一种非常规超压致密气有效储层的识别方法

摘要

本发明提供了一种非常规超压致密气有效储层的识别方法。该识别方法包括：采集超压致密气储层生产井产气层段岩心的孔隙度、渗透率、孔喉半径分布特征和高压压汞数据；利用线性回归方程，建立喉道半径表征值与孔隙度、渗透率的关系式，建立孔隙度、渗透率与喉道半径表征值的投影图版；利用生产井的资料，将气层和干层的孔隙度值、渗透率值投影到投影图版上；选取将干层和气层最优划分开的喉道半径表征值作为识别非常规超压致密气有效储层的喉道界限值；将待识别的储层孔隙度、渗透率数据投影到投影图版上，依据投影点与喉道半径表征值曲线的位置判断储层有效性。本发明的上述方法简单、快速、方便、准确。

说明书

技术领域

本发明涉及一种储层有效性的识别方法，特别涉及一种非常规超压致密气有效储层的识别方法，属于油气藏开采技术领域。

背景技术

目前，对气藏储层有效性的识别主要聚焦在常规的碳酸盐岩储层和低孔低渗砂岩储层，在非常规的致密气领域，储层的有效性识别方法很少报道。

储层有效性的关键参数是储层的含气饱和度，对储层含气饱和度的预测与评价方法，目前主要是利用地震和测井资料结合实际样品的分析数据来实现。

如朱洪林2011年在《岩石力学与工程学报》(岩石力学与工程学报，2011年5月，2784-2789)上发表的利用碳酸盐岩的纵横波速度、纵横波波速比随不同含气饱和度的变化关系来预测地层的含气饱和度；冯爱国公开了一种由偶极声波纵、横波时差确定页岩气储层含气饱和度的方法(公开号为CN105370270A)；张建平公开了一种由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法(公开号为CN105370270A)；黄导武2007年在《中国海上油气》(中国海上油气，2007，6月，169-172)以脉冲中子俘获测井测量剩余气饱和度，并认为这是最好的识别方法；郝宏明在发表的文章《利用含气饱和度确定深层气藏气层的方法及其在升平地区的应用》(中国石油勘探，2002年9月，65-68)中，认为含气饱和度是最难求解的岩石物理参数之一，综合实验、计算和试油结果，得出了一种利用中子、声波和密度的测井资料定量确定含气饱和度的方法；刘双莲公开的《一种岩屑砂岩层中气层的识别方法及其应用》(公开号：CN104514553A)也是基于测井系列对储层岩石矿物参数的反应来识别储层的含气性。赵力彬公开了一种储层含气饱和度确定方法及装置(公开号：CN105445441A)，该方法需要获取的砂岩样品的束缚水饱和度、粘土矿物含量以及测井自然伽马值等。可以看出目前对储层含气饱和度的识别与预测方法都是基于地震与测井技术同时结合岩心含气饱和度的测定值。

这些方法都需要对储层的样品开展大量的分析化验，除了常规的孔隙度、渗透率分析数据以外，为了精确测定含气饱和度和岩电参数还需要开展密闭取芯，不仅工作量大、花费多而且分析周期长。

不仅如此，含气饱和度的确定并不意味着就能够判定储层的有效性。对有效储层而言含气饱和度存在一个下限值，而这个下限值在不同地区、不同深度、不同的气藏类型都存在着较大的差异。因此，又有很多学者对储层有效性的下限值开展了大量的研究工作。如黎菁在《致密砂岩气藏储层物性下限及控制因素分析》(西南石油大学学报(自然科学版)，2013年4月，54-62)中指出长庆油田苏里格气田东区盒8砂岩孔隙度下限为5.0％，渗透率下限为0.100mD，含气饱和度下限为45％；张安达在《致密砂岩储层物性下限确定新方法及系统分类》(岩性油气藏，2014.10月，5-8)中采用储层物性与产能相结合的经验统计法认为致密砂岩储层物性下限为：孔隙度＝4.46％，渗透率＝0.041mD。这些研究都存在一些问题，就是单纯地利用储层的物性来划分储层的有效性，没有或者很少提出含气饱和度的下限值。从塔里木盆地库车东部地区有效储层与干层孔隙度和渗透率的散点图，可以发现单纯地以孔、渗为参数来识别有效储层存在很大的难度，产气层的物性可以较差而干层的物性也可能较好。应用这类参数来识别有可能将无效的干层识别为含气层而造成勘探开发成本的增加，还有可能将含气层识别成干层而造成潜在气层的漏失。

