儲量估算中有關(guān)氣層孔隙度的研究

摘要：孔隙度是儲層物性參數(shù)之一，從儲層研究中可以得知，孔隙度是物源、沉積環(huán)境、成巖過程等密切相關(guān)的儲層物性參數(shù)之一。從孔隙的形成過程看，孔隙度大小與所充滿的流體性質(zhì)無關(guān)，因此從地質(zhì)的角度分析，適用于油水層有關(guān)研究孔隙度的理論和方法都應適用于氣層。

關(guān)鍵詞：氣層、孔隙度、聲波時差、儲量估算

1、前言

研究孔隙度的基礎(chǔ)資料來自巖心分析結(jié)果。巖心分析孔隙度由于受到取心資料的限制，遠不能滿足研究工作的需要，因此以往應用測井數(shù)據(jù)解釋孔隙度作了大量研究工作，并在油水層的孔隙度解釋上取得了令人滿意的結(jié)果。但對于氣層因取心資料少，氣層本身的特殊性，再加上重視程度不夠，因而氣層孔隙度解釋方法研究幾乎空白。根據(jù)查閱相關(guān)文獻及多年來工作中對氣層的研究，認為應用測井資料解釋氣層孔隙度是可行的。

2、理論基礎(chǔ)

近年國外學者根據(jù)實驗室測定結(jié)果，給出了可用于粒間和非粒間孔隙地層的新孔隙度解釋方程，當孔隙度Φ=0～37%時，其方程為：

1/△t=（1-Φ）2/△tma+Φ/△tf;

式中：△t——聲波測井讀值，μs/m;Φ ——孔隙度，%;△tma——巖石骨架聲波時差，μs/m;△tf——孔隙內(nèi)流體聲波時差，μs/m。

從公式中可以看出，不論是油水層還是氣層，聲波時差與孔隙度的相關(guān)關(guān)系是相似的，既然油水層應用聲波時差解釋孔隙度已經(jīng)成功，那么應用聲波時差解釋氣層孔隙度也應該完全可能。

3、方法選擇

能夠反映儲層孔隙度的測井方法，主要有密度測井、中子測井和聲波時差測井等。在我國砂巖儲層的孔隙度解釋中，研究最多、應用最廣、效果最好的測井方法是聲波時差測井。

利用聲波時差解釋孔隙度常用的方法有：直接利用公式計算和采用巖心分析孔隙度與聲波時差建立統(tǒng)計關(guān)系等。利用威利公式計算孔隙度，其中待定參數(shù)有巖石骨架時差、孔隙內(nèi)流體的時差和非壓實校正系數(shù)。這些待定參數(shù)都難以準確確定。采用巖心分析孔隙度與聲波時差建立統(tǒng)計關(guān)系，因受取心資料的限制，經(jīng)驗公式一般應用范圍較窄，但人們?nèi)杂迷摲椒ㄗ髁舜罅垦芯抗ぷ?，取得了很好的效果，并隨著取心資料的增加，經(jīng)驗公式的應用范圍不斷擴大。

本文借鑒油水層孔隙度解釋方法研究的成功經(jīng)驗，選用取心分析孔隙度與聲波時差建立統(tǒng)計關(guān)系，研究氣層孔隙度的解釋方法。

4、方法研究

正確統(tǒng)計關(guān)系的確立，必須建立在正確地選取資料的基礎(chǔ)上，其中包括選層、巖心分析孔隙度的統(tǒng)計和聲波時差讀值等。

4.1選層

選層是確保建立正確經(jīng)驗公式的關(guān)鍵。因為如果錯把油水層當作氣層選用，這些層的聲波時差比相同孔隙度的氣層小很多，根據(jù)這些資料建立的經(jīng)驗公式，用于解釋氣層孔隙度就必然偏大很多。反之如果把泥質(zhì)含量很重的氣層當作純砂巖氣層選用，建立的經(jīng)驗公式解釋結(jié)果就要偏小。所以在選層時必須經(jīng)過綜合判斷，巖心觀察、密度、中子和聲波時差測井有明顯的氣層特征方可選用。

對于泥質(zhì)含量很高，聲波時差明顯大于鄰近氣層時不能選用。

同時考慮儀器性能，對于薄層聲波時差沒有明顯臺階，讀不準的層一律不選

4.2巖心分析孔隙度

巖心分析孔隙度是鉆井取心選樣分析的結(jié)果。由于受樣品的代表性和儲層的非均質(zhì)性等影響，個別樣品的分析結(jié)果與層的平均值相差很大，這種樣品一般不參加統(tǒng)計。

