致密油测井渗透率解释模型分析

李昊晟，魏少波，刘波涛，姜汉峰，王小迪，张磊（.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北武汉　000；.西部钻探工程有限公司试油公司，新疆克拉玛依　8000；.长江大学计算机科学学院，湖北荆州　0；.塔里木油田分公司，新疆库尔勒　8000）

致密油测井渗透率解释模型分析

李昊晟1，魏少波2，刘波涛3，姜汉峰4，王小迪1，张磊4
（1.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北武汉430100；2.西部钻探工程有限公司试油公司，新疆克拉玛依834000；3.长江大学计算机科学学院，湖北荆州434023；4.塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000）

致密油储层具有岩性细、物性差和非均质性强的特点。本文以吉木萨尔地区致密油为例，在前人研究基础上，通过介绍主要的渗透率解释模型，根据本区致密油的实际情况来建立测井渗透率解释模型，进而形成了致密油测井渗透率解释模型。该方法在吉木萨尔致密油地区测井分析中取得了良好的应用效果，文章最后探讨了测井渗透率与试井渗透率间的统计关系，为致密油的产能预测提供了较为准确的测井、试井解释数据，对油气田地质勘探领域具有重要的实际指导意义。关键词：致密油；渗透率；测井；吉木萨尔

致密油是指夹在或紧邻优质生油层系的致密碎屑岩或者碳酸盐岩储层中，未经过大规模长距离运移而形成的石油聚集，一般无自然产能，需通过大规模压裂才能形成工业产能，其有效渗透率小于或等于0.1 mD。我国致密油勘探开发起步较晚，但初步的勘探实践与研究证明，我国致密油具有良好的资源前景，是非常规石油资源最现实的领域，是未来石油勘探最为主要的接替领域［1］。随着地质认识的不断深化、工程技术的不断进步和管理模式的不断创新，致密油将会持续快速发展，必将对我国石油工业产生非常深远的影响，为保障国家油气能源安全做出新的重要贡献［2-5］。

由于研究区地质条件复杂、岩性变化大、夹层多，严重制约了致密油的有效开发。因此，研究一套适合研究区致密油测井渗透率解释技术，具有十分重要的意义［6］。

渗透率的计算主要利用岩心分析资料，采用单变量或多变量回归分析的方法进行，根据实际情况分不同层组不同区块或不同岩性分别进行研究，并建立相应模型。这些自变量可以是孔隙度、测井曲线、泥质含量等参数以及这些参数的变形［7］。

1　基本原理

1.1孔隙度测井分析

三孔隙度测井是指密度孔隙度测井、中子孔隙度测井和声波时差孔隙度测井，其求解规则如下：

密度孔隙度测井：

中子孔隙度测井：

声波时差孔隙度测井：

上述三式中，下标ma表示基质部分，下标f表示孔隙部分，下标sh表示泥质部分；ΦN是中质密度；岩石密度。

一般声波时差计算的孔隙度精度低，密度计算孔隙度的精度相对较高。在实际工作中，为进一步提高计算精度，常采用高精度岩性密度测井、声波时差测井和中子孔隙度综合评价储层物性［9］。

当岩石被单相流体所饱和时求得的渗透率称之为绝对渗透率或者简称为渗透率。主要的计算模型有：

1.2基于孔隙度的渗透率计算模型

对于孔隙型储层低渗透储层孔隙度与渗透率具有良好相关性，渗透率采用参数孔隙度来计算，这是最简单的方法［10］。

1.3基于孔隙度和粒度中值的方法来确定渗透率

对泥质含量低的储层，可以考虑应用孔隙度和粒度中值的方法来确定渗透率值，根据我国多个油田近千块样品实测数据得到的经验关系式为［10］：

式中：K－渗透率，mD；Md－粒度中值，mm；Φ－孔隙度，小数；D1－地区经验系数。其中，粒度中值与自然伽马相对值ΔGR的关系为：

由表1可以得出吉木萨尔致密油地区经验系数大致为5.796 5。以上系数同样适用于其他致密油地区。

2　实例分析

根据本区地质资料分析知，吉木萨尔地区致密油总体为低孔、低渗性储集层，孔隙类型以粒间孔为主，其次为溶蚀孔及微裂缝。具有孔喉半径偏小、连通性差、微观非均质性强的特点［8］。对于孔隙型储层，孔隙度与渗透率具有良好的相关性。采用统计拟合的方法分别对该地区的测井数据进行统计分析得到测井渗透率的计算模型（见图1，图2，图3）。

