用于含石墨干酪根地层的饱和度评价的方法技术

一种用于评价含干酪根地下地层的饱和度的方法包括：获得所述地层的电导率值和介电常数值；以及提供将所述电导率和所述介电常数与所述地层的含水孔隙度和所述地层中石墨干酪根颗粒的有效纵横比相关联的有效介质模型。将所述获得的电导率值和所述介电常数值输入到所述模型中，转而处理所述模型以计算所述含水孔隙度。所述方法还可任选地包括评价所述含水孔隙度以估计所述地层的烃产率。孔隙度以估计所述地层的烃产率。孔隙度以估计所述地层的烃产率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于含石墨干酪根地层的饱和度评价的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年10月28日提交的标题为Method for Saturation Evaluation of Highly Mature Kerogen Bearing Formations的美国临时申请序列号62/926,908的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]基于电磁(EM)响应(例如，电磁测井测量结果)评价地层流体饱和度是石油储量量化的最常见做法。通常测量地层的电阻率(电导率的倒数)，然后与饱和度公式一起解释以获得地层含水饱和度。在零阶情况下，地层EM响应可以直接与地层中饱和盐水的量相关，这允许建立含水饱和度与电导率信号之间的相关性，诸如阿尔奇公式。
[0004]然而，特定矿物的存在已被证明会改变来自阿尔奇类型的地层EM响应，例如在较低的射频范围内。一个显著的示例包括泥质砂岩地层(shaly sand formation)，其中粘土矿物对电导率和介电常数信号都有贡献。已经提出了各种饱和度公式来评价含粘土地层的地层含水饱和度。
[0005]另一个显著的示例包括含成熟干酪根地层(成熟干酪根地层通常被理解为包括石墨干酪根的地层)。已经观察到随着干酪根成熟度的增加，电阻率最初由于含油饱和度的增加而增加，然后反转到非常低的电阻率值。此类低电阻率不能用阿尔奇公式或包括粘土效应的模型来解释。因此，常规分析无法准确确定含成熟干酪根地层的含烃潜力。

