專利名稱：一種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，屬油氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
處于高成巖階段的低孔、低滲儲(chǔ)層作為油氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。 低孔、低滲儲(chǔ)層在我國各大油區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，如長慶、大慶、遼河、吉林、克拉瑪依、吐哈、中原、 青海、四川等油氣田，都有大量的處于高成巖階段的低孔、低滲油氣藏，特別是近年來隨著開發(fā)エ藝的提高，低滲油氣藏的產(chǎn)量不斷提高，大量的低孔低滲儲(chǔ)量得到有效開發(fā)，使得低滲儲(chǔ)層的重要性日漸突出，而近年來新發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量中，有近一半來自低孔、滲的碎屑巖儲(chǔ)層，使得低孔滲儲(chǔ)層的地位更為重要。有效儲(chǔ)層預(yù)測是低孔滲儲(chǔ)層油藏評(píng)價(jià)的難題和關(guān)鍵。對(duì)受成巖作用影響較大的低孔、低滲儲(chǔ)層的預(yù)測，目前多采用分析化驗(yàn)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)預(yù)測、測井資料進(jìn)行井間插值和地震資料反演等方法進(jìn)行預(yù)測?；诜治龌?yàn)資料所提供的直接資料進(jìn)行有利儲(chǔ)層預(yù)測有兩種方法，ー是通過對(duì)儲(chǔ)層直接的分析物性或微觀孔隙特征的研究，統(tǒng)計(jì)面孔率或測量其儲(chǔ)、滲參數(shù)，進(jìn)而確定其有效性。這種方法對(duì)于有鉆井，特別是有取心的井點(diǎn)可以完成；而對(duì)于沒有鉆井控制的區(qū)域，或沒有直接取心不具有分析化驗(yàn)資料的區(qū)域則無法進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。而且由于其成本較高，往往取心有限，因而難于全區(qū)控制和預(yù)測。另ー種方法則是通過成巖相研究，通過對(duì)成巖作用現(xiàn)象分析，確定其所處的成巖階段，明確其主要孔隙類型，按成巖階段大致確定儲(chǔ)層的有效性。該方法預(yù)測過于模式化，而且沒有考慮不同巖石類型由于沉積過程差異所造就的原始物性的差異，雖處于同一成巖階段但所處的成巖環(huán)境的差異所造成的成巖作用效果的差異，因而對(duì)儲(chǔ)層的預(yù)測不夠準(zhǔn)確，難于識(shí)別有效儲(chǔ)層發(fā)育帶，并且不具有定量性。測井預(yù)測是最常用的儲(chǔ)層預(yù)測方法，但其不足也是顯而易見的。測井預(yù)測主要基于巖電關(guān)系建立的測井解釋模版，對(duì)已鉆井未進(jìn)行取樣的層段進(jìn)行預(yù)測，確定其儲(chǔ)油物性。 若解釋模版可靠，該方法能夠較好地給出測井段儲(chǔ)層的物性參數(shù)。受測井資料的影響導(dǎo)致的解釋模版的可靠性對(duì)儲(chǔ)層物性解釋的影響較大，常使得解釋結(jié)果與實(shí)際情況有所偏差。 而該方法本身也是ー種基于井點(diǎn)數(shù)據(jù)的方法，對(duì)于井間參數(shù)分布無法給出，常采用統(tǒng)計(jì)分折方法，對(duì)井間進(jìn)行插值給出井間儲(chǔ)層參數(shù)，確定井間儲(chǔ)層分布。但基于井點(diǎn)的井間插值本身多只考慮了測井點(diǎn)的數(shù)據(jù)分布所形成的地質(zhì)場的特征，而這ー特征可能受取樣點(diǎn)的限制而不能很好地反映地下真正的地質(zhì)參數(shù)場的分布，從而不能很好地體現(xiàn)不同的地質(zhì)作用過程造成的儲(chǔ)層特征的不均一性，使得預(yù)測結(jié)果的可靠性受到極大的影響。特別重要的是在勘探初期，井點(diǎn)數(shù)據(jù)非常有限，常不能進(jìn)行較好的平面控制，因而難于對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行有效的預(yù)測。地震資料具有較好的平面連續(xù)性，因而對(duì)儲(chǔ)層平面上的特征可具有較連續(xù)的反映。利用地震資料預(yù)測儲(chǔ)層參數(shù)主要是依據(jù)地震反射波在不同地層中傳播特征的差異分析
4來實(shí)現(xiàn)的。在精細(xì)井震標(biāo)定基礎(chǔ)上，得到儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征，按地震響應(yīng)特征預(yù)測儲(chǔ)層發(fā)育及其屬性特征，因而井震響應(yīng)模型便成為預(yù)測的關(guān)鍵。然而由于地震屬性受多種因素影響，同一種響應(yīng)可能是不同屬性作用的結(jié)果，難于從中篩選出特別好的屬性關(guān)系，特別是對(duì)于深層高成巖階段低滲儲(chǔ)層，常由于埋深大而地震分辨率低導(dǎo)致標(biāo)定困難或標(biāo)定不準(zhǔn)，使得難于形成較好的回歸模型，預(yù)測結(jié)果往往很不理想，常常難于識(shí)別出儲(chǔ)層，或難于區(qū)分出質(zhì)量較好的儲(chǔ)層?