利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，属于油气勘探领域的技术领域，包括以下步骤：(1)制备测试样品；(2)测试样品进行背散射电子和二次电子成像；(3)对二次电子成像进行孔隙体积分割及统计，以得到孔隙形态参数；(4)对精细成像进行自动矿物分析，以采集其特征原子谱图对特征原子谱图进行自动矿物分析，以得到附加导电矿物含量；(5)饱和岩电参数确定，并建立孔隙形态参数和m的转换关系以及附加导电矿物和n的转换关系；(6)计算复杂油气层的含水饱和度；以达到通过提取出影响饱和度评价的较小孔隙的分布以及关键附加导电性矿物的含量，进而得到精确定量含水饱和度数值的目的。

A Method of Improving Water Saturation Evaluation Accuracy of Complex Oil and Gas Reservoirs by Digital Core Analysis

The invention discloses a method for improving the accuracy of water saturation evaluation of complex oil and gas reservoirs by using digital core analysis, which belongs to the technical field of oil and gas exploration, including the following steps: (1) preparing test samples; (2) performing backscatter electron and secondary electron imaging of test samples; (3) performing pore volume segmentation and statistics for secondary electron imaging to obtain pore morphology parameters; (4) Automated mineral analysis is carried out for fine imaging to collect characteristic atomic spectrograms and conduct automatic mineral analysis for Characteristic Atomic spectrograms in order to obtain additional conductive mineral content; (5) determination of electrical parameters of saturated rock, and establishment of conversion relations between pore morphology parameters and m, and between additional conductive minerals and n; (6) calculation of water saturation of complex oil and gas reservoirs to achieve extraction through extraction; The purpose of accurately quantifying water saturation is to influence the distribution of smaller pore and the content of key additional conductive minerals in saturation evaluation.

【技术实现步骤摘要】
利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法
本专利技术属于油气勘探领域的
，具体而言，涉及一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法。
技术介绍
