1、第四章 油氣層識別及評價(jià)方法 Identification of potential hydrocarbon-bearing zone and saturation evaluation,第一節(jié) 理論基礎(chǔ) 第二節(jié) 定性識別方法 第三節(jié) 天然氣層識別 第四節(jié) 飽和度定量評價(jià) （純砂巖及泥質(zhì)砂巖）,第一節(jié) 理論基礎(chǔ)Archies formula,一、地層因素孔隙度 Formation Factor vs Porosity 二、電阻率指數(shù)含水飽和度 Resistivity vs Water Saturation,1941年，Shell美國公司的 Archie 先生根據(jù)前人（飽和兩相流體巖石電阻率實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果）及他本人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了著名的Archie公式。,Archie 公式作為油氣層識別最重要的理論基礎(chǔ)，在于該公式體現(xiàn)了油氣及地層水這兩類儲層流體差異最大的物理性質(zhì)電阻率。,一、地層因素孔隙度,其中， F地層因素（相對電阻率）； Ro100含水巖石電阻率； Rw地層水電阻率； 孔隙度； m膠結(jié)指數(shù)。,二、電阻率指數(shù)含水飽和度,其中， Ir電阻率指數(shù)(電阻增大率)； Rt含油巖石電阻率； Ro 100含水巖石電阻率； Sw含水飽和度； n飽和度指數(shù)。,Archie公式的由來,油氣層電阻率 由于油氣層巖石顆粒骨架、油（氣）的電阻率(1011-1018.m)接近無窮大，一個(gè)世紀(jì)以前人們認(rèn)為油層的

3、電阻率應(yīng)該是無窮大的； 20世紀(jì)30年代，一批科學(xué)家通過模擬孔隙巖石充滿兩相流體條件下的電阻率測量，才認(rèn)識到“充滿”油氣的巖石電阻率并不是想象中的無窮大。1927年第一條電阻率測井的結(jié)果也證實(shí)了上述實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。,含水飽和度與電阻率（）關(guān)系 （據(jù)Martin，Murray and Gillingham，1938）,不同巖石濕度百分含量與巖石電阻率關(guān)系 （據(jù)Jakosky and Hopper，1937）,上個(gè)世紀(jì)30年代關(guān)于巖石電阻率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Archie公式的由來,Archie公式的由來,1941年，Shell美國公司的 Archie 先生根據(jù)前人對飽和兩相流體巖石樣品電阻率實(shí)驗(yàn)結(jié)果及他本人

4、對100含水巖石樣品電阻率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過引入兩個(gè)比值地層因素、電阻率指數(shù)，建立了地層因素與孔隙度、電阻率指數(shù)與含水飽和度的簡單冪函數(shù)實(shí)驗(yàn)關(guān)系著名的Archie公式。,Archie公式建立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),含水飽和度與電阻率指數(shù)關(guān)系 （據(jù)Archie，1942）,地層因素與孔隙度關(guān)系 （據(jù)Archie，1942 ）,Archie公式的由來,第二節(jié) 定性識別方法,一、孔隙度電阻率交會圖； 二、視地層水電阻率法； 三、重疊法； 四、壓力梯度法（電纜地層測試）*； 五、核磁共振測井*。,第二節(jié) 定性識別方法,1. 圖版制作：Archie公式,一、孔隙度電阻率交會圖,當(dāng) m=n=2，a=b=1時(shí)， Archi

5、e公式可寫為：,或：,取Rw=0.065 ohm-m，可作出右側(cè)圖版。,第二節(jié) 定性識別方法,2. 模擬數(shù)據(jù)點(diǎn)分布,一、孔隙度電阻率交會圖,3. 油氣層判別 飽和度是區(qū)分水層和油氣層的重要參數(shù)，但油氣層的飽和度沒有固定的數(shù)值！ 油氣層含水飽和度上限取決于其束縛水飽和度。,油氣層含油飽和度一般介于8050。,第二節(jié) 定性識別方法,3. 油氣層判別,一、孔隙度電阻率交會圖,飽和度是區(qū)分水層和油氣層的重要參數(shù)，但油氣層的飽和度沒有固定的數(shù)值！ 油氣層含水飽和度上限取決于其束縛水飽和度。,油氣層含油飽和度一般介于8050。 通常用試油資料確定一口井或一個(gè)油氣藏的含油飽和度下限，如右圖所示。,第二節(jié) 定

