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一种岩屑砂岩层中气层的识别方法及其应用
技术领域
本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体涉及一种岩屑砂岩层中气层 的识别方法及其应用。
背景技术
岩屑砂岩是指岩屑含量占25%以上的砂岩，组成颗粒为石英(<75%)及少量的 长石、云母，胶结物为硅质和碳酸盐质，常在山前冲积扇、山间盆地及河流相沉 积中产出，主要分布于强烈隆起的山前凹陷区内。历年来，我国测井行业将岩屑 砂岩归入石英砂岩的解释范畴，以石英砂岩作为测井解释的目标对象，其实质可 被理解为：储层的含气饱和度主要是孔隙度和电阻率的函数关系。这样解释因忽 视岩屑砂岩的矿物复杂性，而一直缺少科学的论证，并沿用至今。国内对岩屑砂 岩与测井响应的讨论多停留于表象的统计认识。国内的文献也均表明，岩屑砂岩 储层质量不高，但它与石英砂岩有时难以区分，干扰了优质储层的寻找，进而增 加了对岩屑砂岩储层中气层识别的难度。
识别岩屑砂岩储层中气层性质的难度主要表现在三个方面。第一个方面是岩 屑砂岩储层的骨架确定难。测井解释技术目前主要将岩屑砂岩归入石英砂岩的解 释范畴，用单矿物骨架参数参与岩性和孔隙度评价，如表1所示。以大牛地研究 区为例，岩心分析表明，大牛地地区的岩屑砂岩的主要岩屑包括片岩、灰云岩、 千枚岩、凝灰岩、中酸性喷发岩、花岗岩、板岩和粉妙岩等。如表2所示，矿物 实验数据揭示出岩屑砂岩具有复杂的骨架值。其中，应用相同的测量方法（如中 子测井）测量不同的岩屑矿物，可以得到相差数倍甚至十数倍的骨架测量差异。 可见仅仅应用石英砂岩的实验骨架解释岩屑砂岩，很有可能导致与生产实际反差 比较大的测井解释结果。
表1岩屑砂岩的测井解释骨架

矿物 成份 中子骨架(%) 密度骨架（g/cm³） 声波骨架（μs/ft） 石英砂岩 石英 -4 2.65 55.5
表2岩屑砂岩的实验骨架数值

第二个方面是求准岩屑砂岩储层的孔隙度难，进而求准储层的含气饱和度 难。图1为印尼某区石英砂岩的中子孔隙度与岩心分析孔隙度交会图，该图中子 孔隙度与岩心分析孔隙度有着较好的相关性；图2为大牛地气田的中子孔隙度与 岩心分析孔隙度交会图，该图中子孔隙度与岩心分析孔隙度关系很差，大致可见 2类迥异的测井响应特征：一部分岩屑砂岩的中子孔隙度与岩心分析的孔隙度具 有类似接近的一致性；另一部分岩屑砂岩的中子孔隙度则数倍于岩心分析的孔隙 度。这种响应可能是岩屑矿物成分的差异所致，其中比较多的岩心分析为低孔隙 度，中子孔隙度却能达到20%左右。孔隙度计算不准导致以阿尔奇公式为基础的 含水饱和度计算不准。低产层有时计算的孔隙度比较高，测井解释成果与生产测 试结果出入大。
第三个方面是提高测井解释与生产、测试结果的符合率难。大牛地气田测井 解释与生产、测试的大量矛盾关系表明，岩屑砂岩含量高是造成这种矛盾关系的 主要原因，如“高孔隙度干层”的频繁出现，如图3和图4所示，就是这种矛盾的 典型表现。图3中2523-2530米解释孔隙度大于8%，含气饱和度大于50%，试 气为含气干层；图4中2704-2713米和2719-2725米合试，解释孔隙度大于10%， 含气饱和度大于50%，试气为干层。通过图5和图6可以看出，大牛地气田测井 解释的气层超过1/4被生产测试证实为低产层或干层。寻找优质产能，提高测井 解释与生产、测试结果的符合率已成为测井和地质研究的迫切需求。
由此可见，目前存在的问题是需要研究开发一种用于识别岩屑砂岩储层中气 层性质的方法，该方法简便、快速，可以准确确定岩屑砂岩储层的骨架，求准岩 屑砂岩储层的孔隙度，并可以提高测井解释与生产、测试结果的符合率，进而能 够区分储层是否具含气并具备产能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种岩屑砂岩 层中气层的识别方法。该方法充分利用岩屑砂岩对测井曲线信息的影响，应用“测 井信息重构”的思路，突出含气信息，消减无用或重复信息，通过寻找气体敏感因 子，建立气体敏感曲线，达到直接区分储层的产能状况，大大缩短判别时间，快 速评价岩屑砂岩气层的目的。
