由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法
【背景技术】
[0002]页岩气的成功开发给全球带来了新能源革命，页岩气的利用对环境保护和节能都有着重要的意义，页岩气层的寻找与发现越来越受到人们的重视，有效开发页岩气成为矿产开发的一种新常态。页岩气含气饱和度是页岩气储层、页岩气藏及页岩气选区评价的一项不可缺少的关键参数。
[0003]传统的页岩气储层含气饱和度确定方法是采用ECS元素俘获测井法或阿尔奇法求取。目前，ECS元素俘获测井只能依赖国外测井公司服务，成本非常高。阿尔奇法求取页岩气储层含气饱和度，主要是使用页岩储层测井电阻率、孔隙度等资料。阿尔奇法求取页岩气储层含气饱和度前提条件是，仅有地层水导电，构成地层骨架的矿物成分不导电。然而，页岩气储层中多存在黄铁矿之类的导电矿物，使页岩气储层电阻率异常变小，计算得到的含气饱和度准确度较低，误差较大，该方法有一定的局限性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述技术现状，旨在依托岩心实验提供一种由岩性密度测井资料确定页岩气储层含气饱和度计算模型，能够提高含低电阻率夹层条件下的页岩气储层含气饱和度精度的方法。
[0005]本发明目的的实现方式为，由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，具体步骤为:
[0006]1)获取工区已知井岩心样品测试分析含气饱和度Sg、岩心体积密度P b以及对应深度的测井自然伽马GR;选取的样品必须是同一工区，相同层系的，数量不能少于12块，井数不限；然后利用最小二乘法确定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b *GR+c的模型系数，最终确定最佳模型；
[0007]式中岩心体积密度Pb量纲为g/cm3，
[0008]自然伽马GR量纲为API，
[0009]含气饱和度Sg量纲为％ ;
[0010]2)通过测井资料获取待解释井的自然伽马GR、岩性密度DEN，通过气测录井资料获取待解释井的全烃、甲烷含量，通过地质录井资料获取待解释地质录井的岩肩、岩心岩性；岩性密度DEN量纲为g/cm3;
[0011]3)通过步骤2)获取的测井和录井资料划分页岩气储层；
[0012]4)用步骤2)待解释井测井岩性密度(DEN)替代步骤1)岩心体积密度(P b)，通过确定的最佳模型和测井资料计算待解释井储层含气饱和度Sg ;
[0013]5)输出计算结果。
[0014]本发明提供了一种低阻页岩储层计算地层含气饱和度解决方案，较阿尔奇法确定页岩储层含气饱和度方法更简便，适用范围更广。
[0015]本发明已在某页岩气田应用120 口井使用，所计算的页岩气储层含气饱和度与岩心测试获得的页岩气层含气饱和度接近，平均误差不超过10%，能满足现场测录井储层评价和计算页岩气含气饱和度的需要。
【附图说明】
[0016]图1为本发明工作流程框图，
[0017]图2为本发明模型一反算饱和度与岩心饱和度交会图，
[0018]图3为本发明模型二反算饱和度与岩心饱和度交会图，
[0019]图4为本发明J页岩气田S井应用实例图。
【具体实施方式】
[0020]本申请人通过页岩气储层岩心实验研究发现，页岩气储层岩心体积密度(Pb)与其含气饱和度(Sg)存在明显定量关系，这种关系表现为含气饱和度与岩心体积密度的倒数成正相关关系，并且含气饱和度同样与岩心体积密度和对应的测井自然伽马成线性关系。测井岩性密度(DEN)与岩心体积密度在数值上是相等的，只是测量方式不同。因此，测井岩性密度同样与页岩气储层含气饱和度存在上述定量关系，利用测井密度、自然伽马(GR)资料能够定量确定页岩气储层含气饱和度(Sg)。用岩心资料的计算，使用模型一 Sg =al/ p b+bl、计算模型二 Sg = a2.p b+b2.GR+c2 ;基于测井资料的计算，模型一 Sg = al/DEN+bl、计算模型二 Sg = a2.DEN+b2.GR+c2。
[0021]式中al、bl、a2、b2、c2为方程系数。
[0022]下面参照附图详述本发明。
[0023]参照图1，本发明的具体步骤为:
[0024]1)获取工区已知井岩心样品测试分析含气饱和度Sg、岩心体积密度P b以及对应深度的测井自然伽马GR;选取的样品必须是同一工区，相同层系的，数量不能少于12块，井数不限；然后利用最小二乘法确定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b *GR+c的模型系数，然后再利用模型反算得到的含气饱和度与岩心测试饱和度回归，相关系数高的为最佳模型。
[0025]2)通过测井资料获取待解释井的自然伽马GR、岩性密度DEN，通过气测录井资料获取待解释井的全烃、甲烷含量，通过地质录井资料获取待解释地质录井的岩肩、岩心岩性；
[0026]待解释井的自然伽马GR、岩性密度DEN数据深度间隔为0.lm?1.0m，保存为wis或txt格式；气测录井全烃和甲烷含量深度间隔为lm或0.5m，保存为wis或txt格式；地质岩肩、岩心的岩性数据保存为excel或txt格式。
[0027]3)通过步骤2)获取的测井和录井资料划分页岩气储层；
[0028]页岩气储层划分依据:岩性为页岩或泥质岩类；全烃、甲烷存在明显异常，不含重烃成分；高自然伽马、低密度。
