页岩气储层地球物理测井评价研究现状

页岩气是以吸附或游离态为主赋存于暗色富有机质、极低渗透率的泥页岩中,自生自储、连续聚集的天然气藏.我国页岩气富集地质条件优越,具有良好资源前景及开发潜力.页岩气勘探开发的"甜点"是富有机质页岩优质储层的发育段和有利区,页岩气储层评价是寻找"甜点"的关键.地球物理测井技术贯穿于页岩气的勘探开发,是识别和评价页岩气储层的重要手段之一.我国的页岩气勘探开发及储层评价正处于起步探索阶段,为了有效利用地球物理测井技术进行页岩气储层评价,在调研国内外大量文献的基础上,结合已有的地质、测井资料,首先介绍了页岩气勘探开发中不同钻井类型所采用的测井系列,对比和分析了页岩气储层测井响应特征.其次从矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性评价等方面全面深入论述了页岩气储层测井评价方法及评价参数的计算,认为矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性是页岩气储层测井评价的重点,并结合实际资料改进了TOC和脆性指数计算公式.最后提出了我国页岩气储层测井评价中存在的主要问题、发展趋势及一些认识和建议.     

页岩气地球物理测井评价综述

页岩气是指生成、储集和封盖均发生于页岩体系中,或游离于基质孔隙和天然裂缝中,或吸附于有机质和粘土矿物表面,或溶解于沥青和水中,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业价值的生物成因和/或热解成因的天然气.在页岩气勘探开发中,地球物理测井是识别、评价页岩气储层并为后期完井提供指导参数的重要手段.页岩气属于极低孔极低渗的范畴,且具有很强的非均质性和各向异性,常规油气藏测井解释评价方法已不再适用,必须建立新的页岩气测井解释评价体系才能够对页岩气藏做出准确评价.评价页岩气藏的潜力涉及对多种因素正反面影响的权衡,包括页岩矿物组分和结构、粘土含量及类型、干酪根类型及成熟度、流体饱和度、吸附气和游离气存储机制、埋藏深度、温度和孔隙压力等.其中,孔隙度、总有机碳含量和含气量等对于确定页岩储层是否具有进一步开发价值非常重要.本文针对国外尤其是美国近期页岩气勘探开发的现状进行了广泛的文献调研,综述当前国外页岩气地球物理测井技术的发展现状,针对勘探开发的不同阶段介绍常用的含气页岩的测井系列,然后总结页岩气测井响应特征,并详细论述了页岩气储层评价方法及储层评价的重要参数,包括有机碳含量、岩石矿物组分及含量、孔隙度、含气量及岩石力学参数,最后提出我国页岩气地球物理测井研究存在的问题和发展趋势.     

页岩气藏评价中的岩石物理方法

岩石物理在页岩气勘探开发中非常重要,而文献中至今缺少足够的重视.本文分别从页岩气藏的地质特征、评价参数、岩心分析工作流程及测井工作流程等4个方面探讨页岩气储层的固有特征及岩石物理所起的关键作用.从生烃潜力、储存性能、流动特性和力学性质讨论相关评价参数的岩石物理方法,重点讨论吸附气含量的计算、力学性质及基质渗透率的测量.在页岩气储层测井评价方面,重点探讨有机质含量的测井评价方法、页岩气层孔隙度的评价方法、随钻测井用于水平井的地质导向、及测井评价在制定压裂方案中的应用.     

常规测井评价复杂砂岩储层孔隙结构的方法与应用——以莺歌海盆地黄流组储层为例

莺歌海盆地中深层储层非均质性强、孔隙结构复杂,气田开发实施阶段一般仅有常规测井资料,基于常规测井资料对储层孔隙结构精细评价一直是该区储层测井精细评价面临的难题,进一步造成测井解释符合率降低,储量参数计算精度变差.为有效解决上述问题,本文以莺歌海盆地黄流组为目的层,首先分析了储层孔隙结构复杂化的地质成因及其测井特征;之后,综合压汞毛管压力曲线和核磁共振等岩心分析资料,针对性开展测井响应特征分析及岩石物理机理分析,对比优选了流动带指数为表征储层孔隙结构的敏感参数;最后,优选反映储层特征变化的测井变量,建立常规测井资料计算储层流动带指数的模型,进而建立储层分类方法与标准,较好地实现了常规测井的储层孔隙结构评价.方法应用于莺歌海盆地东方13气田中,结果表明:储层孔隙结构与分类结果与岩心分析、试油产能数据吻合较好,奠定气田开发实施阶段利用常规测井资料精细表征储层孔隙结构的技术基础.     