；谶@ー背景，利用間接的儲(chǔ)層測量數(shù)據(jù)已不能較好地反映出儲(chǔ)層的發(fā)育，特別是有效儲(chǔ)層的發(fā)育分布狀況，影響了處于高成巖階段低孔、低滲儲(chǔ)層的油氣勘探開發(fā)，必須尋找出ー種不同于常規(guī)的評(píng)價(jià)方法，更好地預(yù)測儲(chǔ)層分布，為油氣勘探開發(fā)提供依據(jù)。過程響應(yīng)原理是基本的科學(xué)原理，有什么樣的作用過程，就有什么樣的響應(yīng)特征。 儲(chǔ)層是地質(zhì)歷史中沉積、成巖和構(gòu)造作用的共同結(jié)果，考慮到不同時(shí)期儲(chǔ)層發(fā)生的各種地質(zhì)作用，特別是不同時(shí)期地質(zhì)作用發(fā)生時(shí)條件的差異，以及這些差異化地質(zhì)條件作用的結(jié)果，可以為處于高成巖階段的儲(chǔ)層預(yù)測提供很好的手段。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，通過對(duì)影響孔隙度的地質(zhì)作用過程的分析、模擬和定量評(píng)價(jià)，建立起地質(zhì)過程響應(yīng)關(guān)系，確定儲(chǔ)層原始孔隙保留和次生孔隙增減情況，進(jìn)而定量評(píng)價(jià)處于高成巖階段的低孔低滲儲(chǔ)層目前的孔隙度，預(yù)測有效儲(chǔ)層發(fā)育，為油藏評(píng)價(jià)提供依據(jù)。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的。1、地質(zhì)資料的收集。收集的地質(zhì)資料包括以下內(nèi)容目標(biāo)地區(qū)的地層序列及各地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間；目標(biāo)地區(qū)鉆井分層數(shù)據(jù)、目標(biāo)層段沉積相研究成果圖件、不同地層界面構(gòu)造圖；目標(biāo)層段的熱成熟度分析數(shù)據(jù)、膠結(jié)物含量、溶蝕孔隙度、殘余孔隙度等數(shù)據(jù)。2、原始資料數(shù)據(jù)庫的建立。原始資料數(shù)據(jù)庫的建立包括以下幾個(gè)方面(1)熱成熟度指標(biāo)TTI值與成熟度Ro值及成巖階段之間關(guān)系的理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫；(2)地質(zhì)年代符號(hào)與地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)庫；(3)沉積相類型、符號(hào)序列數(shù)據(jù)庫；(4)結(jié)構(gòu)相與原始孔隙度關(guān)系數(shù)據(jù)庫；(5)用于約束模型的單井模擬數(shù)據(jù)庫，包括單井分層數(shù)據(jù)、單井沉積相分析成果數(shù)據(jù)、單井儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)、單井成熟度分析數(shù)據(jù)、單井成油成氣時(shí)代分析數(shù)據(jù)、單井孔隙度分析數(shù)據(jù)、單井孔隙類型及孔隙構(gòu)成數(shù)據(jù)；(6)地質(zhì)模型數(shù)據(jù)庫，包括研究區(qū)鉆井分層數(shù)據(jù)、不同地層界面構(gòu)造圖、目標(biāo)層段沉積相平面圖等。3、以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束井的沉積充填史、熱源演化史，確定不同時(shí)期的地
溫梯度。(1)以井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，回朔井點(diǎn)的沉積過程，恢復(fù)沉積史。地層埋藏深度恢復(fù)即用已知某地質(zhì)時(shí)間的地層埋深減去在此地質(zhì)時(shí)間后的地層厚度作為該地質(zhì)時(shí)間的地層埋藏深度。同時(shí)對(duì)地層的壓實(shí)作用造成的地層厚度的變化進(jìn)行恢復(fù)，減除地層壓實(shí)造成的埋深的影響。而構(gòu)造恢復(fù)則主要考慮構(gòu)造造成的地層的分析目標(biāo)層段埋藏后幾何形態(tài)，確定其所處的構(gòu)造形態(tài)特征，明確其流體流動(dòng)指向，推斷其能否接受外部流體或與外界流體有交流，確定其與外界的連通狀況，為分析膠結(jié)、溶解作用提供封閉環(huán)境判定依據(jù)。(2)以井點(diǎn)分層熱成熟度分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬井點(diǎn)熱演化史，確定井點(diǎn)地溫梯/又。即在埋藏史分析基礎(chǔ)上，給定原始的地溫場模擬目標(biāo)層段的熱演化，得到目前的熱演化程度，與實(shí)測的熱演化程度進(jìn)行對(duì)比，按照差異對(duì)溫度場進(jìn)行調(diào)整，最終使得模擬井點(diǎn)熱演化程度與井點(diǎn)測值達(dá)到一致，設(shè)定此時(shí)的地溫場為此井點(diǎn)的真實(shí)地溫場。4、以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束點(diǎn)的各沉積相的結(jié)構(gòu)相類型，確定對(duì)不同沉積相原始孔隙度的影響參數(shù)，建立不同類型儲(chǔ)層原始孔隙度的預(yù)測模型。通過對(duì)儲(chǔ)層的巖石類型、巖石結(jié)構(gòu)、沉積相等方面研究，按照理論指導(dǎo)，確定其原始孔隙度。