1、2023年5月13日星期六第第4章章4 储层参数测井解储层参数测井解释模型释模型5.4 储层参数测井解释模型 v孔隙度孔隙度v渗透率渗透率v泥质含量泥质含量v粒度中值粒度中值v孔隙吼道半径中值孔隙吼道半径中值v含水饱和度含水饱和度v束缚水饱和度束缚水饱和度v油水相对渗透率油水相对渗透率v含水率含水率v其他相关参数其他相关参数5.4 储层参数测井解释模型 储集层物性相互之间的关系：储集层物性相互之间的关系：储集层的岩性、沉积环境、埋藏深度以及后期地质作用决定了储集层的储集层的岩性、沉积环境、埋藏深度以及后期地质作用决定了储集层的物性特征。而储集层地质参数之间又是相互关连的。物性特征。而储集层地质
2、参数之间又是相互关连的。下表是地质参数之间下表是地质参数之间的相关关系，取自某油田钻井取心的岩心分析资料。表中绝对值越大，说明的相关关系，取自某油田钻井取心的岩心分析资料。表中绝对值越大，说明两者关系越密切，反之关系越差；正值说明一个参数随着另一个参数的增加两者关系越密切，反之关系越差；正值说明一个参数随着另一个参数的增加而增加，负值说明一个参数随另一个参数的增加而减小。而增加，负值说明一个参数随另一个参数的增加而减小。如渗透率与粒度中值的相关系数为如渗透率与粒度中值的相关系数为0.8390.839，说明相关性很好，束缚水饱，说明相关性很好，束缚水饱和度与粒度中值的相关系数为和度与粒度中值的相
3、关系数为-0.602-0.602，说明两者关系较好但为负相关的关系。，说明两者关系较好但为负相关的关系。5.4 储层参数测井解释模型 储集层物性相互之间的关系：储集层物性相互之间的关系：储集层的孔隙度与渗透率是密切相关的，但又不是简单的关系，它受颗粒储集层的孔隙度与渗透率是密切相关的，但又不是简单的关系，它受颗粒大小、分选程度、胶结程度等因素的制约。一般中粗颗粒的砂岩孔隙度大，渗大小、分选程度、胶结程度等因素的制约。一般中粗颗粒的砂岩孔隙度大，渗透率也大，而微细颗粒砂岩孔隙度低，渗透率也小。在孔隙度与渗透率的关系透率也大，而微细颗粒砂岩孔隙度低，渗透率也小。在孔隙度与渗透率的关系图上，资料点的
4、分布与粒度大小有关，粒度中值图上，资料点的分布与粒度大小有关，粒度中值Md0.2mmMd0.2mm，资料点分布在左，资料点分布在左下方，也就是孔隙度低，渗透率也小；下方，也就是孔隙度低，渗透率也小；MD0.4mmMD0.4mm的资料点分布在右上方，也的资料点分布在右上方，也就是孔隙度大渗透率也高；就是孔隙度大渗透率也高；0.2Md0.4mm0.2Md0.4mm的资料点基本上分布在上述两者之间。的资料点基本上分布在上述两者之间。5.4 储层参数测井解释模型 储集层物性相互之间的关系：储集层物性相互之间的关系：下图是孔隙度与束缚水饱和度的关系，随着孔隙度的减小束缚水饱和度下图是孔隙度与束缚水饱和度
5、的关系，随着孔隙度的减小束缚水饱和度增加，呈负相关的关系。增加，呈负相关的关系。岩石粗细决定地层束缚水，颗粒的大小可用粒度中值表征，因此，粒度岩石粗细决定地层束缚水，颗粒的大小可用粒度中值表征，因此，粒度中值与束缚水饱和度是密切相关，因为岩石的束缚水包括毛细管孔隙中不流中值与束缚水饱和度是密切相关，因为岩石的束缚水包括毛细管孔隙中不流动的水，其它毛细管孔隙细小孔道弯曲处不能流动的毛细管滞水和亲水岩石动的水，其它毛细管孔隙细小孔道弯曲处不能流动的毛细管滞水和亲水岩石颗粒表面的薄膜滞水，而岩石颗粒的减小意味着孔喉半径和束缚水的增加。颗粒表面的薄膜滞水，而岩石颗粒的减小意味着孔喉半径和束缚水的增加。
