气藏储层类别识别的研究

气藏储层类别识别的研究

摘要：致密砂岩气藏是目前油气勘探中寻找的重要资源之一，对其进行分类评价是保证评价精度的关键。目前来看，常规测井方法在反应气藏特性都方面都不够准确，相对而言，运用核磁测井方法所得到的结果较好，但核磁测井成本较高，一般情况下都是对为数不多的井进行核磁测井。本文实现在无取心、压贡资料的情况下，利用k-均值聚类方法和核磁测井数据对气藏储层类别进行快速的定性判断，效果较好。

关键词：核磁测井k-均值聚类储层类别

一、用核磁测井数据建立毛管压力曲线[1][2]。

油藏毛细管性质决定油气水分布，因此毛管压力的测定是油藏表征的基本要素。迄今毛管压力曲线的测定仅限于岩心分析，通常岩心数量非常有限；其次取心有机械风险，且费用高，实验室岩心分析常常不能完全代表井下的渗透条件。通过大量的岩心资料对比分析发现，岩样的孔隙度、渗透率与横、纵向转换系数均存在较好的对应性，为提高计算的准确性，提出了将孔隙度、渗透率结合的孔渗综合指数：

式中，为渗透率，；为孔隙度，%。由此可利用孔渗综合指数来获取区域横、纵向刻度转化系数：式中，为横向刻度转换系数。

利用t2谱转化为毛管压力曲线。在利用测井资料获得横向转换

系数以后，即可实现将核磁t2谱经过横、纵向刻度转换得到毛管压力曲线的微分形态，为第个对应的时间刻度；为根据第个

转换的毛细管压力，；为第

个对应的幅度增量；

为根据第个转换的进贡饱和度增量。做出之间的关系曲线，即为谱转换的毛细管压力微分曲线，对微分曲线求积分即可得到毛细管压力曲线的积分形式。

把a井在3832.3094深度处的原始t2谱（图1所示）和转化的毛细管压力曲线（如图2所示）得到进行对照。

二、储层分类

1. k-均值聚类

k-均值聚类[5]算法基本思想：基于使聚类性能指标最小化，所用的聚类准则函数是聚类集中每一个样本点到该类中心的距离平方之和，并使其最小化。

k均值聚类算法步骤：

①为每个聚类确定一个初始聚类中心，这样，就有个初始聚类中心。

②将样本集中的样本按照最小距离原则分配到最邻近聚类。

③使用每个聚类中的样本均值作为新的聚类中心。

④重复步骤③，直到聚类中心不再变化。

⑤结束，得到k个聚类。

2. 参数提取

在进行k均值聚类之前要对反应储层好坏的参数进行提取，利用核磁测井数据建立的毛细管压力曲线作为基础来进去参数提取。毛管压力曲线反应了孔侯大小和分布。根据毛管压力曲线可获得的参数主要有：反映孔喉大小的参数包括最大连通孔喉半径和平均孔喉半径；反映岩石孔喉联通特征和产液能力的参数即排驱压力和饱和度中值毛管压力。经过分析，选择平均孔喉半径、排驱压力、饱和度中值毛管压力作为判别储层类别的参数。

2.1排驱压力

排驱压力 [3]是指非湿相贡开始进入岩样的最大吼道的最低压力。该压力越低，岩石渗透性越好，最大吼道半径越大，储层储集性能越好；反之，改压力越高，储层储集性能越差。

在地质意义上，排驱压力是岩样中最大连通吼道的毛管压力，用表示。若将代入毛管压力公式，就可求得：式中，——最大连通吼道半径，um；——排驱压力，kgf/cm2；7.5 ——常数。

在毛管压力曲线图上，当压力达到排驱压力后，曲线就变得平坦了。作平坦部分的切线与压力轴相交，交点所对应的压力即

为，这就是的几何意义。

2.2饱和度中值压力

饱和度中值压力是指贡饱和度为50%时的压力。

越小，表明储层的孔渗性越好，产油能力越高；反之，越大，表明储层孔渗性越差，产油能力越低，他是研究油层油柱高度的之分重要的参数之一。

因为本地区的很水饱和度相当高，以至于好多深度压贡饱和度都达不到50%，因此，在进贡饱和度达到50%的层段，把对应的毛管压力的数值取出来；在进汞饱和度没有达到50%的层段，就去最大进汞饱和度对应的毛管压力值，得到的压力值即为饱和度中值毛管压力。

2.3平均毛管半径

求取“气-水”系统毛细管压力数值大小的基本公式；

式中为毛细管压力的大小；为气-水界面上的界面张力；

为它是固体表面气、水、固三相交点切于液体之间的夹角，亦即湿润接触角。

对空气-水银系统而言，接触角、表面张力认为是常数，

pc*r=0.735，测出进汞压力就能得到毛管半径。平均毛管半径是毛管半径对区间进汞量的加权平均：

式中，为第i个吼道半径，um；为贡增量，%。

三、应用实例

在提取排驱压力、饱和度中值压力、平均毛管半径[4]之后，运用k均值聚类法法对井a进行了处理，处理之后得到参数曲线lb，lb取值1、2、3。

其中 lb=1代表好储层，

lb=2代表中等储层，

lb=3代表差储层。

井a处理结果如图3、图4所示

因为是在无岩心和压贡资料的情况下，运用k均值聚类法在核磁数据转化的毛细管压力曲线中提取特征参数来对气藏储层类别

进行判别，把判别结果跟核磁所测得的自由流体孔隙度、有效孔隙度、总孔隙度和原来的解释结论进行对照，可以看出对那些气藏特征明显的层都聚类准确。

四、结语

利用核磁共振ｔ2谱转化得到的毛细管压力曲线来计算排驱压力、饱和度中值压力、平均孔喉半径３个参数，在孔喉结构比较复杂的情况下运用ｋ-均值聚类方法给储层的孔喉结构分类。通过与原解释结论的对照，证明方法是有效可靠的，可以进行推广。

参考文献

[1] 李宁,潘保芝. 岩心核磁t2谱与毛管压力曲线转换的研究[j].勘探地球物理进展.2010, 33 (1):13～16

[2] 何雨丹,毛志强,肖立志，张元中. 利用核磁共振t2分布构造毛管压力曲线的新方法[j].吉林大学学报.2005, 35

(2):177～181

[3] 王睿，罗正江. 平均毛管压力曲线绘图的计算机化[j].石油工业计算机应用，2010,68:37～39.