基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，该方法基于碎屑岩储层沉积相、岩性、流体性质、成岩阶段的综合研究，预测储层演化过程中储层物性与成岩作用时空匹配关系，建立不同地质环境条件下以及不同成岩作用下“地质参数‑成岩作用‑孔隙度”预测模型，进而对碎屑岩储层孔隙度大小进行预测，确定碎屑岩储层孔隙空间分布，达到优势储层定量评价目的。

【技术实现步骤摘要】
基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法
本专利技术涉及油气勘探开发
，具体地指一种基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法。
技术介绍
储层孔隙度是决定油气藏规模和开采价值的重要物性参数。获取储层孔隙度主要依托以下几种地质资料：1)岩心资料，在实验室中通过一些分析测试手段对单个岩心进行测量，从而获取岩石的孔隙度参数；2)测井资料，利用岩石的电性特征来间接获取岩石的孔隙度；3)地震资料，利用砂岩波阻抗进行砂岩孔隙度的计算。通过岩心资料和测井资料获取的孔隙度数据常常有限，井点与井点之间的孔隙度数据需进行数学插值，而地下储层非均质性常制约数据的可靠性，另外受采样点的限制，所采集数据不一定都有代表性。地震数据具有很好连续性，而限于品质和分辨率原因，不能满足储层精细研究和刻画，尤其是砂体薄的碎屑岩储层。基于这一背景，利用直接的储层测量数据已不能较好地反映出储层的发育，特别是有效储层的发育分布状况，影响了碎屑岩储层，尤其是高成岩阶段低孔、低渗储层油气勘探开发，必须寻找出一种不同于常规方法的评价方法，来更好地、更合理地预测优势储层分布，最终为油气勘探开发提供有力依据。成岩作用是一切储层形成必经过程，有什么样的作用过程，就有什么样的响应特征。储层中物性变化是地质历史中压实、胶结以及溶蚀作用等的共同结果。考虑储层演化过程中不同时期储层发生的各种胶结作用，特别是不同时期胶结作用发生时的条件及其差异，以及这些条件及差异作用下的胶结结果，可以为处于碎屑岩储层孔隙预测提供很好的手段。目前国内外储层成岩数值模拟原理与技术存在以下几点不足：1)在对孔隙进行数值模拟时，地质参数选取单一，没能综合考虑沉积相、粒度大小、岩屑颗粒、刚性颗粒、磨圆度、分选性、泥质含量、胶结强度、胶结类型、胶结时间、溶蚀时间、埋藏温度、异常高压、沉积速率等多种地质参数对孔隙影响；2)模拟过程过于线性，不能再现储层演化的复杂过程；3)模拟方法过于综合，不能满足科研需要以及油气藏精细描述。如果不能建立合理地质模型，综合考虑各种地质参数条件下压实作用、胶结作用、溶蚀作用之间影响关系及其主次之分，一起数值模拟就只会是数值游戏，也就不能真正解决实际问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述存在的问题，提供了基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，该方法基于碎屑岩储层沉积相、岩性、流体性质、成岩阶段的综合研究，预测不同成岩阶段下储层与成岩作用时空匹配关系，建立不同地质环境条件下以及不同成岩作用下“地质参数-成岩作用-孔隙度”预测模型，进而对碎屑岩储层孔隙度大小进行预测，确定碎屑岩储层孔隙空间分布，为油藏评价提供依据为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，包括以下步骤：1)收集研究区地质资料2)建立原始资料数据库，包括(1)沉积相类型数据库F_m对碎屑岩储层沉积相类型进行概括和分类建立沉积相类型数据库F_m(2)岩性数据库R_n根据组成岩石颗粒的颗粒大小及矿物成分，将碎屑岩岩性进行划分，建立岩性数据库，(3)流体数据库P_o根据储层孔隙中流体性质，建立流体数据库；(4)成岩阶段数据库S_q(5)建立成岩作用数据库D_c根据岩石中不同矿物Mi的孔隙改变量建立成岩作用数据库；(6)建立成岩作用数学模型成岩作用数学模型包括a.压实级别数学模型A_kb.胶结级别数学模型B_kc.