测井储层评价

1、测井资料评价孔隙结构储集岩的孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系，对于碳酸盐岩来说其孔隙结构主要是指岩石具有的孔、洞、缝的大小、形状及相互连通关系。

储集层岩石的孔隙结构特征是影响储层流体(油、气、水)的储集能力和开采油、气资源的主要因素，因此明确岩石的孔隙结构特征是发挥油气层的产能和提高油气采收率的关键。

常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括：室内实验方法和测井资料现场评价法。

室内实验方法是目前最主要，也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法，主要包括：毛管压力曲线法(半渗透隔板法、压汞法和离心机法等)、铸体薄片法、扫描电镜法及CT扫描法利用测井资料研究岩石孔隙结构特征则为室内实验开辟了另一条途径，且测井资料具有纵向上的连续性，大大方便了储层孔隙结构的研究。

1.1 用测井资料研究孔隙结构1.1.1 用电阻率测井资料研究岩石孔隙结构利用电阻率测井资料研究储层岩石的孔隙结构特征，主要还是建立在岩石导电物理模型和Archie公式的基础之上。

电阻率测井资料反应的是岩石复杂孔隙结构内在不同流体(油、气、水)时的电阻率，因此储层岩石不同的孔隙结构特征一定会对电阻率测井响应产生影响。

国内外关于岩石微观孔隙结构模型、物理模型也较多，包括毛管束模型、曲折度模型、电阻网络模型和渗流理论、有效介质理论等。

毛志强等采用网络模型模拟岩石孔喉大小及分布、水膜厚度、孔隙连通性等微观孔隙结构特征参数的变化对含两相流体岩石电阻率的影响，得出了影响油气层电阻率变化规律的2个主要因素分别是孔隙连通性(以孔喉配位数表示)和岩石固体颗粒表面束缚水水膜厚度。

孔隙连通性差的储集层具有较高的电阻率；相反，当岩石颗粒表面束缚水水膜厚度增加时，储集层的电阻率则明显降低。

杨锦林等采用简化的岩石导电物理模型，定义了一个岩石孔隙结构参数S，综合反映了储层孔隙孔道的曲折程度及其大小。

如果孔隙孔道越大越平直，S值越大，说明储层条件越好；反之孔隙孔道越小，越曲折，S值越小，说明储层条件越差。

利用测井资料求取S的公式为：S=0.564(R w／R0)0.75φ—0.25 (1)式中：R w为地层水电阻率，Ω·m；R0为岩石100%含水时的电阻率，Ω·m；φ为岩石孔隙度。

Archie公式表明，地层的电阻率因素F主要决定于岩石孔隙度，且与岩石性质、胶结程度和孔隙结构有关。

李秋实等研究表明，Archie公式中的电阻率因素F不但与储层孔隙度、孔隙曲折度有关，还与储层的孔喉比有关，孔喉比越小，F值越低。

同时地层电阻率指数n值的大小也主要受储层孔喉比的影响，当储层是孔喉比为1的管状孔时，n最小(等于1)，孔喉比越大，n值越大。

n值反映的是储层孔喉比的大小。

1.1.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构核磁共振测井是20世纪90年代以来投入使用的最新测井技术之一，它是通过研究地层中孔隙流体的原子核磁性及其在外加磁场作用下的振动特性，来研究各种流体孔隙度，进而评价岩石的孔隙结构。

核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加，经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2分布，因此T2的分布反映了岩石孔隙大小的分布，大孔隙内的组分对应长的T2分布，小孔隙组分对应短的T2分布，这就是利用核磁共振测井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。

目前利用核磁共振测井资料研究地层孔隙结构的方法都是进行室内实验，将岩心的压汞毛管压力曲线和核磁共振T2分布对比，建立其相关性，进而通过核磁共振T2分布，间接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。