6、5.4 储层参数测井解释模型 储集层物性相互之间的关系：储集层物性相互之间的关系：岩石粗细决定地层束缚水，颗粒的大小可用粒度中值表征，因此，岩石粗细决定地层束缚水，颗粒的大小可用粒度中值表征，因此，粒度中值与束缚水饱和度是密切相关。下图是粒度中值与束缚水饱和粒度中值与束缚水饱和度是密切相关。下图是粒度中值与束缚水饱和度的关系图，它们之间呈负相关的关系，粒度中值在度的关系图，它们之间呈负相关的关系，粒度中值在0.070.5mm0.070.5mm之之间变化，束缚水饱和度则从间变化，束缚水饱和度则从1818增加到增加到6767。5.4 储层参数测井解释模型 1 1、孔隙度、孔隙度 孔隙度是反映储层物
7、性的重要参数，也是储量、产能计算孔隙度是反映储层物性的重要参数，也是储量、产能计算及测井解释不可缺少的参数之一。及测井解释不可缺少的参数之一。目前，用测井资料求取储层孔隙度的方法已经比较成熟，目前，用测井资料求取储层孔隙度的方法已经比较成熟，精度完全可以满足油气储量计算和建立油藏地质模型的需要。精度完全可以满足油气储量计算和建立油藏地质模型的需要。声波、密度、中子三孔隙度测井的应用及体积模型的提出，声波、密度、中子三孔隙度测井的应用及体积模型的提出，给测井信息与地层的孔隙度之间搭起了一个有效而简便的桥梁。给测井信息与地层的孔隙度之间搭起了一个有效而简便的桥梁。这三种测井方法是相应于地层三种不同
8、的物理特性，并从这三种测井方法是相应于地层三种不同的物理特性，并从三种不同的角度上提供了地层的孔隙度信息。三种不同的角度上提供了地层的孔隙度信息。经验表明，如果形成三孔隙度的测井系列，无论对于高经验表明，如果形成三孔隙度的测井系列，无论对于高-中中-低孔隙度的地层剖面，以及不同的储层类型，一般都具有较强低孔隙度的地层剖面，以及不同的储层类型，一般都具有较强的求解能力，并能较好地提供满足于地质分析要求的地层孔隙的求解能力，并能较好地提供满足于地质分析要求的地层孔隙度数据。度数据。5.4 储层参数测井解释模型 从前面的分析可知，残余油气特别是气层对声波、从前面的分析可知，残余油气特别是气层对声波、
9、密度以及中子测井计算的孔隙度影响是不同的。密度以及中子测井计算的孔隙度影响是不同的。在气层上，由于密度测井读数比含水地层相比偏在气层上，由于密度测井读数比含水地层相比偏低，因而在不考虑孔隙中流体性质的情况下，计算孔低，因而在不考虑孔隙中流体性质的情况下，计算孔隙度偏高；而对中子测井而言，由于气体的含氢指数隙度偏高；而对中子测井而言，由于气体的含氢指数小于标准水层的含氢指数，因而计算孔隙度比实际孔小于标准水层的含氢指数，因而计算孔隙度比实际孔隙度偏低。为此，在测井解释中，经常采用孔隙度测隙度偏低。为此，在测井解释中，经常采用孔隙度测井在气层上的这一特点，来判断气层。井在气层上的这一特点，来判断气
10、层。5.4 储层参数测井解释模型 5.4 岩石体积模型及其测井响应方程 5.4 储层参数测井解释模型 2 2、渗透率、渗透率 评价油气储层性质和生产能力的又一个重要参数。评价油气储层性质和生产能力的又一个重要参数。由于受岩石颗粒粗细、孔隙弯曲度、孔喉半径、流体由于受岩石颗粒粗细、孔隙弯曲度、孔喉半径、流体性质、粘土分布形式等诸多因素影响，使得测井响应性质、粘土分布形式等诸多因素影响，使得测井响应与渗透率之间的关系非常复杂，各影响因素之间尚无与渗透率之间的关系非常复杂，各影响因素之间尚无精确的理论关系，所以只能估计渗透率。精确的理论关系，所以只能估计渗透率。目前，国内外已经发展了多种估算渗透率的
11、解释目前，国内外已经发展了多种估算渗透率的解释方法，主要包括以下几种方法；方法，主要包括以下几种方法；5.4 储层参数测井解释模型 5.4 储层参数测井解释模型 5.4 储层参数测井解释模型 5.4 储层参数测井解释模型 3 3 泥质含量泥质含量:泥质的概念及其存在对储层性质的影响泥质的概念及其存在对储层性质的影响 测井中常把粉砂和粘土统称为泥质测井中常把粉砂和粘土统称为泥质 评价含泥质地层、特别是评价泥质砂岩时，地层的泥质含量评价含泥质地层、特别是评价泥质砂岩时，地层的泥质含量V Vshsh是一个重要是一个重要的地质参数，的地质参数，泥质含量泥质含量V Vshsh不仅反映地层的岩性，而且地层
