基于多测井曲线联合分析的石...缝性致密储层物性分析及应用_颜世翠.pdf

第 卷 第期 年月 ，中文引用格式：颜世翠基于多测井曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析及应用工程地球物理学报，（）：英文引用格式：，（）：基于多测井曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析及应用颜世翠（中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院，山东 东营 ）收稿日期：基金项目：中石化科研项目（编号：）作者简介：颜世翠（），女，副研究员，主要从事地球物理技术开发与应用工作。：摘要：在石炭系致密地层中，决定油气藏是否具有经济开采价值的关键因素是裂缝的存在，识别和探测裂缝发育程度是这类油气藏勘探开发的一个重要内容。苏 地区石炭系发育以凝灰岩和凝灰质细砂岩为主的裂缝型致密储层，从测井交汇分析来看，速度和密度是预测物性好坏的敏感曲线，但是由于泥质含量高造成低密度现象，导致速度和密度曲线对于物性存在一定程度的误判。因此，研发了一种基于多测井曲线联合分析的裂缝性致密储层物性分析方法，使用 曲线校正速度和密度这两种物性敏感曲线，降低致密储层物性误判的可能性，提高物性敏感曲线的预测准确性，并对致密储层物性进行综合判识，所得结果能更好地表征致密储层物性甜点发育区。将该方法在苏 地区进行应用，与实钻井的吻合率达到了 以上，后续钻井的认识也验证了预测结果的准确率。关键词：多曲线联合分析；裂缝性；致密储层物性；敏感曲线；甜点发育区中图分类号：文献标识码：文章编号：（）：（，）：，第期颜世翠：基于多测井曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析及应用 ，：；引言在致密地层中，裂缝和孔隙的存在是决定油气藏是否具有经济开采价值的关键因素，因此识别和探测裂缝及孔隙，研究其分布规律、发育程度等 就成为 这类油 气藏 勘 探开 发 的 一 个重 要 内容。测井技术，由于其信息丰富、资料全面、可直接获得地下信息，所以是目前研究裂缝的主要方法之一。邓少贵等 将双侧向测井响应近似表示为岩石基岩电阻率、裂缝孔隙度、裂缝流体电导率的函数，用于裂缝孔隙度的快速计算。田飞等 利用裂缝图像的颜色和产状特征，结合岩芯标定和常规测井资料，可以有效地识别裂缝。张丽艳等 建立起不同状态裂缝在成像测井资料的显示模式，进而综合标定常规测井资料，分析描述了裂缝网络的常规测井响应特征。苗钱友等 以测井资料为基础，对滨里海盆地东缘中区块石炭系的碳酸盐岩储层进行测井评价。张子介等 应用多元线性回归的方法，对测井参数筛选，多元逐步回归，进而建立了致密储层测井孔隙度解释模型。程洪亮等 通过测井、地质、地震多学科有机结合的综合研究，突破传统测井评价界限，形成了“线、面、体”多信息综合、多尺度融合、多手段结合的“三维储层流体测井评价方法”。从以上分析来看，使用原始测井资料预测致密地层储层物性是一项非常重要的工作，所有的储层物性分析工作都是基于对研究工区的地质认识和原始测井资料的大量分析、整理和研究的基础之上的。在钻井过程中，由于井壁垮塌和井壁的凹凸不平等原因使声波时差和密度等测井曲线失真，需要对失真段进行测井曲线校正 。刘思慧等 提出一种声波时差测井曲线的校正方法，从而降低解释资料的精度。黄超等 使用了经验公式法、多元线性拟合法和岩石物理建模法对声波时差和密度曲线进行了校正，并在不同校正方法之间进行比较。可见，通过一定的测井曲线校正方法，能提高测井曲线精度，从而更好地开展储层预测工作。准噶尔盆地苏 地区石炭系构造北高南低，发育两条南北向断层，储层是以凝灰岩和凝灰质细砂岩为主的裂缝型储层。从交汇分析来看，速度和密度都可以较好地表征致密储层的裂缝发育区，但是泥质含量高，造成低密度现象，导致速度和密度曲线对于裂缝发育区存在一定程度的误判。因此，针对准噶尔盆地苏 地区石炭系的裂缝性致密储层，为了更好地表征物性发育区，需要对现有的物性敏感曲线（速度和密度）进行物性特征提取，剔除因为泥质含量高而导致的对于裂缝发育区的误判，进而提高物性敏感曲线的预测准确性。