“四性”对确定张岩气、致密油储层饱和度精度的影响课件

1、1“四性”对确定页岩气、致密油储层饱和度精度的影响第1页，共20页。2一、页岩气及致密油储层特征二、岩性对饱和度的影响三、物性对饱和度的影响四、含油性对饱和度的影响五、温压及地层水对饱和度的影响六、总结讨论提纲第2页，共20页。3一、页岩气及致密油储层特征页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排烃门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源页岩气：致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中，或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中，未经过大规模长距离运移的石油聚集。致密油：第3页，共20页。4页岩气储层主

2、要特征：一、页岩气及致密油储层特征1、有机质特征其丰度与成熟度对页岩气资源量有重要影响2、矿物组成特征黏土矿物(伊利石、蒙皂石、高岭石)石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、磷灰石等矿物3、物性特征页岩气储层具低孔、特低渗致密的物性特征页岩储层的含水、含油饱和度直接影响着含气量4、储渗空间特征基质孔隙和裂缝致密储层主要特征： 致密砂岩储层通常是指储层渗透率低的砂岩储层,根据储层所含流体的不同,对孔隙度和渗透率的要求也不同 与常规储层不同，致密储层为覆压基质渗透率0 1 mD(或空气渗透率1 0 mD)，孔隙度10%的砂岩、灰岩储层，孔喉以微孔、纳米孔为主，微孔直径均 2 m，主体直径为 4

3、0 900 nm，主要为微米纳米级孔喉第4页，共20页。5一、页岩气及致密油储层特征页岩地层测井识别：页岩地层有以下测井响应：a. 一般表现为扩径；b. 自然伽玛值高；c. 深浅侧向电阻率为中、低值，随着粉砂质含量的增大，电阻率增大；d. 三孔隙度(声波、中子和密度)测井曲线呈高值。含气页岩层段测井响应特征为“四高两低”特征，即高自然伽玛值、高电阻率值、高声波时差、高中子孔隙度、低密度、低光电效应。页岩气储层测井曲线第5页，共20页。6目前计算储层含水（含油）饱和度的模型主要为阿尔奇公式，根据阿尔奇公式可得到直接用于储层定量评价的饱和度模型为理论基础：主要应用对象是以粒间孔隙为主的纯砂岩地层，

4、当面临的对象是泥质砂岩或其他缝洞介质储层时，由于孔隙类型耦合及流体赋存状态的不同，常表现出适用性变差的特征。但是按照实验测量的数据（a，b，m，n）代入模型时，往往可以获得计算数值上的等效，该方法已经在各类复杂储层饱和度计算中广泛应用一、页岩气及致密油储层特征第6页，共20页。7模型取值及精度验证实例：沾化凹陷罗69井泥页岩层段，其a，b，m和n值分别为0.0326，1.1368，2.162，2.7185，当a=1时，b，m和n值相应变为1.1368，1.0468，2.7185。分析发现当孔隙度小于5%时，m值约为1.10；当孔隙度大于 5%时，m 值约为 1.02。阿尔奇公式计算结果与密闭取

5、心的分析结果可知，阿尔奇公式计算结果与实验分析数值的差别不大，其误差在精度要求范围之内。沾化凹陷罗69井阿尔奇计算结果与密闭取芯分析值对比一、页岩气及致密油储层特征第7页，共20页。8一、页岩气及致密油储层特征二、岩性对饱和度的影响三、物性对饱和度的影响四、含油性对饱和度的影响五、温压及地层水对饱和度的影响六、总结讨论提纲第8页，共20页。9二、岩性对饱和度的影响岩性a、b、ma 是岩性附加导电系数。对于纯砂岩,a=1;对于泥质砂岩,a1。很显然,a值与泥质的成分、含量及其分布形式密切相关。m 与岩性、物性、孔隙结构及成岩作用等有关,是地下地质体的一种综合响应实验证明,a与m是相互制约的,a大

6、,则m会变小;相反,若a变小,则m会变大平均粒径 d/mm胶结指数m泥质砂岩中m值与平均粒径的关系地质研究中，一般令阿尔奇公式中的a=1，进而获取不同样品的m值与某种地质因素的相关性b 是岩性系数第9页，共20页。10三、物性对饱和度的影响胶结指数 m 反映的是岩石的胶结程度，主要与孔隙度、渗透率及孔隙结构相关，其值的高低能反映孔径的曲折与级差。以往的研究结果表明，对于微裂缝粒间孔隙，m值为1.11.5；高孔高渗透地层m值约为2，并主要为1.71.9；当孤立溶孔、溶洞发育时，m值增大，可能为2.22.5。对其两边取对数，得物性m第10页，共20页。孔隙度含水饱和度误差Sw/%Sw20%20%S

