技术领域
[0001] 本
发明涉及油气成藏保存条件的核心内容,是一种基于盖层非均质性导致盖层内部产
生物性封闭能
力的强弱差异进而计算盖层有效厚度的工业化方法。
背景技术
[0002] 盖层封闭性是油气成藏要素中保存条件研究的核心内容,其中,盖层厚度对油气的保存具有积极的作用,是评价盖层封闭性的主要参数之一。对盖层中因岩性不纯、局部发育微裂缝或物性与储层差异性较小这种非均质盖层时,其有效厚度的计算一直是存在的难题。而通过剔除由
断层破坏、微裂缝发育和盖层非均质性等因素导致的盖层中不具有封闭性的部分,进而得到真正具有封闭性的铅直厚度,是一种有效的计算方法。
[0003] 盖层有效厚度是指对发育一定倾
角的盖层来讲,当无断层和裂缝破坏时盖层中能够封闭油气的铅直厚度。目前的盖层有效厚度的计算应用了盖层断接有效厚度的概念,即盖层被断层破坏后,断层两盘的盖层未被完全错开,彼此仍对接的那部分厚度。是从几何角度出发,重点考虑了盖层的产状和断裂的发育情况,适用于均质的盖层。
[0004] 但是,目前这种从几何角度出发,只考虑了盖层的产状和断裂的发育情况的盖层有效厚度计算方法存在两方面难题,第一,只适用于均质盖层,当盖层为非均质性时导致盖层内部封闭能力的强弱差异,传统适用于均质盖层的有效厚度计算方法不能够很好的适用于非均质盖层中;第二,从微观角度出发,对于单套盖层来讲,由于岩性不纯、夹层以及纹层发育或裂缝存在,造成孔隙结构的差异性,导致盖层内部物性封闭能力具有差异性,从而产生封闭能力强弱不同的部分和无封闭能力的部分。对于砂泥岩互层发育的多套盖层来讲,不仅单套盖层内部存在非均质性,而且盖层之间也存在非均质性,形成具有不同封闭能力的盖层,甚至由于砂体侧向连接造成盖层封闭能力失效,因此盖层内部和盖层之间的非均质性导致盖层物性封闭能力的差异性,而只有那些具有封闭能力的部分对封闭油气才是有贡献的,其
单层厚度或累加厚度为有效厚度。
发明内容
[0005] 本发明的目的是建立一种新的盖层有效厚度计算方法,并形成一种非均质盖层中盖层有效厚度的工业化计算方法步骤,为盖层有效厚度求取提供一种可操作性强的精确方法,解决非均质盖层中盖层有效厚度计算难题。
[0006] 本发明通过以下步骤实现:
[0007] 1)统计气藏盖层和储层的突破压力测试数据,根据两者的数据分布趋势线的相交点,据此判断两者的突破压力界限。
[0008] 2)以不同岩性的突破压力值为
基础参数进行分析,得出
岩石中碎屑颗粒粒度变粗,孔喉增大,孔隙结构变好,突破压力降低,物性封闭能力减弱,进而建立不同岩性的突破压力分布模式,划分出临界岩性(粒度)。
[0009] 3)以不同岩性的孔隙度,渗透率数据为基础参数进行分析,依次建立起“岩性-突破压力-孔隙度”关系、“岩性-突破压力-渗透率”关系和“岩性-渗透率-孔隙度”关系;划分出孔隙度界限和渗透率界限。
[0010] 4)在盖层突破压力、岩性(粒度)和物性界限确定基础上,根据参数之间关系,采用突破压力下限、优势岩性(粒度)、孔隙度上限和渗透率上限等指标进一步对盖层物性封闭分级评价,将盖层物性封闭划分为Ⅰ~Ⅴ5个等级。
[0011] 步骤3)所述的分级方法为:
[0012] 对突破压力下限不小于8MPa,优势岩性以粉砂质泥岩、泥质细-极细粉
砂岩为主,-3 2孔隙度不大于3.5%,渗透率不大于0.006×10 μm ,物性封闭等级为Ⅰ级;对突破压力下限在4-8MPa,优势岩性以泥质中粉砂岩为主,孔隙度在3.5-4.5%,渗透率在0.006-0.008×
10-3μm2,物性封闭等级为Ⅱ级;对突破压力下限在2-4MPa,优势岩性以泥质
粗粉砂岩为主,孔隙度在4.6-6%,渗透率在0.008-0.02×10-3μm2,物性封闭等级为Ⅲ级;对突破压力下限在1-2MPa,优势岩性以泥质极细砂岩、灰质细砂岩为主,孔隙度在6-8%,渗透率在0.02-
