第十二章 岩性确定方法.ppt

第十二章用测井资料评价储集层岩性和孔隙度的基本方法 岩性的定性解释储集层岩性和孔隙度的定量解释储集层岩性和孔隙度的快速直观解释内容小结思考题 第一节岩性的定性解释 一 根据测井曲线综合分析识别岩性常见于手工解释 其解释精度与解释人员对本地区地质情况的熟悉程度有关 前期工作包括 阅读地质报告 了解本区的地质特点 结合测井曲线 分析关键井的岩心及岩屑 3 总结本区岩性与测井曲线的关系 建立用测井曲线划分岩性的规律 二 用孔隙度测井曲线重叠法识别岩性常用中子和密度孔隙度曲线 石灰岩孔隙度单位 以相同的孔隙度标尺重叠绘制在一起 此方法仅仅限于单矿物岩石 如图12 1 12 2所示 硬石膏 低中子孔隙度 密度大 密度孔隙度小 岩盐 低中子孔隙度 密度小 密度孔隙度大 石膏 高中子孔隙度 它们的GR都低 一般不具有渗透性 泥岩 高GR 高中子孔隙度 渗透性差 图12 1密度 中子孔隙度曲线重叠法识别岩性示意图 石灰岩孔隙度 GRAPI石灰岩孔隙度 图12 2密度 中子孔隙度曲线重叠法识别岩性示意图 三 划分渗透层 1 砂泥岩剖面中渗透层的划分砂泥岩剖面的渗透层岩性 碎屑岩 砾岩 砂岩 粉砂岩等 围岩 粘土岩 测井曲线 自然电位 或自然伽马 微电极曲线和井径曲线 如图12 3所示 图12 3 砂岩剖面测井图实例 泥岩 微电极曲线重合 GR大 电阻率低 渗透层 微电极曲线不重合 SP曲线出现异常 1 自然电位曲线当地层水与钻井液的矿化度不同时 渗透层的SP曲线相对泥岩基线出现异常 2 自然伽马曲线渗透层的自然伽马曲线的数值低于围岩的值 3 微电极曲线渗透层的微电位和微梯度两条电阻率曲线不重合 微电位电阻率大于微梯度电阻率 4 井径曲线渗透层的井径比较小 井壁有泥饼 2 碳酸盐岩剖面中渗透层的划分碳酸盐岩剖面中的渗透层是夹在致密层中的裂缝带 采用的测井系列 深浅侧向测井 声波时差测井 自然伽马测井 中子伽马测井 非渗透层 探测深度不同的电阻率曲线基本重合 泥岩 GR高 电阻率低 致密灰岩 GR低 电阻率大 1 自然伽马曲线自然伽马测井值随地层泥质含量的增加而增大 但裂缝发育的地层也可能有比较高的自然伽马值 U含量高 2 声波时差曲线裂缝发育地层的声波时差大 声速低 并可能见到周波跳跃现象 3 中子伽马曲线由于裂缝的出现 渗透层 含流体 对快中子的减速能力大于致密层的减速能力 因此 中子伽马测井值低 4 深浅双侧向曲线裂缝发育层段 两条曲线不重叠 数值低于致密层的值 5 双井径曲线不重合 往往出现椭圆型井眼 长轴方位对应裂缝分布的方位 图12 4 碳酸盐岩剖面测井图实例 灰岩剖面 低GR 大段高阻层中的低阻层段 高声波时差 碳酸盐岩储层曲线特征 碳酸盐岩储层曲线特征 不同类型的储层测井响应曲线 碳酸盐岩 碳酸盐岩处理结果图 第二节储集层岩性和孔隙度的定量解释 一 岩石体积物理模型根据岩石各部分物理性质 声波时差 密度 中子孔隙度 热中子俘获截面 的不同 把岩石分为几部分 岩石的测井响应为各部分相应的测井响应的加权和 12 1 二 确定单矿物岩性储集层的孔隙度及矿物含量1 单矿物泥质含油气岩性储集层的三孔隙度测井响应方程 12 2 2 地层孔隙度 12 3 1 地层不含油气 12 4 2 地层不含油气 不含泥质 12 5 注意问题1 声波测井不反映分散泥质 当地层含有分散泥质时 计算公式稍有不同 声波时差计算的孔隙度包含分散泥质 2 对于疏松地层 用声波时差计算孔隙度时 应做压实校正 3 当地层含有次生孔隙时 声波孔隙度只反映原生孔隙度 而密度和中子测井才反映总孔隙度 4 当地层含轻质油气时 应注意它们对三孔隙度测井响应的影响 在条件许可的情况下 应作相应校正 3 矿物含量 12 6 1 含泥质地层 2 不含泥质地层 12 7 三 确定双矿物岩性储集层的岩性和孔隙度通过建立三孔隙度测井响应方程组 在已知矿物对和泥质含量的情况下 即可确定双矿物含水储集层的岩性和孔隙度 12 8 注意问题对双矿物含水地层 只须选用两条孔隙度曲线加物质平衡方程即可 当地层含次生孔隙时 不选用声波时差曲线 当地层水矿化度较高时 