由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法
【背景技術】
[0002]頁巖氣的成功開發(fā)給全球帶來了新能源革命，頁巖氣的利用對環(huán)境保護和節(jié)能都有著重要的意義，頁巖氣層的尋找與發(fā)現(xiàn)越來越受到人們的重視，有效開發(fā)頁巖氣成為礦產(chǎn)開發(fā)的一種新常態(tài)。頁巖氣含氣飽和度是頁巖氣儲層、頁巖氣藏及頁巖氣選區(qū)評價的一項不可缺少的關鍵參數(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的頁巖氣儲層含氣飽和度確定方法是采用ECS元素俘獲測井法或阿爾奇法求取。目前，ECS元素俘獲測井只能依賴國外測井公司服務，成本非常高。阿爾奇法求取頁巖氣儲層含氣飽和度，主要是使用頁巖儲層測井電阻率、孔隙度等資料。阿爾奇法求取頁巖氣儲層含氣飽和度前提條件是，僅有地層水導電，構(gòu)成地層骨架的礦物成分不導電。然而，頁巖氣儲層中多存在黃鐵礦之類的導電礦物，使頁巖氣儲層電阻率異常變小，計算得到的含氣飽和度準確度較低，誤差較大，該方法有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述技術現(xiàn)狀，旨在依托巖心實驗提供一種由巖性密度測井資料確定頁巖氣儲層含氣飽和度計算模型，能夠提高含低電阻率夾層條件下的頁巖氣儲層含氣飽和度精度的方法。
[0005]本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，具體步驟為:
[0006]1)獲取工區(qū)已知井巖心樣品測試分析含氣飽和度Sg、巖心體積密度P b以及對應深度的測井自然伽馬GR;選取的樣品必須是同一工區(qū)，相同層系的，數(shù)量不能少于12塊，井數(shù)不限；然后利用最小二乘法確定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b *GR+c的模型系數(shù)，最終確定最佳模型；
[0007]式中巖心體積密度Pb量綱為g/cm3，
[0008]自然伽馬GR量綱為API，
[0009]含氣飽和度Sg量綱為％ ;
[0010]2)通過測井資料獲取待解釋井的自然伽馬GR、巖性密度DEN，通過氣測錄井資料獲取待解釋井的全烴、甲烷含量，通過地質(zhì)錄井資料獲取待解釋地質(zhì)錄井的巖肩、巖心巖性；巖性密度DEN量綱為g/cm3;
[0011]3)通過步驟2)獲取的測井和錄井資料劃分頁巖氣儲層；
[0012]4)用步驟2)待解釋井測井巖性密度(DEN)替代步驟1)巖心體積密度(P b)，通過確定的最佳模型和測井資料計算待解釋井儲層含氣飽和度Sg ;
[0013]5)輸出計算結(jié)果。
[0014]本發(fā)明提供了一種低阻頁巖儲層計算地層含氣飽和度解決方案，較阿爾奇法確定頁巖儲層含氣飽和度方法更簡便，適用范圍更廣。
[0015]本發(fā)明已在某頁巖氣田應用120 口井使用，所計算的頁巖氣儲層含氣飽和度與巖心測試獲得的頁巖氣層含氣飽和度接近，平均誤差不超過10%，能滿足現(xiàn)場測錄井儲層評價和計算頁巖氣含氣飽和度的需要。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明工作流程框圖，
[0017]圖2為本發(fā)明模型一反算飽和度與巖心飽和度交會圖，
[0018]圖3為本發(fā)明模型二反算飽和度與巖心飽和度交會圖，
[0019]圖4為本發(fā)明J頁巖氣田S井應用實例圖。
【具體實施方式】