在此基础上，从两种校正后的物性敏感曲线（速度和密度）出发，对致密储层物性进行综合判识，从而更好地表征致密储层物性的甜点发育区。为此，本文提出了一种基于多测井曲线联合分析的裂缝性致密储层物性分析方法，解决了以上问题。并将该方法在准噶尔盆地苏 地区石炭系进行了首次应用，取了很好的应用效果。方法原理和实现步骤2.1方法原理对于石炭系裂缝性致密储层来说，裂缝预测是非常重要的工作。表征裂缝发育区比较有效的敏感曲线有速度、密度和中子等，每一种敏感曲线都可以在一定程度上对裂缝发育区进行预测，但是准确率有待提高。当岩性中泥质含量较多而裂 工 程 地 球 物 理 学 报（）第 卷缝不发育时，也会造成低速度低密度和高中子的现象，给裂缝预测带来很大的困难。因此，需要从测井资料的细致分析出发，多种曲线联合应用，对表征裂缝发育区的物性敏感曲线进行分析及特征提取，提高裂缝预测的准确度。特征提取后的多种测井曲线都从不同角度对裂缝进行预测，预测准确度不尽相同，这时就需要将多种预测裂缝结果进行交集运算，相当于是提取甜点的概念，裂缝甜点预测结果应该是多种因素都认为物性较为发育的地区。当石炭系致密地层中泥质含量高或者裂缝发育时，都有可能造成低速度和低密度的现象，在这种情况下，是否需要校正物性敏感曲线，还要看物性发育较好（低速度或低密度）的假象是否是由于泥质含量高造成的。泥质含量很高的时候，（自然伽马曲线，单位：）势必会有所体现。根据测井分析，给定 界值，大于界值时，表示泥质含量很高。假定物性敏感曲线的界值是，当 并且时，表示在该点处，由于泥质含量多，造成了物性敏感曲线的误判，该点处泥质含量较多，物性并不好，需要校正物性敏感曲线。其校正公式如下：（）其中，是校正后的敏感曲线；是原始的敏感曲线；，其值域范围是，；，其 值 域 范 围 是，。当并且时，表示物性曲线需要校正；当或者时，表示物性曲线保持原样。也就是说，当 大于界值，并且物性敏感曲线小于界值的时候，才会对物性敏感曲线进行校正。从多种物性特征提取后的敏感曲线出发，以不同敏感曲线反映物性差异的界值为基础，取界值内的范围，将多种曲线联合应用，取其交集，从而更加准确地分析物性发育区。可以用如下的数学关系式表示取交集的数学模型：（）（）（）（）其中，；表示第条敏感曲线；表示第条敏感曲线表征物性较好区域的值域范围。当物性较好时，（）；当物性不好时，（）。（）表示所有敏感曲线的交集，当所有敏感曲线都表征物性较好时，；否则，。从式（）和式（）可以看出，取交集相当于是提取甜点的概念，预测结果应该是多种因素都认为物性较为发育的地区，对多种因素进行综合考虑，避免了单一因素的多解性问题。基于多曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析方法，一方面对原始的物性敏感曲线进行物性特征提取，去掉因为泥岩含量多所造成的速度和密度较小的这种物性较好的假象，从而比原始曲线能更加准确地刻划物性；一方面从多种物性特征提取后的敏感曲线出发，取其交集，大大降低了单一曲线在物性分析时的多解性问题，所表征区域应该是一些多种因素都认为物性较为发育的地区。2.2实现步骤基于多曲线联合分析的裂缝性致密储层物性分析方法针对储层的物性敏感曲线进行物性特征提取，提高其预测准确率，综合多种校正后曲线展开多方面因素分析，降低物性预测结果的多解性。其技术路线如图所示。图技术路线 具体的实现步骤如下：）通过曲线交汇明确储层物性敏感曲线。通过将密度、速度、中子、自然伽马、自然电位和电阻率等曲线进行两两交汇，分析哪几种曲线第期颜世翠：基于多测井曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析及应用对于储层物性能够更清晰地表征，明确储层物性的敏感曲线。）确定 曲线表征的放射性物质对于储层物性的影响。通过将速度、密度与 曲线并排展示，并且与实钻井钻遇的一、二类储层进行对比，发现速度和密度这两种敏感曲线能够判识储层物性较为发育的地区，但是将泥质含量较多的岩性成分也都包裹进来，因此可以用表征放射性物质的 曲线将敏感曲线所表征物性较好范围内的泥岩等成分去掉。