第三章 油气水层的识别

四、快速直观解释方法
• 1、双孔隙度重叠法（Φ-Φw）
比较Φ与Φw，若：
• Φ≈Φw 水层 • Φ>Φw 含油气层或油气层
w Sw
aRw Rt
Sw

m
abR w nRt
令m=n=2,b=1
孔隙度
Φ
深
度 Φw
•2、三孔隙度重叠法
–Φ---孔隙度测井 –Φxo ---微电阻率测井（冲洗带含水孔隙 度=SxoΦ ） –Φw---深探测电阻率测井含水孔隙度 （=SwΦ）
• 电阻率
– 一般是找低阻层。
• 孔隙度测井（密度、中子、声波）
– 在致密层处，孔隙度测井读数接近骨 架值；而在渗透层处，孔隙度测井读 数有孔隙度指示。
• 在碳酸盐岩剖面中划分渗透层必须同 时考虑GR、电阻率以及孔隙度测井 系列。其步骤是：先找出低阻、高孔 隙度指示，然后考虑GR测井值，剔 除GR高的含泥质层。
泥质分布形式:分散泥质、层状泥质、结构泥质
2、含油性评价
• 地质上对岩心含油级别的描述分为：
– 饱含油 – 含油 – 微含油 – 油斑 – 油迹
• 其含油性依次降低
评价含油性参数
• 地层含水饱和度Ｓw • 束缚水饱和度Swb • 可动水饱和度Swm • 含油气饱和度Sh、So、Sg • 残余油饱和度Sor • 可动油饱和度Som
– 碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层、特 殊岩性储集层。
• 按孔隙空间结构：
– 孔隙型储集层、裂缝型储集层和洞穴 型储集层、裂缝-孔洞型储集层。
二、碎屑岩储集层
• 1、定义： – 由砾岩、砂岩、粉砂岩和砂砾岩组成的储集层。
• 2、组成： – 矿物碎屑（石英、长石、云母） – 岩石碎屑（由母岩类型决定） – 胶结物 （泥质、钙质、硅质）
• 对油水共渗体系：
• 1）Sw=Swb，Swm=0，Kro>>Krw 。则只产油， 不产水，油层
• 2） Sw>Swb，Swm>0 。有可动水，Kro≈Krw。 油水同出，油水同层
• 3) Sw>>Swb，地层中不含油或只含残余油，无可 动油， Krw>>Kro。只出水，不产油，水层
3. 产出流体性质分析
晶内孔
晶间孔
以小孔为主的孔洞型
• 4、碳酸盐储集层分类
– 按孔隙结构分：
• 孔隙型：与碎屑岩储集层类似。 • 裂缝型：孔隙空间以裂缝为主。裂缝数量、形
态及分布不均匀，孔隙度、渗透率变化大。 • 孔洞型：孔隙空间以溶蚀孔洞为主。孔隙度可
能较大、但渗透率很小。 • 洞穴型：孔隙空间主要是由于溶蚀作用产生的
含盐量相对较高的地层水
含水 饱和度
冲洗带 未侵入带
电阻率
大于50％ 一般小于40％
Rxo Rt
Rxo
100％ 100％ Rxo>Rt
侵入性质
泥浆低侵或侵入不明显
泥浆高侵
4、高渗透油气层侵入剖面随时间的变化
• 泥饼形成以前 • 最后的泥饼形成时 • 纵向渗滤期间 • 固井以后
Rt
Rxo Rm 泥饼形成以前
• 缺点：当渗透层中存在放射性物质时（如 铀），砂岩骨架钾长石含量高时，会将 渗透层判为泥岩层。
• ③微电极
– 渗透层：正幅度差，且值较大 – 非渗透层：
• 泥岩：无或有很小的幅度差，且值较小 • 致密砂岩：幅度差大小正负不定，且值很
大
• 优点：层界面划分清楚
• ④CAL
– 渗透层：缩井（不扩井） – 非渗透层：
• 3、特点： – 孔隙空间主要是粒间孔隙，孔隙分布均匀，岩性 和物性在横向上比较稳定。
• 4、有关的几个概念
– 砂岩：骨架由硅石组成的岩石都称为 砂岩。骨架成份主要为SiO2
– 泥岩(Shale)：由粘土(Clay)和粉砂组 成的岩石。
– 砂泥岩剖面：由砂岩和泥岩构成的剖 面。
三、碳酸盐岩储集层
• 储集层的厚度：顶底界面的厚度即为储集 层的厚度。
• 有效厚度：总厚度扣除不合标准的夹层 （如泥质夹层或致密夹层）剩下的厚度
五、储集层的侵入特征
根据Rxo和Rt的相对大小，可将储集层的侵入 特性分为三种情况
• 高侵： Rxo 明显大于 Rt，称高侵或增 阻侵入。一般在在水层出现（Rmf>Rw）
• 低侵：Rxo 明显低于 Rt，称低侵或减阻 侵入。一般在油气层出现
• 无侵
１. 高侵剖面
