致密砂砾岩气层导电模型与测井解释方法研究 ——以徐家围子断陷沙河子组为例

论文摘要

致密气作为重要的非常规天然气资源已逐渐成为天然气产量的主要增长点,但致密气砂砾岩储层物性差,孔隙结构、岩石的导电特性复杂,储层参数计算及产能评价困难,研究程度仍不够深入。本文针对致密气砂砾岩储层评价难点,从岩石物理研究入手,开展致密气砂砾岩储层测井解释方法研究,形成一套适用致密气砂砾储层的评价技术,对提高油气层评价精度和油田稳产提供有力的技术保证。通过对研究区域内岩心实验的分析和对基础测井数据总结,获得了致密气砂砾岩储层测井响应特征,并通过岩石电性实验描述致密气沙河子组导电机理,得到致密气砂砾岩储层地层因素与孔隙度之间关系很差,甚至不能显示出基本阿尔奇公式形态,确定致密气砂砾岩储层孔隙结构比较复杂,a和胶结指数m的值受其影响较大,阿尔奇公式并不适用该地区直接解释。从岩石实验出发,研究影响致密气沙河子组岩石导电机理的因素,确定储层的砂砾岩岩性、不导电的高阻凝灰质和导电的低阻凝灰质、泥质含量、薄互层交互存在,是影响饱和度参数计算的关键。建立了致密气砂砾岩储层通用含气饱和度模型,模型中包含岩石骨架、高阻凝灰岩、低阻凝灰岩、泥质、气和水。此模型的特点是可以描述每种组分的特点对整个岩石的贡献。分析致密气砂砾岩储层通用含气饱和度模型的影响因素,利用岩心数据结合最优化技术求解Ct-Cw-Sw的非相干函数,得出岩石骨架、低阻凝灰、泥质的渗滤指数,低阻凝灰和泥质的渗滤速率,用二分法和牛顿算法结合,求解了致密气储层通用含气饱和度模型,并通过实际应用,确定饱和度计算较为准确。考虑了测井曲线的薄互层校正,即用各种方法对电阻率测井、补偿中子和岩性密度测井、自然伽马和声波时差测井、三孔隙度测井资料进行高分辨率处理,同时结合实际资料给出泥质含量、有效孔隙度和渗透率的计算公式。根据储层物性、电性的不同测井响应特征,对合试层段进行合理的产能分配,结合孔隙类型、岩石分布的多样性以及非均质性,提出两种产能预测方法,第一种是借助微电阻率成像测井资料提取相关参数,实现产能贡献因子的量化,回归出适合本区块的产能预测模型,第二种是在勘探区域邻井较少,地质情况的相近情况下,区域上找到与本井储层特征及岩性特征相似的已试油邻井,与试气结果类比预测储层产能。通过制定的相应的岩石力学实验方案,开展了孔隙度、渗透率、全岩分析、CT扫描、多级三轴压缩实验及同步超声波测试。将岩石力学参数和岩石物理的特点相结合,获得动态剪切模量、体积模量、杨氏模量及泊松比,并在不同围压及不同轴向压力条件下,同步测量岩样的超声波横波波速及纵波波速,从而测量岩心动态弹性模量,根据所得参数,得到可压性方程,利用致密气砂砾岩储层的测井资料,求取岩石的脆性指数,预测致密气砂砾岩储层的可压性。总结起来共有如下创新点:1、建立了包含岩石骨架、高阻凝灰岩、低阻凝灰岩、泥质、气和水的致密气砂砾岩储层通用含气饱和度模型,通过实际应用,确定饱和度计算较为准确。2、结合致密气砂砾岩储层通用含气饱和度模型隐函数特点,以新的算法求解饱和度方程。3、借助微电阻率成像测井资料和常规测井解释成果资料,提出两种致密气储层产能预测方法。4、以实验为基础,提出得到可压性方程。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的和意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 致密气储层测井解释的研究现状
•     1.2.2 致密气储层导电模型的发展现状
•   1.3 研究内容和技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究技术路线
•   1.4 论文创新点
• 第二章 徐家围子断陷沙河子组地层地质特征
•   2.1 整体区域概况
•   2.2 徐家围子断陷区域概况
•   2.3 徐家围子断陷主要层组岩性特点
•   2.4 徐家围子断陷沙河子层组测井曲线响应特征
• 第三章 致密气砂砾岩储层岩石导电规律研究
•   3.1 原始阿尔奇公式的适用性研究
•     3.1.1 地层因素与孔隙度关系研究
•     3.1.2 胶结指数变化规律研究