6、性識別方法,4. 估計(jì)地層水電阻率Rw,一、孔隙度電阻率交會圖,1） 確定Sw=100%線； 2） 從por10點(diǎn)向上 引直線交于Sw100 的直線； 3） 從交點(diǎn)向電阻率軸引 直線，交點(diǎn)電阻率/100 即為Rw數(shù)值。,第二節(jié) 定性識別方法,5、孔隙度電阻率交會圖的其它圖版形式（雙對數(shù)坐標(biāo)）,一、孔隙度電阻率交會圖,可導(dǎo)出，,由Archie公式，,上式可用右圖表示： 1）同一油氣藏的Rw是常數(shù)； 2）直線簇由Sw確定； 3）直線簇的斜率取決于m。,油氣層的含油飽和度下限通常 根據(jù)試油資料確定。,第二節(jié) 定性識別方法,6. JXXX井實(shí)例,一、孔隙度電阻率交會圖,1） Rw0.022ohm-m；

7、 2） 藍(lán)色圓圈：4487-4497m； 3） 紅色叉：44104433m,問題：44874497m層段數(shù)據(jù)點(diǎn)在Sw=100%線之上？,第二節(jié) 定性識別方法,6. JXXX井實(shí)例,一、孔隙度電阻率交會圖,問題分析： Rw數(shù)值存在問題，m、n指數(shù)有誤，,把Rw調(diào)整為0.015ohm-m后的結(jié)果： Sw曲線簇位置改變；,第二節(jié) 定性識別方法,6. JXXX井實(shí)例,一、孔隙度電阻率交會圖,問題： 44394442m 流體性質(zhì)？,第二節(jié) 定性識別方法,根據(jù)Archie公式，定義“視地層水電阻率”Rwa：,二、視地層水電阻率法,實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常用深電阻率代替Rt、地層因素F用孔隙度轉(zhuǎn)換， 連續(xù)計(jì)算Rwa。

8、,水層：RwaRw；油氣層：Rwa Rw.,根據(jù)Archie公式， 可以用視地層水電阻率估算油氣層含水飽和度：,第二節(jié) 定性識別方法,二、視地層水電阻率法,用上式，對Jxxx井44004510m井段計(jì)算的Rwa連續(xù)曲線與SP曲線對比，如右圖。,也可以把計(jì)算的Rwa連續(xù)曲線與電阻率等曲線進(jìn)行綜合對比分析。,4472m以下，Rwa數(shù)值低且穩(wěn)定；應(yīng)為水層。 44064433m，Rwa數(shù)值較高，約是底部水層數(shù)值的5倍以上；為可能的油氣層。 44394443m薄儲層，Rwa較低，應(yīng)為水層。,第二節(jié) 定性識別方法,三、重疊法(SLB: Logarithmic Overlays）,Schlumberger公

9、司推薦多種以電阻率測井為主的重疊技術(shù)識別油氣層，包括Log F-Log Rdeep. Overlay, Ro Overlay and F Overlay, Rxo/Rt Overlay等等。,Log F-Log Rdeep. Overlay,第二節(jié) 定性識別方法,四、壓力梯度法（電纜地層測試）,1、電纜地層測試技術(shù)簡介 2、主要功能及應(yīng)用（MDT） 3、利用壓力梯度確定地層流體類型,1、電纜地層測試技術(shù)簡介, Wireline Testers,第三代技術(shù)： 以斯倫貝謝的MDT（模塊式電纜地層動態(tài)測試儀,Modular Dynamic formation Tester）為代表，其主要的特點(diǎn)是模塊

10、化，可以根據(jù)需要進(jìn)行不同的組合測試，增加了流體分析、流體控制等功能。,第一代技術(shù)：以FT （地層測試器）為代表，一次性測壓和取樣，且儀器沒有液壓平 衡系統(tǒng)，測井深度受到限制 。第二代技術(shù)：典型的代表儀器為斯侖貝謝公司的RFT（重復(fù)式電纜地層測試器），增 加了預(yù)測試功能，并能夠根據(jù)需要測量地層的壓力和取樣。,2、主要功能及應(yīng)用（MDT儀器）,MDT儀器的構(gòu)成 基本模塊和可選擇模塊。 （1）基本模塊： 供電模塊、液壓模塊、單探針模塊、取樣模塊、管線系統(tǒng)。,2、主要功能及應(yīng)用（MDT儀器）,（2）可選擇模塊 流量控制模塊：流量控制模塊是一個(gè)一升的預(yù)測樣品室，流體經(jīng)過樣品室時(shí)，可以精確的測量和控制流體