[0020]本申請人通過頁巖氣儲層巖心實驗研究發(fā)現(xiàn)，頁巖氣儲層巖心體積密度(Pb)與其含氣飽和度(Sg)存在明顯定量關系，這種關系表現(xiàn)為含氣飽和度與巖心體積密度的倒數(shù)成正相關關系，并且含氣飽和度同樣與巖心體積密度和對應的測井自然伽馬成線性關系。測井巖性密度(DEN)與巖心體積密度在數(shù)值上是相等的，只是測量方式不同。因此，測井巖性密度同樣與頁巖氣儲層含氣飽和度存在上述定量關系，利用測井密度、自然伽馬(GR)資料能夠定量確定頁巖氣儲層含氣飽和度(Sg)。用巖心資料的計算，使用模型一 Sg =al/ p b+bl、計算模型二 Sg = a2.p b+b2.GR+c2 ;基于測井資料的計算，模型一 Sg = al/DEN+bl、計算模型二 Sg = a2.DEN+b2.GR+c2。
[0021]式中al、bl、a2、b2、c2為方程系數(shù)。
[0022]下面參照附圖詳述本發(fā)明。
[0023]參照圖1，本發(fā)明的具體步驟為:
[0024]1)獲取工區(qū)已知井巖心樣品測試分析含氣飽和度Sg、巖心體積密度P b以及對應深度的測井自然伽馬GR;選取的樣品必須是同一工區(qū)，相同層系的，數(shù)量不能少于12塊，井數(shù)不限；然后利用最小二乘法確定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b *GR+c的模型系數(shù)，然后再利用模型反算得到的含氣飽和度與巖心測試飽和度回歸，相關系數(shù)高的為最佳模型。
[0025]2)通過測井資料獲取待解釋井的自然伽馬GR、巖性密度DEN，通過氣測錄井資料獲取待解釋井的全烴、甲烷含量，通過地質(zhì)錄井資料獲取待解釋地質(zhì)錄井的巖肩、巖心巖性；
[0026]待解釋井的自然伽馬GR、巖性密度DEN數(shù)據(jù)深度間隔為0.lm?1.0m，保存為wis或txt格式；氣測錄井全烴和甲烷含量深度間隔為lm或0.5m，保存為wis或txt格式；地質(zhì)巖肩、巖心的巖性數(shù)據(jù)保存為excel或txt格式。
[0027]3)通過步驟2)獲取的測井和錄井資料劃分頁巖氣儲層；
[0028]頁巖氣儲層劃分依據(jù):巖性為頁巖或泥質(zhì)巖類；全烴、甲烷存在明顯異常，不含重烴成分；高自然伽馬、低密度。
[0029]4)用步驟2)待解釋井測井巖性密度(DEN)替代步驟1)巖心體積密度(P b)，通過確定的最佳模型和測井資料計算待解釋井儲層含氣飽和度Sg ;
[0030]5)輸出計算結(jié)果，通常，頁巖氣層的含氣飽和度Sg不低于0.5。
[0031]下面用J頁巖氣田S井具體實施例詳述本發(fā)明。
[0032]1)通過J頁巖氣田巖心測試分析獲取4 口頁巖井共82塊頁巖巖心的含氣飽和度(Sg)、巖心體積密度(Pb)以及通過測井資料獲取對應深度的自然伽馬(GR)，然后將82塊頁巖巖心Sg與P b和GR，按模型一 Sg = al/P b+bl和模型二 Sg =a2.P b+b2.GR+c2做最小二乘法回歸處理，得到模型系數(shù)al = 1610.600、bl = 567.240，a2 = -262.896、b2 = 0.183、c2 = 768.147，即模型一 Sg = 1610.6/ P b+567.24、模型二 Sg=-262.896.P b-0.183.GR+768.147，再用模型一反算的含氣飽和度做Y軸、巖心測試含氣飽和度做X軸進行擬合，相關系數(shù)R為0.79 (見圖2);模型二反算含氣飽和度做Y軸、巖心飽和度做X軸進行回歸，相關系數(shù)R為0.81 (見圖3)，對比模型一和模型二的相關系數(shù)，模型二相關系數(shù)高于模型一，模型二為最佳模型，選用模型二。
[0033]2)通過測井資料獲取待解釋S井的自然伽馬GR、巖性密度DEN，通過氣測錄井資料獲取待解釋井S井的全烴、甲烷含量，通過地質(zhì)錄井資料獲取待解釋地質(zhì)錄井的巖肩、巖心巖性;
[0034]3)通過步驟2)獲取的S井的自然伽馬、巖性密度、全烴、甲烷和巖肩巖心的巖性劃分S井頁巖氣儲層，S井頁巖氣主要顯示層段在2170.0?2220.0m ;