２. 低侵剖面
3. 油气层与纯水层在侵入性质上的差别（淡水泥浆）
油气层
纯水层
孔隙 流体
冲洗带
含盐量相对较低的滤液，残余 含盐量相对较低的滤液，残余地
水和油气
层水
未侵入带
油气为主，少量含盐量相对较 高的地层水
• 油层：产有工业价值的原油油流，不产 水或含水小于10％
• 气层：产出有工业价值的天然气气流. • 油水同层：油水同出，含水10％-90％ • 含油水层：含水大于90％，或见油花 • 水层：完全产水 • 干层：产量极低，无生产能力
第二节 定性解释
定性解释一般分以下几步：
• 1、判断岩性，找出渗透层 • 2、分层 • 3、取值计算（渗透层） • 4、判别分析（油气水层）
洞穴。 • 裂缝－孔洞型：裂缝、孔洞同时存在。
– 裂缝型和孔洞型储层相对较差。
四、储集层的基本参数
• 物 性：孔隙度和渗透率 • 含油性：含油气饱和度（或束缚水
饱和度）、储集层的厚度
1、孔隙度 孔隙体积占岩石体积的百分数。
总
全部孔隙体积占 孔
岩石体积的百分数
隙 度
孔隙度
有 效 孔 隙 度
具有储集性质的 有效孔隙体积占 总体积的百分数
• ①SP • 相对于泥岩基线，SP曲线有幅度差：
Rmf>Rw 负幅度差 Rmf<Rw 正幅度差 Rmf=Rw 无幅度差
渗透层越纯，幅度差越大。
• 优点：有幅度差就是渗透层。 • 缺点：受矿化度影响大，对薄层反映不
灵敏。
• ② GR
– 泥岩：高值
– 渗透层：低值
• 优点：受矿化度影响小，对薄层的反映 比SP好。
• 达西定律：
Q K AP L
K QL AP
Q 流体的流量, cm3/s A 垂直于流体流动方向的岩石横截面积, cm2 L 流体渗滤路径的长度, cm; P 压力差, Pa 流体的粘度, mPa • s; K 岩石的渗透率, m2
几个相关概念
相对渗透率图
相对渗透率
1
实验分析油相对渗透率
0.9
实验分析水相对渗透率 0.8
0.7
计算水相对渗透率
(Swi=30)
0.6
计算油相对渗透率
0.5
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(Swi=30,Sor=30)
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0
Swi
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sw,% Sor
4、储集层的厚度
最后的泥饼形成时
Rt Rxo Rmc Rm
纵向渗滤期间
Rt Rxo Rmc Rm
Rt 固井以后
六、储集层评价要点
• 1、岩性评价
岩石类型判别 岩石主要矿物成份的含量计算 泥质含量计算 泥质分布形式和粘土矿物成份分析
1）岩石类别：砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、 砾岩、石灰岩、白云岩、硬石 膏等
2）泥质含量 3）泥质分布形式和粘土矿物成份
• 绝对渗透率 • 有效渗透率 • 相对渗透率
①绝对渗透率
• 岩石中只有一种流体时测量的渗透 率。其大小只与岩石孔隙结构有关， 而与流体性质无关。测井解释中通 常所说的渗透率即绝对渗透率。常 用K表示。
②有效渗透率（相渗透率）
当两种或两种以上的流体同时通过岩 石时，对其中某一流体测得的渗透率，
称为岩石对流体的有效渗透率或相渗透 率。其大小除与岩石孔隙结构有关外，
第三章 用测井资料识别油气水层
主要内容
储集层特点及其评价要点 泥质砂岩油气水识别 碳酸盐岩地层储层识别
第一节 储集层特点及其评价要点
储集层：
把能够储集油气并使油气在一定压差下流出来 的岩层称为储集层。
必须具备两个条件：
孔隙性（孔隙、洞穴、裂缝） 渗透性（孔隙连通成渗滤通道）
一、储集层的分类
• 按岩性：
还与流体的性质和相对含量、各流体之 间的相互作用以及流体与岩石相互作用 有关。
③相对渗透率
• 岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为 相对渗透率。
• 其值在0-1之间。
k ro