不选用热中子测井曲线 砂泥岩剖面处理成果图 碳酸盐岩剖面解释成果图 第三节储集层岩性和孔隙度的快速直观解释 一 曲线重叠法要点 采用统一量纲 纵横比例 基线 绘制测井曲线 根据幅度关系 直观评价地层岩性 孔隙性 含油性或可动油气等 1 常用图件 二 交会图法识别岩性 1 交会图根据问题 寻找两个物理量 建立合适的坐标系 发现其中的内在规律 图12 5 h交会图 2 直方图通过数理统计方法 发现数据的分布规律 图12 6频率直方图 岩心渗透率分布频率直方图 岩心孔隙度分布频率直方图 3 频率交会图通过统计数据出现频率 次数 了解数据的分布规律 从中解决相应问题 图12 7频率交会图 n 4 Z值图在交会图上 再加入一个参数 此参数记为Z 一般为反映泥质含量的SP或GR 12 9 2 交会图法识别岩性 1 骨架岩性识别图 MID交会图 骨架岩性识别图是视骨架时差和视骨架密度的交会图 如图12 8及12 9所示 视骨架密度 地层的视颗粒密度 视骨架时差 地层的视颗粒时差 图12 9 MID频率交会图 图12 8骨架岩性识别交会图 MID 应用方法 1 应用三孔隙度测井曲线得到视骨架时差和视骨架密度 2 根据各种矿物的密度 声波时差 建立标准图版 MID交会图 3 将数据点入MID交会图 根据点与已知矿物点的位置 确定地层的矿物组合 1 地层含天然气时 数据点在图中向右上方移动 含气地层三孔隙度测井曲线的特征 2 地层含次生孔隙 数据点在图中向左移动 声波时差不反映次生孔隙 而密度和中子却反映次生孔隙 3 地层含泥质时 数据点向泥岩点方向移动 注意问题 2 M N交会图 1 M N定义 12 10 12 11 2 M N计算式 12 12 12 13 分别以M N为纵坐标和横坐标 建立交会图 把单矿物的M N画在交会图上 即构成M N交会图的理论图版 如图12 10所示 根据未知岩性点的位置 可估计地层的矿物组合 3 M N交会图 图12 10M N交会图解释图版图12 11M N交会图应用实例 a 如果地层点位于某一单矿物点附近 即可认为此矿物为地层的主要矿物 c 如果地层点位于三点连成的三角形区域内 即认为地层有三种矿物组成 b 如果地层点位于某两种单矿物的连线上 可认为这两种矿物为地层的主要矿物 4 使用方法 c 地层含泥质时 地层点向泥质点方向移动 5 注意问题 a 当地层含有次生孔隙时 地层的M增大 而N基本不变 即地层点向上方移动 b 地层含天然气时 M N均增大 地层点向右上方移动 图12 12M N曲线 岩性不同 M N值不同 三 双孔隙度交会图解释岩性和孔隙度 1 双孔隙度交会图版1 图版的类型 三种孔隙度测井 两两组合 即构成双孔隙度交会图版 声波时差 密度 声波时差 中子 密度 中子 2 图版的制作条件 图版对应的均为完全含水的单矿物纯地层 井内为水基泥浆 1 如果地层不含泥质及天然气 也没有次生孔隙 此时 可以应用密度 中子或声波时差 中子测井交会图确定岩性 例1 某井段用MID交会图统计 确认储层骨架成分为方解石和白云石 地层无天然气 无次生孔隙 无泥质 淡水泥浆 某层测井值 地层密度2 5克 立方厘米 声波时差68 3微秒 英尺 井壁中子孔隙度17 求岩性和孔隙度 2 双孔隙度交会图的应用 利用密度 中子孔隙度交会图即可 解 1 将中子孔隙度和密度测井值点入交会图得地层点A 如图12 13所示 2 过A点画一线段 与A点两侧的岩性线相交 以A为中心 转动线段 直到交点对应的孔隙度相等 此孔隙度即为地层孔隙度15 8 3 设线段的长度为L 在此线段上 A点到白云岩线的距离为m 则地层中方解石和白云石的含量为 图12 13密度 FDC 井壁中子 SNP 交会图 通过解下列方程组 也可以得到地层矿物含量和地层孔隙度 方解石 白云石 矿物参数的取值对孔隙度影响比较小 石英 白云石 对照两表 看出 只要矿物对选择合理 对孔隙度影响比较小 石英 方解石 V1 0 629V2 1 484 0 145 不合理 2 含次生孔隙的双矿物地层 只能用密度 中子交会图确定岩性和总孔隙度 用声波时差和中子交会图确定原生孔隙度 