表1　吉木萨尔地区各井系数表

2.1吉木萨尔X组地区

图1　X组地区渗透率与孔隙度的关系（N21）

图2　X组地区渗透率与孔隙度的关系（N22）

根据图1，2所示，N21地层和N22地层的孔渗关系相似，综合N21地层和N22地层的拟合数据，得X组地区测井渗透率的计算模型如下：

K=0.000 2×Φ4.4005，相关系数R2=0.903 5（7）

式中：K-渗透率，mD；Φ-孔隙度，％；利用式（7）对a井进行计算，由R2=0.903 5可以看出计算模型与岩性渗透率具有较好的吻合度，即（7）式可以用于吉木萨尔X组地区N21地层和N22地层渗透率的估算。

2.2吉木萨尔Y组地区

图3　Y组地区E3地层渗透率与孔隙度的关系

根据图3所示，E3地层的测井渗透率的计算模型：

K=7×10-18×Φ13.62，相关系数R2=0.893（8）

式中：K-渗透率，mD；Φ-孔隙度，％；利用式（8）E3地层进行计算，由R2=0.893可以看出计算模型与岩性渗透率具有较好的吻合度，即（8）式可以用于吉木萨尔Y组地区E3地层渗透率的估算。

由实例可以得出，上述两种测井渗透率解释模型可以很好的适用于吉木萨尔地区致密油区块，为该区块乃至全国其他区块的致密油测井解释提供了一个很好的模型。

3　测井渗透率与试井渗透率间的统计关系

从纵向范围上看，由于试井渗透率是整个测试层段地层的平均渗透率，而测井渗透率是各小层井筒附近的渗透率，所以需要对测井渗透率或者试井渗透率进行相应处理，建立起测井渗透率与试井渗透率的纵向位置上的对应关系。

3.1基于厚度加权法估算测试层测井渗透率的基本原理

首先，基于厚度加权计算测试层段的平均测井渗透率。设测井层段的平均测井渗透率记为K测井，包含n层有效小层hi（i=1，2，3，…，n），对应的各小层测井渗透率记为Ki（i=1，2，3，…，n），即这些参数满足：

然后，采用统计拟合的方法分析平均测井渗透率与试井渗透率间的定量关系，建立基于测井渗透率预测试井渗透率的公式。测井渗透率与试井渗透呈线性和半对数关系。

图4　吉木萨尔X组地区测井渗透与试井渗透定量关系

3.2吉木萨尔X组地区测井渗透与试井渗透定量关系

对吉木萨尔X组地区1井、2井、3井、4井、5井和6井的测井数据与试井数据进行整理分析，拟合结果（见图4）。

从图4中可以看出，吉木萨尔X组地区测井渗透率与试井渗透率的定量关系为：

改写（11）式，得试井渗透率的计算公式如下：

利用（12）式估算的试井渗透率、试井分析得到的试井平均渗透率，以及各井基于厚度加权的测井解释渗透率（见表2）。从表2中可以看出，2井和5井的相对误差较大外，其它井的相对误差均在5％以内。由此可以得出该测井渗透率与试井渗透率模型拟合效果良好，误差较小。可以用测井渗透率计算该地区的试井渗透率。

表2　吉木萨尔X组地区基于测井渗透率估算试井渗透率结果分析

3.3吉木萨尔Y组地区测井渗透与试井渗透定量关系

吉木萨尔Y组地区的A井、B井、C井、D井等，对其测井数据与试井数据进行整理分析，得拟合结果（见图5）。

图5　吉木萨尔Y组地区测井渗透率与试井渗透率关系

从图5中可以看出，对吉木萨尔Y组地区测井渗透与试井渗透定量关系（指数关系）为：

改写（13）式，得试井渗透率的计算公式如下：

利用（14）式估算的试井渗透率、试井分析得到的试井平均渗透率，以及各井基于厚度加权的测井解释渗透率（见表3）。从表3中可以看出，除E井相对误差19％外，其它井的相对误差均在7％以内。由此可以得出该测井渗透率与试井渗透率模型拟合效果良好，误差较小。可以用测井渗透率计算该地区的试井渗透率。

