储层预测中有关测井参数的分析及应用

第7卷第3期2010年6月CHIN ESE J OURNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 17,No 13J une ,2010文章编号:1672—7940(2010)03—0296—04doi :10.3969/j.issn.1672-7940.2010.03.006储层预测中有关测井参数的分析及应用曾　婷,桂志先,何加成,易寒婷,章雪松(油气资源与勘探技术教育部重点实验室,长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023)作者简介:曾　婷(1985-),女,湖北天门人,硕士研究生,地球探测与信息技术专业,主要从事地震资料解释工作。

E -mail :zt851129@摘　要:根据研究区56口井,笔者对岩心、自然伽马、自然电位、声波时差、密度、中子等钻井、测井资料进行多种统计和交会分析,研究速度、密度、波阻抗、孔隙度与深度、岩性,波阻抗与孔隙度等的关系,分析储层物性特征,并作相关交会图,建立规律关系式。

经比较得出利用波阻抗进行下一步的反演工作会比较合理。

根据砂岩孔隙度与波阻抗之间的函数关系,可以利用砂岩波阻抗估算砂岩孔隙度。

为下一步储层预测研究提供良好的基础资料。

关键词:储层预测;岩性;波阻抗;孔隙度中图分类号:P631文献标识码:A收稿日期:2010-03-29Analysis and Application of Logging Parametersin R eservoir PredictionZeng Ting ,Gui Zhixian ,He Jiacheng ,Y i Hanting ,Zhang Xuesong(Key L aboratory of Ex ploration Technology f or Oil and Gas Resources (Yangtze Universit y )Minist ry of Education ,J ingz hou H ubei 434023,China )Abstract :This paper collect s various logging data of core ,nat ural gamma ,spo ntaneous po 2tential ,acoustic t ravel time ,density ,neut ron etc.and t ries to st udy t he relationship s of t he speed ,density ,wave impedance and porosity wit h t he dept h ,lit hology ,as well as t he relationship s between wave impedance and poro sity.Then it analyzes t he characteristics of t he reservoir forecast.Through comparison ,it is reasonable to go on wit h t he next inver 2sion task by using wave impedance.Based on t he relationship between sand porosity and wave impedance ,we can use t he sand wave impedance to estimate t he sand porosity.This st udy p rovides very good information for t he reservoir p redict research.K ey w ords :reservoir prediction ;lit hology ;wave impedance ;porosity1　引　言储层预测是综合地质、地震、测井、试井、分析化验等各种资料研究储集层的分布、岩性变化、厚度变化、物性特征、所含流体、油气藏等等的一项综合性研究课题[1]。

其目标是发现有利储集体,提高勘探开发的整体效益。

地层参数关系的分析是储层研究中一项非常关键的基础工作。

在前人研究成果基础上,从本研究区特点出发,在储层预　第3期 曾　婷等:储层预测中有关测井参数的分析及应用测中涉及到速度、密度、自然伽马值、波阻抗、孔隙度、渗透率等地层参数。

速度、密度、波阻抗、孔隙度与深度、不同岩性之间,波阻抗与孔隙度之间均存在着一定的关系,理清这些关系并找到能反映它们之间包含的规律的函数表达式,对工作思路的确定和开展起到基石作用。

2　地层参数分析1)孔隙度。

孔隙度是反映储层物性的重要参数[2]。

综合考虑研究区实际测井系列和相应资料情况,首先统计出各层序段内不同岩性小层的顶底深和厚度,其次利用已作好环境校正和标准化处理的相关测井曲线资料进行孔隙度的计算。

一般通过声波、密度、中子等测井资料求取孔隙度,通过这三种测井资料及应用条件的比较分析,研究区选用密度测井资料计算得到砂岩层每个采样点的孔隙度,再对每个砂岩层对应的所有采样点孔隙度求平均值即得到该砂岩层孔隙度。

根据研究区岩性统计和多口井的密度测井资料求砂岩层每个采样点的孔隙度基本公式[3,4]如下:对于单矿物岩性的纯砂岩地层:φ=(ρb-ρma)/(ρf-ρma)(1)对于多矿物岩性的砂岩地层:φ=(ρb-ρma)/(ρf-ρma)-νx(ρx-ρma)/(ρf-ρma)(2)其中:ρb为密度测井值;ρma为砂岩骨架密度,取ρma=2.65g/cm3;ρf为孔隙中平均流体密度,由于密度测井仪的探测深度有限,孔隙流体通常指冲洗带中的流体,而不是原状地层中的流体,取ρf=1.0g/cm3;ρx为次要矿物密度,一般取ρ泥= 2.4g/cm3,ρ灰=2.7g/cm3,ρ白云=2.88g/cm3,ρ碳=2.36g/cm3,ρ砾=2.75g/cm3;νx为次要矿物含量,一般νx质=25%,ν含x=15%。

