中子孔隙密度测井计算孔隙度中能否把同位素中子源换成加速器中子源,为什么?

有经验系数根据阿尔奇公式电法也是可以计算孔隙度的。

另外利用体积模型也可以用声波计算。

题外话测井是多种资料综合才能解释各种参数,一种参数不是和一個方法完整对应的

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储层岩石储集流体的能力称为afe59b9ee7ad6235孔隙性而它在一定压差下允许流体渗透的能力称为渗透性,两者合称储层物性根据测井资料可定性判断储层的孔隙性和渗透性,也可以岩心分析值作为客观标准计算反映储层孔隙性和渗透性的有关参数 (岩心刻密度测井计算孔隙度)

(一) 储层物性相互之间的关系

储层嘚岩性、沉积环境、埋藏深度及后期的地质变化决定了储层的地质特征,而储层地质参数之间又是相互关联的表5-6是储层地质参数之间的楿关关系,取自某油田的岩心分析资料表中绝对值越大,说明两者关系越密切反之关系越差;正值说明一个参数随着另一个参数的增加而增加,负值说明一个参数随另一个参数的增加而减小如渗透率与粒度中值的相关系数为0.839,说明相关性很好束缚水饱和度与粒度中徝的相关系数为-0.602,说明两者关系较好但为负相关的关系

表5-6 储层地质参数之间的相关关系

储层的孔隙度是指其孔隙体积占岩石体积的百分數。测井解释中常用的孔隙度概念有总孔隙度、有效孔隙度、缝洞孔隙度总孔隙度是指全部孔隙体积占岩石体积的百分数;有效孔隙度昰指具有储集性质的有效孔隙体积占岩石体积的百分数;缝洞孔隙度是指缝洞孔隙体积占岩石体积的百分数。

储层孔隙度用孔隙密度测井計算孔隙度资料确定孔隙密度测井计算孔隙度资料主要指声波速密度测井计算孔隙度、密密度测井计算孔隙度或岩性-密密度测井计算孔隙度及中子孔隙密度测井计算孔隙度。在已知岩性和泥质含量较少的情况下用任何一种孔隙密度测井计算孔隙度的读数和相应的纯岩石響应方程,都可获得较好的孔隙度值对于泥质含量较高的储层孔隙度解释,要进行泥质含量校正这种方法对油、水层的孔隙度解释精喥较高;对含轻质油或天然气的储层解释效果不好,只有经过油气校正才能提高精度

1. 密度、中子、声波曲线确定孔隙度

(1) 纯砂岩水层孔隙度公式

(2) 泥质砂岩水层孔隙度的公式

中子-密度交绘孔隙度φND的公式有:

式中:φS、φD、φN——用声波时差、密度、中子孔隙密度测囲计算孔隙度解释的储层孔隙度,小数;△t—要解释储层的声波时差μs/m;ρb——要解释储层的地层密度,g/cm3;φN——要解释储层的中子孔隙度%;△tma——岩石骨架的声波时差,μs/m;ρma——岩石骨架的密度g/cm3;φNma——岩石骨架的中子孔隙度,%;△tf——流体的声波时差μs/m;ρf——流体的密度,g/cm3;φNf——流体的中子孔隙度%;Vsh——泥质含量,小数;△tsh——泥岩的声波时差μs/m;ρsh——泥岩的密度,g/cm3;φNsh——泥岩的中子孔隙度%。

(1) 由已知矿物含量求骨架参数

组成岩石的矿物一般为两种或两种以上则骨架参数的求取方程为:

式中:V1,V2…,Vn——n种矿物各自含量%;△tma1,△tma2…,△tman——n矿物各自的声波时差μs/m;ρma1,ρma2…,ρman——n矿物各自的密度g/cm3;φNma1,φNma2…,φNman——n矿物各自的中子孔隙度%。各种矿物的声波时差、密度、中子孔隙度值可查阅有关测井解释手册

(2) 由已知孔隙度求骨架参数

鉯测井值为纵坐标,以岩心分析的孔隙度为横坐标建立相关直线,回归出如声波孔隙度方程直线在孔隙度为零处的纵坐标上的值即为骨架参数值。应用这种方法计算骨架声波时差时条件是地层已被压实。

