1、古龙南地区复杂油水层解释方法研究 勘查技术与工程 060102140201 姜艳娇 指导教师：宋延杰 摘 要 随着油气勘探开发的不断深入，复杂油气储层已经成为油田勘探开发的重点。由于古龙南地区葡萄花油层泥质含量高、微孔隙发育，导致该区储层具有孔隙度低、渗透率低、电阻率低的“三低”特点，因此，建立一套适合该区复杂油水层的测井解释方法是比较难的，也是必要的。本文 基于 岩心孔渗、粒度、压汞等实验测量数据，通过对影响储层参数的因素进行相关分析，优选出主要因素，采用多元回归法建立储层参数解 释模型。针对古龙南地区低阻油层和高阻水层导电规律复杂性，考虑可动水和微孔隙水以及泥质附加导电规律，利用 有效介质
2、对称导电理论，建立 古龙南地区复杂油水层导电模型。利用岩样电阻率实验数据对导电模型精度进行了实验验证，并给出了模型中渗率指数和渗滤速率的计算方法。实际应用表明，本文建立的解释方法可提高古龙南地区复杂油气储层评价精度，满足油田勘探开发的需要。 关键词： 低孔低渗低阻储层；储层参数解释模型； 对称导电 理论 ； 含水饱和度模型；油水层评价 古龙南地区属低孔低渗低电阻率油气藏，其储层主要特征为孔隙度小、渗透率低、孔 隙结构复杂、束缚水饱和度高针对这种复杂储层，阿尔奇公式的应用效果不是很理想近几年，很多学者在“三低”储层成因、岩电规律、储层微观孔隙结构、储层评价方法、电阻率模型等方面做了大量的研究，
3、基于 “三低” 储层的岩石物理实验，分析了储层的孔隙结构特征，建立了储层孔隙度、渗透率、含水饱和度 和渗透率 等参数解释模型，并对 复杂 油水层进行了识别 1-4，但在建立“三低”储层导电模型中，多采用并联导电理论和阿尔奇公式。 而本文针对古龙南地区的复杂储层特点，采用一种新的导电理论 有效介质对称导电理论，建立古龙南地区复杂储层导电 模型解释模型。并给出复杂油水层评价方法。 一、古龙南地区复杂储层参数确定方法 1.确定地层泥质含量 利用 古龙南 地区 20口井的 26个层的 自然伽马测井资料 和岩心分析数据，建立了 古龙南 地区 葡萄花油层的储层泥质含量 计算关系式。 587.11677.5
4、0 GRV sh （ 1） 式中 ， shV 泥质含量； GR 自然伽马相对值 。 该式 相关 系数为 0.83，平均绝对误差为 2.56%，平均相对误差为 13.08%。 2.确定地层孔隙度 利用 古龙南 地区 28 口井的 42 个层的声波 与岩性密度测井资料 和岩心分析数据 ，建立了 古龙南 地区葡萄花油层的储层 孔隙度计算关系式。 95.7346.312167.0 bt （ 2） 式中， 孔隙度， %； t 声波时差测井值， fts/ ； b 密度测井值， 3/cmg 。 该式 相关系数为 0.938，平均绝对误差为 0.8%，平均相对误差为 5.1%。 3、确定地层束缚水饱和度 利用
5、岩心分析数据，对影响束缚水饱和度 Swi的各因素进行单相关分析，优选出该区储层的 孔隙度和粒度中值乘积 以及 孔隙度和泥质体积分数比值与束缚水饱和度相关 性较好。该区复杂储层束缚水饱和度与 孔隙度和粒度中值乘积 以及 孔隙度和泥质体积分数比值的交汇图分别见图 1、图 2。 y = 24.389x-0.5765R2= 0.57130204060801000 0.5 1 1.5 2 *Md束缚水饱和度（%）图 1 束缚水饱和度与孔隙度和粒度中值乘积交会图 y = 22.918x-0.847R2= 0.53490204060801000 0.3 0.6 0.9 1.2 /Vsh束缚水饱和度（%）图
6、1 束缚水饱和度与孔隙度和泥质含量比值交会图 利用 古龙南地区 10 口井的 50 块岩心的实验数据 ， 采用孔隙度和粒度中值乘积 以及孔隙度和泥质体积分数比值这两个参数对束缚水饱和度进行 回归，建立束缚水饱和度的计算公式 。 9756.18470.02 9 7.19)( 2 3 . 0 8 7 5 . 3 7 0-4 . 0 6 1shshwiVMdVMdS （ 3） 式中， Md 为粒度中值， mm。 用公式（ 3）计算的古龙南地 区 葡萄花油层的 50 块岩 心的束缚水饱和度与岩心分析束缚水饱和度的相关系数为 0.732，平均绝对误差为 9.5%。 4、确定地层渗透率 利用古龙南 地区
7、10 口井 50 块 岩心分析数据，对影响渗透率 K 的各因素进行单相关分析，优选出该区储层的孔隙度、泥质含量、粒度中值以及束缚水饱和度与渗透率相关性较好。 综合考虑，采用孔隙度、泥质含量和束缚水饱和度三元回归的方法，建立计算渗透率的公式 1 6 6 2 0 5.14 8 4 3 8 2.43 7 6 2 6 9.34 . 0 3 5 0 0 27071.010114 0 7 4.1wish SVKKK（ 4） 式中， K 为渗透率， mD； 为孔隙度， %； Vsh为泥质含量， %； wiS 为束缚水饱和度， %。 利用（ 4）式计算的古龙南地区 50 块岩心的渗透率与岩心分析渗透率的平均相
