致密油測井滲透率解釋模型分析

李昊晟，魏少波，劉波濤，姜漢峰，王小迪，張磊（.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北武漢　000；.西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依　8000；.長江大學計算機科學學院，湖北荊州　0；.塔里木油田分公司，新疆庫爾勒　8000）

致密油測井滲透率解釋模型分析

李昊晟1，魏少波2，劉波濤3，姜漢峰4，王小迪1，張磊4
（1.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北武漢430100；2.西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆克拉瑪依834000；3.長江大學計算機科學學院，湖北荊州434023；4.塔里木油田分公司，新疆庫爾勒841000）

致密油儲層具有巖性細、物性差和非均質(zhì)性強的特點。本文以吉木薩爾地區(qū)致密油為例，在前人研究基礎上，通過介紹主要的滲透率解釋模型，根據(jù)本區(qū)致密油的實際情況來建立測井滲透率解釋模型，進而形成了致密油測井滲透率解釋模型。該方法在吉木薩爾致密油地區(qū)測井分析中取得了良好的應用效果，文章最后探討了測井滲透率與試井滲透率間的統(tǒng)計關系，為致密油的產(chǎn)能預測提供了較為準確的測井、試井解釋數(shù)據(jù)，對油氣田地質(zhì)勘探領域具有重要的實際指導意義。關鍵詞：致密油；滲透率；測井；吉木薩爾

致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽巖儲層中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運移而形成的石油聚集，一般無自然產(chǎn)能，需通過大規(guī)模壓裂才能形成工業(yè)產(chǎn)能，其有效滲透率小于或等于0.1 mD。我國致密油勘探開發(fā)起步較晚，但初步的勘探實踐與研究證明，我國致密油具有良好的資源前景，是非常規(guī)石油資源最現(xiàn)實的領域，是未來石油勘探最為主要的接替領域［1］。隨著地質(zhì)認識的不斷深化、工程技術(shù)的不斷進步和管理模式的不斷創(chuàng)新，致密油將會持續(xù)快速發(fā)展，必將對我國石油工業(yè)產(chǎn)生非常深遠的影響，為保障國家油氣能源安全做出新的重要貢獻［2-5］。

由于研究區(qū)地質(zhì)條件復雜、巖性變化大、夾層多，嚴重制約了致密油的有效開發(fā)。因此，研究一套適合研究區(qū)致密油測井滲透率解釋技術(shù)，具有十分重要的意義［6］。

滲透率的計算主要利用巖心分析資料，采用單變量或多變量回歸分析的方法進行，根據(jù)實際情況分不同層組不同區(qū)塊或不同巖性分別進行研究，并建立相應模型。這些自變量可以是孔隙度、測井曲線、泥質(zhì)含量等參數(shù)以及這些參數(shù)的變形［7］。

1　基本原理

1.1孔隙度測井分析

三孔隙度測井是指密度孔隙度測井、中子孔隙度測井和聲波時差孔隙度測井，其求解規(guī)則如下：

密度孔隙度測井：

中子孔隙度測井：

聲波時差孔隙度測井：

上述三式中，下標ma表示基質(zhì)部分，下標f表示孔隙部分，下標sh表示泥質(zhì)部分；ΦN是中質(zhì)密度；巖石密度。

一般聲波時差計算的孔隙度精度低，密度計算孔隙度的精度相對較高。在實際工作中，為進一步提高計算精度，常采用高精度巖性密度測井、聲波時差測井和中子孔隙度綜合評價儲層物性［9］。

當巖石被單相流體所飽和時求得的滲透率稱之為絕對滲透率或者簡稱為滲透率。主要的計算模型有：

1.2基于孔隙度的滲透率計算模型

對于孔隙型儲層低滲透儲層孔隙度與滲透率具有良好相關性，滲透率采用參數(shù)孔隙度來計算，這是最簡單的方法［10］。

1.3基于孔隙度和粒度中值的方法來確定滲透率

對泥質(zhì)含量低的儲層，可以考慮應用孔隙度和粒度中值的方法來確定滲透率值，根據(jù)我國多個油田近千塊樣品實測數(shù)據(jù)得到的經(jīng)驗關系式為［10］：

式中：K－滲透率，mD；Md－粒度中值，mm；Φ－孔隙度，小數(shù)；D1－地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)。其中，粒度中值與自然伽馬相對值ΔGR的關系為：