(1)讀入模擬井點(diǎn)的沉積相數(shù)參數(shù)、儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)、原始孔隙度分析參數(shù)；(2)由沉積相參數(shù)與儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)判定其結(jié)構(gòu)相；(3)回歸結(jié)構(gòu)相、原始孔隙度關(guān)系，確定不同結(jié)構(gòu)相的孔隙影響系數(shù)。5、以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束點(diǎn)的壓實(shí)演化史，確定壓實(shí)減孔參數(shù)，固化壓實(shí)減孔模型。(1)壓實(shí)演化史模擬確定壓實(shí)減孔系數(shù)。壓實(shí)作用導(dǎo)致儲(chǔ)層顆粒排列緊密，從而減少儲(chǔ)層孔隙。而壓實(shí)作用又與儲(chǔ)層本身巖石結(jié)構(gòu)、顆粒成份、顆粒抗壓能力、早期膠結(jié)、孔隙流體外排情況、埋藏過程等相關(guān)。根據(jù)壓實(shí)減孔量與深度、結(jié)構(gòu)相之間的關(guān)系，可以確定不同埋深下不同沉積砂體的減孔量。6、恢復(fù)鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土礦物膠結(jié)史，確定鈣質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、硅質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、粘土膠結(jié)指數(shù)，固化膠結(jié)減孔模型。膠結(jié)作用是儲(chǔ)層成巖作用中的重要作用，通過膠結(jié)作用，使原有的相對(duì)松散的沉積粘結(jié)一起而轉(zhuǎn)化為巖石。在膠結(jié)作用過程中，在巖石系統(tǒng)內(nèi)形成了新物質(zhì)，而這些物質(zhì)只能占據(jù)原有的孔隙空間，從而使孔隙減少。對(duì)于不同的巖石類型、不同的地質(zhì)溫度場和化學(xué)場，特別是孔隙介質(zhì)的酸堿度，會(huì)大大影響儲(chǔ)層的膠結(jié)作用。同時(shí)膠結(jié)物的來源也是影響膠結(jié)作用的重要因素。通過對(duì)不同環(huán)境下影響膠結(jié)物形成因素的分析，建立起不同類型膠結(jié)物(粘土、鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì))在不同的酸堿度、溫度、壓力、外部連通情況、巖石組構(gòu)下的析出模型，通過計(jì)算得到膠結(jié)物的生成量，即膠結(jié)物減孔量。將獲得的膠結(jié)物量與測點(diǎn)處實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出差異，調(diào)整理論模型中相應(yīng)參數(shù)，再進(jìn)行正演獲取新膠結(jié)物量，再對(duì)比， 直至兩者一致，固定模型參數(shù)。7、恢復(fù)長石等組構(gòu)溶解史，確定各組構(gòu)溶解系數(shù)，固化各組構(gòu)溶解模型。溶蝕孔隙是高成巖階段儲(chǔ)層的主要孔隙類型，溶蝕孔隙發(fā)育取決于儲(chǔ)層中原有物質(zhì)或后期生成物質(zhì)的溶解作用。影響這些物質(zhì)溶解的因素一是這些溶解物質(zhì)的含量，ニ是溶解時(shí)的物化環(huán)境，三是溶解時(shí)的流體系統(tǒng)的封閉性。通過建立的不同環(huán)境下的溶解模型，可對(duì)不同物質(zhì)成份的溶解狀況，主要是鈣質(zhì)、長石、巖屑等易溶物質(zhì)的溶解量進(jìn)行定量計(jì)算，確定新增的溶解孔隙量。利用建立的溶解模型，設(shè)定原始模擬參數(shù)，求取測點(diǎn)減孔量，將之與測量值對(duì)比， 找出差異，調(diào)整理論模型中相應(yīng)參數(shù)，再進(jìn)行正演獲取新溶解量，再對(duì)比，直至兩者一致，固定模型參數(shù)，對(duì)所有網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，獲得真實(shí)的溶解物總量，獲取溶解增孔量。8、讀入分層數(shù)據(jù)、沉積相數(shù)據(jù)及構(gòu)造模型，建立地質(zhì)模型。利用成熟的建模軟件(如PETREL)，建立研究區(qū)的地質(zhì)模型。①讀入地層分層數(shù)據(jù)，建立不同地質(zhì)單元的構(gòu)造模型，體現(xiàn)不同地質(zhì)單元的地層的頂?shù)酌娴男螒B(tài)及其變化；②讀入模擬目標(biāo)層段的沉積相研究成果，建立目標(biāo)層段沉積相模型。9、模擬目標(biāo)區(qū)的沉積充填史。由地質(zhì)模型中的各層頂?shù)酌嫔疃葦?shù)據(jù)，逐點(diǎn)恢復(fù)目標(biāo)地區(qū)的地層充填埋藏史。10、模擬目標(biāo)區(qū)的熱演化史，確定目標(biāo)地層不同地質(zhì)時(shí)間時(shí)的溫度、熱成熟度、所處成巖階段。(1)由地質(zhì)模型和井點(diǎn)的地溫梯度計(jì)算各點(diǎn)各地質(zhì)時(shí)期的地溫梯度。(2)依據(jù)各地質(zhì)時(shí)期的地溫梯度計(jì)算目標(biāo)層各點(diǎn)的熱成熟度指標(biāo)TTI值。(3)將TTI值轉(zhuǎn)化Ro值。(4)由Ro值確定各點(diǎn)所處的成巖作用階段。