致密砂岩储层渗透率预测技术研究进展

对于致密砂岩储层而言,渗透率是评价储层物性、渗流特征的重要参数,也是储层产能挖潜和提高采收率的关键.致密砂岩储层孔隙类型多样,孔隙结构复杂,非均质性强,孔渗关系变化复杂,并非简单的线性关系.利用孔渗统计回归和测井解释方法预测精度较低,致密砂岩储层渗透率预测成为一项重要而艰巨的任务.本研究基于孔喉结构是致密砂岩储层渗透率的主控因素,重点利用毛管压力(MICP)、核磁共振(NMR)、岩心物性实验数据及测井资料,对基于统计回归理论、流体流动单元划分(FZI)储层分类理论、分形几何理论及人工智能理论的渗透率预测方法进行综述.最后指出,基于MICP、NMR及常规测井,将流体流动单元划分(FZI)储层分类技术、分形几何数字岩心技术以及人工智能机器学习技术相结合,可形成一套具有岩石物理学意义的致密砂岩储层渗透率评价和预测的有效方法.     

渝东南黔江地区龙马溪组页岩气储层测井解释评价研究

渝东南黔江地区地质构造复杂,广泛发育海相沉积的黑色页岩.区内龙马溪组页岩气储层地球物理响应具有高伽马、低密度、低孔隙度、低渗透率的特征.综合岩心分析、常规测井和特殊测井资料建立了测井解释模型,对研究区龙马溪组页岩气储层的有机碳含量(TOC)、储层物性、裂缝特征等进行了解释评价.研究表明,该区龙马溪组共发育3套优质页岩储层,总厚度达74.8m.孔隙类型以基质孔隙为主,脆性矿物含量达58%～66%,TOC含量较高,顶部发育微裂缝,具有较好的开发潜力.     

DB气田非均质储层级别划分及常规测井识别方法

DB气田以裂缝-孔隙型、孔隙型岩屑砂岩储层为主,非均质性强,裂缝发育程度是决定产能高低的关键因素之一.立足于储层的录井、岩心分析和测井资料,开发了储层级别划分和常规测井识别储层级别的方法.首先,定义了每米产能指数作为标准化的产能参数;其次,基于产能参数与储层物性参数关系的考察,筛选综合物性参数(孔隙度和总渗透率的乘积)作为储层级别划分的评价指标,将DB气田储层分成了2个级别,给出了分级的物性标准;最后,应用主成分分析法计算了综合主成分,基于综合主成分与每米产能指数交会图给出了应用常规测井资料识别储层级别的标准.2口井的应用效果表明,依据上述方法划分及识别的储层级别与生产情况吻合得较好.     

页岩气储层压力测井评价模型研究——以涪陵地区龙马溪组页岩为例

欠压实/构造抬升背景下附加生烃增压是形成页岩气储层异常高压的主要成因机制,单一成因机制的压力评价方法无法准确解决这类储层压力评价难题.本研究以页岩孔隙组分测井评价为基础,分析页岩储层压力与不同类型孔隙的成因关系,依据压实平衡原理,评价欠压实/构造抬升作用形成的"背景孔隙压力",进而推导Ⅰ型高-过熟干酪根生烃附加增压测井...     

基于测井曲线分形维的碳酸盐岩孔隙结构分类方法

非均质储层的孔隙结构与物性、渗流、电性等特征密切相关,是影响储层品质及流体性质的重要因素.利用常规测井曲线实现全井段孔隙结构定量评价对于储层非均质性评价具有重要意义.首先根据岩心压汞资料对孔隙结构进行分类,依据分形理论求取不同测井曲线的分形维数,通过对比选取反应孔隙大小的孔隙度测井曲线盒维数和反应孔隙连通程度的电阻率曲...     