最后确定次生孔隙度 例2 某井段用MID交会图统计 确认储层骨架成分为方解石和白云石 地层无天然气 无泥质 有次生孔隙 淡水泥浆 某层的测井值为 地层密度为2 59克 立方厘米 声波时差为53微秒 英尺 井壁中子孔隙度为11 求该层的岩性和孔隙度 解 1 利用密度 中子交会图确定岩性和总孔隙度 方法同例1 如图12 20所示 地层孔隙度为10 方解石含量为59 白云石含量为31 石英 白云石 对照两表 看出地层孔隙度与矿物对的选取关系不大 石英 方解石 V1 0 53V2 1 442 0 089 不合理 2 利用声波时差 中子交会图确定原生孔隙度 将声波时差值点入交会图 纵坐标 如图12 21所示 过此点作水平线 与石灰岩 白云岩两条岩性线相交于a b两点 在线段ab上找出点c 使ac ab 0 59 0 9 65 5 根据c点位置 同例1 即可确定原生孔隙度 4 9 3 地层的次生孔隙度为4 16 图12 14声波时差 井壁中子 SNP 交会图 3 含天然气和泥质的双矿物岩层 对于此类地层 首先应对交会图上的资料点进行泥质校正 天然气校正 由校正后资料点在交会图上的位置方可确定地层岩性和孔隙度 例3 某井段用M N交会图确认储层骨架成分为方解石和白云石 含天然气及泥质 无次生孔隙 淡水泥浆 地层的测井值为 地层密度为2 33克 立方厘米 井壁中子孔隙度为17 5 从GR得到泥质含量为14 5 该井段纯泥岩的井壁中子孔隙度为35 密度为2 5 求该层的岩性和孔隙度 解 1 将密度 中子测井值点入交会图 得点E 2 将泥岩的密度 中子测井值点入交会图 得点D 3 泥质校正 连接DE并延长至点F 使FE FD 0 145 地层的泥质含量 F点即为纯地层点 泥质校正后 14 5 2 3 12 14 图12 15泥质校正示意图 4 轻质油气校正 地层含轻质油气时 密度 中子孔隙度都减小 即油气校正 也是把F点的密度 孔隙度增大 通常采用逐次逼近法对其进行校正 校正公式为 12 15 12 16 1 根据F点的位置 粗略确定地层孔隙度 17 5 2 计算密度 中子的校正值 得到油气校正后的密度和中子孔隙度 12 17 12 18 Old 泥质校正后的地层值 4 比较前后两次得到的孔隙度值 如果差异在可接受的范围内 即得到地层孔隙度 反之 返回 2 用此孔隙度重新计算密度 中子的校正值 确定新的地层点位置 直到结果满意为止 地层孔隙度为19 8 5 完成了泥质和油气校正后 即可确定地层各矿物含量 其中方解石含量为51 白云石含量为14 7 3 根据新的地层点位置 确定地层孔隙度 图12 16轻质油气校正示意图 泥质校正 油气校正 解 列方程组求解 得 由于孔隙度与初始值相差太大 继续作油气校正 列方程组 考虑到地层的泥质含量 得方解石 白云石的含量如下 内容小结 一 渗透层的划分非渗透层 测量深度不同的电阻率曲线基本重合 1 砂泥岩剖面微电极曲线 SP GR曲线 2 碳酸盐岩剖面渗透层与非渗透层的岩性相同 GR 声波时差大 深浅双侧向电阻率不重合 二 岩石体积模型及应用此模型所适用的测井曲线 声波时差 地层密度 地层视石灰岩中子孔隙度 地层热中子俘获截面 主要用于计算地层孔隙度 声波时差 地层密度 地层视石灰岩中子孔隙度 地层含水饱和度 地层热中子俘获截面 三 MID M N交会图 1 视骨架密度 视骨架声波时差的定义 M N的定义2 MID M N交会图的用途指示地层矿物 天然气 裂缝 3 所要注意的问题 四 双孔隙度交会图1 图版对应的地质模型 2 注意问题及应用1 由M N 确定矿物 2 对应的地质问题与图版模型是否吻合 如果不吻合 需要首先完成相应的校正 3 不含次生孔隙的地层 三孔隙度两两组合即可 反之 用中子 密度组合确定矿物含量和总孔隙度 再用声波 中子组合确定原生孔隙度 次生孔隙度等于总孔隙度与原生孔隙度的差 思考题 1 砂泥岩剖面渗透层 致密层的测井曲线特点 2 碳酸盐岩渗透层 致密层测井曲线特点 3 砂泥岩剖面 碳酸盐岩剖面划分渗透层的方法 4 岩石体积模型的物理含义及应用 适用的测井