溶蚀级别数学模型C_k3)建立成岩阶段预测模型(1)确定演化期次根据目的层上覆地层发育情况划分目标层在地质历史时期所经历的演化阶段，目的层L上覆地层有i层，即从上到下依次标记为：L1、L2、L3……Li-1、Li，则目的层在地质历史时期演化阶段共有i个，按照时间演化，目的层L演化期次先后顺序依次计为Li、Li-1、Li-2……L2、L1；(2)确定不同期次埋深在(1)的基础下，计算目的层L不同演化期次的埋深，其计算公式如下：Dep(Li)＝H(L)-H(Li)；Dep(Li-1)＝H(L)-H(Li-1)；Dep(Li-2)＝H(L)-H(Li-2)；……Dep(L2)＝H(L)-H2；Dep(L1)＝H(L)-H1；其中：H(L)为目的层L顶界面，H(Li)为上覆层Li顶界面，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；(3)确定不同期次地层温度地质体在埋藏的过程中，温度的大小可表示为与深度的线性函数关系，通过该模型，可计算目的层L在不同时期、不同深度、不同位置地层温度；其温度计算模型公式：T＝T0+c*(D(Ti)-H0)其中T0为常温带温度，c为常数，Dep(Ti)为目的层Ti阶段埋深，H0为恒温带埋深，为常数，T为目标层古地温；(4)确定不同期次地层成岩阶段4)建立成岩作用预测模型(1)研究区储层网格化将储层网格化，即空间上不均匀分布的数据按一定方法(如滑动平均法、克里格法或其他适当的数值推算方法)归算成规则网格中的代表值(趋势值)的过程；研究区储层的每个网格可用Wi(X，Y)表示；(2)确定网格属性a.根据步骤3)确定网格Wi(X，Y)不同演化期次成岩阶段S_q；b.根据研究区沉积相数据确定网格Wi(X，Y)的沉积相属性F_m；c.根据研究区岩性数据确定网格Wi(X，Y)的岩性属性R_n；d.根据研究区流体数据确定网格Wi(X，Y)的流体属性P_o；e.根据上述步骤a、b、c和d确定每个网格不同演化期次Wi(X，Y)的综合属性G(S_q，F_m，R_n，P_o)，即：Wi(X，Y)＝S_q+F_m+R_n+P_o；(3)基于研究区地质资料，确定研究区已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次的成岩阶段S_q_j以及成岩作用D_s_j；(4)确定已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段的综合属性Gj(F_m_j，R_n_j，P_o_j)，建立已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段成岩作用D_s与综合属性G(F_m_j，R_n_j，P_o_j)的对应关系，即为：Wj(S_q_j，D_s_j)＝F_m_j+R_n_j+P_o_j；(5)任取一未知网格Wi(X，Y)，确定未知网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的综合属性G(F_m，R_n，P_o)，即为：Gi＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)；(6)将网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的成岩作用综合属性Gi与井Hj所在网格Wj(X，Y)成岩阶段S_q的综合属性Gj相比较，即为：Gi-Gj＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)-(F_m_j+R_n_j+P_o_j)；如果满足Gi-Gj＝0，则未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i与井j具有相同的成岩作用D_s_j；如果Gi-Gj≠0，则按不同属性优先级顺序，即为：沉积相F_m一级、岩性R_n二级、流体性质P_o三级对未知网格Wi(X，Y)的成岩作用进行判识，即：ⅰ：F_m_i-F_m_j＝0，R_n_i-R_n_j≠0，P_o_i-P_o_j≠0；ⅱ：F_m_i-F_m_j＝0，R_n_i-R_n_j＝0，P_o_i-P_o_j≠0；未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i满足条件i时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_j的网格Wj(X，Y)的成岩作用相同；D_s_i满足条件ⅱ时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)收集研究区地质资料2)建立原始资料数据库，包括(1)沉积相类型数据库F_m对碎屑岩储层沉积相类型进行概括和分类建立沉积相类型数据库F_m(2)岩性数据库R_n根据组成岩石颗粒的颗粒大小及矿物成分，将碎屑岩岩性进行划分，建立岩性数据库，(3)流体数据库P_o根据储层孔隙中流体性质，建立流体数据库；(4)成岩阶段数据库S_q(5)建立成岩作用数据库D_c根据岩石中不同矿物Mi的孔隙改变量建立成岩作用数据库；(6)建立成岩作用数学模型成岩作用数学模型包括a.压实级别数学模型A_kb.胶结级别数学模型B_kc.