一種適用于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型的測(cè)井評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣勘探和開發(fā)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種利用測(cè)井技術(shù)識(shí)別 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)測(cè)井技術(shù)在頁(yè)巖氣勘探開發(fā)方面主要用于對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的儲(chǔ)層性質(zhì)、巖石 力學(xué)特性及頁(yè)巖頁(yè)理與裂縫發(fā)育程度的研究。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的儲(chǔ)層性質(zhì)、巖石力學(xué)特性及頁(yè) 巖頁(yè)理與裂縫發(fā)育程度等均與其地質(zhì)模型認(rèn)識(shí)有重要的關(guān)系，但利用測(cè)井技術(shù)還原頁(yè)巖氣 儲(chǔ)層地質(zhì)模型、進(jìn)而指導(dǎo)水平井鉆進(jìn)及有利壓裂段的選取，還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
[0003] 利用測(cè)井技術(shù)評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：一是頁(yè)巖研究屬于 新生事物，沒(méi)有相關(guān)通過(guò)測(cè)井技術(shù)來(lái)確定地質(zhì)模型的方法，現(xiàn)有地質(zhì)模型的建立是通過(guò)野 外地質(zhì)考察、依靠地質(zhì)露頭的剖面特征來(lái)確定地質(zhì)模型的；二是水平測(cè)井難以實(shí)施確定井 旁構(gòu)造的成像測(cè)井技術(shù)，使得水平測(cè)井中一般只能通過(guò)常規(guī)測(cè)井技術(shù)實(shí)現(xiàn)井旁地質(zhì)結(jié)構(gòu)分 析，限制了利用測(cè)井技術(shù)研究地質(zhì)模型的建立。
[0004] 基于上述情況，亟需一種基于常規(guī)測(cè)井技術(shù)正確推測(cè)地質(zhì)模型的方法，用以有效 地指導(dǎo)頁(yè)巖氣水平井井軌跡設(shè)計(jì)及后期儲(chǔ)層改造方案的制定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用測(cè)井技術(shù)識(shí)別頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型的方 法，用以有效地指導(dǎo)頁(yè)巖氣水平井井軌跡設(shè)計(jì)及后期儲(chǔ)層改造方案的制定。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種適用于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型的測(cè)井評(píng)價(jià)方 法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一，基于臨近頁(yè)巖氣目的層段的露頭地質(zhì)特征建立開采目的層區(qū)域的預(yù)估地 質(zhì)模型與儲(chǔ)層裂縫模式；
[0008] 步驟二，基于所述儲(chǔ)層裂縫模式和直井測(cè)井技術(shù)建立裂縫響應(yīng)特征與測(cè)井響應(yīng)曲 線的關(guān)系，并依據(jù)該關(guān)系確定測(cè)井曲線和所述測(cè)井曲線識(shí)別裂縫的依據(jù)；
[0009] 步驟三，基于所述測(cè)井曲線識(shí)別裂縫的依據(jù)、水平井段與其導(dǎo)眼井和相鄰直井的 巖性判斷以及水平井段與相鄰地層的測(cè)井曲線的相似性對(duì)比確認(rèn)水平井段的地質(zhì)特征信 息；
[0010] 步驟四，基于所述水平井段的地質(zhì)特征信息和水平井測(cè)井曲線的變化關(guān)系，結(jié)合 所述預(yù)估地質(zhì)模型還原地質(zhì)模型；
[0011] 步驟五，基于水平井的鄰近區(qū)域其他鉆井得到的巖心測(cè)試的結(jié)果和頁(yè)巖氣目的層 段頁(yè)巖氣生產(chǎn)、測(cè)試的結(jié)果對(duì)儲(chǔ)層裂縫模式和還原的地質(zhì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)估地質(zhì)模型包括褶皺模型和穩(wěn)定模型。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述儲(chǔ)層裂縫模式包括棋盤格裂縫模式和斜交裂縫模 式。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟二中，進(jìn)一步包括以下步驟：