核磁共振在页岩储层参数评价中的应用综述

在常规储层中,核磁共振作为一种快速、无损和灵敏的技术,既可以准确评价储层的孔隙度、渗透率、饱和度三参数,还可以精细刻画储层岩石的孔隙结构.但由于页岩储层致密,干酪根发育,黏土含量高,孔隙类型和孔隙结构复杂,烃的赋存空间和赋存方式特殊,而且存在一定含量的黄铁矿和沥青,导致页岩储层核磁共振响应机理复杂,基于核磁共振的储层参数的准确评价存在困难.为了了解目前核磁共振技术在页岩油气储层参数评价中的研究现状,在参阅大量国内外相关文献的基础上,重点介绍了核磁共振技术在评价页岩储层孔隙度、孔隙结构、渗透率以及饱和度等方面的研究进展.同时,针对解决核磁共振技术在评价页岩储层参数中存在的局限性提出了个人认识,旨在为页岩储层相关研究提供借鉴与参考.     

基于核磁共振测井的致密气储层孔隙结构评价与分类

孔隙结构评价和储层类型划分对致密储层的勘探和开发具有重要意义.本文利用核磁共振测井对沙溪庙组致密气储层孔隙结构进行评价和分类.首先根据核磁共振T₂分布形态利用模糊聚类的方法将致密砂岩储层孔隙结构分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,随后结合压汞实验数据,利用变刻度幂函数法建立不同类型孔隙结构岩石T₂分布转化毛管压力曲线的模型.根据建立的模型,我们将研究区实际核磁共振测井T₂分布转化为毛管压力曲线,并计算储层孔隙结构参数,实现研究区致密气储层分类,通过岩心压汞实验数据和试油数据验证了储层分类结果的准确性.该方法可以扩展应用于其他地区致密储层的孔隙结构评价和分类.     

基于孔隙结构储层分类的中低孔特低渗储层渗透率确定——以B区块S油层为例

针对B区块S油层含泥含钙中低孔特低渗储层渗透率计算精度低的难题,分析岩性、物性、孔隙结构对储层渗透率的影响,明确了孔隙度、泥质含量、钙质含量、孔隙结构是影响B区块S油层特低渗储层渗透率的主要因素,其中,孔隙结构是影响特低渗储层渗透率的关键因素.综合运用压汞曲线、孔喉半径分布特征以及流动单元指数反映特低渗储层孔隙结构变化,将特低渗储层按不同孔隙结构划分成3种类型,建立了特低渗储层类型的判别标准.利用中子测井、密度测井、声波测井、微球形聚焦测井、深浅侧向电阻率测井差值的绝对值等5个储层类型识别的敏感测井响应及参数,使用决策树法、最邻近结点法、BP神经网络法和支持向量机法建立了4种基于机器学习的储层判别方法,储层类型判别准确率依次提高,其中,基于支持向量机的储层类型判别方法判别准确率最高92.2%,且对3种类储层判别效果均很好.针对3类储层分别建立了渗透率计算公式．实际井解释结果表明,基于机器学习储层分类的渗透率模型计算B区块S油层特低渗储层渗透率精度明显高于储层分类前渗透率计算精度,其中,基于支持向量机储层分类计算的渗透率精度最高．     

碎屑岩泥质分布形式的测井评价研究进展

泥质含量是分析碎屑岩地层沉积环境的重要指标,也是储层测井评价的关键参数,更是岩性和物性精细解释的基础.目前在泥质的测井响应特征认识和泥质含量参数精准计算方法上取得了大量的研究成果,但对于泥质分布形式的研究还不够完善.为了探寻计算泥质分布形式的有效方法,本文通过广泛调研,系统讨论了泥质分布形式与储层参数间的关系.其中不同分布形式泥质对包括孔隙度、渗透率、含水饱和度及束缚水饱和度在内的储层参数造成的影响主要表现在以下几个方面:层状泥质使有效孔隙度降低;结构泥质对有效孔隙度、渗透率影响不大;分散泥质使效孔隙度减小,渗透率变差,束缚水饱和度增加.随后深入分析了不同泥质分布形式对常规测井曲线的影响,其中分散泥质与结构泥质在伽马测井及自然电位测井曲线上表现出明显的特征.并初步探索了在包括电成像测井及核磁共振测井的特殊测井上响应特征;归纳总结了现有的泥质分布形式的计算方法,并对现有计算方法的适用性及优缺点进行了对比分析,最后利用Thomas Stieber交会图优化分析法在南海某油田低阻储层进行了应用并得到了良好的效果.     