公开号为CN104504182A的专利申请公开了一种非常规气藏储层快速识别的方法，但是，这种方法仍然是利用测井曲线结合地质工程参数和地质参数开展分析，需要专业的技术人员才能掌握该方法中提到的大量参数，对普通的地质人员来说操作性较小，而且这种方法仅是识别储层的质量并不是最终识别储层的有效性。

总之，现有的储层有效性识别方法都存在操作难度大、花费大、周期长等不利因素，严重影响了勘探的效率，特别是储层试气的效率与成功率。

因此，需要建立一种能够简单、快速、方便地识别气藏储层有效的方法，特别是致密气储层有效性的识别。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种针对非常规致密气，建立其储层有效性识别的方法，为致密气在勘探与开发阶段提供风险识别与经济评价。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种非常规超压致密气有效储层的识别方法，该识别方法包括以下步骤：

采集非常规超压致密气储层生产井产气层段岩心孔隙度、渗透率、孔喉半径分布特征和高压压汞数据，读取高压压汞饱和度为35％时的喉道半径表征值；

利用线性回归方程，建立喉道半径表征值与孔隙度、渗透率的关系式，建立孔隙度、渗透率与喉道半径表征值的投影图版；

利用生产井的资料，将气层和干层的孔隙度值、渗透率值投影到投影图版上；

选取将干层和气层最优划分开的喉道半径表征值作为识别非常规超压致密气有效储层的喉道界限值；

将待识别的储层孔隙度、渗透率数据投影到投影图版上，依据投影点与喉道半径表征值曲线的位置判断储层有效性，完成对非常规超压致密气有效储层的识别。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，依据投影点与喉道半径表征值曲线的位置判断储层有效性时，如果投影点位于选取的曲线下方，则表示对应的储层为无效储层；如果投影点位于选取的曲线上方，则表示对应的储层为有效储层，从而完成对非常规超压致密气有效储层的识别。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，在采集非常规超压致密气储层生产井产气层段岩心的孔隙度、渗透率、孔喉半径分布特征和高压压汞数据前，分析待识别气藏的地质特征，判断其是否属于非常规超压致密气。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，非常规超压致密气是指气藏具有明显的上水下气、气藏圈闭的闭合度明显小于含气层的厚度，同时具有典型的超压特征，气层的压力系数具有从埋藏的高部位向低部位逐渐增大的趋势。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，超压是依据静水压力下目的层的压力值与实际地层的压力值的对比结果，实际地层的压力值高于静水压力下目的层的压力值时为超压。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，非常规超压致密气储层是指发育于非常规超压致密气的储集层。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，高压压汞的压汞压力至少为200MPa。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，根据如下线性方程建立喉道半径表征值与孔隙度、渗透率的关系式：

logR₃₅＝a+b>air+c>core

其中，R₃₅为高压压汞饱和度为35％时的喉道半径表征值，单位为μm；K_air为渗透率，单位为_mD；φc_core为孔隙度，单位为％；a、b、c为系数。

本发明提供的非常规超压致密气有效储层的识别方法中，优选地，干层和气层的孔隙度值、渗透率值是实测得到的数值或者是测井解释得到的数值。

本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法依据的原理如下：

由于致密气储层中气体的运聚机理明显地不同于常规的油气藏，致密气储层中含气性的驱动力并不是常规气藏中的浮力，而是气体的膨胀力(压力差ΔP)，是一种气驱替水的过程。受气驱水的影响，致密气储层中含气饱和度受控于孔喉半径大小的体积分布和气体膨胀力的大小。孔喉半径大小的体积分布求取方法很成熟，很容易获得，而压力差的获取存在较大的难度，但是在超压的致密气储层中，现今的气层含气饱和度就是受气驱水作用形成的，并没有在地层的调整过程中发生饱和度降低等现象，可以认为在同一套致密气储层中气体膨胀力的大小是一致，因此在相同的压力差背景下仅需对喉道半径控制的体积大小进行对比即可实现储层有效性的识别。