12、有效孔隙度、渗透率不仅反映地层的岩性，而且地层有效孔隙度、渗透率、含水饱和度和束缚水饱和度等储集层参数，均与泥质含量、含水饱和度和束缚水饱和度等储集层参数，均与泥质含量V Vshsh有密切关系有密切关系。同。同时，几乎所有测井方法都在不同程度上要受到泥质的影响，在应用测井资料计算时，几乎所有测井方法都在不同程度上要受到泥质的影响，在应用测井资料计算地层孔隙度、渗透率、含水饱和度以及束缚水饱和度等参数时，均要用到地层的地层孔隙度、渗透率、含水饱和度以及束缚水饱和度等参数时，均要用到地层的泥质含量参数，泥质含量求取精度直接影响着其它参数的求取精度。因此，准确泥质含量参数，泥质含量求取精度直接影响着
13、其它参数的求取精度。因此，准确地计算地层的泥质含量地计算地层的泥质含量V Vshsh是测井地层评价中不可缺少的重要方面。是测井地层评价中不可缺少的重要方面。泥质存在降低物质渗透率泥质存在降低物质渗透率K K，使孔隙度变小并使孔隙结构变得复杂，增加了物，使孔隙度变小并使孔隙结构变得复杂，增加了物质的束缚水等的存在可能性。同时泥质存在，使储层：质的束缚水等的存在可能性。同时泥质存在，使储层：SPSP幅值、幅值、t t、K K、GRGR值、值、CNLCNL等均受到影响等均受到影响5.4 储层参数测井解释模型 目前，测井方法都是基于对地层矿物分布及分布目前，测井方法都是基于对地层矿物分布及分布情况的测
14、量来间接反映地层的泥质含量，而不是对泥情况的测量来间接反映地层的泥质含量，而不是对泥质含量进行直接测量，所以，必须选择最能反映地层质含量进行直接测量，所以，必须选择最能反映地层泥质含量的测井响应来建立测井解释模型。通常泥质泥质含量的测井响应来建立测井解释模型。通常泥质含量的求取方法主要有自然伽马法和自然电位法，此含量的求取方法主要有自然伽马法和自然电位法，此外，还可应用自然伽马能谱、电阻率以及孔隙度测井外，还可应用自然伽马能谱、电阻率以及孔隙度测井（声波、密度、中子）交会法。（声波、密度、中子）交会法。5.4 储层参数测井解释模型 自然伽马确定泥质含量自然伽马确定泥质含量 在沉积岩石中，除钾盐
15、层外，其放射性的强弱与岩石中含泥在沉积岩石中，除钾盐层外，其放射性的强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。质的多少有密切的关系。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。这是因为构成泥质的粘土颗粒较细，有较大的比表面积，在沉这是因为构成泥质的粘土颗粒较细，有较大的比表面积，在沉积过程中能够吸附较多的溶液中放射性元素的离子。另外，泥积过程中能够吸附较多的溶液中放射性元素的离子。另外，泥质颗粒沉积时间较长（特别是深海沉积），有充分的时间同放质颗粒沉积时间较长（特别是深海沉积），有充分的时间同放射性元素接触和离子交换，所以，泥质岩石就具有较强的自然射性元素接触和离子交换，所
16、以，泥质岩石就具有较强的自然放射性。这就是我们利用自然伽马测井曲线定量计算地层泥质放射性。这就是我们利用自然伽马测井曲线定量计算地层泥质含量的地质依据。含量的地质依据。一般常用的经验方程如下：一般常用的经验方程如下：5.4 储层参数测井解释模型 自然电位确定泥质含量自然电位确定泥质含量 从自然电位测井的基本理论可知，自然电位异常与地层中从自然电位测井的基本理论可知，自然电位异常与地层中泥质含量有密切的关系，而且随着砂岩地层中泥质含量的增加，泥质含量有密切的关系，而且随着砂岩地层中泥质含量的增加，自然电位异常幅度会随之减少，故可以利用自然电位测井曲线自然电位异常幅度会随之减少，故可以利用自然电位