(5)由成巖階段數(shù)據(jù)庫和成巖階段與孔隙類型關(guān)系判斷目標(biāo)層段在各地質(zhì)時(shí)期的儲(chǔ)集空間類型。11、依據(jù)地質(zhì)模型，模擬目標(biāo)層段的原始孔隙度。(1)讀取模型中目標(biāo)層段各點(diǎn)的沉積相類型。(2)由沉積相數(shù)據(jù)計(jì)算各類儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)相。(3)按結(jié)構(gòu)相類型判斷其原始孔隙度因子。(4)由原始孔隙度因子與其區(qū)域儲(chǔ)層孔隙度的值計(jì)算各網(wǎng)格點(diǎn)的原始孔隙度。12、模擬目標(biāo)區(qū)的壓實(shí)減孔史，確定不同時(shí)期的累積壓實(shí)減孔量。(1)逐個(gè)讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)期的地層埋藏深度值和地溫梯度值。(2)按壓實(shí)減孔模型，由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層壓實(shí)減孔里。(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累計(jì)壓實(shí)減孔量。13、模擬目標(biāo)區(qū)的鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土膠結(jié)史，確定不同時(shí)期的累積膠結(jié)減孔量。(1)逐個(gè)讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)期的地層埋藏深度值和地溫梯度值。(2)按膠結(jié)減孔模型，由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層膠結(jié)減孔里。(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累計(jì)鈣、硅和粘土膠結(jié)減孔量。14、模擬目標(biāo)區(qū)的礦物溶解史，確定不同時(shí)期的溶解增孔量。(1)逐網(wǎng)格讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)期的地層埋藏深度值和地溫梯度值。(2)按溶解增孔模型，由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層溶解增孔里。
(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累積溶解增孔量。15、計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)期目標(biāo)層段的總孔隙度。高成巖階段的總孔隙是原生孔隙經(jīng)改造后的剩余孔隙，是原生孔隙中殘留孔隙與新生的溶解孔隙的總和，依據(jù)計(jì)算的原生孔隙，加上新增的溶解孔隙，減去壓實(shí)、膠結(jié)減少的孔隙便可得到高成巖儲(chǔ)層目前的孔隙度即
η(^〃 =厶爐，其中
/=0爐皿為某地質(zhì)時(shí)刻儲(chǔ)層總的孔隙度爐。為某儲(chǔ)層原始孔隙度爐,為第i種地質(zhì)作用增減的孔隙度16、按總孔隙度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定有效儲(chǔ)層的發(fā)育區(qū)間。讀入儲(chǔ)層判定標(biāo)準(zhǔn)，按儲(chǔ)層的孔隙度大小對(duì)各點(diǎn)的儲(chǔ)層有效性進(jìn)行判斷，確定其有效性，進(jìn)而由Petrel給出有效儲(chǔ)層的發(fā)育范圍。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有如下有益效果1、預(yù)測性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測處于高成巖各階段各類碎屑巖有效儲(chǔ)層的分布；通過成巖階段的細(xì)分、成巖事件的詳細(xì)恢復(fù)、模擬網(wǎng)格的細(xì)化，可對(duì)研究目標(biāo)區(qū)段有效儲(chǔ)層分布進(jìn)行精細(xì)預(yù)測，預(yù)測單元可達(dá)到百米級(jí)。2、理論依據(jù)扎實(shí)，避免了傳統(tǒng)方法中對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的過份依賴，依據(jù)儲(chǔ)層本身的演化過程，從過程一響應(yīng)原理進(jìn)行模擬，充分體現(xiàn)了過程對(duì)結(jié)果的控制。3、定量性好，預(yù)測過程具有定量性，可對(duì)儲(chǔ)層的發(fā)育情況進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。4、適用性廣，對(duì)不同地質(zhì)背景具有較好的適用性；由于在目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中，充分考慮了不同地質(zhì)環(huán)境的影響，基本上涵蓋了目前所知的各種有效碎屑巖儲(chǔ)層的形成過程。