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CN111827995B - 一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法 - Google Patents

一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，包括以下步骤，步骤1，对超压砾岩储层岩心进行实验分析计算得到孔隙结构指数m和超压物性指数Pi；步骤2，将孔隙结构指数m和超压物性指数Pi引入SDR渗透率计算模型中，计算超压砾岩储层的渗透率K。通过在SDR渗透率计算模型中上引入孔隙结构指数m和超压物性指数Pi，在计算渗透率时加入了超压对于渗透率K的影响，实现了对超压砾岩储层渗透率定量的，精确的计算，形成超压砾岩储层渗透率的计算方法。避免了传统SDR计算渗透率不能体现超压影响的问题，且本发明的渗透率计算结果与岩心分析渗透率的结果更为接近，渗透率误差更小。

Description

一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法
技术领域
本发明涉及石油勘探中的复杂油气藏储层测井评价技术领域，具体为一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法。
背景技术
储层的渗透率是进行储层评价的一个关键参数，准确计算储层渗透率是测井解释评价的重要任务之一。目前基于核磁共振测井技术储层渗透率主要采用的是SDR弛豫时间—渗透性模型和Coates 束缚水-渗透性模型等。
Coates模型理论上，对于特定的岩石，其束缚水含量越高，可动流体相的渗透性越差，所以，束缚水的确定方法对渗透率的计算结果将有很大的影响。当孔隙中含有轻烃，特别是天然气时，束缚水与自由流体均需做含烃及含氢指数校正。此外，系数C有很强的地区经验性，需要由实验确定。SDR模型不受束缚水模型的影响，但岩石孔隙中含有烃时，T2分布的几何平均值会发生变化，使估算的渗透率也不一样，并且不能做含烃校正。
然而这两个模型是以渗透率较高的砂岩和碳酸盐岩为研究对象而建立的，根据公式，影响其结果的主要因素是孔隙结构，对于超压砾岩储层并不适用，也不能准确得出该类型储层的真实渗透率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，适用于测量超压砾岩储层渗透率，测量结果准确。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，包括以下步骤，
步骤1，对超压砾岩储层岩心进行实验分析计算得到孔隙结构指数m和超压物性指数Pi；
步骤2，将孔隙结构指数m和超压物性指数Pi引入SDR渗透率计算模型中，计算超压砾岩储层的渗透率K。
优选的，步骤1中，通过对超压砾岩储层岩心进行核磁实验确定T2截止值，通过T2截止值处理得到核磁总孔隙度φ、核磁有效孔隙度φe和核磁可动孔隙度φf，进而计算得到孔隙结构指数m。
进一步的，所述孔隙结构指数m计算公式为，
m=φf/φe，
式中，φe为核磁有效孔隙度，φf为核磁可动孔隙度。
进一步的，所述通过T2截止值计算核磁总孔隙度φ、核磁有效孔隙度φe和核磁可动孔隙度φf的公式如下：
；
；
；
式中，T2为核磁测量的横向弛豫时间；T2max为T2谱弛豫时间终止值；T2min为T2谱弛豫时间初始值，f为毛管束缚T2截止值，e为泥质束缚T2截止值。
进一步的，所述T2截止值分为毛管束缚截止值和泥质束缚截止值；所述毛管束缚T2截止值为16ms，泥质束缚T2截止值为1.6ms。
优选的，步骤1中，通过分析储层声波时差和泥岩电阻率计算超压物性指数Pi。
进一步的，所述超压物性指数Pi的计算公式为：
Pi=DT/Rsh，
式中，DT为储层声波时差值，Rsh为相邻的泥岩电阻率值。
优选的，所述超压砾岩储层的渗透率K的计算公式为：
式中，c为系数，φ为地层总孔隙度，T2GM为T2谱的几何平均值， Pi为超压物性指数，m为孔隙结构指数。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，通过在SDR渗透率计算模型中上引入孔隙结构指数m和超压物性指数Pi，在计算渗透率时加入了超压对于渗透率K的影响，实现了对超压砾岩储层渗透率定量的，精确的计算，形成超压砾岩储层渗透率的计算方法。避免了传统SDR计算渗透率不能体现超压影响的问题，且本发明的渗透率计算结果与岩心分析渗透率的结果更为接近，渗透率误差更小。