ko k
k rg

kg k
k rw

kw k
• k ro —油相对渗透率
• k rg —气相对渗透率
• krw —水相对渗透率
• 泥岩：扩井
• 致密砂岩：不变
注意：疏松砂岩或砾岩也往往扩井
⑤孔隙度曲线
孔隙度曲线只能用作参考，无一 般规律可寻，要根据某地区的具体 情况，这就需要解释人员有丰富的 地区经验。
2、膏盐剖面中渗透层的划分
• 膏盐剖面中一般出现砂岩、硬石膏、盐 岩、泥岩。划分渗透层时一般采用GR、 微电极，主要使用GR。
次生孔隙度
次生（缝洞）体积占岩石体积的百分数
各种孔隙度的定义式

Vt
t
1
0
0%
tV
Ve 100% eV
Vsec 100% sec V
• 测井中通常所说的孔隙 度是指有效孔隙度，也
只有有效孔隙度对油气 的储集有意义。
２、饱和度
• 储集层是否有油气以及含油气的多少可以用 饱和度这一参数来描述。
– 渗透层：中低值 – 硬石膏：低值 – 盐 岩：低值，若为钾盐则为高值 – 泥 岩：高值
3、碳酸盐岩剖面中渗透层的划分
• 在碳酸盐岩剖面划分渗透层一般采用GR （或能谱）、电阻率（侧向）、孔隙度 测井
• GR
– 渗透层一般为低值。但不是最低值。
• 但有时裂缝中可能沉积铀，因此，若有自然伽马 能谱测井，采用去铀自然伽马最为理想。
• 1、定义：
– 由碳酸盐岩石构成的储集层。
• 2、组成：
– 石灰岩(CaCO3） 、白云岩Ca Mg(CO3)2） 、 泥灰岩
• 3、特点：
– 储集空间复杂
有原生孔隙：分布均匀（如晶间、粒间、鲕状孔隙等） 次生孔隙：形态不规则，分布不均匀（裂缝、溶洞等）
– 物性变化大：横向纵向都变化大
粒内孔
粒间孔
三、油气水层判断
1、典型水层
① SP幅度差>油层 ② 深电阻率最低（渗透层相比） ③ 明显的增阻侵入（Rmf>Rw） ④ Sw≈100%(计算) ⑤ 录井无油气显示
三、油气水层判断
2、典型油层
① 深电阻较高（渗透层） ② 减阻侵入 ③ Sw→Swb ④ SP幅度差<水层 ⑤ 录井有油气显示、邻井试油为油层
一、岩性判断
• 不同的岩性剖面中，油气水层的反映是 不同的；不同的岩性，其解释模型和解 释参数不同，因此必须先确定岩性。定 性解释岩性一般有两种方法：
– 测井曲线观察法 – 交会图法
• 其中测井曲线观察法是最常用的。
向右变大
二、划分渗透层
1、砂泥岩中划分渗透层 先找砂岩，然后排除致密砂岩。
渗透层在各种测井曲线上的反映
三、油气水层判断
3、差油层
• 差油层有两种可能的情况：
– ① 含泥量较高。表现为电阻率低 – ②孔隙度小，岩性致密。表现为电阻率高
两者都有一个共性：SP幅度差小
三、油气水层判断
4、典型气层
① 声波时差偏大或周波跳跃 ② 密度测井值偏小 ③ 中子孔隙度测井值偏小 ④ 气测有显示
三、油气水层判断
5、干层
① 孔隙度小，AC小，DEN高，CNL小。 ② 电阻率高 ③ SP幅度差小 ④ 微电极无明显差异，且值高。
深 自然伽马
15
补偿中子
-15
2 2
度0
200 70 声波时差 40 2
深侧向 浅侧向
八侧向
10000 10000
10000
第
1号层
五
题
2号层
图
3号层
4号层
砂泥岩实例
碳酸盐岩实例1 碳酸盐岩实例2 碳酸盐岩实例3
２、饱和度
• ③束缚水饱和度Swb：不能被油气取代 的地层水叫束缚水。束缚水体积与总孔 隙体积之比称束缚水饱和度
S S S
w
wb
wm
– 对原始油藏：Swb So 1
– 束缚水饱和度的大小取决于孔隙结构和岩 性。孔隙结构复杂，Swb高；泥质含量高， Swb高。粘土类型不同，Swb亦不同，蒙 脱石和伊利石Ｓwb高，高岭石Ｓwb低。
• ①含水饱和度（Sw）：含水孔隙体积占总孔
隙体积的百分数
Sw

Vw V
100 %
• ②含油(气)饱和度：含油(气)孔隙体积占总孔
隙体积的百分数
So

Vo V
100 %
Sg

Vg V
100%
２、饱和度
• 当孔隙中只含油和水时
SwSo 1
• 当孔隙中含油气水三相时， Sg Sw So 1
２、饱和度
• ④残余油饱和度Ｓor：不能进一步被水冲 洗掉的油为残余油，其饱和度称为残余油 饱和度。即残余在孔隙中的油的饱和度
• ⑤剩余油饱和度：开发一段时间后，剩下 的油的饱和度，也称当前含油饱和度。
３、渗透率
• 在有压力差的条件下，岩层允许流体流过其孔隙孔道的 性质称为渗透性。岩石渗透性的好坏用渗透率来度量。