在石油天然气勘探开发过程中，含水饱和度的求取是最关键的油气层评价参数，目前，行业应用最广泛的是用Archie公式进行求取，Archie公式具体如下：该公式表明，地层含水饱和度大小和地层水电阻率Rw近乎成正比，和地层电阻率Rt近乎成反比，同时，受岩石孔隙度大小孔隙结构因子m、饱和度因子n。在archie公式中，a与岩石中泥质成分、含量及分布形式有关的调整系数，一般在1左右；b是作为润湿性附加的饱和度微观分布不确定性系数，一般在1左右；m是孔隙结构因子，是骨架与孔隙网络引起的孔隙曲折性的度量，经典archie砂岩m在2附近；n为饱和度因子，经典archie砂岩n在2附近；岩石的孔隙度，可以通过中子、密度和声波测井得到；Rw:该层系地层水电阻率测量值；Rt:地层实际电阻率测量值；该方法在常规中高孔中、高渗储层中和实际资料吻合很好，得到广泛应用，通常通过岩心实验分析，得到储层的孔隙度大小a，b，m，n等岩电参数，由于岩心取样少、岩心实验分析成本高、周期长，导致无法对每一层进行样品测试，通常一个地区在测试几块样品后，统计一个地区经验值，之后用于所有层的油藏评价。地层水参数Rw在某地区的一套地层中通常也认为不变，这样影响饱和度的因素就只剩下了孔隙度φ和电阻率Rt，在很多地区，某套地层的孔隙度差别不大，这样电阻率就成了识别油气最为关键的参数，电阻率越大，地层的含油性越好。但由于各地层沉积差异，各层实际岩电参数相差很大，导致电阻率高的有时是水层，而电阻率低的有时是油层，和实际油气特征差异很大，直接影响了利用Archie公式进行含水饱和度求取的精度。为克服上述缺陷，人们在Archie公式基础上进行了多次改进，如印尼公式、苏门答腊公式、双水模型等等，但效果均不是非常理想，无法客观定量地对地层含水饱和度进行求取，尤其是近几年，油气勘探开发从常规油气藏过渡到复杂储层(低孔低渗储层、致密储层、页岩气、低阻油层等)，定量饱和度求取成为制约复杂储层评价的瓶颈。油田全岩心取心成本高，耗时长，无法逐层取心，但随着工艺技术的提高，目前，油田现场可以用比较低的代价开展，在每个重点层开展井壁取心，同时油田现场还有大量的岩屑资料，这些资料是后期油藏饱和度精细评价的重要材料，但由于通常取心过程中受到泥浆冲洗、机械撞击等，导致无法直接利用井壁取芯等进行原始含水饱和度的求取。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法以达到能够利用现场井壁取芯或岩屑资料，进行地层微观孔隙结构分析和矿物组成分析，提取出影响饱和度评价的小孔隙和喉道的分布以及关键附加导电性矿物的含量，进而得到精确定量含水饱和度数值的目的。本专利技术所采用的技术方案为：一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，包括以下步骤：(1)制备测试样品；(2)对步骤(1)的测试样品进行背散射电子和二次电子成像，以获得岩石表面的精细成像；(3)对精细成像进行孔隙体积分割及统计，以得到孔隙形态参数；(4)对测试样品进行自动矿物分析，并采集其特征原子谱图，得到各种元素的分布谱线，进而得到附加导电矿物含量；(5)饱和度岩电参数确定：建立孔隙形态参数和m的转换关系并得到每一层针对性的孔隙度结构因子m*，建立附加导电矿物含量和n的转换关系并得到每一层的饱和度指数n*；其中，m是常规Archie公式中的孔隙结构因子，n是常规Archie公式中的饱和度因子；(6)采用步骤(5)所得的孔隙度结构因子m*和饱和度指数n*，计算复杂油气层的含水饱和度Sw。进一步地，所述步骤(1)中对测试样品的制备过程如下：1)通过钻井井壁取心或取岩屑样品；2)通过可塑性易凝胶状物对步骤1)的样品凝结成规则形状，并对其进行切割抛光形成观察表面，以显现原始地层的岩石沉积状态。进一步地，所述步骤(2)中背散射电子成像和二次电子成像的具体步骤如下：将步骤2)中的观察表面放入电子显微镜，调整视野范围和对焦范围，选取有代表性的样品区域并进行逐点二次电子扫描和背散射电子扫描，最终得到岩石表面的精细成像。进一步地，所述步骤(3)中对步骤2)采集的精细成像中的固体矿物颗粒和孔隙空间进行分离，并将孔隙空间分割为较大孔隙和较小孔隙，较小空隙包括喉道，分别统计较小孔隙的各项形态特征以得到孔隙形态参数。进一步地，所述步骤(4)中的具体步骤如下：a.利用电子显微镜上的能谱仪对样品上的有代表性区域进行逐点自动矿物分析，采集并生成特征原子谱图，得到各种元素的分布谱线；b.利用地表常见各种岩石的组成元素及含量数据库，将元素谱图反演得到各种矿物含量；c.统计附加导电矿物含量。进一步地，所述步骤(5)的具体步骤如下：Ⅰ.通过步骤(3)中的孔隙形态参数结合典型油层和典型水层实验室岩心分析数据，建立起孔隙形态参数和单层岩电参数m之间的变换函数f；Ⅱ.通过步骤(4)中统计所得的附加导电矿物含量结合典型油层和典型水层实验室岩心分析数据，建立起附加导电矿物含量与单层岩电参数n之间的变换函数F；Ⅲ.建立孔隙形态参数和m之间的转换关系：m*＝mXf；建立附加导电矿物和n之间的转换关系：n*＝nXF，最终得到每一层针对性的孔隙度结构因子m*和每一层针对性的饱和度指数n*。