进一步的，步骤1中，通过分析储层声波时差和泥岩电阻率计算超压物性指数Pi。通过分析储层声波时差和泥岩电阻率计算超压物性指数Pi，由于泥岩欠压实引起地层超压，随着地层压力系数的增加，声波时差是变大的，而电阻率是降低的，因此采用储层声波时差值和相邻的泥岩电阻率值来计算超压物性指数Pi，可以较好的反映地层的超压程度。
附图说明
图1为实施例中一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率计算方法的流程图；
图2为实施例中实验所得到的渗透率与地层压力系数的关系图；
图3为实施例中不同模型计算的渗透率与岩心分析渗透率的对比图；
图4为实施例中SDR_X计算渗透率与岩心分析渗透率相关性分析图；
图5为传统SDR计算渗透率与岩心分析渗透率相关性分析图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率计算方法，包括如下步骤：
步骤101，选取砾岩岩心，通过岩石物理实验确定该地区的T2截止值；
步骤102，通过T2截止值计算核磁总孔隙度φ、有效孔隙度φe以及可动孔隙度φf；
步骤103，依据步骤102中的孔隙度计算孔隙结构指数m；
步骤104，通过分析储层声波时差和泥岩电阻率计算超压物性指数Pi；
步骤105，在SDR渗透率计算模型中利用超压物性指数Pi和孔隙结构指数m求取超压砾岩储层的渗透率K。
在不同压力系数下的渗透率的变化如表1所示。
表1 不同岩样在不同压力系数下的渗透率变化率表
图2为表2的渗透率变化率与地层压力系数的关系图，如图2所示，图中5种点型代表的是5个不同的岩样，如图2所示渗透率变化率随孔隙压力增大呈非线性关系增大，当孔隙压力达到临界值时，渗透率异常增高。
图2中明确说明了渗透率和地层压力存在数学关系。而传统的SDR模型并没有考虑地层压力，采用本发明提供的渗透率计算方法，就是在SDR模型下，考虑了地层压力，为了在超压地层中更准确的计算渗透率，使得渗透率计算更准确。但是单纯的地层压力并不能直接引入SDR模型中，本发明中通过分析储层声波时差值和泥岩电阻率值计算超压物性指数Pi，用来表示地层压力，并且结合孔隙结构指数m，从而能够将地层压力对于渗透率的影响加入SDR模型中，使其能够表示出在超压情况下岩层渗透率。
以XX地具体的超压砾岩储层来进一步说明整个计算过程，
步骤101、选择某一目标研究区块，选取不同超压砾岩储层的岩心，按照《岩心分析方法(SY/T5336-2006)》的标准流程进行实验，并经过多口井标定刻度，通过对超压砾岩储层岩心进行核磁实验，确定T2截止值，T2 截止值随地区或储层不同而差异很大。在超压砾岩储层中，T2截止值常规下分别为16ms和1.6ms，16ms为毛管束缚T2截止值，1.6ms泥质束缚T2截止值，T2截止值将核磁T2谱分成三个孔隙组分。16和1.6分别为毛管束和泥质束缚的截止值，利用该截止值和T2谱的幅度积分可以求得相应的孔隙度。
步骤102、根据实验确定的T2截止值计算XX井的核磁的总孔隙度φ、有效孔隙度φe和可动孔隙度φf的。
利用T2截止值计算核磁的总孔隙度φ、有效孔隙度φe和可动孔隙度φf的公式如下：
；
；
；
式中，T2为核磁测量的横向弛豫时间，单位为ms；T2max为T2谱弛豫时间终止值；T2min为T2谱弛豫时间初始值。
步骤103、按下述公式计算XX井孔隙结构指数m，其公式如下：
m=φf/φe，
其中，φe为核磁有效孔隙度，φf为核磁可动孔隙度。
步骤104、通过分析地层压力系数与声波时差及泥岩电阻率的关系，利用常规曲线计算超压物性指数Pi，
按下述公式计算XX井超压物性指数Pi，其公式如下：
Pi=DT/RSH，
其中，DT储层声波时差值，Rsh为相邻的泥岩电阻率值。其物理基础在于，由于泥岩欠压实引起地层超压，随着地层压力系数的增加，声波时差是变大的，而泥岩电阻率是降低的，因此采用Pi=DT/Rsh计算超压物性指数Pi。通过上式来计算超压物性指数Pi，可以较好的反映地层的超压程度。