由表1可以得出吉木薩爾致密油地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)大致為5.796 5。以上系數(shù)同樣適用于其他致密油地區(qū)。

2　實例分析

根據(jù)本區(qū)地質(zhì)資料分析知，吉木薩爾地區(qū)致密油總體為低孔、低滲性儲集層，孔隙類型以粒間孔為主，其次為溶蝕孔及微裂縫。具有孔喉半徑偏小、連通性差、微觀非均質(zhì)性強的特點［8］。對于孔隙型儲層，孔隙度與滲透率具有良好的相關性。采用統(tǒng)計擬合的方法分別對該地區(qū)的測井數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析得到測井滲透率的計算模型（見圖1，圖2，圖3）。

表1　吉木薩爾地區(qū)各井系數(shù)表

2.1吉木薩爾X組地區(qū)

圖1　X組地區(qū)滲透率與孔隙度的關系（N21）

圖2　X組地區(qū)滲透率與孔隙度的關系（N22）

根據(jù)圖1，2所示，N21地層和N22地層的孔滲關系相似，綜合N21地層和N22地層的擬合數(shù)據(jù)，得X組地區(qū)測井滲透率的計算模型如下：

K=0.000 2×Φ4.4005，相關系數(shù)R2=0.903 5（7）

式中：K-滲透率，mD；Φ-孔隙度，％；利用式（7）對a井進行計算，由R2=0.903 5可以看出計算模型與巖性滲透率具有較好的吻合度，即（7）式可以用于吉木薩爾X組地區(qū)N21地層和N22地層滲透率的估算。

2.2吉木薩爾Y組地區(qū)

圖3　Y組地區(qū)E3地層滲透率與孔隙度的關系

根據(jù)圖3所示，E3地層的測井滲透率的計算模型：

K=7×10-18×Φ13.62，相關系數(shù)R2=0.893（8）

式中：K-滲透率，mD；Φ-孔隙度，％；利用式（8）E3地層進行計算，由R2=0.893可以看出計算模型與巖性滲透率具有較好的吻合度，即（8）式可以用于吉木薩爾Y組地區(qū)E3地層滲透率的估算。

由實例可以得出，上述兩種測井滲透率解釋模型可以很好的適用于吉木薩爾地區(qū)致密油區(qū)塊，為該區(qū)塊乃至全國其他區(qū)塊的致密油測井解釋提供了一個很好的模型。

3　測井滲透率與試井滲透率間的統(tǒng)計關系

從縱向范圍上看，由于試井滲透率是整個測試層段地層的平均滲透率，而測井滲透率是各小層井筒附近的滲透率，所以需要對測井滲透率或者試井滲透率進行相應處理，建立起測井滲透率與試井滲透率的縱向位置上的對應關系。

3.1基于厚度加權(quán)法估算測試層測井滲透率的基本原理

首先，基于厚度加權(quán)計算測試層段的平均測井滲透率。設測井層段的平均測井滲透率記為K測井，包含n層有效小層hi（i=1，2，3，…，n），對應的各小層測井滲透率記為Ki（i=1，2，3，…，n），即這些參數(shù)滿足：

然后，采用統(tǒng)計擬合的方法分析平均測井滲透率與試井滲透率間的定量關系，建立基于測井滲透率預測試井滲透率的公式。測井滲透率與試井滲透呈線性和半對數(shù)關系。

圖4　吉木薩爾X組地區(qū)測井滲透與試井滲透定量關系

3.2吉木薩爾X組地區(qū)測井滲透與試井滲透定量關系

對吉木薩爾X組地區(qū)1井、2井、3井、4井、5井和6井的測井數(shù)據(jù)與試井數(shù)據(jù)進行整理分析，擬合結(jié)果（見圖4）。

從圖4中可以看出，吉木薩爾X組地區(qū)測井滲透率與試井滲透率的定量關系為：

改寫（11）式，得試井滲透率的計算公式如下：

利用（12）式估算的試井滲透率、試井分析得到的試井平均滲透率，以及各井基于厚度加權(quán)的測井解釋滲透率（見表2）。從表2中可以看出，2井和5井的相對誤差較大外，其它井的相對誤差均在5％以內(nèi)。由此可以得出該測井滲透率與試井滲透率模型擬合效果良好，誤差較小?？梢杂脺y井滲透率計算該地區(qū)的試井滲透率。