8、对误差为 83.4%。 二、古龙南地区复杂储层含水饱和度确定方法 1、古龙南地区复杂储层有效介质电阻率模型的建立 针对古龙南地区葡萄花油层的储层特点 ，认为储层 岩石 由不导电的骨架颗粒、不导电的油气、粘土颗粒、微孔隙水、可动水 等五 种成份组成。鉴于以上观点，基于有效介质对称导电理论，给出 了古龙南地区复杂储层 有效介质对称电阻率模型的体积模型，见图 3。其物质平衡方程为 ： wfwchclma VV 1 （ 5） 式中： maV ， clV 分别 为储层岩石的 骨架颗粒、 分散粘 土的 体积分数； h ， wc ， wf 分别 为储层岩石的 油、微孔隙水、可动水 的孔隙度； 为储层岩石 的
9、 有效孔隙度。 对于该区复杂储层，其导电规律可用有效介质对称导电理论描述。 按照 该导电理论 ， 并由 0hC ，则 五组份的 泥质 砂岩的电导率可表示如下 ： 22222 54321 ogw ogwogcl ogclogma ogmaogt ogt CC CCCC CCCC CCCC CC ）（ 6） 式中， 1C 、 2C 、 3C 、 4C 、 5C 分别为砂岩中的骨架颗粒、分散粘土颗粒、微孔隙水、可动水、油珠的电导率（ maC 、 lcC 、 wcC 、 wfC 、 hC ）， S/m； 1 、 2 、 3 、 4 、 5 分别为砂岩中的骨架颗粒、分散粘土颗粒、微孔隙水、可动水、油珠的
10、相对含量，小数； gC0 为虚介质的电导率， S/m。 认为 粘土含量高时，粘土颗粒呈连续相存在，则 0cl ； 同时，考虑粘土的颗粒形状影响，则有0cl 。 Berg（ 1995）认为油气在电性、尺寸、形状方面类似 砂岩颗粒，可动流体孔隙的弯曲程度与骨架表面的曲折程度相似，故有 hma ， wfhma ， clwc 。根据 Koelman5（ 1997）和 de Kuijper6（ 1996）给出的 gC0 参数化方法，设 0 hma CC ， 1 wfhma 7， 2 wc ， 4 cl ，13 ， 15 ， 整理得： 11241412135530hmawfwfwcwcclclmamacl
11、clclwfwwfwcwwcmamamag VV VCCCVCC （ 7） 整理得： 骨架颗粒 Vma 分散粘土颗粒 Vcl 油 h 微孔隙水 wc 可动水 wf 图 3 古龙南地区有效介质对称 电阻率模型的体积模型 0)()()()()()()()()()()(2121212112112111211112211211121112221112111222111211232031921821211621151141213121213112109281716125431212200190218016021501401301201102109286254321321wfhwchwfwchwfwchw
12、fhwchwfwchwfhwchhwfhwfwchwchwfhwchhwfhwchhhtwfwfwcwfwcwfwcwcwfwcwchwfwchwfwcwfwfwcwcwfwchwfwcwfwcwfwfwcwcwchhwfwchwfwcEEEEEEEEEEEEEEEEEEEECDGDGDGDGDGDGDGDGDGGGGGGGGGGFFF（ 8） wfwch （ 9） 式中， -有效孔隙度，小数； t -总孔隙度，小数； tcl -粘土的总孔隙度，小数。 解方程 （ 8） 可求出 wf 值，由 wf 可计算有效含水饱和度（ wS ）。 wfwcwS （ 10） 方程 （ 8） 为 低阻油层通用有
13、效介质 电阻率模型。 2.古龙南地区复杂储层有效介质电阻率模型的精度分析 针对 古龙南地区葡萄花层组 ， 测量了 1 组 分散泥质 砂岩岩样，该组岩样包括 6 口井 28 块，利用最优化技术求解 wwt SCC 的非相干函数，可求得 1 ， 2 ， wc ， cl 与 wf 的值 ，其值见表 1。从表中可看出， 测量 tC 与计算 tC 的平均相对误差 较 低 ，为 2.1%。这说明本 文 给出的 分散 泥质砂岩 有效介质电阻率方程 能描述 古龙南地区复杂 储层 的导电规律 。 表 1 古龙南地区泥质砂岩 岩样 计算电导率与测量电导率对比 井名 岩样号 1 2 wc cl wf 2t2tct
14、)(CCC 英 76 y76-27 0.700 2.000 1.000 1.500 0.096 0.009360 y76-29 0.738 2.000 0.995 1.000 0.121 0.009624 y76-31 0.700 2.000 1.000 1.500 0.140 0.009927 y76-33 0.702 2.000 1.000 1.250 0.145 0.022822 y76-35 0.700 2.000 1.000 0.980 0.197 0.035765 英 93 y93-9 0.912 2.253 0.749 0.997 0.180 0.006435 y93-11 0.
