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开题报告Ⅱ低渗储层测井评价方法研究学生:范姗姗

地球物理与石油资源学院指导教师:章成广

地球物理与石油资源学院一题目来源我的毕业设计题目是《低渗储层测井评价方法研究》，来自于章成广老师的科研项目《塔河油田西部泥盆—志留系油气层识别与研究》。二研究目的和意义近年来，随着工业化发展对能源的需求剧增，石油勘探开发领域得到不断扩大与延伸，复杂油气藏、难动用储量所占的比例越来越大，其中低渗储量占有相当大的比重。据统计，我国已探明的低渗透油藏储量约占全国总探明储量23%，其中87%为低渗透砂岩油藏。低渗透储量规模大，而动用程度低，开发潜力很大。低渗透油田的储层主要为砂岩储集体，由于低渗透砂岩油田受成岩作用影响大，孔喉细小，粘土矿物含量高，束缚水饱和度高，储层非均质性严重。具有多发育裂缝、储层为双重孔隙介质的特点，使得开发难度很大。因此，低渗透砂岩储层研究是一项世界性的难题，国内外进行了大量的研究攻关，并且取得了大量的研究成果，在指导低渗透油田开发过程中起到了非常重要的作用。针对低渗透油田勘探开发难点提出一套低渗透油藏测井储层描述的方法和技术，旨在为低渗透油田的开发提供理论指导。本论文研究目的旨在以常规测井评价为主，结合岩心分析、地质录井、测试、开发动态资料，通过对塔河油田西部泥盆—志留系油气层测井解释研究，提高低孔低渗复杂油气层的识别精度和储层参数的评价精度。三阅读的主要参考文献与资料名称[1]汪忠浩，章成广.低渗砂岩储层测井评价方法[M].北京:石油工业出版社，2004[2]胡文瑞.低渗透油气田概论[M]，北京:石油工业出版社，2009[3]邹德江，于兴河.低孔低渗砂岩储层特征及岩石物理实验分析[J].石油地质与工程，2008，22（1）:12～14[4]王瑞飞.低渗砂岩储层微观特征及物性演化研究[D].西北大学:矿产普查与勘探，2007[5]谢然红，肖立志，张建民，邢艳娟，陈红喜，廖广志.低渗透储层特征与测井评价方法[J].中国石油大学学报（自然科学版），2006，30（1）:47～51[6]白一男，惠晓莹.低渗透储层敏感特性分析[J].中国科技信息，2009，17:32～34[7]杨雪.低孔低渗储层含水饱和度模型的确定及在松南地区的应用[D].吉林大学:地球探测科学与技术学院,2008[8]王勇,鲍志东,刘虎.低孔低渗储层评价中数学方法的应用研究[J].西南石油大学学报,2007,29（5）:8～12[9]原宏壮，谭茂金，陈莹.低渗透储集层测井评价方法[J].油气地质与采收率,2002,9（4）:83～86[10]刘伟.复杂低渗透油气储层测井评价[D],中国石油大学:地质资源与地质工程，2009[11]肖承文,赵军,吴远东,李进福.库车前陆冲断带高压低渗储层测井评价新方法与应用[J].天然气工业，2006，26（11）:59～61[12]赵俊峰，纪友亮，陈汉林，蔡蓉.低孔低渗气层测井识别与评价方法研究[J].海洋石油，2008，28（3）:96～108[13]刘霞.奈曼地区低渗储层测井评价方法研究[J].石油知识勘探开发，2009，2:12～13[14]赵军龙，刘玲，李新胜等．低渗特低渗砂岩储层流体识别技术研究综述和展望[J]．地球物理学进展，2009，24（4）:1446～1453[15]王胜奎，罗水亮，张俊.应用核磁共振测井资料评价低渗透储层[J].断块油气田，2007,14（6）:81～83[16]张筠.川西地区致密碎屑岩储层测井评价技术[J].测井技术，2004，28（5）:419～422[17]王建栋.塔河油田石炭系低孔低渗砂砾岩储层水力加砂压裂技术探讨[J].石油钻探技术，2003,31（2）:55～56[18]董瑞霞.利用常规测井资料识别低渗透储层天然气藏[D].吉林大学:地球探测与信息技术，2004[19]TADM.SMITH,COLINM.SAYERS．Rockpropertiesinlow-porosity/low-permeabilitysandstones[Ａ].SPE[C]，2009:48～59[20]J.C.Shaw,M.M.Reynolds．ReservoirQualityEvaluationforStimulationDesigninLowPermeabilityGasDevelopment[Ａ].PETROLEUMSOCIETY[C],2004[21]F.GU,E.KURU．