一LJ地区沙三下泥页岩层参数测井计算方法

2015-02-21石立新

中国石油大学胜利学院学报 2015年1期

关键词：含油岩心测井

石立新

(中国石化胜利石油工程有限公司测井公司,山东东营 257096)

一LJ地区沙三下泥页岩层参数测井计算方法

石立新

(中国石化胜利石油工程有限公司测井公司,山东东营 257096)

利用测井资料评价泥页岩的早期，主要专注于评价其封盖和生烃能力。随着泥页岩油气藏成为我国能源工业勘探开发的新领域,利用测井资料评价泥页岩油气,主要围绕 “生成基础、赋存条件、资源丰度、产层能力”等问题,进行泥页岩油气储层质量和完井质量评价,寻找储层甜点。以LJ地区完钻井中获取的大量岩心实验数据为基础,通过刻度各类测井信息,建立岩电转换关系,形成描述和评价岩石矿物组分含量、物性、含油性、地化等地质参数的计算模型,并在LJ地区资源评价和勘探部署中得到较显著的应用效果。

泥页岩;测井信息;地质参数;计算模型

LJ地区沙三下段泥页岩是胜利油区泥页岩油气勘探的重点,已有多口井获得工业产能。但以往泥页岩层是作为盖层或烃源岩进行评价的,对其储层质量和含油性等相关评价近乎空白[1],这制约着对该类油气藏的勘探和开发。笔者以L67井和XYS9井等关键井的岩心数据为基础,围绕泥页岩油气的“生成基础、赋存条件、资源丰度、产层能力”等问题,通过最小二乘数理统计建模的方法,建立岩心数据与测井资料的转换关系[2- 4]，研究得到该区块矿物组分含量、物性、含油性和有机碳含量等参数的计算模型,为定量评价泥页岩油气层奠定基础。

1 参数建模方法

根据泥页岩储层岩心的全岩、黏土分析、地化热解、物性分析等资料,将各计算参数与测井属性参数进行相关性分析,选取与岩心分析数据相关性较大的测井曲线(敏感曲线)进行最小二乘数理统计回归建模。

以多元线性回归为例,通过最小二乘法可以计算出如y=b0+b1x1+b2x2…的线性关系式,其中b0为常数项,b0,b1,b2…为回归系数。

本次参数计算模型的建立,以岩心分析值作为y值,选取相关性较大的测井曲线(敏感曲线)值作为一系列x值。根据多元回归建模原理,用最小二乘法求解公式中的系数,最终得到各类参数计算模型。

2 参数表征方法

2.1 矿物组分含量求解

通过不同测井属性参数与岩心数据的交会图(图1),分析黏土含量、砂质含量、碳酸盐岩含量、泥质含量与测井属性的相关性,选取敏感测井曲线参数,采用多元回归的方法建立各矿物组分的计算模型。

黏土含量计算模型为

Vcaly=-89.08+1.06φN+29.33ρb+0.24GR,r=0.77.

(1)

砂质含量计算模型为

Vqua=89.28-0.28Δt+0.53φN-26.47ρb+0.16GR,r=0.67.

(2)

碳酸盐含量计算模型为

Vcar=193.32-1.66φN-33.23ρb-0.34GR,r=0.76.

(3)

泥质含量计算模型为

Vsh=252.0-97.5ρb+0.47GR+15.49K-0.72Th,r=0.67.

(4)

式中,Vcaly、Vqua、Vcar、Vsh分别为黏土、砂质、碳酸盐岩、泥质的百分含量,%;φN为中子孔隙度,%;ρb为密度测井值,g/cm3;GR为自然伽马测井值,API;K为钾含量,%;Th为钍含量,%。

图1 岩心分析黏土含量与各测井属性参数交会图

2.2 物性参数计算模型

依据关键井岩心分析数据,建立岩心分析孔隙度、渗透率与测井曲线参数的关系,实现泥页岩储层孔隙度、渗透率的计算。

孔隙度模型为

φ=-19.49+0.52Δt+1.66(Δt/φN-0.97(Δt/ρb)+ 0.31(φN-ρb),r=0.83.

(5)

渗透率模型为

(6)

式中,φ为有效孔隙度,%;Δt为声波时差,μs/ft;k为渗透率,10-3μm2。

2.3 含油性参数求解

采用阿尔奇公式计算含水饱和度为

(7)

式中,Sw为含水饱和度,%;Rw为地层水电阻率,Ω·m;RT为地层电阻率,Ω·m;a、b为岩性系数;m为胶结指数;n为饱和度指数。

由于泥页岩地层层理发育、塑性强、孔渗低,岩电实验难度大。根据9块岩样的岩电实验,确定各参数值,a为0.03,m为2.16,b为1.13,n为2.72。

地层水电阻率依据试水资料确定。地层水矿化度一般为6～10 g/L,换算为地层条件下地层水电阻率值为0.23～0.18 Ω·m。研究分析表明,含油体积与三孔隙度曲线相关性较好,计算公式为

Vo=-0.02-1.6×10-4Δt+0.72×10-3φN+0.92× 10-2ρb+0.47×10-2φ,r=0.81.

(8)

式中,Vo为含油体积,小数;Δt为声波时差,μs/ft。

2.4 有机碳含量模型

通过岩心有机碳含量与各测井属性参数的分析可知,三孔隙度曲线、电阻率曲线、自然伽马曲线与有机碳含量具有较好的相关性。计算有机碳含量(TOC)的模型公式为TOC=22.25+0.04Δt-9.46ρb+0.67Log10(RT),r=0.88.

(9)

3 应用效果

根据上述参数计算模型,编写程序语言,形成相应的程序功能模块。图2为L69井泥页岩储层参数计算效果图。第5道和第6道分别是孔隙度、渗透率测井计算值与岩心分析值(杆状线)对比,第7道、第8道分别是含水饱和度、含油体积计算值与岩心分析值对比。通过对比分析可以看出,计算得到的岩石组分和含量、含油性参数、物性参数、有机碳百分含量等参数与岩心分析值吻合度较好。