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术所提供的一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，通过利用现场井壁取芯或岩屑样品的资料，进行地层微观孔隙结构分析和矿物组成分析，提取出影响含水饱和度评价的小孔隙和喉道(统称为较小空隙)的分布以及关键附加导电性矿物的含量，进而得到精确定量含水饱和度数值，克服由于通常取心过程中受到泥浆冲洗、机械撞击等，导致无法直接利用井壁取心等进行原始含水饱和度的求取，该方法通过实际油田数据验证，显著提高了储层饱和度解释精度，可快速实现饱和度求取，有效指导了油田开发生产。2.在步骤(3)中通过对精细成像中的固体矿物颗粒和孔隙空间进行分离，有利于统计得到较小孔隙的各项特征，最终形成孔隙形态参数，由于较小孔隙的各项特征对岩石中束缚水的含量及电阻率的高低具有很大的影响，因此，对于孔隙形态参数的确定对后期的孔隙度结构因子的校正提供可靠的保障。3.在步骤(4)中，能够将元素谱图反演得到各种矿物含量，由于附加导电矿物含量对电阻率影响较大，对附加导电矿物含量进行统计对后期针对参数n的校正提供了可靠的保障。附图说明图1是本专利技术提供的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法的流程示意图；图2是本专利技术提供的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法中步骤(2)的岩石表面的精细成像示意图；图3是本专利技术提供的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法的步骤(3)中样品孔隙体积分割的扫描图像；图4是本专利技术提供的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法的步骤(4)中样品自动矿物分析的扫描图像。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备测试样品；(2)对步骤(1)的测试样品进行背散射电子和二次电子成像，以获得岩石表面的精细成像；(3)对精细成像进行孔隙体积分割及统计，以得到孔隙形态参数；(4)对测试样品进行自动矿物分析，并采集其特征原子谱图，得到各种元素的分布谱线，进而得到附加导电矿物含量；(5)饱和度岩电参数确定：建立孔隙形态参数和m的转换关系并得到每一层针对性的孔隙度结构因子m*，建立附加导电矿物含量和n的转换关系并得到每一层的饱和度指数n*；其中，m是常规Archie公式中的孔隙结构因子，n是常规Archie公式中的饱和度因子；(6)采用步骤(5)所得的孔隙度结构因子m*和饱和度指数n*，计算复杂油气层的含水饱和度Sw。

【技术特征摘要】
1.一种利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备测试样品；(2)对步骤(1)的测试样品进行背散射电子和二次电子成像，以获得岩石表面的精细成像；(3)对精细成像进行孔隙体积分割及统计，以得到孔隙形态参数；(4)对测试样品进行自动矿物分析，并采集其特征原子谱图，得到各种元素的分布谱线，进而得到附加导电矿物含量；(5)饱和度岩电参数确定：建立孔隙形态参数和m的转换关系并得到每一层针对性的孔隙度结构因子m*，建立附加导电矿物含量和n的转换关系并得到每一层的饱和度指数n*；其中，m是常规Archie公式中的孔隙结构因子，n是常规Archie公式中的饱和度因子；(6)采用步骤(5)所得的孔隙度结构因子m*和饱和度指数n*，计算复杂油气层的含水饱和度Sw。2.根据权利要求1所述的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，其特征在于，所述步骤(1)中对测试样品的制备过程如下：1)通过钻井井壁取心或取岩屑样品；2)通过可塑性易凝胶状物对步骤1)的样品凝结成规则形状，并对其进行切割抛光形成观察表面，以显现原始地层的岩石沉积状态。3.根据权利要求1所述的利用数字岩心分析提高复杂油气层含水饱和度评价精度的方法，其特征在于，所述步骤(2)中背散射电子成像和二次电子成像的具体步骤如下：将步骤2)中的观察表面放入电子显微镜，调整视野范围和对焦范围，选取有代表性的样品区域并进行逐点二次电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：明治良，王志峰，刘义，王格平，
申请(专利权)人：科吉思石油技术咨询北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11