7、w60%Sw60%孔隙度15%55,1510,35基于变化m计算储层含水饱和度的误差分布范围11当含水饱和度的分布范围为 5%95% 时，绘制储层含水饱和度的计算误差（Sw）交会图三、物性对饱和度的影响Sw%Sw%孔隙度/%孔隙度/%第11页，共20页。12四、含油性对饱和度的影响对低孔低渗储层做电阻增大率I与含水饱和度Sw的关系实验，以鄂尔多斯盆地东南部长6油层组岩电参数为例，得出两者的关系表现为明显的三段式鄂尔多斯盆地东南部长6油层组岩电参数表SwI关系图实例：第12页，共20页。13四、含油性对饱和度的影响研究区内，微观孔隙主要是粒间孔或粒内溶孔等，岩石主要是亲水的，表面存在绿泥石等矿物

8、，这就使孔隙中的水主要就以吸附水和束缚水为主，（1）当孔隙中只有少量的油趋替水时，所取替的水是颗粒表面的水，导致致孔中导电介质迅速减少，岩石电阻率迅速增大，在含水饱和度一电阻增大系数关系图上表现为第一段特征（2）随着油继续趋替，导电介质继续减少，这时孔隙中的吸附水和束缚水共同作用，形成一个较为稳定的导电网络，所以形成一个随着油含量增多，电阻率缓慢增大的趋势。（3）当油在孔隙中占据绝对空间之后，孔隙的的吸附水被趋替，导电能力减弱，电阻率增加，形成了第三段SwI关系图润湿性及油水分布与上述特征曲线的关系：第13页，共20页。14四、含油性对饱和度的影响饱和指数 n 反映的是岩石的润湿性。在泥页岩中

9、，n的取值范围变化较大，为24，说明岩石更多受到润湿性变化的影响，包含干酪根的地层，其润湿性应偏油湿当 n 的误差为 0.2 时，计算的储层含水饱和度的误差为含油性n第14页，共20页。15当 n 分别取 1.6，1.8，2.0 和 2.2，含水饱和度的分布范围为 5%95% 时，绘制储层含水饱和度的计算误差。由图可知，当 n 在 1.62.2 变化，且其误差为 0.2 时，储层含水饱和度的计算误差基本小于5.00%；并且随着 n 的逐渐变大，储层含水饱和度的计算误差逐渐变小。四、含油性对饱和度的影响基于变化n计算储层含水饱和度的误差分布图第15页，共20页。16五、温压及地层水对饱和度的影响

10、在实际测井解释中，一方面受传统理论的影响，测井解释人员忽视了温压变化对岩电参数的影响，另一方面由于高温高压实验较复杂且成本较高，测井解释人员常用常温常压岩电实验得到的岩电参数m、n 等值来计算含油气饱和度，这样的方法求得的饱和度显然是不准确的利用上式分别求出两种条件下每块岩样含水饱和度的平均绝对误差 Sw常和 Sw高，如图所示，Sw常明显高于 Sw高，且两者与孔隙度均没有明显的相关性，Sw常平均值为 4. 8%，Sw高平均值约为 1. 0%，两者相差 3. 8%，对于含水饱和度的计算，这个误差显然是不能忽略的不同温压下含水饱和度平均绝对误差与孔隙度交会图第16页，共20页。17为考察地层水矿化

11、度变化对岩电参数影响，进而引起求取含水饱和度不准确的问题。假设12 000mg / L 为真实地层水矿化度，该条件下测得的岩样电阻率值为地层的真实值，分别利用地层水矿化度为12 000 mg / L 、9 000 mg / L、6 000 mg / L 条件下的岩电参数和矿化度为 12000 mg/L 时的岩样电阻率值，根据阿尔奇公式，分别求取含水饱和度并与岩心分析含水饱和度对比，可得到含水饱和度平均绝对误差分别为 Sw1、Sw2、Sw3Sw1的平均值为 1. 6%，Sw2的平均值为 6. 4%，Sw3的平均值为 11. 2%，显然矿化度变化对求取含水饱和度的影响是十分显著的，是不可忽略的五、

12、温压及地层水对饱和度的影响不同矿化度下计算含水饱和度和岩心分析含水饱和度对比图不同矿化度下含水饱和度平均绝对误差与孔隙度交会图第17页，共20页。18一、页岩气及致密油储层特征二、岩性对饱和度的影响三、物性对饱和度的影响四、含油性对饱和度的影响五、温压及地层水对饱和度的影响六、总结讨论提纲第18页，共20页。19六、总结1、泥页岩地层的主要储集空间为微孔隙和裂缝，不同孔隙介质的导电机理不同。目前针对泥页岩地层饱和度的计算尚无定论和成型成果。在泥页岩储层的含油饱和度计算过程中，阿尔奇公式计算结果可以获得数值上的等效。2、当 m 的误差为 0.2 时，储层含水饱和度的计算误差基本大于 5.00%，其分布范围为5.00%35.00%，特别是在低孔、低阻等复杂泥页岩致密储层中，m 对饱和度的影响相对较大3、当岩石由亲水转向亲油时,饱和度指数随着岩石亲油性的增加而增大。当 n 的误差为 0.2 时，储层含水饱和度的计算误差基本小于5.00%；当 n 的误差大于 0.2 时，储层含水饱和度的计算误差略大于5.00%。4、温压和矿化度变化会引起岩电参数的变化，进而引起含水饱和度饱和度计算误差，这个误差值较大，不能忽略，因此在实际测井解释过程中，求取岩电参数时，应当模拟实际地