15、982 2.195 0.760 1.127 0.173 0.005583 y93-14 0.770 2.278 0.605 1.318 0.141 0.006724 y93-16 0.700 2.484 0.500 0.663 0.116 0.004753 英 852 y852-34 0.985 2.298 0.750 0.983 0.097 0.005632 y852-36 1.068 2.314 0.714 0.781 0.124 0.003920 续表 1 井名 岩样号 1 2 wc cl wf 2t2tct )(CCC 英 852 y852-68 1.082 2.289 0.746 0
16、.884 0.151 0.004547 y852-71 1.095 2.302 0.749 0.809 0.174 0.006143 y852-73 0.923 2.500 0.500 0.501 0.120 0.003170 y852-75 1.300 2.140 0.763 0.970 0.237 0.004736 y852-81 1.300 2.346 0.842 0.547 0.143 0.000756 茂 23 m23-4 1.117 2.343 0.735 0.670 0.049 0.001163 m23-9 0.853 2.217 0.706 1.062 0.091 0.0115
17、25 m23-13 1.088 2.273 0.746 0.872 0.098 0.001277 英 90 y90-17 0.701 2.000 0.778 1.500 0.144 0.006612 y90-19 0.800 2.500 0.500 0.500 0.171 0.004805 y90-37 0.700 2.000 1.000 1.500 0.123 0.003854 y90-43 0.745 2.187 0.723 1.282 0.134 0.008329 y90-46 0.703 2.132 0.870 1.295 0.105 0.002161 英 682 y682-149 0
18、.700 2.132 0.998 0.934 0.159 0.002900 y682-153 1.300 2.035 0.830 0.746 0.321 0.004685 y682-155 1.299 2.035 0.510 0.714 0.348 0.005285 y682-157 1.300 2.088 0.668 1.306 0.323 0.001864 平均相对误差（ %） 2.1 3.古龙南地区复杂储层有效介质电阻率模型参数的确定 由古龙南 地区 岩 电实验数据的参数 优化 结果（表 1） ， 可知古龙南 地区 葡萄花油层 的渗滤指数 1 与shV/ 的关系较好，而 渗滤指数 2 和
19、 渗滤 速率与孔隙度、 渗透率、泥质含量、 shV/ 和孔渗综合指数 均无 明显 关系，且渗滤指数 2 和渗滤速率值变化较小，可以使用由实验测量数据求得渗滤指数 2 和渗滤速率平均值作为其相应井区的渗滤指数和渗滤速率值。 综上所述， 古龙南 地区 葡萄花油层 的 1 、 2 、wc 、 cl 、 wf 的平均值或计算公式见表 2。 表 2 古龙南地区葡萄花油层有效介质电阻率模型参数表 参数名 1 2 4 wc cl wf 参数值 6 6 9 3.0sh1 V6542.0 ）（ 2.180 2.180 0.785 1.000 0.155 三、古龙南地区复杂储层测井解释方法实际应用 xx1 井全井
20、处理深度为 1730 米 -1970 米，共解释 10 个储层，其中差油层 1 个、油水同层 1 个、水层 1 个、干层 7 个，解释成果图见图 4-1。该井试油层位为 10 层、 15 层、 17 层，试油只见油花，产水8.4 吨 /日。由处理结果可知， 10 层的微孔隙水饱和度高，没有可动水，解释为差油层； 15 层的孔渗较好，微孔隙水饱和度较低，有部分可动水，解释为油水同层； 17 层的孔渗较好，可动水较多，含油饱和度低，解释为水层。其它层位泥质含量高，孔渗 差，均解释为干层，解释结果与试油结果相符。 图 4 xx1 井解释成果图 结 论 （ 1）利用 古龙南地区 岩心分析数据和测井资料
21、，建立了 古龙南地区复杂 储层的泥质含量、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等参数解释模型 ，且求取的参数精度很高。 （ 2）基于岩电实验结果和有效介质对称导电理论，建立了考虑泥质附加导电、微孔隙水导电、可动水导电的 古龙南地区 泥质砂岩有效介质电阻率 模型，该模型考虑粘土连续性及形状对导电规律的影响。 岩心实验数据的验证 以及解释结果与试油结果对比 ， 表 明本文给出的方法可以较好的用于古龙南地区复杂储层油水层解释。 （ 3）利用 古龙南地区葡萄花油层 的岩电实验数据，确定了方程中渗滤指数和渗滤速率。 参考文献 1 宋延杰，王群，田家祥 低孔渗储层的油气水解释方法 J 大庆石油学院学报， 1995