技术实现思路

[0006]公开了一种用于评价含石墨干酪根地层的饱和度的方法。该方法包括获得地层的电导率值和介电常数值。提供了一种有效介质模型，该有效介质模型将电导率和介电常数与地层的含水孔隙度和地层中石墨干酪根颗粒的有效纵横比相关联。将电导率值和介电常数值(复介电常数)输入到有效介质模型中，然后对有效介质模型进行处理以计算地层的含水孔隙度。该处理还可以包括计算石墨干酪根颗粒的有效纵横比。
[0007]提供本
技术实现思路
是为了介绍对将在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
并不意图鉴定所要求保护的主题的关键或本质特征，也不意图用于辅助限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0008]为了更完全地理解所公开的主题及其优点，现结合附图来参阅以下描述，附图中：
[0009]图1描绘了用于生成所公开的有效介质模型的地下地层的示例性示意图。
[0010]图2A和图2B描绘了在变化的ξ0的值的情况下预测的介电常数(2A)和电导率(2B)相对于频率的曲线图。
[0011]图3A和图3B描绘了在变化的φ
w
的值的情况下预测的介电常数(3A)和电导率(3B)相对于频率的曲线图。
[0012]图4A和图4B描绘了作为含水孔隙度参数φ
w
(4A)和纵横比参数ξ0(4B)的函数的电导率相对于介电常数的交会图。
[0013]图5A、5B、6A、6B、7A和7B描绘了比较模型预测和三个现场数据示例的电导率相对于介电常数的交会图。
[0014]图8描绘了第一示意性工作流程。
[0015]图9描绘了第二示意性工作流程。
[0016]图10描绘了第三示意性工作流程。
[0017]图11描绘了一个公开的方法实施方案的流程图。
具体实施方式
[0018]所公开的实施方案整体涉及用于评价地下地层的含烃潜力的方法，并且更具体地涉及用于含石墨干酪根地层的饱和度评价的方法。将电导率值和介电常数值(例如，从电磁测井测量结果中获得)输入到有效介质模型中，然后对有效介质模型进行处理(例如，经由反演处理)以计算地层的含水孔隙度。该模型将地层的电导率和介电常数与地层的含水孔隙度和地层中石墨干酪根颗粒的有效纵横比相关联，并(部分地)基于分散在地层中的石墨干酪根颗粒(微粒)的极化响应。该模型还可用于计算石墨干酪根颗粒的有效纵横比。
[0019]有利的是，所公开的方法可以提供对含干酪根地层的改进的岩石物理评价。特别地，所公开的实施方案能够更准确地确定含石墨干酪根地层的含水孔隙度，这进而可以提供对此类地层的含烃潜力的更准确的评价。地层的电磁响应(无论是电阻率、介电常数还是两者)是油田作业中用于获得含水饱和度评价的最广泛获得的测井信号。因此，基于EM信号获得准确的饱和度解释对于储量量化(例如，确定烃的产率)很重要。如上所述，对于某些地层矿物组成，该评价是困难的(甚至是不可能的)。正如在实践中所观察到的，石墨干酪根的存在通常会导致地层电阻率异常低，这无法通过任何常规电阻率饱和度评价来解释。在一些实施方案中，能够基于电磁响应对含石墨干酪根地层的饱和度进行评价，这可以展示岩石物理评价和储量量化的显着改进。
[0020]已观察到，干气窗中含高度成熟的干酪根的地层可具有非常低的电阻率，这无法使用现有的饱和度公式或模型来解释。在这些孔隙度相对低的地层中，电阻率可以小于0.2ohm
‑
m。当电阻率值变得如此低时，烃饱和度和原位烃的传统计算变得不可靠，并且在没有进一步调查的情况下，地层被判定为潮湿(例如，水饱和)。此外，发现当介电常数和电导率两者都很高时，电磁信号可能由石墨干酪根的作用主导，石墨干酪根具有导电性并且通常具有低纵横比(指示片状颗粒或层状颗粒)。
[0021]已开发并在本文中公开了一种模型以解释含石墨干酪根地层中观察到的电导率和介电常数。所公开的有效介质模型描述了用于含有水湿石墨干酪根的地层的电导率信号和介电常数信号。该模型包括用于浸入盐水中的球形导电微粒的极化响应的方案，该方案不仅独立地解释了微粒的几何效应和导电效应，而且还解释了它们之间的相互作用。除了通常的岩石物理参数，诸如水相曲折度指数、盐水盐度和含水孔隙度之外，该模型可能还需要输入石墨干酪根的体积分数、典型大小(分布)和现象学纵横比。由该模型预测的电导率和介电常数与含高度成熟的干酪根的地层的EM响应一致。
[0022]在现场应用中，可以通过基于能谱测井的高级地层评价来获得石墨干酪根的体积
分数。然后，根据水相曲折度指数、盐水盐度和石墨干酪根的固定大小分布，可以基于典型电阻率测井仪频率下的电导率信号和介电常数信号来估计地层含水饱和度以及石墨干酪根的现象学纵横比。因此，该模型可以有利地为含高度成熟的干酪根的地层的改进饱和度解释提供基础。
[0023]如上所述，本文所述的方法可以有利地用于评价含有高度成熟的干酪根的地层的含水饱和度。如普通技术人员已知，由于在这些地层中观察到的低电阻率，基于阿尔奇饱和度公式或泥质砂岩饱和度公式的常规电阻率饱和度评价方法无法提供可靠的解释。这些常规方法通常高估含水饱和度(并且因此低估可采出的烃)。相反，所公开的方法利用在单个测井仪器频率(例如，在10skHz或100skHz，如下文所更详细描述)下进行的电阻率(电导率)测量和介电常数测量，并利用考虑浸入盐水中的石墨干酪根的极化效应的有效介质模型来计算地层含水饱和度。模型所预测和解释的电导率信号和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评价含石墨干酪根地层的饱和度的方法，所述方法包括：(a)获得含石墨干酪根地层的电导率值和介电常数值；(b)提供将所述电导率和所述介电常数与所述地层的含水孔隙度和所述地层中石墨干酪根颗粒的有效纵横比相关联的有效介质模型；(c)将(a)中获得的所述电导率值和所述介电常数值输入到(b)中提供的所述有效介质模型中；以及(d)处理所述有效介质模型以计算所述地层的所述含水孔隙度。2.根据权利要求1所述的方法，其中(d)还包括处理所述有效介质模型以计算所述地层的所述含水孔隙度和所述地层中所述石墨干酪根颗粒的所述有效纵横比。3.根据权利要求1所述的方法，其中(a)还包括：(a1)对所述地层进行电磁测量；以及(a2)处理电磁测量结果以计算所述电导率值和所述介电常数值。4.根据权利要求1所述的方法，其中(a)还包括：(a1)将具有发射器和接收器的电磁测量仪器部署在穿透所述地层的地下井筒中；(a2)使所述发射器将电磁能量发射到所述地层中；(a3)使所述接收器接收所述发射的电磁能量；以及(a4)处理所述接收的电磁能量以计算所述电导率值和所述介电常数值。5.根据权利要求1所述的方法，其还包括：(e)评价(d)中计算出的所述含水孔隙度，以估计所述地层的烃产率。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述有效介质模型还将所述地层的所述电导率和所述介电常数与所述地层的所述含水孔隙度、所述地层中所述石墨干酪根颗粒的体积分数以及所述石墨干酪根颗粒的第一极化系数和第二极化系数相关联。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一极化系数和第二极化系数与至少所述石墨干酪根颗粒的复介电常数、地层水的复介电常数和所述石墨干酪根颗粒的纵横比参数有关，所述第一极化系数针对平行于所述石墨干酪根颗粒的对称轴而施加的电场，并且所述第二极化系数针对垂直于所述石墨干酪根颗粒的对称轴而施加的电场。8.根据权利要求1所述的方法，其中(c)还包括将所述地层中的所述石墨干酪根颗粒的体积分数输入到(b)中提供的所述有效介质模型中。9.根据权利要求1所述的方法，其中(c)还包括：(c1)将核测井仪器部署在穿透所述地层的地下井筒中；(c2)使所述核测井仪器进行核测井测量；(c3)处理核测井测量结果以估计所述地层中石墨干酪根颗粒的体积分数；以及(c4)将所述地层中所述石墨干酪根颗粒的所述体积分数输入到(b)中提供的所述有效介质模型中。10.根据权利要求1所述的方法，其中(c)还包括将所述地层的温度和压力输入到所述有效介质模型中。11.根据权利要求1所述的方法，其中(c)还包括将以下项输入到所述有效介质模型中：(i)所述石墨干酪根颗粒的粒度的对数正态分布的均值和方差；(ii)无石墨干酪根背景的水相曲折度指数；以及(iii)地层水盐度。
12.根据权利要求1所述的方法，其中(c)还包括：将所述地层的测量温度、所述地层的测量压力和地层水的盐度输入到水/盐水介电模型中；处理所述水/盐水介电模型以计算所述地层水的复介电常数，所述复介电常数包括所述地层水的介电常数和电导率；以及将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：