溶蚀级别数学模型C_k3)建立成岩阶段预测模型(1)确定演化期次根据目的层上覆地层发育情况划分目标层在地质历史时期所经历的演化阶段，目的层L上覆地层有i层，即从上到下依次标记为：L1、L2、L3……Li‑1、Li，则目的层在地质历史时期演化阶段共有i个，按照时间演化，目的层L演化期次先后顺序依次计为Li、Li‑1、Li‑2……L2、L1；(2)确定不同期次埋深在(1)的基础下，计算目的层L不同演化期次的埋深，其计算公式如下：Dep(Li)＝H(L)‑H(Li)；Dep(Li‑1)＝H(L)‑H(Li‑1)；Dep(Li‑2)＝H(L)‑H(Li‑2)；……Dep(L2)＝H(L)‑H2；Dep(L1)＝H(L)‑H1；其中：H(L)为目的层L顶界面，H(Li)为上覆层Li顶界面，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；(3)确定不同期次地层温度地质体在埋藏的过程中，温度的大小可表示为与深度的线性函数关系，通过该模型，可计算目的层L在不同时期、不同深度、不同位置地层温度；其温度计算模型公式：T＝T0+c*(D(Ti)‑H0)其中T0为常温带温度，c为常数，Dep(Ti)为目的层Ti阶段埋深，H0为恒温带埋深，为常数，T为目标层古地温；(4)确定不同期次地层成岩阶段4)建立成岩作用预测模型(1)研究区储层网格化将储层网格化；研究区储层的每个网格用Wi(X，Y)表示；(2)确定网格属性a.根据步骤3)确定网格Wi(X，Y)不同演化期次成岩阶段S_q；b.根据研究区沉积相数据确定网格Wi(X，Y)的沉积相属性F_m；c.根据研究区岩性数据确定网格Wi(X，Y)的岩性属性R_n；d.根据研究区流体数据确定网格Wi(X，Y)的流体属性P_o；e.根据上述步骤a、b、c和d确定每个网格不同演化期次Wi(X，Y)的综合属性G(S_q，F_m，R_n，P_o)，即：Wi(X，Y)＝S_q+F_m+R_n+P_o；(3)基于研究区地质资料，确定研究区已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次的成岩阶段S_q_j以及成岩作用D_s_j；(4)确定已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段的综合属性Gj(F_m_j，R_n_j，P_o_j)，建立已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段成岩作用D_s与综合属性G(F_m_j，R_n_j，P_o_j)的对应关系，即为：Wj(S_q_j，D_s_j)＝F_m_j+R_n_j+P_o_j；(5)任取一未知网格Wi(X，Y)，确定未知网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的综合属性G(F_m，R_n，P_o)，即为：Gi＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)；(6)将网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的成岩作用综合属性Gi与井Hj所在网格Wj(X，Y)成岩阶段S_q的综合属性Gj相比较，即为：Gi‑Gj＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)‑(F_m_j+R_n_j+P_o_j)；如果满足Gi‑Gj＝0，则未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i与井j具有相同的成岩作用D_s_j；如果Gi‑Gj≠0，则按不同属性优先级顺序，即为：沉积相F_m一级、岩性R_n二级、流体性质P_o三级对未知网格Wi(X，Y)的成岩作用进行判识，即：ⅰ：F_m_i‑F_m_j＝0，R_n_i‑R_n_j≠0，P_o_i‑P_o_j≠0；ⅱ：F_m_i‑F_m_j＝0，R_n_i‑R_n_j＝0，P_o_i‑P_o_j≠0；未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i满足条件i时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_j的网格Wj(X，Y)的成岩作用相同；D_s_i满足条件ⅱ时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_m_j、R_n_j的网格Wj(X，Y)的成岩作用相同；(7)根据每个网格Wi(X，Y)不同演化期次的成岩作用确定研究区成岩作用演化；5)计算不同演化期次压实量、胶结量和溶蚀量(1)根据成岩序列数据，确定已知井所在网格Wj(X，Y)的成岩阶段S_q所对应的压实作用、胶结作用、溶蚀作用下的压实级别数学模型A_k_j、胶...