APracticalandEconomicalFracturingSolutionForLowPermeabilityShallowReservoirs[Ａ].JournalofCanadianPetroleumTechnology[C],May2003,Volume42，No．5:62[22]G.COSKUNER.CompletionOperationsinLowPermeabilityDeepBasinGasReservoirs:ToUseorNottoUseAqueousFluids,ThatistheQuestion[Ａ].JournalofCanadianPetroleumTechnology[C],October2006,Volume45,No.10:23～27[23]W.SUN,G.-Q.TANG.VisualStudyofWaterInjectioninLowPermeableSandstone[Ａ].JournalofCanadianPetroleumTechnology[C],November2006,Volume45,No.11:21～25四国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向1低渗透油气藏的划分及界限关于低渗透油藏的划分目前主要采用根据储层的平均渗透率进行划分，通常把低渗透油藏的上限规定为50×10-3m2，并进一步将低渗透油藏分为以下三种类型。I类为一般低渗透油藏，平均渗透率为50～1O×10-3m2，此类储层的特点接近于正常储层。地层条件下含水饱和度为25%～50%,测井油水层解释效果较好。这类储层一般具有工业性自然产能，但产量太低。开采方式及最终采收率与常规储层相似，需采取压裂等措施提高生产能力。同时在钻井和完井过程中极易造成污染，需采取相应的储层保护措施。II类为特低渗透油藏，平均渗透率为10～1×10-3m2，此类储层是最典型的低渗透储层，与正常储层差别比较明显，地层条件下含水饱和度变化较大(30%～70%)，部分为低阻油层，测井解释难度较大，这类储层自然产能一般达不到工业性标准，需压裂投产。III类为超低渗油藏，平均渗透率为1～0.1×10-3m2，属致密低渗透储层，这类储层已接近有效储层的下限，几乎没有自然产能，需进行大型压裂改造方能投产。低渗储层的下限就是通常所称的有效厚度的渗透率下限，对低渗油田来说，这是一个十分重要的问题。美国、加拿大等国家有效厚度的渗透率下限一般定为0.1×10-3m2。李道品认为这种划分简单明了，比较实用。国内目前低渗储层的划分和评价，基本上使用这一方法。关于低渗气藏，陈元千等认为渗透率小于10×10扩定义为低渗透气藏，渗透率小于1×10-3m2和0.1×10-3m2的储层定义为致密气层和特致密层。2低渗储层的成因类型我国陆相低渗储层的沉积成因复杂，贾文瑞根据沉积特征将低渗储层成因归纳为以下三种主要类型:(1)远物源低能环境的粉、细砂岩。沉积环境以滨、浅湖相为典型，粒度低、磨圆度较好，颗粒比较均匀，以原生孔隙为主，胶结物含量高。渗透率和孔隙度与粒度中值有良好的关系。(2)成岩作用较强的低渗透砂岩。这些岩层形成时代常在前新生代，一般都处于成岩作用晚期，原生孔隙相对不太发育，往往伴生石英次生加大等成岩后生作用，使原生孔隙变小。(3)近物源的冲积扇、辫状河相砂砾岩。这种低渗透层分选差，粒度曲线为双峰或多峰态。磨圆度差，由于近物源，能量较强，泥石混杂，胶结物泥质含量较高，碳酸盐含量低。曲志浩、曾大乾等，根据地质因素(沉积作用、成岩作用和构造作用)在低渗透储层形成过程中控制作用的大小，将低渗透砂岩储层分为以下三种类型:(1)原生低渗透储层(沉积型低渗透储层)。这类储层主要受沉积作用控制。形成低渗透拉储层的原因在于沉积物粒度细，泥质含量高，和(或)分选差。(2)次生低渗透层(成岩型低渗透储层)。这类储层主要受成岩作用控制。该类储层在沉积初期物性本来不差，后经强烈的成岩作用将物性破坏而成为低渗透储层。(3)裂缝性低渗透储层(构造型低渗透储层)。低渗透砂岩储层，尤其是次生低渗透储层，岩石致密程度相应增加，脆性更大，在构造运动产生的外力下，易发育裂缝，形成裂缝性低渗透储层。3低渗透储层的孔隙结构特征一般将储层岩石孔隙的大小、分布、类型、组合特征这方面的性质称为储层岩石的孔隙结构特征。由于油、气、水是在储层岩石连通的孔隙中流动的，因此孔隙结构特征对孔隙中流体的流动具有重要的影响，对低渗储层尤其如此。