17、测井曲线定量计算地层的泥质含量。定量计算地层的泥质含量。一般常用的经验方程如下一般常用的经验方程如下：5.4 储层参数测井解释模型 4 4 粒度中值粒度中值 现场的实际资料表明，组成岩石骨架的泥质、粉砂、细粉砂现场的实际资料表明，组成岩石骨架的泥质、粉砂、细粉砂都具有一定的自然放射性，尤以粒径最小的泥质，其放射性强都具有一定的自然放射性，尤以粒径最小的泥质，其放射性强度最大。在储集层不富含放射性矿物的条件下，自然伽马测井度最大。在储集层不富含放射性矿物的条件下，自然伽马测井读数与砂岩粒度有比较密切的关系。这是因为粒径的大小能反读数与砂岩粒度有比较密切的关系。这是因为粒径的大小能反映出在沉积过程
18、中砂岩映出在沉积过程中砂岩“颗粒颗粒”吸附放射性元素的能力，以及吸附放射性元素的能力，以及反映出沉积速度的大小和沉积环境的变化。可以证明，除快速反映出沉积速度的大小和沉积环境的变化。可以证明，除快速堆积的粗相带外，砂岩粒级的累积曲线基本上服从正态分布规堆积的粗相带外，砂岩粒级的累积曲线基本上服从正态分布规律，粒度中值则相当于正态分布的均值，因此，粒度中值与自律，粒度中值则相当于正态分布的均值，因此，粒度中值与自然伽马之间的关系，无论从沉积原理或数理统计的角度来看，然伽马之间的关系，无论从沉积原理或数理统计的角度来看，其相关性甚至比自然伽马与泥质含量之间的关系还要好。其相关性甚至比自然伽马与泥质
19、含量之间的关系还要好。5.4 储层参数测井解释模型 在工作中，通常从实际岩心数据出发，采用常规的数理统计在工作中，通常从实际岩心数据出发，采用常规的数理统计方法，推导出表达自然伽马测井读数与粒度中值之间关系的经验方法，推导出表达自然伽马测井读数与粒度中值之间关系的经验方程，其形式如下：方程，其形式如下：5.4 储层参数测井解释模型 5 5 孔隙喉道半径中值孔隙喉道半径中值 孔隙喉道半径中值是表示地层孔隙结构、度量产层孔隙半径孔隙喉道半径中值是表示地层孔隙结构、度量产层孔隙半径分布的一个重要参数，可近似视为喉道半径的均值。分布的一个重要参数，可近似视为喉道半径的均值。实践经验表明，地层的渗率特性
20、在很大程度上取决于孔隙喉实践经验表明，地层的渗率特性在很大程度上取决于孔隙喉道半径中值的大小。因此，孔隙喉道半径中值显然与地层的渗道半径中值的大小。因此，孔隙喉道半径中值显然与地层的渗透率及孔隙度直接有关。通过对胜利透率及孔隙度直接有关。通过对胜利6 6个油田个油田1212口井压汞资料的口井压汞资料的统计分析，证明三者之间有良好的相关性，孔隙喉道半径中值统计分析，证明三者之间有良好的相关性，孔隙喉道半径中值R Rm m与渗透率（与渗透率（K K）与孔隙度（）与孔隙度（）的比值）的比值K/K/的相关系数可达的相关系数可达0.970.97。三者建立的相关方程具有如下的形式：。三者建立的相关方程具有
21、如下的形式：式中式中M M0 0与与M M1 1是与地质特点有关的经验系数，对于非固结砂岩是与地质特点有关的经验系数，对于非固结砂岩M M0 0=1.324=1.324，M M1 1=0.629=0.629。5.4 储层参数测井解释模型 6 6 含水饱和度含水饱和度 评价油气层是测井资料综合解释的核心。而含水饱和度又评价油气层是测井资料综合解释的核心。而含水饱和度又是划分油、水层的主要标志，所以含水饱和度是最重要的储集是划分油、水层的主要标志，所以含水饱和度是最重要的储集层参数。层参数。确定含水饱和度的基本方法，通常是以电阻率测井为基础确定含水饱和度的基本方法，通常是以电阻率测井为基础的阿尔奇