•     3.1.3 电阻增大系数与含水饱和度关系研究
•     3.1.4 饱和度指数变化规律研究
•     3.1.5 b值变化规律研究
•   3.2 致密气砂砾岩储层导电规律主要影响因素研究
•     3.2.1 致密气砂砾岩储层自身特点的影响
•     3.2.2 凝灰质和泥岩的影响
• 第四章 致密气砂砾岩储层含气饱和度模型建立
•   4.1 有效介质对称导电理论
•   4.2 建立致密气储层通用含气饱和度模型
•   4.3 建立的通用含气饱和度模型与阿尔奇公式对比
• o与C_w关系'>    4.3.1 含水纯地层下有效介质电阻率方程预测的地层因素C_o与C_w关系
•     4.3.2 有效介质电阻率方程含气地层与阿尔奇公式关系
•   4.4 通用含气饱和度模型的影响因素分析
•     4.4.1 不同成分含量变化对方程的影响
•     4.4.2 不同成分电导率变化对方程的影响
•     4.4.3 不同渗滤速率影响方程的分析
•     4.4.4 不同渗滤指数变化影响方程的分析
•   4.5 确定通用含气饱和度模型参数
• 1数值'>    4.5.1 确定γ₁数值
• 2数值'>    4.5.2 确定γ₂数值
• 3数值'>    4.5.3 确定γ₃数值
• tl数值'>    4.5.4 确定λ_tl数值
• sh数值'>    4.5.5 确定λ_sh数值
•   4.6 致密气通用含气饱和度模型求解方法
•   4.7 致密气通用含气饱和度模型的应用
• 第五章 致密气砂砾岩储层参数求取
•   5.1 测井曲线高分辨率处理
•     5.1.1 电阻率测井资料高分辨率处理
•     5.1.2 补偿中子和岩性密度测井资料高分辨率处理
•     5.1.3 自然伽马和声波时差测井资料高分辨率处理
•     5.1.4 三孔隙度测井资料高分辨率处理成果分析
•   5.2 确定致密气砂砾岩储层参数
•     5.2.1 泥质含量的计算
•     5.2.2 凝灰质含量计算
•     5.2.3 测井曲线岩性校正
•     5.2.4 有效孔隙度的计算
•     5.2.5 绝对渗透率计算
• 第六章 致密气砂砾岩储层产能预测
•   6.1 常规测井资料与成像测井相结合预测产能
•     6.1.1 产能分配
•     6.1.2 产能贡献因子的定量计算
•     6.1.3 产油强度与产能贡献因子关系回归
•     6.1.4 产能预测方法验证
•   6.2 常规测井资料类比法预测产能
•     6.2.1 致密气储层产能预测方法的提出
•     6.2.2 产能预测方法的应用
• 第七章 致密气砂砾岩储层压裂参数求取
•   7.1 岩石力学岩心实验分析
•     7.1.1 实验方案
•     7.1.2 原场应力实验条件
•     7.1.3 岩石力学岩心实验结果及分析
•   7.2 杨氏模量的应力敏感性
•   7.3 单井岩石力学精细建模
•     7.3.1 输入数据检查
•     7.3.2 已钻井复杂事故分析
•     7.3.3 岩石力学参数计算
•   7.4 可压性指数的计算
•   7.5 方法的实际应用
• 第八章 结论与认识
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
•   作者简介
•   获得的专利著作权
•   获奖情况
•   发表的学术论文
•   参加科研项目情况
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 朱云峰

导师: 潘保芝

关键词: 致密气,砂砾岩储层,岩心实验,导电机理,饱和度模型,产能预测,压裂参数

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,石油天然气工业,石油天然气工业

单位: 吉林大学

分类号: P618.13;P631.81

总页数: 140

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