5、資料要求相對(duì)較低，由于是基于過程進(jìn)行預(yù)測的，而地質(zhì)過程本身具有延展性， 即具有一定的延展范圍，地質(zhì)場中的大量因素可通過相應(yīng)的與埋深等相關(guān)的因素得以獲取，因而在本發(fā)明中只需要地層格架、沉積相研究成果及個(gè)別井鉆井成果，數(shù)據(jù)要求較少， 為不同勘探開發(fā)階段具有不同資料基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)提供了方便。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。鄂爾多斯盆地山西組為一成巖作用很強(qiáng)的低孔、低滲儲(chǔ)層，分為兩段，不同地層段沉積環(huán)境和巖性也不相同，目前所處成巖作用階段、發(fā)生的成巖作用類型也不相同，有效儲(chǔ)層分布也不相同。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)該地區(qū)的有效儲(chǔ)層分布進(jìn)行預(yù)測。1、地質(zhì)資料收集。收集了本區(qū)以下地質(zhì)資料(1)鄂爾多斯盆地上古生界及以上的地層序列及各地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間；(2)鄂爾多斯盆地200 ロ鉆遇上古生界的探井的分層數(shù)據(jù)；(3)鄂爾多斯盆地200 口上古生界探井山西組和石盆子組各段地層的沉積相類型、各段的沉積相分布圖；(4)鄂爾多斯盆地5 口上古生界探井山西組和石盆子組各段的熱成熟度分析數(shù)
8據(jù)、各類膠結(jié)物含量、溶蝕孔隙度、殘余孔隙度數(shù)據(jù)；(5)鄂爾多斯盆地上古生界儲(chǔ)層判別標(biāo)準(zhǔn)。2、原始資料數(shù)據(jù)庫的建立。按照Petrel格式準(zhǔn)備建模數(shù)據(jù)，同時(shí)在EXCEL數(shù)據(jù)管理器中建立相關(guān)的反演數(shù)據(jù)庫，具體數(shù)據(jù)庫包括(I)TTI值與成熟度Ro及成巖階段之間關(guān)系理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫；(2)上古生界山西組以上地層的地質(zhì)年代符號(hào)與地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)庫；(3)山西組上段、下段各井的沉積相類型數(shù)據(jù)庫；(4)山西組沉積相類型及其粒度、成份數(shù)據(jù)庫；(5)5 ロ典型探井的單井模擬數(shù)據(jù)庫，包括單井分層數(shù)據(jù)、單井沉積相分析成果數(shù)據(jù)、單井儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)、單井成熟度分析數(shù)據(jù)、單井成氣時(shí)代分析數(shù)據(jù)、單井孔隙度分析數(shù)據(jù)、單井孔隙類型及孔隙構(gòu)成數(shù)據(jù)。(6)地質(zhì)模型數(shù)據(jù)庫，包括200 ロ探井的山西組以上各層的分層數(shù)據(jù)。3、以5 ロ探井資料為基礎(chǔ)，模擬各井的沉積充填史、熱演化史，確定不同時(shí)期的地
溫梯度。(1)以井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，回朔井點(diǎn)的沉積過程，恢復(fù)沉積史，具體過程如下①由分層數(shù)據(jù)獲得各地質(zhì)單元的頂?shù)咨睿M(jìn)而求得各層的地層厚度；②目標(biāo)層的地層厚度即為目標(biāo)層沉積完成時(shí)的目標(biāo)層底面埋深；③目標(biāo)層上部相鄰地層単元沉積后目標(biāo)層底面埋深為目標(biāo)層的地層厚度加上上部相鄰層的地層厚度；④依次求取各地層單元沉積后目標(biāo)層的底面埋深，直到目前底面埋深，即可恢復(fù)地層的埋藏史。(2)以5 ロ井分層熱成熟度分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬井點(diǎn)熱演化史，確定井點(diǎn)地溫梯度，具體過程如下①給定初始平均地溫梯度3°C /100M ；②計(jì)算自沉積始各地質(zhì)時(shí)期的地層溫度；③按10度的溫度區(qū)間，計(jì)算井中有測試數(shù)據(jù)的層段的熱成熟度TTI值；④將TTI值轉(zhuǎn)化為Ro值；⑤將計(jì)算的Ro值與實(shí)驗(yàn)測得的Ro值進(jìn)行對(duì)比，確定兩者的差異，調(diào)整地溫梯度；⑥重復(fù)② ⑤直至計(jì)算的Ro與實(shí)測的Ro —致，此時(shí)的地溫梯度即為該井真實(shí)地溫梯度。依次對(duì)5 ロ探井進(jìn)行模擬，得到5 ロ井不同地質(zhì)年代的地溫梯度介于2. 8-3. 5之間。4、以5 ロ探井資料為基礎(chǔ)，模擬井點(diǎn)各沉積相結(jié)構(gòu)相類型，確定不同沉積相的原始孔隙度影響參數(shù)，具體過程如下(1)讀入井點(diǎn)沉積相參數(shù)、儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)、原始孔隙度分析參數(shù)；(2)由沉積相參數(shù)與儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)判定其結(jié)構(gòu)相；(3)回歸結(jié)構(gòu)相、原始孔隙度關(guān)系，確定不同結(jié)構(gòu)相的孔隙影響系數(shù)。按照5 ロ井的模擬結(jié)果，最終確定各沉積相的結(jié)構(gòu)相及其影響參數(shù)。