22、（的阿尔奇（ArchieArchie）公式。）公式。同理，可求得冲洗带的含水饱和度同理，可求得冲洗带的含水饱和度Sxo5.4 储层参数测井解释模型 虽然阿尔奇公式本来是对具有粒间孔隙的纯地层得出的，但实际上，虽然阿尔奇公式本来是对具有粒间孔隙的纯地层得出的，但实际上，它们可用于绝大多数常见储集层。它们可用于绝大多数常见储集层。在目前常用的测井解释关系式中，只有阿尔奇公式最具有综合性质，它在目前常用的测井解释关系式中，只有阿尔奇公式最具有综合性质，它是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料综合定量解释的最
23、基本解释关系式。综合定量解释的最基本解释关系式。实际应用时，一般先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度，用阿尔奇公式实际应用时，一般先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度，用阿尔奇公式计算地层因素计算地层因素F F，再根据地层真电阻率，再根据地层真电阻率R Rt t和地层水电阻率和地层水电阻率R Rw w，由阿尔奇公式计，由阿尔奇公式计算地层含水饱和度算地层含水饱和度S Sw w或含油气饱和度或含油气饱和度S Sh h。典型的声典型的声感组合测井资料解释，就是先用声波时差感组合测井资料解释，就是先用声波时差tt计算计算，再利，再利用感应测井视电阻率作用感应测井视电阻率作R Rt t，由阿尔奇公式定量计算，
24、由阿尔奇公式定量计算S Sw w或或S Sh h，由此对储集层含，由此对储集层含油气水性质作出评价，这种解释方法在我国得到广泛应用。油气水性质作出评价，这种解释方法在我国得到广泛应用。5.4 储层参数测井解释模型 此外，在当前测井解释与数据处理中还有几个比较常用的计算公式：此外，在当前测井解释与数据处理中还有几个比较常用的计算公式：a a、“印度尼西亚印度尼西亚”公式公式 b b、“尼日利亚尼日利亚”公式公式c c、西门杜（、西门杜（SIMANDOUXSIMANDOUX）公式）公式 常取常取m m=n n=2=2；d d=1=12 2，常取，常取d d=1=1。D D、双水模型、双水模型 式中
25、式中R Rwbwb为地层束缚水电阻率；为地层束缚水电阻率；R Rwfwf地层自由水电阻率；地层自由水电阻率；S Swiwi地层束缚水饱和度。地层束缚水饱和度。（=12）5.4 储层参数测井解释模型 7 7 束缚水饱和度束缚水饱和度 束缚水饱和度束缚水饱和度S Swiwi，是描述地层特性的一个重要参数，是描述地层特性的一个重要参数。它的求解对于确定地层的流体性质，揭示产层的原。它的求解对于确定地层的流体性质，揭示产层的原始油气饱和度，分析水淹状况与驱油效率，以及估算始油气饱和度，分析水淹状况与驱油效率，以及估算产层的相对渗透率、含水率，都有着十分重要的意义产层的相对渗透率、含水率，都有着十分重要
26、的意义。根据对我国东部六个主要油区十几口系统油基泥根据对我国东部六个主要油区十几口系统油基泥浆取心井的浆取心井的17741774个岩心实测数据的分析结果表明，可个岩心实测数据的分析结果表明，可把砂岩地层的束缚水饱和度把砂岩地层的束缚水饱和度S Swiwi表示为粒度中值表示为粒度中值M Md d、孔、孔隙度隙度二者之间的函数二者之间的函数 5.4 储层参数测井解释模型 5.4 储层参数测井解释模型 5.4 储层参数测井解释模型 虽然上述简化式可求得相对渗透率，实际使用时，最好虽然上述简化式可求得相对渗透率，实际使用时，最好先用统计方法获取经验系数先用统计方法获取经验系数m m、n n、h h。对于三相共渗系统，在。对于三相共渗系统，在纵向上按气、油、水分布特点可先分成气油和油水两组两相纵向上按气、油、水分布特点可先分成气油和油水两组两相共共渗系统求解。束缚水饱和度一般由地区资料统计获得，残余油渗系统求解。束缚水饱和度一般由地区资料统计获得，残余油气饱和度一般由取心分析，中子寿命测气饱和度一般由取心分析，中子寿命测-注注-测工艺和碳氧比测测工艺和碳氧比测井三种方法之一获取。井三种方法之一获取。
