一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法技术

本发明专利技术提供了一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法，属于含油气饱和度评价领域。所述方法包括以下步骤：(1)确定岩电结构系数τ；(2)确定岩电结构系数τ与m指数的耦合方程；(3)确定含油气饱和度。利用本发明专利技术方法大大提高了缝洞型储层含油气饱和度计算精度，并且本发明专利技术方法具有良好的可操作性和实用性，改变了目前对阿尔奇理论进行修正时依据经验或者复杂数值模拟计算结果的状况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法
本专利技术属于含油气饱和度评价领域，具体涉及一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法。
技术介绍
自1942年阿尔奇(Archie)先生发表阿尔奇公式以来，它就成为含油气饱和度测井评价的理论基础，在实践中得到广泛应用，目前仍然是油气测井饱和度评价的主流方法。传统阿尔奇公式适用于以粒间孔隙为主的且孔隙度较大(>15％)的干净砂岩储层。阿尔奇公式有四个关键参数(统称为地区参数)，分别是m指数(也称胶结指数，理论值为2)、n指数(也称饱和度指数，理论值为2)、a系数(理论值为1)和b系数(理论值为1)。这些地区系数需要通过实验测量得到。缝洞型储层包括缝洞型火山岩、碳酸盐岩和变质岩等储层，其储集空间类型复杂，岩性复杂。针对这类复杂储层，能否采用阿尔奇公式确定含油气饱和度，一直存在争论。目前比较一致的看法是：在宏观层面上，不能直接采用传统经典的阿尔奇公式确定缝洞型储层含油气饱和度；但可在微观层面上，针对缝洞型储层导电机理特殊性，对阿尔奇公式或理论进行修正，然后应用于复杂储层含油气饱和度计算。目前，对阿尔奇理论进行修正的方式分为两类：其一是在岩电实验或数值模拟计算基础上，对胶结指数m和饱和度指数n进行适当调整，然后应用阿尔奇公式确定含油气饱和度，如潘保芝(2006)三孔隙度模型计算m值方法；李国平(2003)在复杂储集层测井解释研究中采用经验估计m、n指数方法。其二是在储集层微观层面上，依据多重孔隙介质并联导电法则，并应用阿尔奇理论，推导出新的饱和度方程，如Crane(1990)多种孔隙网络模型饱和度方程和李宁(1989)提出的饱和度模型。这些模型和方程在不同地区得到一定程度应用。具体来说，公开号为CN101892837A的专利公开了一种地层因数确定方法及含油饱和度确定方法，该方法对碎屑岩比较适应，对缝洞型复杂储层不适应。公开号为CN101929973A的专利公开了一种裂缝储层含油气饱和度定量计算方法，该方法适应于裂缝性储层，而且依赖于成像测井资料获取的裂缝参数。在没有成像测井资料情况下，无法应用。文献1(库车地区砂岩孔隙结构对胶结指数影响及饱和度误差分析(测井技术，2009年8月第4期))没有提出岩电结构系数概念及其与胶结指数之间关系。文献2(库车地区致密砂砾岩胶结指数m和饱和度指数n的主要影响因素及其量化研究(石油天然学报(江汉石油学院学报)，2009年12月第6期))提出的方法适于碎屑岩储层，对复杂缝洞型储层不适用，没有提出岩电结构系数概念。文献3(裂缝和孔洞型储层孔隙模型的理论进展(地球物理学进展，2006年12月第4期))提出的方法适合理论分析和数值模拟计算，在实际应用中难于操作。文献4(孔隙储层胶结指数m的确定方法及影响因素(油气地球物理，2010年1月第1期))提出的方法适合理论分析和数值模拟计算，在实际应用中难于操作。文献5(变m值法计算火山岩含油饱和度(长江大学学报，2010年9月第3期))提出的方法属于一般性的理论分析方法，在实际应用中难于操作。文献6(复杂储集空间储层测井解释方法研究(油气地质与采收率，2003年4月第2期))提出的方法限于经验估计，具有局限性和随意性。文献7(复杂孔隙结构储层含气饱和度评价方法(天然气工业，2000年5月第3期))提出的方法不适于缝洞型火山岩和碳酸盐岩储层饱和度计算。综上所述，潘保芝(2006)三孔隙度模型是个理论模型，适于数值分析计算，在实际地层评价中可操作性差；李国平(2003)提出的确定m、n指数方法，其依据于经验估计，没有严格的理论依据，在实际应用中取决于个人经验；Crane(1990)模型中，确定网络结构难，模型中一些参数也难于确定；李宁(1989)饱和度模型过于复杂，在实践中难以确定合适的表达式。