表3　吉木萨尔Y组地区基于测井渗透率估算试井渗透率结果分析

基于上述分析结果可以得出，在研究地区，测井渗透率与试井渗透率有一定的相关性，可用测井渗透率计算出对应小层的试井渗透率，为小层产能评价和非均值性研究奠定基础。

4　主要认识

（1）通过建立的测井渗透率模型在研究区块两个致密油地区的应用，证明了该模型拟合效果好，误差较小。

（2）为吉木萨尔致密油地区提供了准确的测井渗透率解释模型，从而为致密油的产能预测提供了较为准确的测井解释数据。为致密油之后的测井渗透率模型建立提供了借鉴。为规模有效开发致密油藏做好技术储备。

（3）首次探讨测井渗透率和试井渗透率之间统计的关系。得出了如下结论：测井渗透率与试井渗透率有一定的相关性，可用测井渗透率计算出对应小层的试井渗透率，为之后的产能预测提供了奠定了良好的基础。

［1］赵政璋，杜金虎，邹才能，等.致密油气［M］.北京：石油工业出版社，2012.

［2］贾承造，邹才能，李建忠，等.中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景［J］.石油学报，2012，33（3）：343－350.

［3］贾承造，郑民，张永峰.中国非常规油气资源与勘探开发前景［J］.石油勘探与开发，2012，39（2）：129－136.

［4］崔俊，周莉，张小波，等.柴达木盆地乌南油田致密砂岩储层特征［J］.中国石油勘探，2013，18（1）：22－28.

［5］郭秋麟，陈宁生，吴晓智，等.致密油资源评价方法研究［J］.中国石油勘探，2013，18（2）：67－76.

［6］文乾彬，杨虎，石建刚.昌吉油田致密油长位移丛式水平井钻井技术［J］.新疆石油地质，2014，35（3）：356－360.

［7］孙建孟，闫国亮.渗透率模型研究进展［J］.测井技术，2012，36

［8］周鹏.新疆吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层特征及储层评价［D］.西北大学，2014.

［9］燕军，刘堂宴，刘正锋.基于测井多井分析的凝析油气藏孔隙度研究［J］.天然气工业，1997，17（3）：27－30.

［10］贾文玉，闫安宇，田素月.渗透率的理论计算方法［J］.测井技术，2000，24（3）：216－219.

Model analysis of tight oil well logging interpretation permeability

LI Haosheng1，WEI Shaobo2，LIU Botao3，JIANG Hanfeng4，WANG Xiaodi1，ZHANG Lei4
（1.Yangtze University of Oil and Gas Resources and Exploration Technology Key Laboratory of the Ministry of Education，Wuhan Hubei 430100，China；2.Western Drilling Engineering Co.，Ltd.，Try Oil Company，Karamay Xinjiang 834000，China；3.Yangtze University of College of Computer Science，Jingzhou Hubei 434023，China；4.Tarim Oilfield Company，Korla Xinjiang 841000，China）

Tight oil reservoir with fine lithology，poor physical property and heterogeneity.In this paper，with the tight oil in Jimsar area as an example，on the basis of previous studies，through the introduction of major permeability interpretation model，according to the actual situation of the region to establish a tight oil well logging interpretation models of reservoir permeability，and formed a tight oil well logging interpretation models of reservoir permeability.The method obtains a good application effect in the analysis of logging data in Jimsar oil region in tight，finally discusses the statistical relationship between the logging permeability and well testing permeability，well logging testing provides more accurate interpretation of data for productivity prediction of tight oil，has important practical guiding significance for the oil gas geological exploration field.

tight oil；permeability；logging；Jimsar

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.002

TE312

A

1673-5285（2015）01-0004-05

2014－12-08

2014－12-25

“十二五”国家油气重大专项课题，项目编号：2011ZX05015-002；国家重大科技专项中石油股份有限公司“新疆大庆”建设项目：试油及储层改造关键技术研究，项目编号：2012E-34-14；油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）开放基金资助项目，项目编号：K2013-27。

李昊晟，男（1990－），陕西延安人，长江大学地质工程在读硕士研究生，邮箱：510214287@qq.com。