本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法属于首次提出的针对超压致密气储层的评价方法，利用本发明的方法不仅可以快速、有效地识别出超压致密气储层的有效性，而且能够对致密气勘探过程中的选区、选层评价节省大量的时间和分析化验费用。

本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法是一种可以简单、快速、方便地识别方法，无需等待漫长的时间开展大量复杂的分析测试工作影响勘探开发的效率；无需专业的物探技术人才，只需普通的地质工作者利用十分常用的孔、渗参数资料就能识别致密气储层的有效性。

本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法对评价和筛选有利的致密气勘探目的层起到了有效的指导作用，同时对早期致密气勘探过程中的有效储层厚度统计、储层评价、储量计算都起到了明显的作用。

本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法，通过建立超压致密气储层有效性识别的方法，来开展致密气勘探目的层的选择、试气层段的优选与经济性评价，实现对高成本的非常规致密气前期勘探风险与成本的控制。

附图说明

图1为实施例的非常规超压致密气有效储层的识别方法的工艺流程图；

图2为实施例建立的孔隙度、渗透率和R₃₅的投影系统图；

图3为孔隙度值和渗透率值投影到R₃₅坐标系统上；

图4为有效储层分界线示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本发明提供了一种非常规超压致密气有效储层的识别方法，具体工艺流程如图1所示，该识别方法具体包括以下步骤：

101综合分析气田的油气地质特征，明确烃源岩层、储集层、圈闭类型、圈闭闭合高度、气层厚度、气水关系、地层压力特征与气层埋藏深度关系，判断确定库车东部地区侏罗系阿合组地层为典型的超压致密气，致密气储层的含气饱和度受喉道半径体积分布控制；塔里木盆地库车坳陷东部地区储层物性散点图如图2所示；

102对依南2c井4729m-4747m产气层段采集的岩心开展气测孔隙度(Φ)、渗透率(Κ)和高压压汞(最终进汞压力为200MPa)分析，读取每块压汞样品在汞饱和度为35％时所对应的喉道半径表征值(表1)；

103利用线性回归方程：log R₃₅＝a+b>air+c>core，

求取参数a、b、c，得出R₃₅与孔隙度(Φ)、渗透率(Κ)的关系式(表2)。建立孔隙度、渗透率和R₃₅的投影系统图(如图2所示)；

104利用本井和其他生产井的取芯资料，将已经明确的干层和含气层储层样品的孔隙度值和渗透率值投影到R₃₅坐标系统图上(如图3所示)；干层和气层的孔隙度值、渗透率值可以是实测的值，也可以通过测井解释得出经过校正后的值，本次岩心采样分析的实测值如表1所示；

105在图3上选取能够将干层和气层划分开来的R₃₅值，该值即为判别有效储层的分界线，本区取值为0.17um。

106将需要识别的储层孔隙度、渗透率数据投影到R₃₅坐标系统图，依据投影点与R₃₅曲线的位置判断储层有效性。如将本区的迪北102井阿合组致密砂岩储层物性值(表3)投影到R₃₅坐标系统图中，以R₃₅＝0.17um为有效储层分界线(如图4所示)，可以清楚地判别出阿合组上部的储层为无效储层，而下部的储层为有效的产气层。钻井试气证实下部层段(4980m-5100m)完井压裂折日产气16328m³；上部层段(4923m-4962m)气测显示差，未测试。

表1

表2

系数标准误差下线95％上限95％a-1.348990.171733-1.69207-1.00591b0.1931350.05790.0774670.308803c1.4300110.2213450.9878241.872198

表3

以上实施例说明，本发明的非常规超压致密气有效储层的识别方法，无需等待漫长的时间开展大量复杂的分析测试工作影响勘探开发的效率，无需专业的物探技术人才，只需普通的地质工作者利用十分常用的孔、渗参数资料就能识别致密气储层的有效性，是一种简单、快速、方便地评价方法。