为此，本发明提供了一种岩屑砂岩层中气层的识别方法，包括：
步骤A，选取含气层的声波时差与补偿中子曲线；
步骤B，选取声波时差与补偿中子值，并建立气体敏感曲线；
步骤C，根据井径曲线分析气体敏感曲线的井眼环境，选择无扩径的气体敏 感曲线井段；
步骤D，根据实际生产井段的测试结果制作气体敏感曲线与实际生产井段的 测试结果之间的相关性流体识别图版；
步骤E，根据相关性流体识别图版建立研究区流体识别标准及气层识别依据。
根据本发明，在步骤B中，基于步骤A中含气层的声波时差与补偿中子曲线 选取无扩径井段的声波时差与补偿中子值，以式Ⅰ建立气体敏感曲线：
ACNL＝AC/CNL    式Ⅰ
其中，ACNL为气体敏感因子；
AC为声波时差；
CNL为补偿中子。
根据本发明，在步骤B或C中，确定无扩径井段的标准是：将井径测井曲线 值与钻头直径进行比较，如果井径测井值与钻头直径一致则无扩径，如果井径测 井值与钻头直径不一致则有扩径。
根据本发明，在步骤C中，测井曲线与气体敏感曲线是通过对同一研究区气 层测试结果进行分析而建立的关联。
本发明中，根据声波时差和补偿中子值的变化来选取研究区内含气层的声波 时差与补偿中子曲线。例如，在不确定储层段是否含气时，可以选取具有声波跳 跃或声波时差增大等共性特征的声波时差与补偿中子曲线；在确定研究区内具有 含气层时，则可以选取具有声波时差增大以及补偿中子减小等共性特征的声波时 差与补偿中子曲线。
在本发明的一个实施方式中，在步骤A中，选取研究区内具有声波时差增大 以及补偿中子减小的共性的声波时差与补偿中子曲线。由于研究区测试气层具有 声波时差增大、补偿中子减小的共性，所以可以利用该方法识别产气层。
根据本发明，在步骤E中，根据试气结果在图版上对已确定的气层进行标定， 根据标定结果，确定研究区内的流体识别标准及气层识别依据。
根据本发明，所述标定的方法是利用试气结果确定储层无阻流量大小及其经 济价值之间的关系。
在本发明的一个实施方式中，所述研究区内的流体识别标准是：
当14<ACNL<29时，为产能较高的有经济价值的气层；
当ACNL≤14时，为干层；
当ACNL≥29时，为经济价值较低的含气层。
在本发明的另一个实施方式中，所述研究区内的气层识别依据是：气体敏感 因子高于基线值即为气层。
在一个实施例中，所述基线值为14。
本发明还提供了一种上述识别方法在岩屑砂岩层的气层识别中的应用。
本发明中所述用语“气层”是指：在现有试油工艺及技术条件下，具有工业价 值的纯气层或凝析油者，且含水<5%。
本发明中所述用语“含气层”是指：在现有试油工艺及技术条件下，日产气量 在工业标准之下，干层之上者。
本发明中所述用语“干层”是指：在现有试油工艺及技术条件下，无产气量或 产气量极低，或压裂改造后仍达不到工业气流标准的层。
本发明中所述用语“煤层”是指：沉积岩系中赋存的层状煤体。
本发明中所述用语“井径测井曲线值”是指：利用井径测井仪测得的实际钻孔 直径值。
本发明中所述用语“试气结果”是指对储层是否含气及其产能状况进行测定得 到的结果。
本发明中所述用语“实际生产井段的测试结果”是指根据测试方案确定的地层 深度段射孔或压裂后，对产能状况进行测定得到的结果。
本发明的岩屑砂岩层中气层的识别方法依据常规测井测量原理，充分利用岩 屑砂岩对测井曲线信息的影响，主要解决了岩屑砂岩的含量及成份不同会对储层 的质量造成很大影响，进而影响测井解释储层的准确度和可靠性的问题。具体说 来，本发明方法基于岩屑砂岩及其主要矿物的孔隙度与电阻率测井测量特征和实 验数据，分析岩屑砂岩对测井孔隙度、电阻率曲线值的影响，然后对于岩屑砂岩 储层中的气层，通过寻找气体敏感因子，建立气体敏感曲线，最终获得所研究地 区岩屑砂岩储层分类识别标准及气层识别依据。
