一种适用于页岩气储层地质模型的测井评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油天然气勘探和开发领域，具体地说，涉及一种利用测井技术识别 页岩气储层地质模型的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来测井技术在页岩气勘探开发方面主要用于对页岩气储层的储层性质、岩石 力学特性及页岩页理与裂缝发育程度的研究。页岩气储层的储层性质、岩石力学特性及页 岩页理与裂缝发育程度等均与其地质模型认识有重要的关系，但利用测井技术还原页岩气 储层地质模型、进而指导水平井钻进及有利压裂段的选取，还未见文献报道。
[0003] 利用测井技术评价页岩气储层地质模型存在以下几个难点：一是页岩研究属于 新生事物，没有相关通过测井技术来确定地质模型的方法，现有地质模型的建立是通过野 外地质考察、依靠地质露头的剖面特征来确定地质模型的；二是水平测井难以实施确定井 旁构造的成像测井技术，使得水平测井中一般只能通过常规测井技术实现井旁地质结构分 析，限制了利用测井技术研究地质模型的建立。
[0004] 基于上述情况，亟需一种基于常规测井技术正确推测地质模型的方法，用以有效 地指导页岩气水平井井轨迹设计及后期储层改造方案的制定。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种利用测井技术识别页岩气储层地质模型的方 法，用以有效地指导页岩气水平井井轨迹设计及后期储层改造方案的制定。
[0006] 根据本发明的一个实施例，提供了一种适用于页岩气储层地质模型的测井评价方 法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一，基于临近页岩气目的层段的露头地质特征建立开采目的层区域的预估地 质模型与储层裂缝模式；
[0008] 步骤二，基于所述储层裂缝模式和直井测井技术建立裂缝响应特征与测井响应曲 线的关系，并依据该关系确定测井曲线和所述测井曲线识别裂缝的依据；
[0009] 步骤三，基于所述测井曲线识别裂缝的依据、水平井段与其导眼井和相邻直井的 岩性判断以及水平井段与相邻地层的测井曲线的相似性对比确认水平井段的地质特征信 息；
[0010] 步骤四，基于所述水平井段的地质特征信息和水平井测井曲线的变化关系，结合 所述预估地质模型还原地质模型；
[0011] 步骤五，基于水平井的邻近区域其他钻井得到的岩心测试的结果和页岩气目的层 段页岩气生产、测试的结果对储层裂缝模式和还原的地质模型进行检验。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述预估地质模型包括褶皱模型和稳定模型。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述储层裂缝模式包括棋盘格裂缝模式和斜交裂缝模 式。
[0014] 根据本发明的一个实施例，在步骤二中，进一步包括以下步骤：
[0015] 基于所述储层裂缝模式判断所述页岩气目的层段的裂缝宏观特征；
[0016] 基于所述直井测井技术获得的所述页岩气目的层段的成像测井、常规测井、岩心 测试和页岩气目的层段的含气量测试结果确定页岩气目的层段的裂缝微观特征；
[0017] 基于所述裂缝宏观特征和所述裂缝微观特征确定裂缝响应特征与测井响应曲线 之间的关系，并基于该关系确定测井曲线和测井曲线识别裂缝的依据。
[0018] 根据本发明的一个实施例，所述测井曲线包括：
[0019] 自然伽马测井曲线，其用于分析和识别地层岩性；
[0020] 孔隙度测井曲线，其反映地层孔隙结构，其中，孔隙度测井曲线包括密度测井曲 线、中子测井曲线和声波测井曲线；
[0021] 电阻率测井曲线，其反映地层裂缝情况，其中，电阻率测井曲线包括深电阻率曲线 和微电阻率曲线。
[0022] 根据本发明的一个实施例，所述水平井测井曲线的变化关系包括镜像变化关系和 稳定变化关系。
[0023] 根据本发明的一个实施例，在步骤四中，还原地质模型包括以下步骤：
[0024] 根据水平井测井曲线的变化关系，确定水平井钻遇地层的地质变化情况，
[0025] 如果水平井测井响应曲线表现为稳定变化关系，则确定地质模型中的地层为单斜 结构；
[0026] 如果水平井测井曲线表现为镜像变化关系，则确定地质模型中的地层为褶皱结 构。
[0027] 根据本发明的一个实施例，在确定地质模型中的地层为褶皱结构时，还包括如下 步骤：
[0028] 在镜像变化发生起始处纵向调整水平井轨迹，重新获得测井曲线，直到测井曲线 上的镜像变化关系消失，使得最终获得的测井曲线的响应特征对应的地质信息与目的层段 的地质信息一致；