22、， 19(2)： 3538. 2 黄布宙 . 复杂泥质砂岩储层测井解释模型研究 J. 石油物探， 2009， 27(3)： 1113. 3 穆龙新等 . A 油田低电阻率油层的机理研究 J. 石油学报 , 2004, 15(2)： 6973. 4 莫修文，贺铎华，李舟波等 . 三水导电模型及其在 低阻储层解释中的应用 J. 长春科技大学学报， 2001， 31(1)： 9294. 5 Koelman J M V A, De Kuijper A. An effective medium model for the electric conductivity of an N-component a
23、nisotropic percolating mixtureJ. PHYSICA A , 1997, 247: 1022. 6 De Kuijper A, Sandor R K J, Hofman J P et al. Electrical conductivities in oil-bearing shaly sand accurately described with the SATORI saturation modelJ. The Log Analyst, September-October, 1996: 2231. 7 唐晓敏，宋延杰，张传英低阻油层通用有效介质对称电阻率模型的应用
24、J大庆石油学院学报，2007， 32(2)： 182 Abstract:With the development of exploration in the oil field,reservoirs with complicated oil and gas has become the focus.Since the cause of high shale and developed low microporosity , the reservoirs in the gulongnan area have characteristics of low porosity low permeabi
25、lity and low resistivity, it is difficult,but necessary to establish a log interpretation method suitable for the complicated reservoirs in the area. Based on experimental of the porosity and permeability,grain size and capillary pressure of rock samples,the main factors are optimized by analyzing t
26、he factors that influence the reservoirs parameters,and then multiple regression is used to establish reservoir parameter interpretation models in the paper.On the basis of symmetrical effective medium conductance theory and three kind of conductive components of free water,capillary bound water and
27、 shale,a new water saturation model is established for the complexity of conductive law in the low porous and permeable reservoirs. We employ experimental data of samples to validate the accuracy of model,and give the method of calculation of percolation exponent and percolation rate in the model.Th