高敏等利用一定数量岩心毛管压力资料和核磁共振测井资料对比建立了T2分布与岩石孔隙结构参数之间的关系。

T2几何平均值与孔喉半径均值R m关系为：R w=0.8752e0.0431T2 (2)T2几何平均值与分选系数μ关系为：μ=1.6006E0.0484T2 (3)T2几何平均值与均质系数ω关系为：ω=0.0074T2＋0.4205 (4)T2几何平均值与孔渗比K/φ关系为：(K/φ)1/2=2.7887e-0.0841T2 (5)运华云等通过对岩心的核磁共振T2分布与压汞孔喉半径分布对比，发现其具有较好的相关性，进而从理论上推导出毛管压力曲线和核磁共振T2分布的转换关系见式(6)，这样就可以由T2分布计算出相应的毛管压力曲线，从而为测井解释大规模研究孔隙结构提供了有效的方法。

P c=C·1／T2(6)式中：P c为毛管压力，MPa；C为转换系数，与岩石孔隙形状和岩石横向表面驰豫率有关。

赵杰等通过对不同岩性(包括砂岩、砂砾岩和泥质粉砂岩等)的岩心实验表明，核磁共振T2分布和毛管压力曲线的转换系数C与岩石的孔渗比具有对数线性关系，转换系数随孔渗比的增大而减小；转换系数还受到岩石中的顺磁物质的影响，随着顺磁物质含量的增加，转换系数增大。

从而建立了核磁共振T2分布和毛管压力曲线的转换系数与岩石孔渗比和顺磁物质含量的对应关系式为：C=f [W Fe,1n(φ/n)] (7)这样，通过对某地区的实验数据进行回归，消除岩石内顺磁物质的影响，就可以确定地区性经验参数，通过转换核磁共振T2分布与毛管压力曲线来研究该地区的岩石孔隙结构。

2、测井资料评价孔隙渗透率渗透率是流体矿藏(石油、天然气、煤层气、地下水等)储集层评价与开采的重要参数，一直是地质学家、开发工程师、测井分析家着力解决的问题。

为了预测渗透率，人们已进行了长期不懈的努力。

目前，获得储层渗透率的途径主要有岩心实验室测量渗透率、地震解释渗透率、电缆地层测试渗透率、钻杆地层测试渗透率、试井渗透率以及测井解释渗透率等几种方法。

但前几种方法相对于测井预测渗透率，其成本较高,且受到各种限制。

因此，在地层评价中常常利用测井来获取连续的地层渗透率资料。

2.1 测井分析确定渗透率几乎每口井都实施地球物理测井，测井资料是最容易获取的资料。

因此，从测井资料中获取渗透率是人们研究的重点领域。

2.1.1 经验方法很多经验公式都是建立在大量的测井数据分析归纳的基础上。

最著名的Archie公式，虽然没有提供直接的计算渗透率的方程，但是它为测井解释的量化提供了基础。

通过分析大量来自不同砂岩层的饱和盐水的岩芯的电阻，Archie引入地层电阻系数：F=R0／R W=a／φm式中：R0—100%含水岩石电阻率，Ω·m；R W—100%地层水电阻率，Ω·m；a—岩性系数，其值在0. 4～1.5之间；m—胶结指数，其值在1. 3～2. 5之间，随胶结程度增加而增大。

通过Archie公式能够定量的计算油气层的含油气饱和度。

而饱和度和渗透率之间存在一定的关系，于是很多经验公式就是基于此构造出来了(详见后面的经验公式)。

2.1.2 核磁测井(NML)对生产地层流体的核磁测井能够提供两个计算渗透率的参数。

一个是可运移流体(水和油，不包括气体)的自由流动指数I Ff，一个是旋转晶格驰豫时间t l。

工作原理：对地层作用一个大的极化磁场然后关掉求得I Ff。

信号在固体和束缚流体中衰减很快，核磁测井工具探测不到。

只有在自由流体中的衰减才能测量到，并且其值与质子在自由流体中的数量成比例。

而t l反映岩石和流体润湿孔隙表面一种属性，与孔隙大小相关。

因为渗透率与孔隙尺寸的平方成比例关系，所以假设渗透率与t l2成正比也是合理的。

Kenyon等人通过对世界范围内的80块砂岩进行研究提出了如下关系式：k=1.6×10-9t12 3φ4.32.1.3 地球化学测井(GLT)GLT就是通过测定井筒核能光谱来确定地层10种元素的含量，由元素含量获得渗透率。