[0029] 记录水平井纵向移动的距离及水平方向的镜像变化关系的距离，结合水平井段的 地质特征信息和预估地质模型还原地质模型。
[0030] 本发明带来了以下有益效果：
[0031] 本方法能实现利用测井信息还原储层地质模型，避免钻探风险，可以在节约成本 的同时提高水平井井轨迹设计及钻遇目标层位的准确度；不仅适用于页岩水平井开发，也 适用于其他类型的水平井开发，具有较强的可操作性。
[0032] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0034] 图1是根据本发明的一个实施例的方法流程图；
[0035] 图2是野外地质考察出露地表的褶皱地层地质剖面；
[0036] 图3是野外地质考察出露地表的稳定地层地质剖面；
[0037] 图4是棋盘格裂缝发育地质剖面图；
[0038] 图5是斜交裂缝地质剖面图；
[0039] 图6是图1中步骤S2的方法流程图；
[0040] 图7是利用成像测井资料确定的页岩页理发育图；
[0041] 图8是裂缝发育特征的测井响应图；
[0042] 图9是导眼井的测井曲线图；
[0043] 图10是水平井1的测井曲线图；
[0044] 图11是水平井在具有褶皱构造的地质模型中的轨迹图；
[0045] 图12是水平井2的测井曲线图；以及
[0046] 图13是单一地层的地质模型图。
【具体实施方式】
[0047] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0048] 本发明所述的方法以页岩气水平井勘探开发为例，但不限于页岩水平井的开发。 本发明所述的方法同样也适用于其他类型水平井开发，具有较强的可操作性。
[0049] 第一实施例
[0050] 如图1所示为根据本发明的一个实施例的方法流程图。
[0051] 如图1所示，在步骤Sl中，通过观察开采目的地邻近露头区域上的各种褶皱、断裂 及面状和线状构造等地质特征，判断可能钻遇到的地质模型并建立预估地质模型。在实际 地质考察过程中发现，主要存在两种页岩地质模型，一种为褶皱模型，如图2所示；一种为 稳定模型，如图3所示。
[0052] 同时，通过页岩气目的层段的露头地质特征还可以建立储层裂缝模式。在不同的 地层模型下，页岩气储层发育的裂缝模式也不尽相同。页岩气储层主要存在两种裂缝模式： 一种为棋盘格模式，如图4所示；一种为斜交模式，如图5所示。页岩气储层裂缝模式的确 定有利于井眼轨迹设计、压裂层段及压裂方式的选择。
[0053] 在步骤S2中，基于储层裂缝模式和直井测井技术建立裂缝响应特征与测井响应 曲线的关系，并依据该关系确定测井曲线和测井曲线识别裂缝的依据。由于页岩气储存在 地层的岩石缝隙中，所以有必要了解岩石的缝隙结构特征。在本步骤中，可以进一步分为以 下的几个步骤，如图6所示。
[0054] 在步骤S201中，基于步骤Sl中获得的储层裂缝模式确定开采目的地临近露头区 域的裂缝宏观特征，并通过该裂缝宏观特征判断页岩气目的层段的裂缝宏观特征。
[0055] 裂缝宏观特征主要是通过研究临近页岩气开采目的层段露头的裂缝与沉积岩性 之间的结构特点，总结和描述不同的裂缝模式特征。裂缝宏观特征的详细研究还包括在 野外地质露头上观察到的裂缝形态、裂缝走向与方位、裂缝延伸长度、裂缝宽度与裂缝规模 等，以及能用肉眼观察到的微小裂缝发育情况。这些是直接显示在露头剖面上的。其中，裂 缝的走向与方位、裂缝延伸长度、裂缝的宽度等可通过测量手段获得，如图2、图3、图4和图 5中的线条标注所示，这些都属于裂缝宏观特征。研究裂缝宏观特征可以利用露头剖面所显 示出来的裂缝信息，确定直井中相应层段的裂缝发育情况，还可以利用露头剖面裂缝呈现 出来的特点来判定直井中裂缝发育的形态、方向与规模。
[0056] 在步骤S202中，利用直井测井技术确定页岩气目的层段的裂缝微观特征。在该 步骤中，在直井测井中利用成像测井技术可以从成像测井图上比较直观地观察到裂缝的形 态、大致走向与方位以及裂缝的发育程度，如图7所示。利用成像测井解释软件，从获得的 裂缝的走向与方位方向计算裂缝的宽度、长度与裂缝发育的密度。但是，水平井测井本身存 在一定的限制，由于受成本及井眼的影响，对于能够确定井旁构造的成像测井有些区域难 以实施，也限制了利用成像测井技术研究地质模型的建立。所以，在有条件利用成像测井技 术的区域可以采用成像测井技术获取裂缝特征，在不能采用成像测井技术的区域可以采用 其他直井测井技术中的常规测井手段。
[0057] 常规测井技术包括电法、声波、井陉、井斜等测井技术，用于反映地层的岩性、缝隙 结构等信息。同时，基于岩心测试与含气量测试结果和借鉴野外地质露头裂缝发育情况，也 可以获得裂缝的发育程度。
[0058] 野外地质调查与测井技术对裂缝模式的认识具有互补性，前者可以从宏观大尺度 描述裂缝与岩性的结构特征