储层参数定量计算

进一步认识后的形象化描述。 即：
理论分析 实验研究
测井信息 地质信息
资料统计
测井信息 = F(地质信息) + 误差
（测井解释模型）
用数学式表达：y=F(x)+ε
仪器模型： 测井数据集、测井 值与记录值转换关 系、测量误差、环 境校正等
地质模型： 矿物成分、 流体类型等
数学模型： 数学关系式
评价地层
• 一、阿尔奇(Archie)公式
R01 R02 ... R0n F F R0
Rw1 Rw2
Rwn
Rw
• —称为地层电阻率因素
• —全含水地层电阻率
• —地层水电阻率
• Archie还通过实验发现：
• F与孔隙度及岩石孔隙结构有关（反映岩石本身
物理性质），与孔隙中是否含油气及Rw无关。
而Swt Swb Swf
因此Ct t2Swt SwbCwb Swt Swb Cwf
即Rt
t2
Swb Rwf
Rwf Rwb Swt Swb
Rwb
S wt
5.4 渗透率计算
• 一、影响因素
• 孔隙度：孔隙度↑，渗透空间大，渗透率↑ • 泥质含量：Ｖsh ↑，阻塞渗透通道，Ｋ↓ • 砂岩颗粒大小（用粒度中值度量）：越细，k越小。 • 裂缝：裂缝愈发育，K ↑ ↑ • 压力对渗透率的影响
§5 储层参数定量计算
5.1 测井解释模型
一. 模型的基本含义
所谓模型:就是客观事物被认识后，经过抽象 ，再组合为易于理解的形象，即形象化的抽象。 模型的建立过程是：
实际 经 过 抽象
变成
简 化 形象
二. 测井解释模型
指测井信息与地质信息间的宏观关系。是经过理
论分析、实验研究、资料统计，对两者之间的关系
Qv
CEC(1t )G t
t 泥质砂岩的总孔隙度,小数;
G 岩石的平均颗粒密度, g / cm3
CEC 岩石的阳离子交换能力, mmol / g
Qv 岩石的阳离子交换容量, mmol / cm3
• 2. Waxman- Smits饱和度方程
Cwe Cw BQv / Swt
Cw
B 3.83(1 0.83e 2 )
X
hh
ww
ma ma
sh sh
Vma Vsh 1
Sh Sw 1
XX X V XX XX
ma
ma
X
w
sh
ma
ma
sh w
S XX XX 1 h
ma
ma
h w
1
Sh 0
不含油气时
X
X X X
ma
ma
sh
V
sh
X X X X ma
w
ma
w
T Vshsh
（泥质校正公式）
S
1 Cp
t t ma t f t ma
此处， Cp 为压实校正系数，可由平均时间公式与
真孔隙度值对比得到，即 Cp s 。 由岩
心实验测定或其它孔隙度测井得到。另外，C 深度有关，即
p
与埋藏
Cp a bH
实际资料表明，特别是在地层孔隙度较大时，声波 时差与孔隙度关系不再是线性关系，而是非线性关系 。
• 这种导电性与可发生阳离子交换的数量相关，该量称阳离子交换能力 CEC，它表示每100克干岩石可交换的阳离子数。单位为mmol/cm3 。
• 阳离子交换能力与地层的粘土矿物成分有 关。如：绿泥石为10-40，伊利石为10-40 ，高岭石为3-15，蒙脱石为80-150。
• 还有一种表示阳离子交换能力的方法，称 阳离子交换容量 Qv ，它表示岩样每单位 总孔隙体积中含有的可交换阳离子的摩尔 数，单位为mmol/cm3。
• 设自由水与束缚水混合电导率为Ｃwm
由阿尔奇公式(a b 1, m n 2)有
Ct S wt t 2 Cwm
而Cwm
bCwb b
f Cwf f
所以Ct
S wt t
2 bCwb f Cwf b f
上式同除以t ,则Ct
t
2
S
2 wt
S wb Cwb S wb
Swf Cwf Swf
含油气 泥质砂 岩体积 模型
砂岩骨架 Vma
泥 质 Vsh
油 气 Sh
水 Sw
V=1
设我们研究的物理参数为X,用
X ,X X X , ,
h
w
ma
sh
分别表示该
物理参数对油气、水、骨架、泥质的测井响应值，由体积物理
模型的思想，测井响应值X应为各部分贡献之和。即有：
X S X S X V X V
• B为交换阳离子的当量电导率
• 由纯砂岩阿尔奇公式
•有
S n* wt
F*
Ct Cwe