【技术特征摘要】
1.一种基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)收集研究区地质资料2)建立原始资料数据库，包括(1)沉积相类型数据库F_m对碎屑岩储层沉积相类型进行概括和分类建立沉积相类型数据库F_m(2)岩性数据库R_n根据组成岩石颗粒的颗粒大小及矿物成分，将碎屑岩岩性进行划分，建立岩性数据库，(3)流体数据库P_o根据储层孔隙中流体性质，建立流体数据库；(4)成岩阶段数据库S_q(5)建立成岩作用数据库D_c根据岩石中不同矿物Mi的孔隙改变量建立成岩作用数据库；(6)建立成岩作用数学模型成岩作用数学模型包括a.压实级别数学模型A_kb.胶结级别数学模型B_kc.溶蚀级别数学模型C_k3)建立成岩阶段预测模型(1)确定演化期次根据目的层上覆地层发育情况划分目标层在地质历史时期所经历的演化阶段，目的层L上覆地层有i层，即从上到下依次标记为：L1、L2、L3……Li-1、Li，则目的层在地质历史时期演化阶段共有i个，按照时间演化，目的层L演化期次先后顺序依次计为Li、Li-1、Li-2……L2、L1；(2)确定不同期次埋深在(1)的基础下，计算目的层L不同演化期次的埋深，其计算公式如下：Dep(Li)＝H(L)-H(Li)；Dep(Li-1)＝H(L)-H(Li-1)；Dep(Li-2)＝H(L)-H(Li-2)；……Dep(L2)＝H(L)-H2；Dep(L1)＝H(L)-H1；其中：H(L)为目的层L顶界面，H(Li)为上覆层Li顶界面，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；(3)确定不同期次地层温度地质体在埋藏的过程中，温度的大小可表示为与深度的线性函数关系，通过该模型，可计算目的层L在不同时期、不同深度、不同位置地层温度；其温度计算模型公式：T＝T0+c*(D(Ti)-H0)其中T0为常温带温度，c为常数，Dep(Ti)为目的层Ti阶段埋深，H0为恒温带埋深，为常数，T为目标层古地温；(4)确定不同期次地层成岩阶段4)建立成岩作用预测模型(1)研究区储层网格化将储层网格化；研究区储层的每个网格用Wi(X，Y)表示；(2)确定网格属性a.根据步骤3)确定网格Wi(X，Y)不同演化期次成岩阶段S_q；b.根据研究区沉积相数据确定网格Wi(X，Y)的沉积相属性F_m；c.根据研究区岩性数据确定网格Wi(X，Y)的岩性属性R_n；d.根据研究区流体数据确定网格Wi(X，Y)的流体属性P_o；e.根据上述步骤a、b、c和d确定每个网格不同演化期次Wi(X，Y)的综合属性G(S_q，F_m，R_n，P_o)，即：Wi(X，Y)＝S_q+F_m+R_n+P_o；(3)基于研究区地质资料，确定研究区已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次的成岩阶段S_q_j以及成岩作用D_s_j；(4)确定已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段的综合属性Gj(F_m_j，R_n_j，P_o_j)，建立已知井Hj所在网格Wj(X，Y)不同演化期次不同演化阶段成岩作用D_s与综合属性G(F_m_j，R_n_j，P_o_j)的对应关系，即为：Wj(S_q_j，D_s_j)＝F_m_j+R_n_j+P_o_j；(5)任取一未知网格Wi(X，Y)，确定未知网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的综合属性G(F_m，R_n，P_o)，即为：Gi＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)；(6)将网格Wi(X，Y)成岩阶段S_q时的成岩作用综合属性Gi与井Hj所在网格Wj(X，Y)成岩阶段S_q的综合属性Gj相比较，即为：Gi-Gj＝(F_m_i，R_n_i，P_o_i)-(F_m_j+R_n_j+P_o_j)；如果满足Gi-Gj＝0，则未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i与井j具有相同的成岩作用D_s_j；如果Gi-Gj≠0，则按不同属性优先级顺序，即为：沉积相F_m一级、岩性R_n二级、流体性质P_o三级对未知网格Wi(X，Y)的成岩作用进行判识，即：ⅰ：F_m_i-F_m_j＝0，R_n_i-R_n_j≠0，P_o_i-P_o_j≠0；ⅱ：F_m_i-F_m_j