2)速度。

速度根据声波时差测井资料来求取。

先求出每个采样点的声波时差倒数,即得到每个采样点的速度,再根据岩性层求平均值。

3)密度。

密度则根据密度测井资料和岩性资料求平均值即得。

4)波阻抗。

波阻抗为每个采样点的波速和密度的乘积。

然后根据岩性层求均值,即求得不同岩性层的平均波阻抗。

3　地层参数与岩性、深度的关系岩性与岩石物性和地震属性的关系非常密切,岩石的成分、密度,岩石颗粒的大小、分选、排列等均不同程度地影响着地层特性。

研究区的岩性可以归并为三类:一是砂岩储层;二是泥岩盖层;三是灰岩,它属于非储非盖层。

由于灰岩层极薄,分布范围小且集中,资料较复杂等原因,将灰岩段另作研究,所以本次研究对象只有前两种岩性,即砂岩和泥岩。

　速度与岩性、深度的关系通常情况下,当岩石埋深增大时,静地压力和岩层内压力的共同作用,通常会导致弹性波速度的增大。

但速度梯度的变化却随埋藏深度的增加而减小[5,6]。

一般来说,砂岩比泥岩要有较高的速度,我们可以准确地将其分开。

在特殊沉积环境下,当地层单层厚度太薄,砂泥岩速度范围相近,层速度和岩性的关系比较模糊,砂岩和泥岩的速度有许多重叠区。

以研究区A井为例,从图1可见纵波速度值总的趋势为随深度增加而加大,砂泥岩速度难以区分开。

图1　A井纵波速度随深度变化关系Fig.1　Map of P-wave velocity variationwith depth of well A　密度与岩性、深度的关系随着深度增大,沉积岩密度增大。

这是在随深度而加大的静地压力作用下,变质和后生作用的结果所产生的。

随着深度加大,温度的提高也增大了岩石的密度[5,7]。

以A井为例,从图2可见,随着深度加大,碎屑岩的变密程度增大, 1300m是较明显的分界线,1300m以下密度随深度变化率不大,而1300m以上密度随深度加深显792 工程地球物理学报(Chinese Journal of Engineering G eophysics ) 第7卷　著增大,且泥岩的增大程度高于砂岩。

泥岩密度大于砂岩,这与泥岩易于压实有关。

图2　A 井密度随深度变化关系Fig.2　Map of density variation with depth of well A 波阻抗与岩性、深度的关系波阻抗综合了速度和密度的信息,研究波阻抗的变化更能反映岩石的地质信息[8,9]。

据相关岩性、深度与波阻抗间关系统计分析结果表明,研究区目的层段波阻抗随深度变化逐渐增加(图3)。

砂岩和泥岩的波阻抗差异不明显,各层序都存在砂岩阻抗低于泥岩阻抗区和砂岩阻抗高于泥岩阻抗区(图4),但是相比之下泥岩波阻抗与深度的关系比砂岩要稳定。

因此,直接用测井获得的速度密度曲线进行反演等难以反映岩性变化,而进行波阻抗反演会得到比较好的效果。

根据得出的砂泥岩波阻抗规律,可以从反演得到的波阻抗体上剔除泥岩,求得砂岩波阻抗体,如图4中曲线①表示泥岩波阻抗与深度拟合关系,曲线②与曲线③分别表示剔除泥岩波阻抗的上、下限曲线,图3　A 井波阻抗随深度变化关系Fig.3　Map of wave Impedance variationwith depth of wellA图4　层序SQ3砂泥岩波阻抗随深度变化规律Fig.4　Map of SQ3sand wave impedancevariation with depth 剔除曲线②和③范围内的泥岩,为下一步求得有利的砂岩体奠定基础。

　孔隙度与岩性、深度的关系在沉积岩成分不变,随深度增加孔隙度呈减小趋势[10],研究区从图5可以看出,孔隙度和深度的关系无法用比较好的曲线来拟合。

这是因为影响孔隙度的因素很多,深度的影响只占其中很小一部分。

反演得到的地层孔隙度与通过这种测井解释得出的孔隙度数据有一定差异,可以将井旁计算的孔隙度数据与之进行统计分析,得到两种数据的差异。

对计算出的地层孔隙度进行差异校正后,所得到的结果更接近于实际情况。

图5　A 井砂岩孔隙度随深度变化关系Fig.5　Map of sand porosity variationwith depth of well A4　波阻抗与孔隙度的关系目标层的岩石物性研究分析,尤其是孔隙度与波阻抗的关系分析,对波阻抗反演的处理和解892　第3期 曾　婷等:储层预测中有关测井参数的分析及应用释关系重大,它可以有效地指导波阻抗反演处理中的约束条件和反演成果分析。

孔隙度增加必然导致密度降低,进而导致速度、波阻抗等弹性参数降低[9]。

以研究区层序SQ6砂岩层段为例,通过波阻抗和孔隙度交会图建立它们之间的关系,如图6(a ),交会图反映出孔隙度随波阻抗的增加而减小的趋势。