透率和孔隙度直方图，画出累积频率曲线，累积能力丢失百分数曲线，结合毛管压力曲线确定下限标准。,c含油产状法 利用岩心的含油产状确定下限。对原油粘度小、挥发能力强的轻质原油地层不适用。 划分岩心含油级别 按含油面积大小和含油饱满程度分为 油砂：含油面积75，含油饱满，呈棕黄或黑褐色 含油：含油面积5075，含油较饱满，浅棕色，褐色，含油连片 油浸：含油面积2550，含油不饱满，不均匀条带含油 油斑：含油面积25，斑状或条带状含油，不含油部分连片 通过试油确定岩性和含油产状的出油下限。 用数理统计法确定有效厚度物性下限。 d泥浆侵入法 通过水基泥浆取心测定含水饱和度、渗透率较高的储层取出岩样的含水饱和度降低。通过作含水度与空气渗透率（孔隙度）关系曲线，其拐点处即为物性下限。,2、有效厚度测井标准,划分有效厚度的步骤： 首先根据油气层标准判断哪些是油(气)层，哪些是水层。 然后在油水界面以上，根据油干标准，区分哪些是工业油流中有贡献的有效层，哪些是无贡献的非有效层(即干层)。 最后在有效层内扣除物性标准以下的夹层，所以有效厚度测井标准包括油水层解释标准、油干标准和夹层标准。,有效厚度测井标准,有效厚度测井标准的检验： 标准误差：指误入有效厚度电性标准界限内的非有效层点数与漏在界限外的有效层点数之和与总点数之比。 划分误差：也称平衡误差，指地取心井中按测井标准划分的测井有效厚度和按物性标准划分的岩心有效厚度之差与岩心的有效厚度之比。储量规范要求各油田平衡误差必须在5以下。,中国陆相碎屑岩确定有效厚度的测井系列有： 反映油气饱和度的横向、感应和深浅侧向测井 反映夺性和孔隙度的声波和中子测井 反映渗透性和泥质含量的自然伽玛、自然电位、微电极和井径,需注意的问题： 必须重视岩性、物性和孔隙结构、岩石表面性质以及油、气、水特性的综合研究，测井资料是第二性的，测井信息往往反映储层的几个特性而不是一个，要与岩心特征相结合。 电性下限标准不必要也不可能十分精确，有条件时应分层系分区块建立有效厚度标准。 在储层相似、流体和压力相近的条件下应尽可能建立适用范围较广的标准。,有效厚度测井标准,第六节 成果检验及参数集总,成果检验 测井分析成果的影响因素 岩心取到地面因其固结不好而膨胀，对的分析值产生不可忽视的影响因此测井计算的不能简单地与地面常规分析的数据对比。应用经压实校正后的数据来检验测井计算结果每个油田都应有适当数量的地层条件下的分析数据。 做泥质砂岩分析时，因烘干样品时泥质中的束缚水被蒸发，导致的分析值较测井计算结果高。泥质含量高，差异愈大。在对比时一定要参照岩性特征做具体分析。 目的层太薄或纵向非均质性严重时，测井分辨率下降。要用与测井纵向分辨能力相应的窗长，对岩心数据进行平滑处理，改善测井计算结果与岩心分析结果的对比效果。 检验方法：关键井检验、区域检验,参数集总 测井数字处理出来的参数是逐点排列的，为了计算平面上的参数分布，需对每口井的每个储集小层的参数作简化描述，这个处理过程就叫参数集总 算术平均 对数加权平均 厚度加权平均 累计求和,第六节 油气层评价,分析储集特征，找出有意义的产层，特别不要漏掉裂缝等特殊产层 计算反映地层特征的地质参数、评价储层的储渗性能、含油性及可动量 分析Swb，揭示油气层特征和含油饱和度界限的变化，特别注意低阻油气层 综合多种信息进行判断分析，弄清油水关系 评价油气层的丰度和可能的生产能力，预测产水率,油气层评价内容,以油藏物理学为指导用测井资料对储集层进行含油气评价。,地层条件下油、气、水在微观孔隙中的分布与渗流特性服从多相流渗流理论。只有深入了解油、气、水在多孔介质中的分布；研究油、气、水在地层孔隙中各自的流动能力；掌握油气层的一般规律，才能在测井分析、解释方法研究及实际应用等方面做到目的明确、方法合理、逻辑严密。 油气层的一般规律： 含油气饱和度大小主要取决于储集层束缚水含量的多少，且随孔隙结构的不同有很大变化 含油气饱和度的大小不是油气层是否出水的唯一与必然标志，对束缚水多的油气层仍可能只产油气而不出水 油气层没有统一的含油气饱和度界限,油气层评价包括单井评价和多井评价两方面 单井评价是在油井地层剖面中划分储集层，评价储集层的岩性、物性、含油性及产能。 多井评价是对一个油田或地区的油气藏整体的多井解释和综合评价，包括：标准化、井间地层对比、测井相分析与沉积相研究、储集层精细评价及横向展布、储量计算等。 单井评价是多井评价的基础，多井评价则是更高层次的发展，是在全油田测井资料基础上对测井资料更高水平的统一解释和多整个地区油气藏的综合地质评价。,油气层与纯水层在侵入性质上的差异,含油性评价 含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。地质上对岩心含油级别的描述分为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹，其含油性依次降低。应用测井资料可对储集层的含油性作定性判断，更多的是通过定量计算多种饱和度参数来评价储集层的含油性。 含油气饱和度或含水饱和度是评价储集层含油性的基础和依据。但只用这两参数有时并不能判断地层的产液性质，特别是对低阻油气层。 含油性只是产层的静态特征的反映，是判别油气水层的必要条件，但不是充分条件。,可动水分析与相对渗透率分析法的要点： 油气层是储集层与所含流体形成的统一体，产出液体的性质服从多相流体渗流理论，即取决于油气水在地层孔隙种的相对流动能力 水相对渗透率为0是油气层的普遍特征，其含油气饱和度取决于束缚水含量的变化 对油水共渗体系，则： 无可动水的纯油层，即Sw=Swi , Swm=0 , Krw=0, Kro 1 有可动水的油水同层，即SwSwi , Swm0 , 0Swo , Swm0 , So Sor , Krw 1,产能评价 产能评价是在定性分析与定量计算的基础上，对储集层产出流体的性质和产量做出综合性的解释结论。 预期产能评价：储集层未向井内产出流体的情况下，利用测井资料对储集层的产能进行评价。 实际产能评价：油井正常生产的情况下，对储集层产能进行的评价，是对储层作出的解释结论。 有效厚度评价,储层评价的方法： 逐步判别分析法 模糊综合判别法 灰色综合判别法,第七节 水淹层评价,一、水淹层特征 油层水淹后其物理性质、储集参数和测井响应均发生明显而复杂的变化。 1地质特征 物性参数变化：由于冲刷，大部分情况下，K、 增大 岩性参数：一般Vsh下降，Md增大 微