＝0，R_n_i-R_n_j＝0，P_o_i-P_o_j≠0；未知网格Wi(X，Y)的成岩作用D_s_i满足条件i时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_j的网格Wj(X，Y)的成岩作用相同；D_s_i满足条件ⅱ时，未知网格Wi(X，Y)与具有相同属性F_m_j、R_n_j的网格Wj(X，Y)的成岩作用相同；(7)根据每个网格Wi(X，Y)不同演化期次的成岩作用确定研究区成岩作用演化；5)计算不同演化期次压实量、胶结量和溶蚀量(1)根据成岩序列数据，确定已知井所在网格Wj(X，Y)的成岩阶段S_q所对应的压实作用、胶结作用、溶蚀作用下的压实级别数学模型A_k_j、胶结级别数学模型B_k_j、溶蚀级别数学模型C_k_j，即Wj(S_q_j，D_s_j)＝Wj(A_k_j，B_k_j，C_k_j)；(2)将Wi(X，Y)的Wi(S_q_j，D_s_j)与Wj(S_q_j，D_s_j)比对，满足Wi(S_q_j，D_s_j)＝Wj(S_q_j，D_s_j)，则Wi(X，Y)与Wj(S_q_j，D_s_j)具有相同的压实级别数学模型A_k、胶结级别数学模型B_k、溶蚀级别数学模型C_k，即A_k_i＝A_k_j、B_k_i＝B_k_j、C_k_i＝C_k_j；如果出现同一未知网格Wi(X，Y)与多个已知网格Wj(S_q_j，D_s_j)相同，则A_k_i＝1/n∑A_k_j、B_k_i＝1/n∑B_k_j、C_k_i＝1/n∑C_k_j，n为相同网格Wj(S_q_j，D_s_j)的网格数；(3)根据网格Wi(X，Y)不同演化期次的压实级别数学模型A_k、胶结级别数学模型B_k、溶蚀级别数学模型C_k计算每个网格Wi(X，Y)不同演化期次的压实率RCom、胶结率RMi_Cem、溶蚀率RMi_Dis(Mi表示石英、长石、方解石、白云石、黏土矿物)；(4)根据每个网格Wi(X，Y)的压实率RCom、胶结率RMi_Cem和溶蚀率RMi_Dis计算压实量VCom，胶结量VMi_Cem，溶蚀量VMi_Dis，其中，为原始孔隙；孔隙模拟值Φ＝Φ0-VCom-VMi_Cem+VMi_Dis；(5)根据每个网格Wi(X，Y)不同演化期次的孔隙值确定目标储层孔隙值空间分布。2.根据权利要求1所述基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，其特征在于：所述步骤1)中，收集研究区地质资料包括：研究区构造等值线图、研究区沉积相图、研究区岩性分布图、研究区流体分布图。3.根据权利要求1所述基于成岩过程的碎屑岩储层孔隙度预测方法，其特征在于：所述步骤2)中，(1)沉积相类型数据库F_m包括冲积扇-旱扇-扇根F_1、冲积扇-旱扇-扇中F_2、冲积扇-旱扇-扇缘F_3、冲积扇-湿扇-扇根F_4、冲积扇-湿扇-扇中F_5、冲积扇-湿扇-扇缘F_6、河流相-曲流河-河床亚相-河床滞留F_7、河流相-曲流河-河床亚相-边滩F_8、河流相-曲流河-堤岸亚相-天然堤F_9、河流相-曲流河-堤岸亚相-决口扇F_10、河流相-曲流河-河漫亚相-河漫滩F_11、河流相-曲流河-泛滥盆地-河漫湖泊F_12、河流相-曲流河-河漫沼泽F_13、河流相-辫状河-牛轭湖F_14、河流相-辫状河-河床滞留F_15、河流相-辫状河-心滩F_16、河道F_17、河流相-辫状河-泛滥平原F_18、湖泊相-断陷型-湖成三角洲F_19、湖泊相-断陷型-滨湖F_20、湖泊相-断陷型-浅湖F_21、湖泊相-断陷型-半深湖F_22、湖泊相-断陷型-深湖F_23、湖泊相-断陷型-湖湾F_24、湖泊相-坳陷型-湖成三角洲F_25、湖泊相-坳陷型-滨湖F_26、湖泊相-坳陷型-浅湖F_27、湖泊相-坳陷型-半深湖F_28、湖泊相-坳陷型-深湖F_29、湖泊相-坳陷型-湖湾F_30、湖泊相-前陆型-湖成三角洲F_31、湖泊相-前陆型-滨湖F_32、湖泊相-前陆型-浅湖F_33、湖泊相-前陆型-半深湖F_34、湖泊相-前陆型-深湖F_35、湖泊相-前陆型-湖湾F_36、三角洲相-辫状河三角洲-三角洲平原-分支F_37、三角洲相-辫状河三角洲-三角洲平原-河道F_38、三角洲...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹太举，钱文蹈，张昌民，侯国伟，何苗，夏敏，
申请(专利权)人：长江大学，中海石油中国有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42