0.04×10-3μm2,物性封闭等级为Ⅳ级;对突破压力下限小于1MPa,优势岩性以细砂岩、中砂岩、粗砂岩为主,孔隙度不小于8%,渗透率不小于0.04×10-3μm2,物性封闭等级为Ⅴ级;将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级划分为盖层;Ⅳ级和Ⅴ级划分为储层。
[0013] 4)利用自然伽
马曲线建立岩石的泥质含量模型进行全井段解释,并按照基于碎屑颗粒含量的三级命名原则将盖层岩性进行划分。
[0014] 步骤4)所述计算公式为:
[0015]
[0016]
[0017] 其中:Vsh为泥质含量;
[0018] HGCUR为希尔奇(Hilchie)指数;
[0019] IGR为自然伽马相对值;
[0020] GR为目的层的自然伽马值;
[0021] GRmin为纯砂岩的自然伽马最小值;
[0022] GRmax为纯泥岩的自然伽马最大值;
[0023] 5)利用薄片鉴定进行岩性统计归类,建立微尺度下岩性归属。通过选用颗粒优势粒度,结合
测井对岩性识别,建立两种识别尺度下的岩性对应关系。
[0024] 6)利用
声波时差和孔隙度测试数据分构造带建立了盖层孔隙度模型,并根据孔隙度与渗透率、渗透率与突破压力之间的函数关系依次建立了渗透率和突破压力模型,最终实验全景段求取盖层的孔隙度、渗透率和突破压力。
[0025] 步骤6)所述计算公式为:
[0026]
[0027]
[0028] p=0.1235k-0.814
[0029] 其中:为孔隙度;
[0030] Δt为声波时差;
[0031] K为渗透率;
[0032] P为突破压力;
[0033] 7)利用测井解释模型依次获得盖层的岩性、孔隙度、渗透率和突破压力后,参照盖层物性封闭评价标准,综合判断盖层中每一种岩性的物性封闭等级,把不具有物性封闭能力的Ⅳ级和Ⅴ级剔除,并把具有封闭能力的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级累加,从而获得盖层有效厚度。
[0034] 8)对于非均质性强的盖层,利用盖层中具有封闭能力的各部分的有效厚度和突破压力,采用有效厚度加权平均的方法获得整套盖层的等效突破压力。
[0034] 步骤8)所述计算公式为:
[0035]
[0036]
[0036] 其中:为等效破裂压力;
[0037] n为盖层中具有封闭能力部分的层数;
[0038] Pi为盖层中第i层的突破压力;
[0039] ai为第i层的有效厚度加权系数;
[0040] hi为盖层中第i层的单层有效厚度;
[0041] 为盖层中具有封闭能力部分的累加有效厚度。
[0042] 9)本发明计算方法简单,能够得到真正具有封闭性部分的铅直厚度,建立了一种盖层有效厚度计算新方法。
附图说明
[0043] 图1为本发明
实施例中X气藏泥质岩盖层和砂岩储层突破压力分布统计;
[0044] 图2为X气藏不同岩性突破压力统计;
[0045] 图3为X气藏岩性与突破压力与孔隙度关系;
[0046] 图4为X气藏岩性与突破压力与渗透率关系;
[0047] 图5为X气藏岩性与渗透率与孔隙度关系;
[0048] 图6为X气藏盖层物性封闭参数测井解释模型;
[0049] 图7为X气藏盖层物性封闭测井综合解释示例;
[0050] 图8为X气藏盖层有效厚度计算方法验证。
具体实施方式
[0051] 附图为本发明实施的例子。
[0052] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明:
[0053] 本发明是以建立一种新的盖层有效厚度计算方法为基础,通过建立储层和盖层的突破压力界限、临界岩性(粒度)和物性界限,建立盖层物性封闭评价标准,进而剔除不具封闭能力的部分,为油气勘探提供快捷、准确的盖层有效厚度计算方法。
[0054] 本发明具体实现步骤如下:
[0055] 1)统计气藏盖层和储层的突破压力测试数据,根据两者的数据分布趋势线的相交点,据此判断两者的突破压力界限;