[0029]4)用步骤2)待解释井测井岩性密度(DEN)替代步骤1)岩心体积密度(P b)，通过确定的最佳模型和测井资料计算待解释井储层含气饱和度Sg ;
[0030]5)输出计算结果，通常，页岩气层的含气饱和度Sg不低于0.5。
[0031]下面用J页岩气田S井具体实施例详述本发明。
[0032]1)通过J页岩气田岩心测试分析获取4 口页岩井共82块页岩岩心的含气饱和度(Sg)、岩心体积密度(Pb)以及通过测井资料获取对应深度的自然伽马(GR)，然后将82块页岩岩心Sg与P b和GR，按模型一 Sg = al/P b+bl和模型二 Sg =a2.P b+b2.GR+c2做最小二乘法回归处理，得到模型系数al = 1610.600、bl = 567.240，a2 = -262.896、b2 = 0.183、c2 = 768.147，即模型一 Sg = 1610.6/ P b+567.24、模型二 Sg=-262.896.P b-0.183.GR+768.147，再用模型一反算的含气饱和度做Y轴、岩心测试含气饱和度做X轴进行拟合，相关系数R为0.79 (见图2);模型二反算含气饱和度做Y轴、岩心饱和度做X轴进行回归，相关系数R为0.81 (见图3)，对比模型一和模型二的相关系数，模型二相关系数高于模型一，模型二为最佳模型，选用模型二。
[0033]2)通过测井资料获取待解释S井的自然伽马GR、岩性密度DEN，通过气测录井资料获取待解释井S井的全烃、甲烷含量，通过地质录井资料获取待解释地质录井的岩肩、岩心岩性;
[0034]3)通过步骤2)获取的S井的自然伽马、岩性密度、全烃、甲烷和岩肩岩心的岩性划分S井页岩气储层，S井页岩气主要显示层段在2170.0?2220.0m ;
[0035]4)用步骤 2)利用最佳模型 Sg = -262.896.P b+0.183.GR+768.147 和 S 井的密度和自然伽马资料计算S井储层含气饱和度Sg ;
[0036]5)输出计算结果，S井2170.0?2220.0m井段计算含气饱和度主要范围为50.0%?80.0% (见图4)，与该井岩心饱和度测试结果对比，平均误差小于10%，能够满足页岩气储层和页岩气气藏评价需要。
【主权项】
1.由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，其特征在于具体步骤为: 1)获取工区已知井岩心样品测试分析含气饱和度Sg、岩心体积密度Pb以及对应深度的测井自然伽马GR;选取的样品必须是同一工区，相同层系的，数量不能少于12块，井数不限；然后利用最小二乘法确定模型一 Sgl = a/ p b+b、模型二 Sg2 = a.p b+b.GR+c的模型系数，最终确定最佳模型； 式中岩心体积密度P b量纲为g/cm3， 自然伽马GR量纲为API， 含气饱和度Sg量纲为％ ; 2)通过测井资料获取待解释井的自然伽马GR、岩性密度DEN，通过气测录井资料获取待解释井的全烃、甲烷含量，通过地质录井资料获取待解释地质录井的岩肩、岩心岩性；岩性密度DEN量纲为g/cm3; 3)通过步骤2)获取的测井和录井资料划分页岩气储层； 4)用步骤2)待解释井测井岩性密度(DEN)替代步骤1)岩心体积密度(Pb)，通过确定的最佳模型和测井资料计算待解释井储层含气饱和度Sg ; 5)输出计算结果。2.根据权利要求1所述的由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，其特征在于步骤1)中利用模型反算得到的含气饱和度与岩心测试饱和度回归，相关系数高的为最佳模型。3.根据权利要求1所述的由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，其特征在于步骤2)中待解释井的自然伽马GR、岩性密度DEN数据深度间隔为0.lm?1.0m ;气测录井全烃和甲烷含量深度间隔为lm或0.5m。4.根据权利要求1所述的由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，其特征在于步骤3)页岩气储层划分依据:岩性为页岩或泥质岩类；全烃、甲烷存在明显异常，不含重烃成分；高自然伽马、低密度。
【专利摘要】本发明涉及一种由测井岩性密度确定页岩气储层含气饱和度的方法，获取岩心测试分析含气饱和度、岩心体积密度及对应深度的测井自然伽马，利用最小二乘法确定模型一、模型二的模型系数，最终确定最佳模型；通过测井资料获取待解释井的自然伽马、岩性密度，通过气测录井资料获取待解释井的全烃、甲烷含量，通过地质录井资料获取待解释地质录井的岩屑、岩心岩性；通过获取的测井和录井资料划分页岩气储层；确定的最佳模型和测井资料计算待解释井储层含气饱和度Sg；输出计算结果。本发明简便，适用范围更广。本发明已在某页岩气田应用120口井使用，所计算的页岩气储层含气饱和度与岩心测试获得的页岩气层含气饱和度接近，平均误差不超过10％。
【IPC分类】E21B49/00
【公开号】CN105350959
【申请号】CN201510753459
【发明人】张建平, 冯爱国, 石文睿, 赵红燕, 张占松, 任元, 张超谟, 袁拥军, 石元会
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化江汉石油工程有限公司测录井公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月6日