S
n w
F
Ct Cw
• 所以
Ct
S n* wt
F*
(Cw
BQv
/
Swt )
• n*相当于岩石不含粘土的饱和度指 数，常取2
• F*相当于岩石不含粘土的地层因素
F*
a
tm
• 三、双水模型
• 1. 双水模型的实质
• 泥质砂岩中有两种水：束缚水，即束缚在粘土表 面的水，又称近水；自由水，即位于连通孔隙空 间的水，或称远水。也就是说，泥质的存在使地 层水的导电性比纯地层下的导电性好，并认为这 种增加的导电性是粘土颗粒表面的束缚水所产生 的阳离子交换所引起的，泥质地层的全部导电能 力是由自由水和束缚水并联导电的结果。
2.全含水纯地层孔隙度方程
所谓纯地层，即不含泥质的地层，即 Vsh 0
，若不含油气，则以上通式可写成：
X X
ma
X X
ma
w
X X
ma
X X
ma
f
由于孔隙度系列测井探测 深度浅，在探测范围内孔 隙中流体为泥浆滤液
1）密度测井：将X写成ρ，则
D
ma ma
b f
• 2）中子孔隙度：
N
H Hma Hf Hma
100
电阻率增大系数
10
y = 1.0175x -1.8896 R2 = 0.9709
1
0.1
1
含水饱和度，小数
• 原始地层含水饱和度
Sw
n
abRw
mRt
• 在冲洗带中，Rt → Rxo，Rw → Rmf，Sw → Sxo，得：
Sxo
n
abRmf
m Rxo
• 阿尔奇公式适用于纯地层，对泥质地层，计算饱和度的 公式很多，如：
2
S
2 w
• 二、Waxman-Smits模型
• 1. Waxman- Smits模型
• Waxman- Smits认为：在粘土表面均具有负电荷，这样在粘土表 面吸附着部分阳离子，这些阳离子又能很容易地与水溶液中的其它 阳离子发生交换，粘土表面及其附近的的高浓度阳离子是造成所谓 粘土表面导电性的主要原因。
• Simandoux公式
•
1 V 常取m=n=2c；dl d=1n2—2，常取d=1 m
S w
d
R R aR (1V t
cl
w
cl
)
Swn
• “尼日利亚”公式
• α=1-2
1
Vcl
Rt Rcl
• “印度尼西亚公式”
2
aRw
S
2 w
• C=1-Vcl/2
1
Vccl
Rt Rcl
aRw
即：
F
a
m
•
取决于孔道的弯曲程度，颗粒的形状和排列方向，以及胶结
情况。常称为“胶结指数”，“结构指数”，“孔隙度指数”，
“Archie指数”。取值范围为1.3-3，随胶结程度的变好，该值增
大，常取2。
•
为与岩性有关的比例常数，变化范围为0.6～1.5，常取1。简
称为“Archie常数a”
• Archie还通过实验发现：地层电阻率与R0有关，同时随So 的增大而增大。定义：
菱面体排列，φ=25.96%，最小，排列最紧密， 最“稳定”
6.胶结作用：
总的来说，胶结作用愈强,φ越小。另一方面， 钙质胶结比泥质胶结更致密，即φ更小；硅质胶结 最致密，对孔隙度影响最大。即泥质好于钙质好于 硅质。
7.白云化作用:
白云化作用越强， φ越大。主要是因为产生白 云化作用后，骨架体积变小；灰岩被白云岩置换后 体积缩小12—13%
ma 1 2 f
Raymer公式
3.如何选择计算孔隙度的方法
按优先顺序：
a.根据以往经验
b.井眼条件好时，选密度、声波、中子孔隙度测 井中的两者或三者交会，即用最优化方法求
c.中子质量不好或有气存在，选声波、密度或其 交会图
d.用电阻率方法计算孔隙度时，只能计算水层
5.3 含水饱和度计算
Sw2b
• Swb,%;φ,%;K,10-3μm2
• 3．由粒度中值与孔隙度求K
• K=f(Md,φ) • Md一般可由GR或SP求
• 4.用裂缝宽度估计K
• K=8.3×106w2 • K:10-3μm2 • W为裂缝宽度，cm
• 5．由核磁共振测井求K
• SDR模型
K
C1
(nmr
100
)
4
T22g
• 由岩电实验作Ｆ～Φ关系图求a、m；作I～Sw关系图求b、n 。
50Mpa-90℃条件下地层因素与孔隙度关系 10000
1000
地层因素F
100
10
y = 0.8051x-1.9029
R2 = 0.9793