[0015] 基于所述儲(chǔ)層裂縫模式判斷所述頁(yè)巖氣目的層段的裂縫宏觀特征；
[0016] 基于所述直井測(cè)井技術(shù)獲得的所述頁(yè)巖氣目的層段的成像測(cè)井、常規(guī)測(cè)井、巖心 測(cè)試和頁(yè)巖氣目的層段的含氣量測(cè)試結(jié)果確定頁(yè)巖氣目的層段的裂縫微觀特征；
[0017] 基于所述裂縫宏觀特征和所述裂縫微觀特征確定裂縫響應(yīng)特征與測(cè)井響應(yīng)曲線 之間的關(guān)系，并基于該關(guān)系確定測(cè)井曲線和測(cè)井曲線識(shí)別裂縫的依據(jù)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述測(cè)井曲線包括：
[0019] 自然伽馬測(cè)井曲線，其用于分析和識(shí)別地層巖性；
[0020] 孔隙度測(cè)井曲線，其反映地層孔隙結(jié)構(gòu)，其中，孔隙度測(cè)井曲線包括密度測(cè)井曲 線、中子測(cè)井曲線和聲波測(cè)井曲線；
[0021] 電阻率測(cè)井曲線，其反映地層裂縫情況，其中，電阻率測(cè)井曲線包括深電阻率曲線 和微電阻率曲線。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述水平井測(cè)井曲線的變化關(guān)系包括鏡像變化關(guān)系和 穩(wěn)定變化關(guān)系。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟四中，還原地質(zhì)模型包括以下步驟：
[0024] 根據(jù)水平井測(cè)井曲線的變化關(guān)系，確定水平井鉆遇地層的地質(zhì)變化情況，
[0025] 如果水平井測(cè)井響應(yīng)曲線表現(xiàn)為穩(wěn)定變化關(guān)系，則確定地質(zhì)模型中的地層為單斜 結(jié)構(gòu)；
[0026] 如果水平井測(cè)井曲線表現(xiàn)為鏡像變化關(guān)系，則確定地質(zhì)模型中的地層為褶皺結(jié) 構(gòu)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在確定地質(zhì)模型中的地層為褶皺結(jié)構(gòu)時(shí)，還包括如下 步驟：
[0028] 在鏡像變化發(fā)生起始處縱向調(diào)整水平井軌跡，重新獲得測(cè)井曲線，直到測(cè)井曲線 上的鏡像變化關(guān)系消失，使得最終獲得的測(cè)井曲線的響應(yīng)特征對(duì)應(yīng)的地質(zhì)信息與目的層段 的地質(zhì)信息一致；
[0029] 記錄水平井縱向移動(dòng)的距離及水平方向的鏡像變化關(guān)系的距離，結(jié)合水平井段的 地質(zhì)特征信息和預(yù)估地質(zhì)模型還原地質(zhì)模型。
[0030] 本發(fā)明帶來(lái)了以下有益效果：
[0031] 本方法能實(shí)現(xiàn)利用測(cè)井信息還原儲(chǔ)層地質(zhì)模型，避免鉆探風(fēng)險(xiǎn)，可以在節(jié)約成本 的同時(shí)提高水平井井軌跡設(shè)計(jì)及鉆遇目標(biāo)層位的準(zhǔn)確度；不僅適用于頁(yè)巖水平井開發(fā)，也 適用于其他類型的水平井開發(fā)，具有較強(qiáng)的可操作性。
[0032] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利 要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單的介紹：
[0034] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；
[0035] 圖2是野外地質(zhì)考察出露地表的褶皺地層地質(zhì)剖面；
[0036] 圖3是野外地質(zhì)考察出露地表的穩(wěn)定地層地質(zhì)剖面；
[0037] 圖4是棋盤格裂縫發(fā)育地質(zhì)剖面圖；
[0038] 圖5是斜交裂縫地質(zhì)剖面圖；
[0039] 圖6是圖1中步驟S2的方法流程圖；
[0040] 圖7是利用成像測(cè)井資料確定的頁(yè)巖頁(yè)理發(fā)育圖；
[0041] 圖8是裂縫發(fā)育特征的測(cè)井響應(yīng)圖；
[0042] 圖9是導(dǎo)眼井的測(cè)井曲線圖；
[0043] 圖10是水平井1的測(cè)井曲線圖；
[0044] 圖11是水平井在具有褶皺構(gòu)造的地質(zhì)模型中的軌跡圖；
[0045] 圖12是水平井2的測(cè)井曲線圖；以及
[0046] 圖13是單一地層的地質(zhì)模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用 技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0048] 本發(fā)明所述的方法以頁(yè)巖氣水平井勘探開發(fā)為例，但不限于頁(yè)巖水平井的開發(fā)。 本發(fā)明所述的方法同樣也適用于其他類型水平井開發(fā)，具有較強(qiáng)的可操作性。