表2　吉木薩爾X組地區(qū)基于測井滲透率估算試井滲透率結(jié)果分析

3.3吉木薩爾Y組地區(qū)測井滲透與試井滲透定量關系

吉木薩爾Y組地區(qū)的A井、B井、C井、D井等，對其測井數(shù)據(jù)與試井數(shù)據(jù)進行整理分析，得擬合結(jié)果（見圖5）。

圖5　吉木薩爾Y組地區(qū)測井滲透率與試井滲透率關系

從圖5中可以看出，對吉木薩爾Y組地區(qū)測井滲透與試井滲透定量關系（指數(shù)關系）為：

改寫（13）式，得試井滲透率的計算公式如下：

利用（14）式估算的試井滲透率、試井分析得到的試井平均滲透率，以及各井基于厚度加權(quán)的測井解釋滲透率（見表3）。從表3中可以看出，除E井相對誤差19％外，其它井的相對誤差均在7％以內(nèi)。由此可以得出該測井滲透率與試井滲透率模型擬合效果良好，誤差較小?？梢杂脺y井滲透率計算該地區(qū)的試井滲透率。

表3　吉木薩爾Y組地區(qū)基于測井滲透率估算試井滲透率結(jié)果分析

基于上述分析結(jié)果可以得出，在研究地區(qū)，測井滲透率與試井滲透率有一定的相關性，可用測井滲透率計算出對應小層的試井滲透率，為小層產(chǎn)能評價和非均值性研究奠定基礎。

4　主要認識

（1）通過建立的測井滲透率模型在研究區(qū)塊兩個致密油地區(qū)的應用，證明了該模型擬合效果好，誤差較小。

（2）為吉木薩爾致密油地區(qū)提供了準確的測井滲透率解釋模型，從而為致密油的產(chǎn)能預測提供了較為準確的測井解釋數(shù)據(jù)。為致密油之后的測井滲透率模型建立提供了借鑒。為規(guī)模有效開發(fā)致密油藏做好技術(shù)儲備。

（3）首次探討測井滲透率和試井滲透率之間統(tǒng)計的關系。得出了如下結(jié)論：測井滲透率與試井滲透率有一定的相關性，可用測井滲透率計算出對應小層的試井滲透率，為之后的產(chǎn)能預測提供了奠定了良好的基礎。

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Model analysis of tight oil well logging interpretation permeability

LI Haosheng1，WEI Shaobo2，LIU Botao3，JIANG Hanfeng4，WANG Xiaodi1，ZHANG Lei4
（1.Yangtze University of Oil and Gas Resources and Exploration Technology Key Laboratory of the Ministry of Education，Wuhan Hubei 430100，China；2.Western Drilling Engineering Co.，Ltd.，Try Oil Company，Karamay Xinjiang 834000，China；3.Yangtze University of College of Computer Science，Jingzhou Hubei 434023，China；4.Tarim Oilfield Company，Korla Xinjiang 841000，China）

Tight oil reservoir with fine lithology，poor physical property and heterogeneity.In this paper，with the tight oil in Jimsar area as an example，on the basis of previous studies，through the introduction of major permeability interpretation model，according to the actual situation of the region to establish a tight oil well logging interpretation models of reservoir permeability，and formed a tight oil well logging interpretation models of reservoir permeability.The method obtains a good application effect in the analysis of logging data in Jimsar oil region in tight，finally discusses the statistical relationship between the logging permeability and well testing permeability，well logging testing provides more accurate interpretation of data for productivity prediction of tight oil，has important practical guiding significance for the oil gas geological exploration field.

tight oil；permeability；logging；Jimsar

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.002

TE312

A

1673-5285（2015）01-0004-05

2014－12-08

2014－12-25

“十二五”國家油氣重大專項課題，項目編號：2011ZX05015-002；國家重大科技專項中石油股份有限公司“新疆大慶”建設項目：試油及儲層改造關鍵技術(shù)研究，項目編號：2012E-34-14；油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學）開放基金資助項目，項目編號：K2013-27。

李昊晟，男（1990－），陜西延安人，長江大學地質(zhì)工程在讀碩士研究生，郵箱：510214287@qq.com。