[0056] 2)以不同岩性的突破压力值为基础参数进行分析,得出岩石中碎屑颗粒粒度变粗,孔喉增大,孔隙结构变好,突破压力降低,物性封闭能力减弱,进而建立不同岩性的突破压力分布模式,划分出临界岩性(粒度);
[0057] 3)以不同岩性的孔隙度,渗透率数据为基础参数进行分析,依次建立起“岩性-突破压力-孔隙度”关系、“岩性-突破压力-渗透率”关系和“岩性-渗透率-孔隙度”关系;划分出孔隙度界限和渗透率界限。
[0058] 4)在盖层突破压力、岩性(粒度)和物性界限确定基础上,根据参数之间关系,采用突破压力下限、优势岩性(粒度)、孔隙度上限和渗透率上限等指标进一步对盖层物性封闭分级评价,将盖层物性封闭划分为Ⅰ~Ⅴ5个等级;
[0059] 5)利用自然伽马曲线建立岩石的泥质含量模型进行全井段解释,并按照基于碎屑颗粒含量的三级命名原则将盖层岩性进行划分,其计算公式为:
[0060]
[0061]
[0062] 其中:Vsh为泥质含量,%;
[0063] HGCUR为希尔奇(Hilchie)指数;
[0064] IGR为自然伽马相对值;
[0065] GR为目的层的自然伽马值,API;
[0066] GRmin为纯砂岩的自然伽马最小值,API;
[0067] GRmax为纯泥岩的自然伽马最大值,API。
[0068] 6)利用薄片鉴定进行岩性统计归类,建立微尺度下岩性归属。通过选用颗粒优势粒度,结合测井对岩性识别,建立两种识别尺度下的岩性对应关系。
[0069] 7)利用声波时差和孔隙度测试数据分构造带建立了盖层孔隙度模型,并根据孔隙度与渗透率、渗透率与突破压力之间的函数关系依次建立了渗透率和突破压力模型,最终实验全景段求取盖层的孔隙度、渗透率和突破压力。
[0070]
[0071]
[0072] p=0.1235k-0.814
[0073] 其中,为孔隙度,%;
[0074] Δt为声波时差,μs·m-1;
[0075] K为渗透率,10-3μm2;
[0076] P为突破压力,MPa。
[0077] 8)利用测井解释模型依次获得盖层的岩性、孔隙度、渗透率和突破压力后,参照盖层物性封闭评价标准,综合判断盖层中每一种岩性的物性封闭等级,把不具有物性封闭能力的Ⅳ级和Ⅴ级剔除,并把具有封闭能力的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级累加,从而获得盖层有效厚度。
[0078] 9)对于非均质性强的盖层,利用盖层中具有封闭能力的各部分的有效厚度和突破压力,采用有效厚度加权平均的方法获得整套盖层的等效突破压力。
[0079]
[0080]
[0081] 其中,为等效突破压力,MPa;
[0082] n为盖层中具有封闭能力部分的层数;
[0083] Pi为盖层中第i层的突破压力,MPa;
[0084] ai为第i层的有效厚度加权系数;
[0085] hi为盖层中第i层的单层有效厚度,m;
[0086] 为盖层中具有封闭能力部分的累加有效厚度,m。实施实例
[0087] X气藏构造平缓,断裂不发育,圈闭类型属于大型宽缓背斜,闭合高度大且
天然气充注程度高。气藏埋深3000-4000m,其上部为正常压力系统,而下部发育异常超压,
地温梯度较高,约为3-4℃/100m。盖层属于辫状河三角洲泛滥平原沉积,非均质性强,突出表现为砂泥岩薄互层发育、累积厚度大且内部岩性不纯,包含泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、含泥粉砂岩和粉砂岩等,其中以粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主。盖层岩石中碎屑颗粒粒度范围跨度大,介于黏土级~巨砂级别(<0.0039~2mm),但主要分布在细粉砂~粗粉砂范围内(0.0039~0.0625mm)。此外,盖层粉砂含量高、
弹性模量大、脆性强,裂缝较发育。传统的从几何角度出发计算的盖层有效厚度难以满足非均质性盖层。采用本发明方法,对X气藏进行盖层有效厚度计算。