图测井曲线交汇分析 ）使用 曲线对物性敏感曲线进行物性特征提取，形成一种新的敏感曲线。通过分析泥岩中三类储层和非储层所属的 值的范围，确定 界值，对受影响的敏感曲线进行物性特征提取，得到一种新的敏感曲线。）将所有提取特征后的物性敏感曲线联合应用分析物性发育区。从多种提取特征后的敏感曲线出发，以不同敏感曲线反映物性差异的界值为基础，取界值内的范围，将多种曲线联合应用，取其交集，从而更加准确地分析物性发育区。应用实例 年针对车排子凸起石炭系断块圈闭部署排 井见油流，说明石炭系具有较大的勘探潜力，为扩大石炭系含油规模打下基础。年，排 井区石炭系勘探进入了快速增储阶段，共部署探井 口，测井解释油层井 口，截至 年底，春风油田石炭系共上报控制含油面积 ，控制石油地质储量 ，预测含油面积 ，预测石油地质储量 。3.1工区概况苏 井区位于车排子凸起西翼，井区内发育以凝灰质细砂岩和凝灰岩为主的裂缝性储层。针对这一地区部署了苏、苏和苏 井，均在石炭系钻遇良好的油气显示，上报预测储量 。后来钻探的苏、苏 和苏 井，大部分是因为裂缝不发育导致失败，因此，确定裂缝发育区是当务之急。有必要查找表征裂缝发育区的敏感曲线，在此基础上展开一系列的裂缝性储层预测工作。3.2测井资料分析及校正 交汇分析确定物性敏感曲线根据出油情况，苏 井区石炭系储层物性划分为类：一类储层、二类储层和三类储层。从出油情况来看，一、二类储层是好储层，岩性以凝灰质细砂岩和凝灰岩为主。从测井资料分析来看，一、二类储层呈现低密度低速度特征。该区石炭系测井曲线比较齐全，包括中子、密度、声波时差、（底部梯度电阻率，单位：）、自然电位、电阻率、砂岩百分含量、含水孔隙度等多种曲线，主要通过曲线交汇来确定储层物性敏感曲线。图是密度和速度的交汇分析图，玫红 工 程 地 球 物 理 学 报（）第 卷色是一类储层，黄色表征二类储层，蓝色表征三类储层，黑色表示非储层。从图可以看出，密度和速度都可以在一定程度上预测一、二类储层发育区，但是其中混杂了一些三类储层和非储层。最终，通过交汇分析，确定物性敏感曲线是密度和速度两条曲线。曲线校正预测物性“甜点”从图测井曲线对比分析中可以看出，当密度 小 于 ，速 度 小 于 时，能够在一 定程 度 上 将 一、二 类 储 层 与 三 类储层、非储层区分 开，但 是 仍 然 混 杂 着 一 些 三类储层，曲线正好可以将这些混杂的三类储层进行有效 的剔 除，曲 线 的 界 值 是 。为了更好地预 测物 性，将 速 度 和 密 度 利 用 曲线进行 物 性 特 征 的 提 取，剔 除 混 杂 的 三 类 储层，在此基础上，对 校 正 后 的 速 度 和 密 度 取 交集，确定物性“甜点”发育区。图中速度和密度都是原始曲线，填充颜色的部分数值都小于界值；图中黑色箭头所示 值均大于，对应的速度和密度都小于界值，但是从实钻情况来看，都是三类储层或者非储层，物性都不好。通过对比分析，当 大于界值 时，可以将一些泥质含量较多的成分从低密度低速度区域区分出来。图是利用式（）进行物性特征提取后的物性敏感曲线与一、二、三类储层的对比图。图中黑色箭头所示位置的 值大于，显示泥质含量多，物性并不好，物性特征提取后的速度和密度均大于界值，对于储层物性有了更加准确的表征。图为物性特征提取前后对两种物性敏感曲线取交集得到的结果对比图。与实钻情况相比，在图中黑色椭圆框所示位置，与对两种物性敏感曲线校正前取交集的结果相比，校正后再取交集的结果在对储层物性表征上有更高的准确率。图原始测井曲线对比分析 3.3物性“甜点”平面预测通过井震标定，最终确定苏、苏等井的物性发育区在地震上的时窗范围是沿着地震上解释的石 炭 系 顶 面 同 相 轴，往 上 开 ，往 下开 。在此基础上，提取振幅、弧长、频率、能量等属性，以校正后的物性敏感曲线为目标，进行三维物性预测，沿时窗提取平面属性，最终得到沿石炭系顶面往上 往下 的物性“甜点”分析平面图，如图所示。第期颜世翠：基于多测井曲线联合分析的石炭系裂缝性致密储层物性分析及应用图物性特征提取后的测井曲线对比