复杂碳酸盐岩储层测井流体识别方法研究

复杂碳酸盐岩储层测井流体识别方法研究

目前，国内外许多方法都用于碳酸盐岩储层的水流识别，但这些传统方法仅用于四川盆地龙眼市的气藏，效果较差（固合率仅为78%）。主要原因是储层岩石性质强，主要表现为：1。储层岩石较多，不仅包括白云岩和石灰岩储层，还包括云石灰岩和灰云岩等过渡岩性储层。洞、洞和裂缝发育不均匀，储层类型不同。咸关海滩储层储层有两种类型：孔型和裂缝型。长兴生物储层具有许多中间特征，储层类型主要为裂缝穿孔型。储层的物理差异很大，从3%到11%。（2）间隙结构复杂。咸关群1主要为各种穿孔，连通性好，1主要为骨内溶孔，连通性差。针对礁滩气藏这种复杂的储层特征,通过对电阻率法、孔隙度重叠法、纵横波速度比法和泊松比法、φ—Rt交会法、P1/2法以及中子长短源距计数率法等11种方法的深入研究,优选出3种适合龙岗复杂礁滩气藏流体识别的方法,即电阻率法、中子和声波信息组合法、纵横波信息法。在此基础上,岩性分白云岩和石灰岩、地层分长兴组和飞仙关组分别开展岩电试验以及在不同饱和度下的纵横波速度比试验,对以上3种方法进行改进,建立了消除岩性和孔隙度影响的流体性质判别技术,解决了高阻灰岩、云灰过渡岩储层的流体识别问题。1流量分类方法1.1使用两种方法的误差利用电阻率识别流体性质的方法有两种:①直接利用深侧向电阻率值直接划分气水层;②利用阿尔奇公式建立孔隙度—电阻率交会图版来识别气水层。过去在使用这两种方法时,忽略了岩性、裂缝等储层特征对电阻率值的影响,造成流体性质的误判。本次深入研究发现:云灰过渡岩性储层其白云石和方解石含量的不同,电阻率差异较大;石灰岩储层孔隙结构复杂,造成胶结指数的差异,将影响交会图版的准确性;井壁附近裂缝的产状、分布和发育程度不同,也会影响电阻率值。因此电阻率法只适用于孔隙型、裂缝—孔隙型白云岩储层的流体判别,不适用于过渡岩性储层、高阻灰岩储层以及裂缝发育的储层。1.1.1白云岩储层气水层引领水气层运行模式根据龙岗地区已试油和有MDT测量结果的部分井的深测向值,对于白云岩储层,产气层的电阻率基本在100Ω·m以上,产水层电阻率在100Ω·m以下,因此气水层的大致判别标准为:气层,Rt>100Ω·m;水层,Rt<100Ω·m。1.1.2储层流体类型根据阿尔奇公式,在对数坐标中,Rt和φ之间的关系为:lgRt=−mlgφ+lgabRwSnw(1)lgRt=-mlgφ+lgabRwSwn(1)式中Rt为电阻率值,Ω·m;m为胶结指数;φ为孔隙度,%;a为与岩性有关的岩性系数;b为与岩性有关的常数;Rw为地层水电阻率,Ω·m;Sw为含水饱和度,%;n为饱和度指数。这是一组截距仅随Sw而变的直线,输入龙岗地区白云岩储层的岩性骨架参数和Rw值,建立该区孔隙度—电阻率交会图版(图1、2),根据交会点子分布范围判别储层流体类型。气层:交会点子多数落在含水饱和度10%～40%之间,少数点子分布在40%～60%之间。气水层:交会点子多数落在含水饱和度40%～60%之间。水层:交会点子多数分布在含水饱和度大于60%的区域。1.2中日储层—中子和声波信息组合法过去通常直接使用中子和声波时差重叠的方法判别流体性质:AC>CNL,判别为气层;AC≤CNL,判别为水或气水同层。在龙岗礁滩气藏应用该方法识别流体性质时发现,对于单一岩性储层的流体识别准确率高,用于云、灰过渡岩性储层却常出现误判。通过研究发现,对于云、灰过渡岩性的储层,由于岩性对声波时差和中子孔隙度的影响较大,因而不能直接使用中子和声波时差重叠的方法来判别流体类型,需要进行岩性校正,转换成孔隙度后进行重叠来判别流体类型。通过对交会(中子—声波交会等)、PE和ECS岩性剖面的对比分析,选择合理的岩性剖面,分别计算声波孔隙度和中子孔隙度,从而消除岩性的影响。气层:φAC>φCNL。