随着地层压力系数的增加，声波时差是变大的，而泥岩电阻率是降低的，因此采用储层声波时差值和相邻的泥岩电阻率值来计算超压物性指数Pi，可以较好的反映地层的超压程度。并且渗透率和超压程度存在着一定的正相关关系，如图2，因此在SDR模型中引入超压的概念，可以较准确的计算渗透率。
步骤105、按下述公式计算超压砾岩储层的渗透率K，计算公式如下：
其中，c为系数，Pi超压物性指数；m为孔隙结构指数；φ为地层总孔隙度，T2GM为T2谱分布的几何平均值，这两个参数由核磁共振测井获得。渗透率计算结果如表2所示，表2中SDR模型渗透率为传统SDR计算出的渗透率，SDR_X渗透率为本发明计算的渗透率。
在实际应用中，岩心取芯的成本很高，数量有限，因此需要通过测井资料来解决没有岩心情况下储层的渗透率问题。这样就可以获得纵向上连续深度的渗透率，而岩心分析渗透率只能得到一点的渗透率。
在不同深度的样品点，每个样品点做实验可以获得准确的岩心分析渗透率，用来检验不同模型计算渗透率是否准确。在表2中，SDR模型计算的渗透率与岩心分析渗透率差距较大，说明该模型在超压地层下计算的渗透率不准确。最后一列是本发明提供计算方法得到的SDR_X渗透率渗透率，和岩心分析渗透率的数值更接近，说明本发明中的渗透率计算更准确。
图3为实施例中不同模型计算的渗透率与岩心分析渗透率的对比图，图中是不同模型计算的渗透率与岩心分析渗透率的对比图，图3从左往右依次为，第一道是通过不同的横向弛豫时间对T2谱进行切片得到的孔隙结构；第二道为深度；第三道为不同模型计算的渗透率，图中自上而下依次为SDR计算的渗透率，岩心分析渗透率，本发明计算的渗透率，第三道中的黑点值为进行不同深度的岩心分析试验计算得到的渗透率值，深色阴影部分的曲线为传统SDR计算得到的渗透率，浅色阴影部分的曲线为本发明计算得到的渗透率，岩心分析渗透率的点值与本发明中的渗透率曲线更为接近；第四道为核磁T2谱与几何平均值；第五道为核磁孔隙度包括黏土束缚孔隙度、毛管束缚孔隙度、可动水孔隙度和可动烃孔隙度；如图3所示，本发明计算的渗透率与岩心分析的渗透率误差更小。
图4和图5为不同模型渗透率与岩心分析渗透率相关性分析图，如图4所示，本发明提供的超压砾岩储层渗透率计算方法所得到的结果与岩心分析结果具有很高的相关性，相关系数达到0.9825。如图5所示，采用SDR模型与岩心分析结果的相关性只有0.0016。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1，对超压砾岩储层岩心进行实验分析计算得到孔隙结构指数m和超压物性指数Pi；
通过对超压砾岩储层岩心进行核磁实验确定T2截止值，通过T2截止值处理得到核磁总孔隙度φ、核磁有效孔隙度φe和核磁可动孔隙度φf，进而计算得到孔隙结构指数m；
所述孔隙结构指数m计算公式为，
m=φf/φe，
式中，φe为核磁有效孔隙度，φf为核磁可动孔隙度；
步骤2，将孔隙结构指数m和超压物性指数Pi引入SDR渗透率计算模型中，计算超压砾岩储层的渗透率K；
所述超压砾岩储层的渗透率K的计算公式为：
式中，c为系数，φ为地层总孔隙度，T2GM为T2谱的几何平均值， Pi为超压物性指数，m为孔隙结构指数。
2.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，其特征在于，通过T2截止值计算核磁总孔隙度φ、核磁有效孔隙度φe和核磁可动孔隙度φf的公式如下：
；
；
；
式中，T2为核磁测量的横向弛豫时间；T2max为T2谱弛豫时间终止值；T2min为T2谱弛豫时间初始值，f为毛管束缚T2截止值，e为泥质束缚T2截止值。
3.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，其特征在于，所述T2截止值分为毛管束缚T2截止值和泥质束缚T2截止值；所述毛管束缚T2截止值为16ms，泥质束缚T2截止值为1.6ms。
4.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，其特征在于，步骤1中，通过分析储层声波时差和泥岩电阻率计算超压物性指数Pi。
5.根据权利要求4所述的一种基于核磁共振的超压砾岩储层渗透率的计算方法，其特征在于，所述超压物性指数Pi的计算公式为：
Pi=DT/Rsh，
式中，DT为储层声波时差值，Rsh为相邻的泥岩电阻率值。
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