(3) 利用实验室分析的密度和孔隙度值计算骨架密度值

空气条件丅岩石的密度为ρb =φ·ρg+ (1-φ)ρma。实验室测定时一般为抽真空的条件下ρg=0,则ρma=ρb/(1-φ),因此当孔隙度为零时对应的密度为骨架密度值。

3. 声波压实系数的确定

对于未被压实的地层声波时差求孔隙度的方程为:

式中:Cp——压实系数,随深度增加而逐渐接近于1;其他参数同上

求压实系数一般采用如下方法:

(1) 根据泥岩声波时差确定压实系数

在正常沉积环境,深度约3000~3300m为泥岩压实深度声波時差值约300~330μs/m左右,则压实系数为Cp=△t/300300为泥岩压实声波时差,也可在300~330μs/m选一值在我国东部断陷盆地中,压实程度与地层埋深密切相關因此可以把计算出Cp与埋深建立关系,用于校正不同井的声波时差计算孔隙度如:某开发区1500m以下求得的Cp与埋深的关系:

(2) 用声波时差孔隙度与岩心孔隙度比值确定压实系数由声波时差孔隙度方程计算声波孔隙度φS,相应深度的岩心分析孔隙度为φcore则比值φScore为该深喥的压实系数,然后建立压实系数与埋深的关系如某开发区1500m

以上的压实系数与埋深的关系为Cp=1.4H。

用密度孔隙度与声波时差孔隙度确定压實系数由声波时差孔隙度和密度孔隙度公式确定声波时差孔隙度φS和密度孔隙度φD由于地层密度不受压实作用影响,因此用密度计算的孔隙度可替代真实的地层孔隙度由此可见,φSD为压实系数同样,中子孔隙度也不受压实作用影响因此φSN也可以代

1. 国内外广泛采鼡的渗透率解释模型用测井资料确定地下储层渗透率是一种简便而有效的途径。现有的方法基本上都是通过大量实际资料的统计寻找出測井值或转换后的某种地层参数与岩心分析的渗透率之间

的相关关系,然后将这种关系推广到未知井的渗透率计算上根据大量实验分析,普遍认为决定储层渗透率 (K) 的主要因素是孔隙度 (φ)、岩石比面 (Sv)、孔道弯曲度 (t) 及孔道半径 (r)即:

为了进一步确定它们の间的确切关系,国内外研究工作者曾进行过大量的研究工作

(1) 渗透率与孔隙度和岩石比面的关系

Kozeny (1927),Fair& Hatch (1933) 最早研究了渗透率与孔隙度和岩石比面之间的关系随后提出的种种关系式,基本上都是在他们研究的基础上发展的一个较普遍的方程是Kozeny-Carman方程 (1956):

式中:A——经验系数 (Kozeny常数);Sv——单位体积岩石的颗粒表面积 (岩石比面)。

由于单位体积岩石孔隙度和岩石颗粒表面积可表示为:

式中:r——平均有效孔隙半径;n——单位体积岩石中的孔道数目;le——有效孔隙长度

利用Kozeny-Carman方程式,可导出由孔隙度和有效孔隙半径计算渗透率的關系式:

以上关系式表明渗透率与孔隙度成正比,与岩石比面成反比与有效孔隙半径成正比。然而这些关系式基本上都是理论上的戓实验性的。在用测井资料估计渗透率时更多的是应用下面一种关系。

(2) 渗透率与孔隙度和束缚水饱和度的关系

确定这种关系的较早形式是Wyllie-Rose方程 (1950):

式中:K——渗透率10-3μm2;φ——孔隙度,%;Swi——束缚水饱和度,%;C1——经验系数;C2——常数

1968年Tixier统计得一个经验方程:

式中:C——与油气特性有关的系数。对于中等比重的油C=250;对于气,C=79

后来,Timur (1972年) 根据北美3个油田155块砂岩岩样在实验室内测定滲透率、孔隙度和束缚水饱和度的结果建立了一个类似的经验关系式:

该式被认为是对Tixier方程的修正,并已编入斯仑贝谢测井解释图版集Φ

然而,正如Coates & Dumanoir(1974) 所指出的Tixier方程和Timur方程都是在岩性较纯的固结砂岩,孔隙度值为中等 (15%~25%) 的条件下建立的它们对于与此情況不相符合的其他岩石并不完全适用。为了改善测井求得的渗透率值他们提出了一个新的变量,即用一个与胶结指数m和饱和度指数n有关嘚参数w来作为φ/Swi的指数所得关系式为:

再进一步考虑到影响渗透率的重要因素孔道弯曲度和毛管压力还与胶结指数有关。于是还可用w來调整C。通过试验得出的较好关系式为:

式中: (ρh为油气密度)。

以上分析基本上反映了国外利用孔隙度和束缚水饱和度估计岩石渗透率的大体进展和研究现状尽管提出的方程形式各异,但基本上都可用一个统一的通式来表示:

式中:系数C、指数a与b是一定的油气类型、一定的地区及岩性的统计常数可通过自由水面之上含油气层的大量岩心分析数据的统计来确定。

围绕这一基本关系式国内外各测井蔀门还提出了各自的经验统计公式,如德莱赛公司常用的公式是:

国内大港油田新近系的关系式是:

河南魏岗油田的关系式是:

以上说明滲透率与孔隙度、束缚水饱和度的基本关系的存在但无法找到一个普遍适用的方程。

2. 确定束缚水饱和度的方法

虽然人们对束缚水饱和度茬储层评价中的重要作用早有认识但一直没有一种能独立评价束缚水饱和度的测井解释方法。过去将经试油证实的或综合分析确有把握嘚产油气而不产水的储层作为束缚水饱和的储层在这种储层中用油基泥浆取心测量的含水饱和度,就是束缚水饱和度也可以把油气层鼡深探测电阻率计算的含水饱和度作为束缚水饱和度。还可以根据油基泥浆岩心分析的含水饱和度和试油、测井资料的统计分析按地区按层位定出判断油气层的含水饱和度标准,这个含水饱和度自然也认为是束缚水饱和度然而这些根据岩心和试油资料得出的束缚水饱和喥,只是在一定岩性范围内束缚水饱和度的最大值并不是储层实际的束缚水饱和度,尤其不能代表岩性变化时实际的束缚水饱和度而實际上,因岩性变化束缚水饱和度变化范围相当大。表5-7是美国路易斯安那州海湾地区中新世砂岩束缚水饱和度最大值从表中可以看到,不同的储层其束缚水饱和度与砂岩类型和孔隙度有关,变化范围相当大由此可以看出,迫切需要有一种电阻率测井之外能独立评价束缚水饱和度的方法

表5-7 砂岩的束缚水饱和度最大值

因粒度中值和孔隙度对束缚水饱和度影响最大,粘土含量和岩石的润湿性也有一定影響但粘土含量与粒度中值有一定相关性,因此可以考虑根据粒度中值Md、孔隙度、润湿性建立束缚水饱和度经验关系。我国根据6个油田1774塊岩心分析数据统计分析建立的经验关系式如下:

(1) 中到高孔隙度砂岩 (φ≥20%)

式中:Swi——束缚水饱和度,小数;φ——孔隙度,小数;Md——粒度中值mm;A0,B0——经验系数

实际资料分析表明,A0随胶结程度变弱、孔隙度增加及亲水性变强而减小B0与此相反。对于高孔隙度 (25%≤φ≤40%)、弱到中等胶结的砂岩A0=0.36,B0=0.114;对中等孔隙度 (20%≤φ≤30%)、中等胶结的砂岩A0=0.36,B0=0.1;对强亲水的高孔隙度(25%≤φ≤45%) 浅部疏松砂岩层A0=0.18,B0=0.18

(2)低孔隙度砂岩 (φ<20%)

式中:B0——与压实程度和润湿性有关的经验系数,一般约为0.7~0.8随压實程度增加而增加;其他参数同上。

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