水层:φAC≤φCNL。如龙岗a井过渡岩性储层(图3),使用经过岩性校正后的中子孔隙度—声波孔隙度重叠法判别结果为气层,与试油结果吻合。在使用中子和声波信息组合法应注意的是,当储层泥浆滤液侵入深度大于中子的探测深度时,由于中子难以反映地层真实情况,不能用于判别储层流体性质。1.3岩性、孔隙度校正以前,该方法主要利用纵横波速比或泊松比来判断流体性质,没有考虑岩性、孔隙度对纵横波速度的影响。国内外分析研究认为:岩性、孔隙度对纵横波速度的影响是较大的,因此有必要进行岩性、孔隙度的校正。同时,提出了采用纵横波能量比和纵横波时差比重叠法,该方法同时针对纵横波能量和时差的两种方式的对比,故储层岩性、孔隙度及岩石结构对它的影响较小,能更直接、快速、准确地判别流体性质。1.3.1过渡岩性储层当地层孔隙中含有天然气时,随含气饱和度增大,纵横波速度比(vp/vs)与泊松比(μ)降低。对于单一岩性储层,直接使用纵横波速度比或泊松比的方法来判别流体类型。白云岩储层:vp/vs<1.83或μ<0.28为气层;vp/vs>1.83或μ>0.28为水层。石灰岩储层:vp/vs<1.9或μ<0.31为气层;vp/vs>1.9或μ>0.31为水层。对于过渡岩性储层,首先进行岩性和孔隙度校正:利用白云岩和石灰岩的纵横波速度比与孔隙度的关系(图4),计算一条消除孔隙度影响的白云岩和石灰岩的纵横波速度比曲线,然后再通过交会法、PE和ECS岩性剖面的对比分析,计算得到一条消除岩性和孔隙度影响的纵横波速度比和泊松比曲线。其计算公式为:VPVS计算=VPVSPD×VDOL+VPVSPC×VCAL+VPVSH×VSH(2)式中VPVS计算为纵横波速度比计算值;VPVSPD、VPVSPC分别为消除孔隙度影响的白云岩和石灰岩的纵横波速度比;VDOL为白云岩含量;VCAL为石灰岩含量;VPVSH为泥质的纵横波速度比;VSH为泥质含量;μ计算为泊松比的计算值。当VPVS实测>VPVS计算或μ实测>μ计算时,为水层。当VPVS实测<VPVS计算或μ实测<μ计算时,为气层。如龙岗a井过渡岩性储层,使用经过岩性、孔隙度校正后的纵横波速度比或泊松比法判别结果为气层,这与试油结果相吻合。1.3.2流体性质及各波比较研究发现,水对纵波时差、横波时差的影响很小,天然气则会使纵波时差增大,横波时差减小,导致横波与纵波时差比值减小。在水层,纵波衰减低于或等于横波衰减;在气层,纵波衰减大于横波衰减,从而导致横波与纵波能量比增大。因此将横波和纵波能量比与横波和纵波时差比重叠,可判别流体性质。水层:横波和纵波能量比与横波和纵波时差比曲线的变化趋势一致。气层:横波和纵波能量比与横波和纵波时差比曲线呈镜像变化。如龙岗b井4#储层,横波和纵波能量比与横波和纵波时差比曲线呈镜像变化,表现为气层特征,这与试油结果相吻合。2流体判别方法优选以上研究表明,每种流体识别方法均有各自的特点和适用性,为便于现场生产中应用,针对龙岗地区飞仙关组和长兴组的不同岩性、不同储集类型储层确立了最优的流体判别方法优选(表1):飞仙关组储层可选择电阻率法、中子—声波重叠法、纵横波速度比或泊松比法、纵横波能量比和时差比重叠法来判别流体类型;长兴组储层可选择电阻率法、中子—声波重叠法来判别流体类型,纵横波速度比或泊松比法、纵横波能量比和时差比重叠法可以作为参考。3气藏飞仙关组和麻黄地层气藏飞仙关组的解释符合率将复杂礁滩气藏储层流体识别的上述技术应用于龙岗地区,取得了很好的效果。2008年以前,传统方法判别符合率仅78%,2008年到2010年通过新方法的应用,解释符合率得到了极大的提高,根据该气藏飞仙关组和长兴组已试油证实产流体情况的210层来看,符合统计要求的共171层,符合159层,不符合12层,流体类型判别符合率平均达到92.9%(表2)。4种滩储层的流体判别1)在龙岗地区最适合的流体判别