页岩气储层地球物理测井研究进展

页岩气是储存在页岩中以游离态和吸附态存在的天然气,是一种非常规油气资源.地球物理测井技术具有方法多、纵向分辨率高、信息量大、连续、方便、灵敏等优势,能够获得沿井眼剖面的岩石物理参数,是常规油气资源和非常规油气储层评价的重要手段.文章综述了页岩气储层的地质特点,总结了国内外页岩气测井系列和页岩气的测井响应特征.针对测井信息的处理,给出了基于测井有机碳含量(TOC)计算和成熟度指数(MI)的研究进展,讨论了页岩岩性识别、矿物计算和裂缝的评价方法,并对美国页岩气测井评价实例做了介绍.最后,指出目前页岩气测井技术存在的问题和未来的突破方向和思路,对指导页岩气勘探和经济评价具有重要指导意义.     

四川安岳地区须家河组二段低渗储层不同孔隙结构岩电参数变化规律

a、b、m、n、F、I是阿尔奇公式中重要的岩电参数,在测井解释中具有重要作用.近年的研究发现,在低渗储层中,孔隙结构直接影响储层产能评价的准确性.然而在目前的低渗储层岩电实验研究中,仅仅对几个岩电参数进行分析,而没有从孔隙结构的角度全面和系统的研究a、b、m、n、F、I六个岩电参数及其变化规律.为此,在充分利用高压隔板岩电实验的基础上,结合压汞测试、核磁共振等资料,对安岳地区须二段低渗储层不同孔隙结构的岩电参数变化规律及其与产能的关系进行分析.结果表明,研究区Ⅰ~Ⅳ四类孔隙结构对应的a、b、m、n、F、I各岩电参数的变化范围不同;Ⅰ类到Ⅳ类孔隙结构的a、n、F变化范围值递增,b、m变化范围值递减.低渗储层的产能与孔隙结构类型密切相关,且与岩电参数的变化范围具有对应性.以上不同孔隙结构岩电参数变化规律的分析为准确理解和应用实际岩电参数提供了依据.     

基于煤田测井资料的页岩储层地化参数预测方法研究

为了解决H区山西组使用煤田测井资料进行页岩气储层地化参数预测问题,本文在大量文献调研基础上,梳理总结了页岩气储层总有机碳含量、热成熟度、生烃潜力等地化参数的一般预测方法.针对研究区的测井资料为煤田测井资料实际情况,收集整理了该区最新的页岩气储层地化参数测试分析资料,开展了页岩气地化参数的敏感测井响应分析,优选建立了适合H区山西组页岩储层地化参数的测井解释模型.研究表明,选择建立地化参数解释模型的关键是准备一定数量的地化参数测试分析资料和可靠的测井曲线,按照"岩心刻度测井"的原则建立具体的地化参数测井解释模型;本文优选敏感煤田测井曲线建立了总有机碳含量TOC、镜质体反射率Ro和生烃潜力(S1+S2)的预测模型,较好地解决了基于煤田测井资料的地化参数预测问题,研究成果具有一定的参考意义.     