5、以5 ロ探井資料為基礎(chǔ)，模擬井點(diǎn)的壓實(shí)演化史，確定壓實(shí)減孔參數(shù)，固化壓實(shí)減孔模型，具體過程如下(1)壓實(shí)演化史模擬確定壓實(shí)減孔系數(shù)。按照建立的壓實(shí)模型，給定壓實(shí)減孔初始參數(shù)fdl、fd2、深度校正系數(shù)D1，對(duì)模型進(jìn)行正演運(yùn)算，得到不同目標(biāo)層段壓實(shí)減孔量；將壓實(shí)減孔量與實(shí)測的壓實(shí)減孔量進(jìn)行對(duì)比，確定壓實(shí)減孔量的差異；調(diào)整壓實(shí)減孔參數(shù)fdl、fd2及深度較正系數(shù)D1，直到計(jì)算的壓實(shí)減孔量與實(shí)測的壓實(shí)減孔量吻合；確定此時(shí)的壓實(shí)減孔參數(shù)fdl、fd2及深度較正系數(shù) D1，實(shí)現(xiàn)擬合模型的固化。6、恢復(fù)鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土礦物膠結(jié)史，確定鈣質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、硅質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、粘土膠結(jié)指數(shù)，固化膠結(jié)減孔模型，具體過程如下(1)鈣質(zhì)膠結(jié)史恢復(fù)與鈣質(zhì)膠結(jié)系數(shù)確定。按照建立的模型，給定各膠結(jié)高峰初始膠結(jié)系數(shù)fCi，從分析井中讀入各膠結(jié)高峰標(biāo)準(zhǔn)深度，對(duì)分析井的鈣質(zhì)膠結(jié)作用過程進(jìn)行模擬，得到不同層段的鈣質(zhì)膠結(jié)物的含量，計(jì)算出目前鈣質(zhì)膠結(jié)減孔量，將之與實(shí)測值進(jìn)行對(duì)比，得到鈣質(zhì)膠結(jié)減孔量差異；調(diào)整膠結(jié)系數(shù)，直到模擬結(jié)果與井中實(shí)測結(jié)果一致，確定膠結(jié)系數(shù)，固定模型，即為該區(qū)鈣質(zhì)膠結(jié)模擬模型。(2)硅質(zhì)膠結(jié)史恢復(fù)與硅質(zhì)膠結(jié)系數(shù)確定。給定熱模擬計(jì)算的石英膠結(jié)系數(shù)a、b值，讀取該地區(qū)的儲(chǔ)層的砂巖粒度分布數(shù)據(jù)、原始孔隙度數(shù)據(jù)、石英含量數(shù)據(jù)，埋藏史、地溫史計(jì)算結(jié)果，石英膠結(jié)減孔量數(shù)據(jù)；按埋藏、熱演化史，以1百萬年為單位計(jì)算從老到新計(jì)算石英的析出量，算出目前目標(biāo)層段的總減孔量；將這ー減孔量結(jié)果與實(shí)測數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，確定兩者的差別，據(jù)此進(jìn)行石英膠結(jié)系數(shù)a、b值的調(diào)整；重復(fù)以上步驟直至模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果一致，此時(shí)的石英膠結(jié)系數(shù)a、b值即為該區(qū)的石英膠結(jié)系數(shù)，則石英膠結(jié)模型可據(jù)此確定。7、恢復(fù)長石等組構(gòu)溶解史，確定各組構(gòu)溶解系數(shù)，固化各組構(gòu)溶解模型，具體過程如下①讀入測試井不同層段的三個(gè)高峰溶蝕埋藏深度、標(biāo)準(zhǔn)地溫梯度、溶蝕孔隙度值；②給定初始標(biāo)準(zhǔn)成熟度、標(biāo)準(zhǔn)埋藏深度；③計(jì)算各測試層段的溶蝕量；④將計(jì)算的溶蝕量與測試的溶蝕量進(jìn)行對(duì)比；⑤根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)成熟度和標(biāo)準(zhǔn)埋藏深度；⑥重復(fù)③ ⑤直到模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果一致，此時(shí)固定相應(yīng)的參數(shù)，即為長石溶蝕模擬具體的模擬模型。8、讀入分層數(shù)據(jù)、沉積相數(shù)據(jù)及構(gòu)造模型，建立地質(zhì)模型，利用成熟的建模軟件 (如PETREL)，建立研究區(qū)的地質(zhì)模型，具體過程如下①讀入地層分層數(shù)據(jù)，建立不同地質(zhì)單元的構(gòu)造模型，體現(xiàn)不同地質(zhì)單元的地層的頂?shù)酌娴男螒B(tài)及其變化；
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②讀入模擬目標(biāo)層段的沉積相研究成果，建立目標(biāo)層段沉積相模型。9、模擬目標(biāo)區(qū)的沉積充填史。由地質(zhì)模型中的各層頂?shù)酌嫔疃葦?shù)據(jù)，由老到新逐點(diǎn)恢復(fù)目標(biāo)地區(qū)地層充填埋藏史。10、模擬目標(biāo)區(qū)的熱演化史，確定目標(biāo)地層不同地質(zhì)時(shí)期的溫度、熱成熟度、所處的成巖階段，具體過程如下(1)由地質(zhì)模型和井點(diǎn)的地溫梯度計(jì)算各點(diǎn)各地質(zhì)時(shí)期的地溫梯度；(2)依據(jù)各地質(zhì)時(shí)期的地溫梯度計(jì)算目標(biāo)層各點(diǎn)的熱成熟度指標(biāo)TTI值；(3)將TTI值轉(zhuǎn)化為Ro值；(4)由Ro值確定各點(diǎn)所處的成巖作用階段；(5)由成巖階段數(shù)據(jù)庫和成巖階段與孔隙類型關(guān)系判斷目標(biāo)層段在各地質(zhì)時(shí)期的儲(chǔ)集空間類型。