本发明提供的基于岩屑砂岩储层的气层识别方法易于实施，可操作性强，识 别直观、清晰，利用该方法可以在节约成本的同时大大提高气层流体识别的准确 度。该气体敏感曲线不仅有产能的定性识别功能及评价储层是否含气，还能有效 地评价储层含气的经济性，而且具有指导井震结合研究的良好效果；而含气指示 曲线只能评价储层是否含气。根据实际应用效果显示，本发明中所述方法具有三 方面的优势。（1）去煤优势。完全消除了煤层对储层识别的影响，使新计算的 曲线指导地震、追踪储层更有优势；（2）分层优势。新计算的曲线能消除煤、 灰岩及泥岩对储层识别的干扰，区分储层与围岩更清晰；（3）评价优势。新计 算的曲线可比较清楚的区分干层与产层，预测产气层比较准确。应用这条曲线对 多个试气储层统计，解释符合率达到80%。
附图说明
在下文中将基于附图来对本发明进行进一步详细说明：
图1为印尼某区孔隙度交会图；图中附图标记的含义如下：CNL补偿中子。
图2为大牛地气田孔隙度交会图；图中附图标记的含义如下：CNL补偿中 子；H1、H3、S1、S2不同的小层。
图3为D56井测井曲线图。
图4为D5井测井曲线图。
图5为大牛地储层生产测试结果中的实测数据。
图6为大牛地储层生产测试结果中的换算数据。
图7为本发明岩屑砂岩储层的气层识别方法的流程图。
图8为D68井干层产能定性识别曲线图。
图9为D47-32井气层产能定性识别曲线图。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例和附图仅起说明性 作用，并不局限于本发明的应用范围。
实施例
实施例1:
图7为本发明岩屑砂岩储层的气层识别方法的流程图。下面按照图7所示的 流程来建立岩屑砂岩层中气层的识别方法，并采用该方法来识别岩屑砂岩储层的 气层。
（1）选取含气层的声波时差与补偿中子曲线
选取研究区内具有声波时差增大以及补偿中子减小的共性的声波时差与补 偿中子曲线。
（2）选取声波时差与补偿中子值，并建立气体敏感曲线
基于步骤A中含气层的声波时差与补偿中子曲线选取无扩径井段的声波时 差与补偿中子值，以式Ⅰ建立气体敏感曲线：
ACNL＝AC/CNL    式Ⅰ
其中，ACNL为气体敏感因子；
AC为声波时差；
CNL为补偿中子。
确定无扩径井段的标准是：将井径测井曲线值与钻头直径进行比较，如果井 径测井值与钻头直径一致则无扩径，如果井径测井值与钻头直径不一致则有扩 径。
（3）根据井径曲线分析气体敏感曲线的井眼环境，选择无扩径的气体敏感曲线 井段。
确定无扩径井段的标准与（2）相同。
（4）根据实际生产井段的测试结果制作气体敏感曲线与实际生产井段的测试结 果之间的相关性流体识别图版。
（5）根据流体识别图版建立研究区流体识别标准及气层识别依据
根据试气结果在图版上对已确定的气层进行标定，根据标定结果，确定研究 区内的流体识别标准及气层识别依据。
所述标定的方法是利用试气确定储层无阻流量大小及其经济价值之间的关 系。
所述研究区内的流体识别标准是：
当14<ACNL<29时，为产能较高的有经济价值的气层；
当ACNL≤14时，为干层；
当ACNL≥29时，为经济价值较低的含气层。
所述研究区内的气层识别依据是：气体敏感因子高于基线值即为气层。
图8和图9中右侧曲线最右侧一栏中的黑色实线为本本发明建立的一条气体 敏感曲线实例。
从图8中可以看出，干层在这条气体敏感曲线上表现为数值低平（一般小于 14%，亦即基线值为14%），表明储层不含气或含气丰度比较低；而图9中气层 在这条气体敏感曲线上表现为数值高（一般大于基线值14%）且齿化明显，这与 碎屑岩成层性分布、纵向上含气丰度不均匀有关。从图中可以看出，测井解释结 论与生产测试结论相吻合，应用这条曲线对多个试气储层统计，解释符合率达到 80%以上，表明这条气体敏感曲线具有实用性和可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。