[0049] 第一實(shí)施例
[0050] 如圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
[0051] 如圖1所示，在步驟Sl中，通過(guò)觀察開采目的地鄰近露頭區(qū)域上的各種褶皺、斷裂 及面狀和線狀構(gòu)造等地質(zhì)特征，判斷可能鉆遇到的地質(zhì)模型并建立預(yù)估地質(zhì)模型。在實(shí)際 地質(zhì)考察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，主要存在兩種頁(yè)巖地質(zhì)模型，一種為褶皺模型，如圖2所示；一種為 穩(wěn)定模型，如圖3所示。
[0052] 同時(shí)，通過(guò)頁(yè)巖氣目的層段的露頭地質(zhì)特征還可以建立儲(chǔ)層裂縫模式。在不同的 地層模型下，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層發(fā)育的裂縫模式也不盡相同。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要存在兩種裂縫模式： 一種為棋盤格模式，如圖4所示；一種為斜交模式，如圖5所示。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層裂縫模式的確 定有利于井眼軌跡設(shè)計(jì)、壓裂層段及壓裂方式的選擇。
[0053] 在步驟S2中，基于儲(chǔ)層裂縫模式和直井測(cè)井技術(shù)建立裂縫響應(yīng)特征與測(cè)井響應(yīng) 曲線的關(guān)系，并依據(jù)該關(guān)系確定測(cè)井曲線和測(cè)井曲線識(shí)別裂縫的依據(jù)。由于頁(yè)巖氣儲(chǔ)存在 地層的巖石縫隙中，所以有必要了解巖石的縫隙結(jié)構(gòu)特征。在本步驟中，可以進(jìn)一步分為以 下的幾個(gè)步驟，如圖6所示。
[0054] 在步驟S201中，基于步驟Sl中獲得的儲(chǔ)層裂縫模式確定開采目的地臨近露頭區(qū) 域的裂縫宏觀特征，并通過(guò)該裂縫宏觀特征判斷頁(yè)巖氣目的層段的裂縫宏觀特征。
[0055] 裂縫宏觀特征主要是通過(guò)研究臨近頁(yè)巖氣開采目的層段露頭的裂縫與沉積巖性 之間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)和描述不同的裂縫模式特征。裂縫宏觀特征的詳細(xì)研究還包括在 野外地質(zhì)露頭上觀察到的裂縫形態(tài)、裂縫走向與方位、裂縫延伸長(zhǎng)度、裂縫寬度與裂縫規(guī)模 等，以及能用肉眼觀察到的微小裂縫發(fā)育情況。這些是直接顯示在露頭剖面上的。其中，裂 縫的走向與方位、裂縫延伸長(zhǎng)度、裂縫的寬度等可通過(guò)測(cè)量手段獲得，如圖2、圖3、圖4和圖 5中的線條標(biāo)注所示，這些都屬于裂縫宏觀特征。研究裂縫宏觀特征可以利用露頭剖面所顯 示出來(lái)的裂縫信息，確定直井中相應(yīng)層段的裂縫發(fā)育情況，還可以利用露頭剖面裂縫呈現(xiàn) 出來(lái)的特點(diǎn)來(lái)判定直井中裂縫發(fā)育的形態(tài)、方向與規(guī)模。
[0056] 在步驟S202中，利用直井測(cè)井技術(shù)確定頁(yè)巖氣目的層段的裂縫微觀特征。在該 步驟中，在直井測(cè)井中利用成像測(cè)井技術(shù)可以從成像測(cè)井圖上比較直觀地觀察到裂縫的形 態(tài)、大致走向與方位以及裂縫的發(fā)育程度，如圖7所示。利用成像測(cè)井解釋軟件，從獲得的 裂縫的走向與方位方向計(jì)算裂縫的寬度、長(zhǎng)度與裂縫發(fā)育的密度。但是，水平井測(cè)井本身存 在一定的限制，由于受成本及井眼的影響，對(duì)于能夠確定井旁構(gòu)造的成像測(cè)井有些區(qū)域難 以實(shí)施，也限制了利用成像測(cè)井技術(shù)研究地質(zhì)模型的建立。所以，在有條件利用成像測(cè)井技 術(shù)的區(qū)域可以采用成像測(cè)井技術(shù)獲取裂縫特征，在不能采用成像測(cè)井技術(shù)的區(qū)域可以采用 其他直井測(cè)井技術(shù)中的常規(guī)測(cè)井手段。
[0057] 常規(guī)測(cè)井技術(shù)包括電法、聲波、井陘、井斜等測(cè)井技術(shù)，用于反映地層的巖性、縫隙 結(jié)構(gòu)等信息。同時(shí)，基于巖心測(cè)試與含氣量測(cè)試結(jié)果和借鑒野外地質(zhì)露頭裂縫發(fā)育情況，也 可以獲得裂縫的發(fā)育程度。
[0058] 野外地質(zhì)調(diào)查與測(cè)井技術(shù)對(duì)裂縫模式的認(rèn)識(shí)具有互補(bǔ)性，前者可以從宏觀大尺度 描述裂縫與巖性的結(jié)構(gòu)特征