[0088] 首先根据突破压力划分盖层和储层,解决盖层和储层的界限。附图1即为得到的X气藏泥质岩盖层和砂岩储层突破压力分布统计结果。
[0089] 第二步,将主要影响盖层物性封闭能力的孔隙结构的岩性,与突破压力建立起关系。附图2即为得到的X气藏不同岩性突破压力统计结果。
[0090] 第三步,与突破压力类似,孔隙度和渗透率也主要受岩性和孔隙结构影响,三者具有良好的相关性。随着岩性变粗,孔隙度增加,渗透率增大,而突破压力减小,物性封闭能力减弱。当孔隙度和渗透率增加到一定值时,突破压力降低到临界标准,盖层将失去物性封闭能力。附图3、4、5即为得到的X气藏岩性与突破压力与孔隙度关系、X气藏岩性与突破压力与渗透率关系和X气藏岩性与渗透率与孔隙度关系。
[0091] 第四步,利用声波时差和孔隙度测试数据分构造带建立了盖层孔隙度模型,并根据孔隙度与渗透率、渗透率与突破压力之间的函数关系依次建立了渗透率和突破压力模型,最终实现全井段求取盖层的孔隙度、渗透率和突破压力。附图6即为得到的X气藏盖层物性封闭评价参数测井解释模型。
[0092] 第五步,利用测井解释模型依次获得盖层的岩性、孔隙度、渗透率和突破压力后,参照盖层物性封闭评价标准,综合判断盖层中每一种岩性的物性封闭等级,将不具有物性封闭能力的Ⅳ级和Ⅴ级剔除,并把具有封闭能力的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级累加,从而获得盖层有效厚度。附图7即为得到的X气藏盖层物性封闭测井综合解释示例。
[0093] 第六步,利用封闭的
烃柱高度检验盖层有效厚度求取的合理性。当统计的盖层中包括砂岩或含泥砂岩时,相关关系图中存在一个随着盖层厚度增加而气柱高度不变的无效段,且剔除砂岩后无效段变短,而当继续剔除含泥砂岩后无效段消失,气柱高度表现出符合气藏实际情况的变化特征,而此时的盖层厚度正是有效厚度。附图8为得到的X气藏盖层有效厚度计算方法验证。
[0094] 利用盖层中具有封闭能力的各部分的有效厚度和突破压力,采用有效厚度加权平均的方法获得整套盖层的等效突破压力。以盖层中的岩性为基本单元,根据物性封闭评价标准,综合评价其物性封闭等级,剔除不具有物性封闭部分,进而获得具有封闭能力部分的单层有效厚度和累加有效厚度,同时利用突破压力曲线读取相应的单层突破压力(或取算术平均值)。将单层有效厚度占累加有效厚度的比值作为权系数对相应的单层突破压力进行加权平均,最终获得整套盖层的等效突破压力。得到计算公式:
[0095]
[0096]
[0097] 其中,为等效突破压力,MPa;
[0098] 为盖层中具有封闭能力部分的层数;
[0099] 为盖层中第层的突破压力,MPa;
[0100] 为第层的有效厚度加权系数;
[0101] 为盖层中第层的单层有效厚度,m;
[0102] 为盖层中具有封闭能力部分的累加有效厚度,m。
[0103] 该计算结果最终获得盖层有效厚度,从结果上看,X气藏泥质岩盖层和砂岩储层的突破压力分布以及气
水同层的直接盖层对应的突破压力下限表明盖层和储层的突破压力界限为2MPa,突破压力界限标定的岩性(粒度)和不同岩性突破压力统计结果表明临界岩性(粒度)是泥质粗粉砂岩,突破压力界限和临界岩性(粒度)标定的孔隙度界限约6%、渗透率界限约0.02×10-3μm2,进而将盖层物性封闭能力划分为Ⅰ-Ⅴ五个等级,其中Ⅰ-Ⅲ具有封闭性,Ⅳ和Ⅴ不具有封闭性;参照盖层物性封闭评价标准,综合评价盖层中每种岩性的物性封闭等级,剔除不具有封闭能力的Ⅳ和Ⅴ,最终获得单套盖层的有效厚度介于4~10m。依次剔除盖层中的砂岩、含泥砂岩后,气柱高度和盖层厚度相关关系图中的无效段消失,气柱高度表现出先增大后减小的规律,由此证明有效厚度计算方法是适用的。利用单层有效厚度和累加有效厚度对单层突破压力进行加权平均,获得整套盖层的等效突破压力,有效地确定X气藏盖层的整体物性封闭能力为中等。