28、e log data are processed with the interpretation software ,and the validation with experimental measurements of rock samples and testing for oil is done.The result shows that the interpretation method can impove the accuracy of evaluation of oil in low porosity and permeability shaly sand in the gul
29、ongnan area can meet the needs of exploration and development of oil field. Key Word:low porous ,permeable and resistivity sand reservoir; interpretation model of reservoir parameters; symmetrical conductance theory; water saturation model ; oil and water bed evaluation 附录 itii DCDG （ i=1， ， 10）， tw
30、 CCG 0 ， 11111 BPCVBACVD clclmama ， )()( 122112212 BPBPCVBABACVD clclmama ，)()( 133113313 BPBPCVBABACVD clclmama ，)()( 144114414 BPBPCVBABACVD clclmama ， 22225 BPCVBACVD clclmama ，)()( 2332213326 BPBPCVBABACVD clclmama ，)()( 244224427 BPBPCVBABACVD clclmama ， 33338 BPVBACVD clclmama ，)()( 344334439
31、BPBPCVBABACVD clclmama ， 444410 BPCVBACVD clclmama ， 1111 APD ，122112 APAPD ， 133113 APAPD ， 144114 APAPD ， 2215 APD ， 233216 APAPD ，244217 APAPD ， 3318 APD ， 344319 APAPD ， 4420 APD ， 11111 BPVBAVD clma ，)()( 122112212 BPBPVBABAVD clma ， )()( 133113313 BPBPVABAVD clma ，)()( 144114414 BPBPVBABAVD cl
32、ma ， 22225 BPVBAD clma ，)()( 2332213326 BPBPVBABAVD clma ， )()( 244224427 BPBPVBABAVD clma ，33338 BPVBAVD clma ， )()( 344334439 BPBPVBABAVD clma ，444410 BPCVBACVD clclmama ， 1111 PBAE ， 112122112 )( BAPBABAPE ，113133113 )( BAPBABAPE ， 114144114 )( BAPBABAPE ， 221122125 )( BAPBABAPE ，)()()( 122132332
33、1133126 BABAPBABAPBABAPE ，)()()( 1221414412244217 BABAPBABAPBABAPE ， 331133138 )( BAPBABAPE ，),()()( 1331414413344319 BABAPBABAPBABAPE ， 4411441410 )( BAPBABAPE ，22211 PBAE ， 2232332212 )( BAPBABAPE ， 2242442213 )( BAPBABAPE ，)()()( 23324244233443214 BABAPBABAPBABAPE ， 3322332315 )( BAPBABAPE ，44224
34、42416 )( BAPBABAPE ， 3343443317 )( BAPBABAPE ，4433443418 )( BAPBABAPE ， 33319 PBAE ， 44420 PBAE ， 51 41 clclclmamama VCVCF ，32 wwCF ， wwfCF 3 ， 51 41 3)2 clclclmamaclma VCVCCA （ ， clmaCA 2 ，33 )2( wclwc CCA ， )2(4 wclwf CCA ， 51 41 )2()2 clclwclmamawma VCCVCCB （ ，whCB 2 ， 33 3 wwcCB ， wwfCB 34 ， 51 41 )2(3 clclmaclmamama VCCVCP ，mamaCP 2 ， 33 )2( wmawc CCP ， )2(4 wmawf CCP .