其理论基础是：矿物学上的任何变化都伴随岩石颗粒的大小、形状、形态的变化。

这些变化直接影响岩石的渗透率。

得到如下关系式：log10k=T m+3log10(φ)-2log10(1-φ)+∑B i f i式中：T m—长石含量结构成熟度；B i—矿物常数(对粘土、胶结物和骨架矿物)；fi—岩石中每一种矿物的重量百分含量。

2.1.4 Stoneley波的衰减和传播斯通利波的能量主要分布在井内流体中，由于地层的渗透性，井中一部分流体将在声波到达时流向地层，从而带走部分能量，导致斯通利波幅度减小。

地层渗透率和孔隙度越大、孔隙流体的粘性越小且其可压缩性越大，则从井内流入地层的流体就越多，斯通利波幅度衰减越明显。

当声源频率低于3 kHz时，地层渗透率变化引起的斯通利波幅度衰减比较明显，所以可以利用低频斯通利波幅度衰减确定地层渗透率。

3、致密储层裂缝识别的测井方法勘探实践表明，在已发现的油气藏中，除存在常规的高孔隙度、高渗透率的砂岩储层外，在某些致密岩石中还有由大量裂缝造成的具有有效孔隙度和渗透率的储层。

这些裂缝发育在碳酸盐岩、火山岩、泥岩等致密岩层中。

为评价此类致密储层，必须准确地识别裂缝。

通常按产状将裂缝分为高角度裂缝、低角度裂缝和网状裂缝三种类型。

裂缝识别主要包括裂缝的真实性、裂缝的有效性、裂缝填充物的性质(即含油气性)的识别和裂缝产状的计算。

应用测井方法对裂缝进行识别是目前最常用、最有效的方法。

3.1 常规测井方法可用多种常规测井方法对裂缝进行识别，电阻率测井、声波测井、补偿中子测井、密度测井、补偿密度测井、岩性测井、电磁波测井以及地层倾角测井等对裂缝都有不同程度的响应。

电阻率测井：包括微侧向(微球聚焦)测井和深、浅侧向测井。

由于裂缝发育的不均一性，电阻率测井曲线形态常呈高低间互、起伏不平的多尖峰状。

当裂缝较发育时，电阻率曲线都为低值显示；但当仅有孤立稀疏的小裂缝发育时，深、浅侧向测井电阻率值降低不明显，而微侧向测井可为显著低值。

声波测井：包括声波时差测井、声波全波波形测井及声波变密度测井等。

其识别裂缝的原理主要依据裂缝发育段声波能量严重衰减、波形扰动进行判断，而地层界面、被泥质充填的砾岩段和泥质薄层等也会引起波形扰动，应结合(去铀)自然伽马测井曲线加以区别。

补偿中子测井：通过测量地层的含氢指数来反映地层孔隙度，在岩石骨架不含氢的情况下，它反映地层的总孔隙度，并不受孔隙空间几何形态和分布的影响。

由于致密岩石基质孔隙度很低，因此中子测井可直接反映裂缝和溶洞的发育程度。

密度测井：密度测井主要反映岩石的总孔隙度，与测井仪器极板是否靠上裂缝关系极大。

若极板靠上裂缝，曲线反映的孔隙度偏高；而与仪器极板不接触或处于探测空间以外的裂缝溶洞则无法反映。

为校正裂缝发育使井壁粗糙不平对密度测井测量结果产生的影响，需对密度测井曲线进行校正，该校正值可用来识别裂缝的存在，裂缝带呈正的窄尖峰状显示，但要注意区分钻井时造成的人工裂缝对密度测井的影响。

补偿密度测井：为消除泥饼和井壁不平对密度测量的影响，采用补偿密度测井方法，可以识别井壁不平情况，从而间接反映裂缝发育的信息。