总之，从目前技术水平来看，针对缝洞型复杂储层测井饱和度评价，还没有形成统一的可操作性强的精度高的含油气饱和度评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的缝洞型储层含油气饱和度评价方法可操作性和实用性差的情况的难题，提供一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法，提高饱和度评价的精度且可操作性强。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法，包括以下步骤：(1)确定岩电结构系数τ；(2)确定岩电结构系数τ与m指数的耦合方程；(3)确定含油气饱和度。所述步骤(1)中的岩电结构系数τ是利用下式计算得到的：其中，Rw为地层水电阻率，Rt为地层电阻率，φ为地层孔隙度，Sw为地层含水饱和度。所述步骤(2)中的岩电结构系数τ与m指数的耦合方程如下：m＝Cτ-D(6)式中，C、D为待定系数。所述C和D是通过下面的方式确定的：依据岩电实验确定m值，利用公式(5)在Sw为1(即岩石孔隙100％含水)条件下确定τ值，然后以τ为横坐标，以m为纵坐标，通过统计回归确定系数C和D的值。所述步骤(3)具体如下：根据阿尔奇理论，岩石孔隙在100％含水条件下岩石电阻率R0为：式中，m指数依据式(6)确定；电阻率增大系数I与含水饱和度Sw关系方程如下：式中，b和n是通过岩电实验确定的；利用下式计算得到含油气饱和度Sh：Sh＝1-Sw(9)。所述联立式(5)、式(6)、式(7)和式(8)，迭代求解得到含水饱和度Sw具体包括：(A1)设置迭代精度ε，设含地层水饱和度Sw的初值Sw1为0，设Sw的增量步长为0.001；(A2)将Sw1代入式(5)中求取岩电结构系数τ，通过式(6)求取m指数，通过式(7)确定岩石电阻率R0，通过式(8)求取含水饱和度Sw，记为Sw2；(A3)比较Sw1和Sw2，如果|Sw2-Sw1|≤ε，则停止迭代，令Sw＝Sw2,转入步骤(A4)；否则按增量步长改变Sw1，然后返回步骤(A2)；(A4)输出Sw,即为所求的含水饱和度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：①利用本专利技术方法大大提高缝洞型储层含油气饱和度计算精度。缝洞型储层受复杂孔隙结构影响，电测井响应复杂，且具有多解性。本专利技术提出的岩电结构系数表征了孔隙结构与导电能力之间耦合关系，借助岩电结构系数消除孔隙结构对电测井响应的影响，提高含油气饱和度计算精度。模型参数依据实验确定，在算法上采用反复迭代的优化算法，保证饱和度计算精度。②本专利技术方法具有良好的可操作性和实用性，各参数之间关系明确，具有严格的数学表达式，易于计算机编程计算；同时具备具有良好的理论基础和实验基础。改变了目前对阿尔奇理论进行修正时依据经验或者复杂数值模拟计算结果的状况。③本专利技术方法适用于多重孔隙介质的缝洞型储层含油气饱和度评价，适应性广，可应用于火山岩、碳酸盐岩等复杂缝洞型储层。附图说明图1是胶结指数m与孔隙度及孔隙组合类型关系图。图2是火山岩m指数与岩电结构系数τ关系。图3-1是松南气田火山岩储层胶结指数m与孔隙度关系。图3-2是塔河油田碳酸盐岩储层胶结指数m与孔隙度关系。图3-3是普光气田碳酸盐岩储层胶结指数m与孔隙度关系。图3-4是胶结指数m与岩电结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)确定岩电结构系数τ；(2)确定岩电结构系数τ与m指数的耦合方程；(3)确定含油气饱和度。

【技术特征摘要】
1.一种基于岩电结构系数的含油气饱和度评价方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)确定岩电结构系数τ；(2)确定岩电结构系数τ与胶结指数m的耦合方程；(3)基于岩电结构系数τ以及岩电结构系数τ与胶结指数m的耦合方程，确定含油气饱和度，其中，岩电结构系数τ定义为岩石导电效率与地层孔隙度φ的比值；其中，所述步骤(1)中的岩电结构系数τ是利用下式计算得到的：其中，Rw为地层水电阻率，Rt为地层电阻率，φ为地层孔隙度，Sw为地层含水饱和度；其中，所述步骤(2)中的岩电结构系数τ与胶结指数m的耦合方程如下：m＝Cτ-D(6)式中，C、D为待定系数；其中，所述步骤(3)具体如下：根据阿尔奇理论，岩石孔隙在100％含水条件下岩石电阻率R0为：式中，胶结指数m依据式(6)确定；岩电实验确定的电阻率增大系数I与地层含水饱和度Sw关系方程如下：式中，n为饱和度指数，b为阿尔奇公式的系数，b接近1，n...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，张军，王晓畅，胡瑶，刘志远，路菁，于文芹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11