[0035]4)用步驟 2)利用最佳模型 Sg = -262.896.P b+0.183.GR+768.147 和 S 井的密度和自然伽馬資料計算S井儲層含氣飽和度Sg ;
[0036]5)輸出計算結(jié)果，S井2170.0?2220.0m井段計算含氣飽和度主要范圍為50.0%?80.0% (見圖4)，與該井巖心飽和度測試結(jié)果對比，平均誤差小于10%，能夠滿足頁巖氣儲層和頁巖氣氣藏評價需要。
【主權(quán)項】
1.由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，其特征在于具體步驟為: 1)獲取工區(qū)已知井巖心樣品測試分析含氣飽和度Sg、巖心體積密度Pb以及對應深度的測井自然伽馬GR;選取的樣品必須是同一工區(qū)，相同層系的，數(shù)量不能少于12塊，井數(shù)不限；然后利用最小二乘法確定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b.GR+c的模型系數(shù)，最終確定最佳模型； 式中巖心體積密度P b量綱為g/cm3， 自然伽馬GR量綱為API， 含氣飽和度Sg量綱為％ ; 2)通過測井資料獲取待解釋井的自然伽馬GR、巖性密度DEN，通過氣測錄井資料獲取待解釋井的全烴、甲烷含量，通過地質(zhì)錄井資料獲取待解釋地質(zhì)錄井的巖肩、巖心巖性；巖性密度DEN量綱為g/cm3; 3)通過步驟2)獲取的測井和錄井資料劃分頁巖氣儲層； 4)用步驟2)待解釋井測井巖性密度(DEN)替代步驟1)巖心體積密度(Pb)，通過確定的最佳模型和測井資料計算待解釋井儲層含氣飽和度Sg ; 5)輸出計算結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，其特征在于步驟1)中利用模型反算得到的含氣飽和度與巖心測試飽和度回歸，相關系數(shù)高的為最佳模型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，其特征在于步驟2)中待解釋井的自然伽馬GR、巖性密度DEN數(shù)據(jù)深度間隔為0.lm?1.0m ;氣測錄井全烴和甲烷含量深度間隔為lm或0.5m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，其特征在于步驟3)頁巖氣儲層劃分依據(jù):巖性為頁巖或泥質(zhì)巖類；全烴、甲烷存在明顯異常，不含重烴成分；高自然伽馬、低密度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由測井巖性密度確定頁巖氣儲層含氣飽和度的方法，獲取巖心測試分析含氣飽和度、巖心體積密度及對應深度的測井自然伽馬，利用最小二乘法確定模型一、模型二的模型系數(shù)，最終確定最佳模型；通過測井資料獲取待解釋井的自然伽馬、巖性密度，通過氣測錄井資料獲取待解釋井的全烴、甲烷含量，通過地質(zhì)錄井資料獲取待解釋地質(zhì)錄井的巖屑、巖心巖性；通過獲取的測井和錄井資料劃分頁巖氣儲層；確定的最佳模型和測井資料計算待解釋井儲層含氣飽和度Sg；輸出計算結(jié)果。本發(fā)明簡便，適用范圍更廣。本發(fā)明已在某頁巖氣田應用120口井使用，所計算的頁巖氣儲層含氣飽和度與巖心測試獲得的頁巖氣層含氣飽和度接近，平均誤差不超過10％。
【IPC分類】E21B49/00
【公開號】CN105350959
【申請?zhí)枴緾N201510753459
【發(fā)明人】張建平, 馮愛國, 石文睿, 趙紅燕, 張占松, 任元, 張超謨, 袁擁軍, 石元會
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化江漢石油工程有限公司測錄井公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月6日