在研究建立巖心分析孔隙度與聲波時差統(tǒng)計關(guān)系過程中，尤其要保證每個層統(tǒng)計的孔隙度有很好的代表性。因此根據(jù)儀器性能，儲層局部致密或疏松在曲線上無顯示，所以個別樣品不參加統(tǒng)計是合理的。同時考慮個別樣品在分析過程中偶然失誤，使分析結(jié)果失去意義，這種樣品不參加統(tǒng)計也是合理的。所以當一般Φ>20%時，個別樣品Φ<10%不參加統(tǒng)計，當一般Φ<20%時，個別樣品Φ>30%不參加統(tǒng)計。

關(guān)于單層的樣品密度很難定出合理的下限值，一是分析樣品密度都不大，二是儲層物性非均質(zhì)性不同對樣品密度要求也不同，對于物性均勻?qū)佑?～5塊有代表性的樣品就行，而對于物性非均質(zhì)層最少要有8～10塊才行。而且對于疏松儲層往往因巖心松散孔隙度測不成，使統(tǒng)計結(jié)果偏低，必要時應進行厚度權(quán)衡。

因此在統(tǒng)計單層孔隙度時，要根據(jù)巖心和測井資料綜合分析決定樣品和層的取舍。

4.3聲波時差讀值

聲波時差測井早期多采用單發(fā)雙收聲波測井儀，該儀器在地層界面處和井徑變化段曲線出現(xiàn)異常。后來逐漸多使用補償聲波測井儀，這種儀器能較好地消除地層界面的影響，對井徑的變化也有一定的補償作用。

考慮儀器的特性，在讀聲波時差值時，要區(qū)別界面和井徑影響，必須選準反映儲層物性特征的平臺段讀值。對于物性非均質(zhì)層讀面積平均值時，界面和井徑影響引起的時差起伏不參加。

對于有的氣層聲波時差曲線出現(xiàn)“周波跳躍”現(xiàn)象，一般不選用。但如果有部分層段的時差可以讀值時，則該部分仍可以選用。

5、研究結(jié)果

根據(jù)上述選層、巖心分析孔隙度和聲波時差讀值的原則，選擇遼河油田天然氣儲量大、取心資料較豐富的六個油田的氣層巖心分析孔隙度與聲波時差的關(guān)系，分別進行了研究。

分別采用五種數(shù)學模型進行研究，即：①y=A+B×x;②y=A+B×lgx;③lgy=A+B×lgx;④y=A+B/x;⑤1/y=A+B/x。而每一種數(shù)學模型都分別用孔隙度和時差做自變量進行回歸，并給出角分線公式。

經(jīng)過分析研究，選用模型y=A+B/x回歸的經(jīng)驗公式。因為在五種數(shù)學模型中，該模型處理結(jié)果相關(guān)系數(shù)最大，而且該模型與前述的國外根據(jù)實驗室測定結(jié)果給出的方程基本相同，也就是在油層孔隙度研究中廣泛應用的雷蒙一漢特公式。該模型既有實驗基礎(chǔ)又有生產(chǎn)實踐，所以選用該模型處理結(jié)果解釋氣層孔隙度效果應該最好。

考慮樣本總量很有限，推薦使用角分線公式，該公式雖然對平衡誤差沒有改進，但卻使遠離重心的層點解釋偏差減小，提高了部分層的解釋精度。

6、效果分析

為了檢驗公式的應用效果和適用范圍，收集了上述六個油田以外的氣層取心資料，進行測井解釋和巖心分析孔隙度對比，相對誤差分布在-6.9%～4.6%之間，說明各氣藏解釋的孔隙度都滿足了定量解釋的要求。因此應用上述解釋氣層孔隙度經(jīng)驗公式解釋的孔隙度，可以用于氣藏描述、儲層研究、儲量估算等綜合研究工作。

參考文獻

[1] 宋延杰，王群等.聲波地層因素公式在含氣泥質(zhì)砂巖地層中的應用[J].地球物理測井，1991，15（4）：240～260.

作者簡介：倪志發(fā)，男，1987年8月出生遼寧大連，漢族，工程師，2010年畢業(yè)于吉林大學，現(xiàn)于遼河油田勘探開發(fā)研究院從事儲量評估工作