最早Meinzer将岩石的孔隙类型进行了分类，将岩石的孔隙类型分为了六类。八十年代罗蛰谭、王允诚通过对国内外研究孔隙结构研究方法及我国储层孔隙结构的特征的总结和认识，将砂岩的孔隙结构分为了7种类型，即:1)粒间孔;2)杂基微孔;3)矿物节理缝和岩屑内粒间微孔;4)纹理及层理缝;5)溶蚀孔隙;6)晶体再生长晶间隙及成岩期胶结物充填未满孔、胶结物晶间孔;7)裂隙孔隙，并研究了孔隙类型及成因的关系和研究孔隙结构的方法。目前我国国内在认识储层和进行储层评价时大多使用了这些方法和理论。随着技术的进步，一些新的研究孔隙结构的技术也得到了发展和应用，如扫描电镜、恒速压汞、核磁共振技术、计算机技术在分析孔隙结构中的应用等。测井学家也在孔隙结构特征的定量解释上做了探讨，主要有以下三种方法：一是用岩电简化导电模型获得孔隙结构系数，反映储层孔隙的大小及其曲折程度；二是建立孔喉中值半径与渗流率/孔隙度之间的双对数关系式，把孔隙结构的宏观参数与微观参数联立起来；三是利用核磁共振测井T2分布结合岩石物理实验计算平均孔隙半径。由于孔隙结构的复杂，这些方法都具有自身的一些局限性。同时在研究孔隙结构理论上也有一定的进展，主要体现在两个方面，一是孔隙结构的模拟，建立了一些类型的计算机网络模型及模拟方法，但少见关于低渗透储层孔隙结构的模拟;另一方面是孔隙结构描述理论的进展，目前研究较多的是孔隙结构的分形几何描述理论和方法，国内外己有大量的学者进行了深入的研究。4低渗砂储层岩石流体的渗流特征低渗透油藏与中高渗透油藏比较，具有不同的渗流特征，主要表现为低渗透具有启动压力梯度和非线性渗流特征。目前国内外研究认为，这种渗流特征重要是因为其孔喉细小、比表面积和原油边界厚度大、贾敏效应和表面分子作用强烈等造成的。尽管在低渗砂岩储层水驱油微观机理的研究方面进行了大量的工作，但对低渗储层孔隙结构系统的认识、弱亲油储层水驱油特征及影响因素、低渗储层岩石表面性质等方面的问题仍有待进行深入认识.5低渗透储层评价目前识别低渗透油气层的主要途径有两个方面，第一是通过应用新的测井方法，应用先进的测井仪器来实现的。时间推移测井和核磁共振测井等方法拥有不错的效果。另一个是通过改进原有的测井资料解释方法来实现的。主要发展了测井曲线综合分析、模糊综合评判法、电阻率测井动态响应数值计算程序、可动水分析等一些评价方法。五主要研究内容和需重点研究的关键问题及解决思路1毕业设计的主要研究内容(1).总结分析低渗储层评价的测井方法，并针对塔河油田西部泥盆-志留系油气田找出有效地方法；(2).分析有关岩电实验资料，弄清孔隙结构对岩电参数的影响，建立孔隙结构参数计算模型；(3).处理3口井以上测井资料，并作分析。2需重点研究的关键问题通过对岩心分析、地质录井显示、岩心描述及测试等资料的研究，分析低孔低渗储层的复杂性，建立储层参数解释模型，得出岩电参数与孔隙结构关系，并分析影响因素及校正方法。3解决思路从低渗透储层的成因和特征入手，分析低渗透储层特征和对测井评价的影响。综合对比研究测井、地质、试油等资料，摸清储层“四性”(岩性、物性、电性和含油性)之间的内在关系，综合评价其含油气性。主要研究以下两个方面:(1)低渗透储层岩电参数特征研究通过对岩电实验资料的分析，得出碎屑岩储层岩电参数与孔隙度和渗透率的基本关系及变化规律。分析岩电参数的控制因素，主要是孔隙度指数(m),饱和度指数(n)与不同的孔隙结构类型、孔隙度、岩性类型以及泥质含量等参数的关系。最后在岩电参数与孔渗之间建立关系，同时采用储层分类方法确定岩电参数，为精确评价储层饱和度参数提供理论依据。(2)建立精细的储层物性参数解释模型孔隙度计算模型是利用岩心分析孔隙度与测井响应（密度、声波、中子）之间的统计回归建立测井孔隙度模型。地层渗透率是一个较复杂的参数，岩石的孔隙度、孔隙结构、泥质含量、颗粒大小、分选好坏等因素对其都有影响；对于塔河油田西部泥盆系东河塘组储层主要是按泥质含量VSH分类和用孔隙度自然伽玛相对值来建立渗透率解释模型。泥质含量模型采用粒度分析的泥质含量与粒度中值、自然伽玛相对值等参数建立关系式。束缚水饱和度计算模型采用压汞毛管压力法和核磁共振井法，主要采用阿尔奇公式求含水饱和度。六完成毕业设计所必须具备的工作条件（1）查阅相关资料，总结出低渗储层测井评价得到方法。（2）主要采用MicrosoftExcel对数据进行初步处理，然后应用Sufer等专业软件对数据进行再处理，生成所需要的图件。（3）通过基础研究，利用Forw