11、依據(jù)地質(zhì)模型，模擬目標(biāo)層段的原始孔隙度，具體過程如下(1)讀取模型中目標(biāo)層段各點(diǎn)的沉積相類型；(2)由沉積相數(shù)據(jù)計(jì)算各類儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)相；(3)按結(jié)構(gòu)相類型判斷其原始孔隙度因子；(4)由原始孔隙度因子與其區(qū)域儲(chǔ)層孔隙度的值計(jì)算各網(wǎng)格點(diǎn)的原始孔隙度；表明目標(biāo)層段原始孔隙度介于36% -42. 2%，平均39%。12、模擬目標(biāo)區(qū)的壓實(shí)減孔史，確定不同時(shí)期的累積壓實(shí)減孔量，具體過程如下(1)逐個(gè)讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)期的地層埋藏深度值和地溫梯度值；(2)按壓實(shí)減孔模型，由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層壓實(shí)減孔
里；(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累計(jì)壓實(shí)減孔量；表明目前目標(biāo)層段壓實(shí)介于 18% -22%，平均 20. 6%o13、模擬目標(biāo)區(qū)的鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土膠結(jié)史，確定不同時(shí)期的累積膠結(jié)減孔量，具體過程如下(1)逐個(gè)讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)代的地層埋藏深度值和地溫梯度值；(2)按膠結(jié)減孔模型(包括鈣質(zhì)、硅質(zhì)和粘土礦物膠結(jié))由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層膠結(jié)減孔量；(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累計(jì)膠結(jié)減孔量，表明目前目標(biāo)層段膠結(jié)減孔量介于12% 18. 2%，平均15. 6%。14、模擬目標(biāo)區(qū)的礦物溶解史，確定不同時(shí)期的溶解增孔量，具體過程如下(1)逐個(gè)讀取目標(biāo)層段在不同時(shí)期的地層埋藏深度值和地溫梯度值；(2)按溶解增孔模型，由老到新逐期、逐點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)層段不同時(shí)代的地層溶解增孔
里；(3)由老到新計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)代累計(jì)溶解增孔量，表明目前地層的總?cè)芪g增孔量介于3% 9%之間，平均為4. 5%。15、計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)期目標(biāo)層段的總孔隙度。依據(jù)計(jì)算的原生孔隙，加上新增的溶解孔隙量，減去壓實(shí)、膠結(jié)減少的孔隙便可得到高成巖儲(chǔ)層目前的總孔隙度，表明目前目標(biāo)層段地層的總孔隙度介于4% 13%之間， 平均為7.9%。16、按總孔隙度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定有效儲(chǔ)層的發(fā)育區(qū)間。讀入儲(chǔ)層判定標(biāo)準(zhǔn)，按儲(chǔ)層總孔隙度的大小對(duì)各點(diǎn)的儲(chǔ)層有效性進(jìn)行判斷，確定其有效性，進(jìn)而由Petrel給出有效儲(chǔ)層的發(fā)育范圍。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，其特征在干，具體步驟如下(1)地質(zhì)資料的收集；(2)原始資料數(shù)據(jù)庫的建立；(3)以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束井的沉積充填史、熱源演化史，確定不同時(shí)期的地溫梯度；(4)以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束點(diǎn)的各沉積相的結(jié)構(gòu)相類型，確定對(duì)不同沉積相原始孔隙度的影響參數(shù)，建立不同類型儲(chǔ)層原始孔隙度的預(yù)測模型；(5)以井點(diǎn)資料為基礎(chǔ)，模擬約束點(diǎn)的壓實(shí)演化史，確定壓實(shí)減孔參數(shù)，固化壓實(shí)減孔模型；(6)恢復(fù)鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土礦物膠結(jié)史，確定鈣質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、硅質(zhì)膠結(jié)指數(shù)、粘土膠結(jié)指數(shù)，固化膠結(jié)減孔模型；(7)恢復(fù)長石等組構(gòu)溶解史，確定各組構(gòu)溶解系數(shù)，固