11、的速度，還可以為取樣限制流體的速度。 多探針模塊 ：測試探針以一定的速度抽取地層流體，縱向和徑向探針監(jiān)測壓力的變化情況，根據(jù)壓力隨時(shí)間的變化情況推導(dǎo)出地層的縱向和徑向滲透率 。 泵出模塊 ：將沒有用的流體從地層泵到井眼中，從而收集所需的樣品，也可以將流體泵入封隔器模塊，使封隔器膨脹。理論泵出量并非真實(shí)的泵出體積，泵出量與泵出效率有關(guān)，泵出效率又受壓差(泥漿壓力與流壓之差)的影響，泵速越快，壓差越小。當(dāng)壓差接近 4000psi時(shí)，泵出模塊不能正常工作。,2、主要功能及應(yīng)用（MDT儀器）,雙封隔器模塊：雙封隔器模塊使用兩個(gè)可膨脹的密封圈，貼井壁設(shè)置，提供一個(gè)井壁面積以便探針進(jìn)入地層，可以在困難的地

12、層條件下進(jìn)行壓力測量和取樣，但是取樣時(shí)不要低于泡點(diǎn)壓力。 多取樣模塊：可以在一次下井作業(yè)中回收6個(gè)地層流體樣品室，每個(gè)450ml，樣品室很容易從儀器中分離，以便可以在壓力、體積和溫度不變的情況下對樣品進(jìn)行分析。 LFA/OFA流體分析模塊：利用透射光譜分析確定管線中流體的類型，折射光譜分析檢測是否含有氣體。根據(jù)透射率或反射光的強(qiáng)度來定性評價(jià)含油、氣、水的多少。,2、主要功能及應(yīng)用（MDT儀器）,（3）測量結(jié)果及應(yīng)用,1）壓力測試曲線,右圖為典型的電纜壓力測試曲線。 測前泥漿柱的壓力曲線； 打開測壓室時(shí)的壓降曲線； 壓力恢復(fù)曲線； 測后泥漿柱的壓力曲線。 壓力恢復(fù)和壓降曲線可以用來計(jì)算地層滲透率

13、。,透射光譜分析,光透過流線中的流體后，其強(qiáng)度要發(fā)生變化。定義光密度為透射光與入射光強(qiáng)度的比值倒數(shù)后再取對數(shù)： OD = Log ( 1/T ) 式中：T = T1/T0 為光的透射系數(shù)； T1和T0分別為透射光和入射光強(qiáng)度； OD為光密度。,2）LFA (Live Fluid Analyzer) 流體分析,反射光源 透射光源,XX井（準(zhǔn)噶爾盆地碎屑巖）,LFA快速識別油層實(shí)例,3）確定地層壓力梯度,利用壓力梯度可以計(jì)算地層流體密度：,測壓層流體密度，； 同一壓力系統(tǒng)任意兩個(gè)有效測壓點(diǎn)間的壓差，psi； 同一壓力系統(tǒng)任意兩個(gè)有效測壓點(diǎn)間的深度差，m。,圈閉中流體、壓力及飽和度縱向分布示意圖,塔

14、里木盆地塔中四油田 塔中421井地層測試資料評價(jià)實(shí)例,利用壓力梯度資料 快速識別油、氣層， 確定油氣藏類型實(shí)例,塔中4油田油藏剖面,利用壓力梯度資料快速識別油、氣層，確定油氣藏類型實(shí)例,XXX井MDT測試資料查明了該斷快S22油藏的油水界面、含油面積和油藏類型，,利用壓力梯度資料快速識別油、氣層，確定油氣藏類型實(shí)例,XXX井一口井資料準(zhǔn)確確定了XX氣田的氣水界面，后期開發(fā)井及油藏描述證明該氣水界面是正確的。,利用壓力梯度資料快速識別油、氣層，確定油氣藏類型實(shí)例,莫003井 PVT取樣、測壓資料綜合解釋莫北2井區(qū) J1s22為帶氣頂?shù)呐R界飽和油藏，氣頂氣為凝析氣。,第二節(jié) 定性識別方法,五、核磁共振測井法*,1、基本原理 2、雙TW、雙TE方法 3、