基于多层感知器的低渗透储层产能级别快速预测——以鄂尔多斯盆地白豹—南梁地区长3、4+5储层为例

为了快速预测鄂尔多斯盆地白豹—南梁地区长3、4+5低渗透储层的产能级别并明确主控因素,基于42口井76层的常规测井曲线、测井解释砂体结构、试油结果及相关沉积研究成果,建立主要测井参数与产能级别的配置关系,利用相关性较高的测井参数和砂体结构,通过多层感知器网络分析方法,构建低渗透储层产能级别的预测模型,并确定出各测井参数与低渗透储层产能级别相关程度的大小次序为:砂体结构电阻率密度自然伽马声波时差中子.应用确定的多层感知器模型对研究区78口井2341层的产能级别进行预测,解释出Ⅰ类储层109层、Ⅱ类储层194层、Ⅲ类储层2038层;Ⅰ类、Ⅱ类储层以块状砂岩为主,约占81%、68%,电阻率、孔隙度较高;Ⅲ类储层则以互层状为主,达到85.7%,电阻率、孔隙度相对较低.规模应用结果表明,方法预测结论与试油结果具有较高的吻合度,正确率达到82.6%,判断失误的储层均是相邻级别,没有出现跳级现象.通过多层感知器网络分析方法,协同测井-地质信息,可以快速、有效地评价预测低渗透储层产能级别,能为有利建产目标优选及开发方案调整提供可靠依据.对其他盆地低渗透-超低渗透储层产能评价亦具有较好的参考和借鉴意义.     

基于CNN-LSTM-VAE混合模型的储层参数预测方法

利用测井资料预测储层参数是油气田开发的重要内容.针对现有储层参数预测模型精度低,不能很好的提取测井曲线和储层参数之间潜在关系的问题,本文将卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)结合,提出基于变分自编码器(VAE)的CNN-LSTM混合模型.首先,提出了测井数据的分析方法,包括参数相关性分析和井间的相似度分析.其次,利用CNN提取每条测井曲线的空间相关特征向量,并使用LSTM网络提取测井曲线相邻深度之间的时间特征.最后,采用VAE结构,根据训练数据的深层特征再次对CNN-LSTM模型生成的泥质含量初步预测值进行修正.以大庆油田地区某井场数据验证该模型.仿真结果表明：与LSTM神经网络模型、CNN-LSTM网络模型相比,本文CNN-LSTM-VAE模型具有更好的时空特征提取能力,能够更准确地预测储层参数,可为储层参数预测提供新思路.     

利用泥浆侵入效应评估储层渗透率的模型和方法（英文）

渗透率评价是储层评价中的一个复杂问题,传统测井方法难以对储层渗透率参数进行直接和有效的评估。储层渗透率对钻井过程中的泥浆滤液侵入有着较大的影响,因此本文提出一种利用泥浆侵入效应来评价储层渗透率的数学模型和方法。首先构造含泥饼的泥浆侵入数值模型,然后以达西渗流理论为基础导出泥浆侵入深度和储层渗透率的近似数学关系,以此可以利用侵入深度测量值来估算储层渗透率。对孔隙度、渗透率和含水饱和度三个主要储层参数的敏感性分析,发现该方法适用于受到泥浆侵入影响的低孔隙度、低渗透率的油层或油水同层。采用现场测井和取芯数据进行数值模拟计算,结果表明估算出来的渗透率曲线和预设的渗透率曲线吻合较好,证明该方法具有一定的可行性。     

基于逾渗模型的泥页岩导电机理模拟

泥页岩储层储集空间以纳米/微米级的微孔隙和微裂缝为主,结构复杂,加之干酪根和黏土矿物含量较高,并含有一定量的黄铁矿等导电矿物,造成储层导电机理异于常规储层,岩电实验I-S_w曲线呈现非线性特征,阿尔奇公式等传统评价模型适用性较差.针对上述问题,根据实际岩心实验资料,结合随机算法建立三维逾渗模型并通过数值模拟和超松弛迭代法进行求解,分析泥页岩储层非阿尔奇性产生原因以及泥页岩储层电性的影响因素及规律.模拟结果显示,岩石孔隙拓扑结构和形状尺寸、矿物组成以及地层水电阻率等因素均对泥页岩储层电阻率产生不同程度的影响,通过改变上述因素的设定值,可以建立储层电阻率与各因素的单相关关系,并据此建立修正模型,实现储层含水饱和度的计算.该模型在四川某页岩气产区取得了较好的效果,具有良好的应用前景,为利用逾渗模型模拟方法解决油田勘探开发中的复杂问题提供了新思路.