化各組構(gòu)溶解模型；(8)讀入分層數(shù)據(jù)、沉積相數(shù)據(jù)及構(gòu)造模型，建立地質(zhì)模型；(9)模擬目標(biāo)區(qū)的沉積充填史；(10)模擬目標(biāo)區(qū)的熱演化史，確定目標(biāo)地層不同地質(zhì)時(shí)間時(shí)的溫度、熱成熟度、所處成巖階段；(11)依據(jù)地質(zhì)模型，模擬目標(biāo)層段的原始孔隙度；(12)模擬目標(biāo)區(qū)的壓實(shí)減孔史，確定不同時(shí)期的累積壓實(shí)減孔量；(13)模擬目標(biāo)區(qū)的鈣質(zhì)膠結(jié)史、硅質(zhì)膠結(jié)史、粘土膠結(jié)史，確定不同時(shí)期累積膠結(jié)減孔里；(14)模擬目標(biāo)區(qū)的溶解史，確定不同時(shí)期溶解增孔量；(15)計(jì)算不同地質(zhì)時(shí)期目標(biāo)層段的總孔隙度；(16)按總孔隙度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定有效儲(chǔ)層的發(fā)育區(qū)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，其特征在于所述的地質(zhì)資料的收集包括以下內(nèi)容目標(biāo)地區(qū)的地層序列及各地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間；目標(biāo)地區(qū)鉆井分層數(shù)據(jù)、目標(biāo)層段沉積相研究成果圖件、不同地層界面構(gòu)造圖；目標(biāo)層段的熱成熟度分析數(shù)據(jù)、膠結(jié)物含量、溶蝕孔隙度、殘余孔隙度等數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，其特征在于所述的原始資料數(shù)據(jù)庫的建立包括以下幾個(gè)方面(1)熱成熟度指標(biāo)TTI值與成熟度Ro值及成巖階段之間關(guān)系的理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫；(2)地質(zhì)年代符號(hào)與地質(zhì)年代持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)庫；(3)沉積相類型、符號(hào)序列庫數(shù)據(jù)庫；(4)結(jié)構(gòu)相與原始孔隙度關(guān)系數(shù)據(jù)庫；(5)用于約束模型的單井模擬數(shù)據(jù)庫，包括單井分層數(shù)據(jù)、單井沉積相分析成果數(shù)據(jù)、 單井儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)參數(shù)、單井成熟度分析數(shù)據(jù)、單井成油成氣時(shí)代分析數(shù)據(jù)、單井孔隙度分析數(shù)據(jù)、單井孔隙類型及孔隙構(gòu)成數(shù)據(jù)；(6)地質(zhì)模型數(shù)據(jù)庫，包括研究區(qū)鉆井分層數(shù)據(jù)、不同地層界面構(gòu)造圖、目標(biāo)層段沉積相平面圖等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，其特征在于所述的總孔隙度是原生孔隙中殘留孔隙與新生的溶解孔隙的總和，即原生孔隙，加上新增的溶解孔隙量，減去壓實(shí)、膠結(jié)減少的孔隙便可得到高成巖儲(chǔ)層目前的孔隙度即禮〃 =Σφ,，其中:爐湖為某地質(zhì)時(shí)刻儲(chǔ)層總的孔隙度； 爐。為某儲(chǔ)層原始孔隙度； φ丨為第i種地質(zhì)作用增減的孔隙度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)測高成巖階段低孔低滲碎屑巖有效儲(chǔ)層的方法，屬油氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于通過對(duì)影響孔隙度的地質(zhì)作用過程分析、模擬和定量評(píng)價(jià)，建立起地質(zhì)過程響應(yīng)關(guān)系，確定儲(chǔ)層原始孔隙保留和次生孔隙增減情況，進(jìn)而定量評(píng)價(jià)處于高成巖階段的低孔低滲儲(chǔ)層目前的孔隙度，預(yù)測有效儲(chǔ)層發(fā)育，為油藏評(píng)價(jià)提供依據(jù)；本發(fā)明預(yù)測性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測處于高成巖各階段各類碎屑巖有效儲(chǔ)層的分布，可對(duì)研究目標(biāo)區(qū)段有效儲(chǔ)層分布進(jìn)行精細(xì)預(yù)測，預(yù)測單元平面可達(dá)到百米級(jí)；理論依據(jù)扎實(shí)，避免了傳統(tǒng)方法中對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的過份依賴；定量性好，適用性廣，資料要求相對(duì)較低；為不同勘探開發(fā)階段具有不同資料基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)提供了方便。
文檔編號(hào)E21B49/00GK102562048SQ20101062452
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者尹太舉, 張昌民, 楊威 申請(qǐng)人:長江大學(xué)