计算地层含油饱和度的方法.pdf

本发明涉及一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系计算出与各个地层相对应的胶结指数m；步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度Sh。通过本发明的方法能够大幅提高地层含油饱和度的计算精度。

1.  一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：
步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；
步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系计 算出与各个地层相对应的胶结指数m；
步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述声波 密度比η与胶结指数m之间为线性关系。

3.  根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述声波密度比η与胶结指 数m之间的线性关系能用：m=kη+b来表达，其中k、b对于特定的钻井地区为常 数。

4.  根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三 中，首先计算地层含水饱和度S_w，地层含油饱和度S_h=1-S_w。

5.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述地层水饱和度S_w通过下 面方法计算得到：其中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率， R_t为地层真电阻率，为总孔隙度；n、R_w对于特定地区的钻井地层为常数，R_t和可通过现有技术而确定。

计算地层含油饱和度的方法
技术领域
本发明涉及石油勘探领域，特别是一种计算地层含油饱和度的方法。
背景技术
在石油勘探过程中，地层含油饱和度可用于判别地层产出流体类型或剩余 油、气、水饱和度的分布，这对于石油勘探、采油是非常重要的，因此测定地层 含油饱和度成为测井中的重点和热点。
在地层中存在有不同的类型的孔隙，而原油就存在于这些孔隙中，这些孔隙 可分为裂隙、基质孔隙以及孤立孔洞。在声波密度测井中，不同的孔隙类型会具 有不同的声波密度比η，例如裂隙的声波密度比η较小，而孤立孔洞的声波密度 比η较大。
在现有技术中，通常使用以下方法来计算复杂孔隙地层含油饱和度：预先测 定大量的地层胶结指数m，这可在实验室中分析地层样品而得到；然后依据孔隙 类型，将其进行分类，确定不同孔隙类型的特征m值；然后依据测井特征，定性 判断孔隙类型，例如当认为以裂隙为主时，选用裂隙孔隙类型的m值；当判断以 孤立孔洞为主时，则选用孤立孔洞孔隙类型的m值。从而进一步采用阿尔奇公式 计算含油饱和度。但是，这种方法存在一个需要解决的问题是，地层中的裂隙、 基质孔隙与孤立孔洞所占孔隙比例不是固定的，而是动态变化的，这导致m值存 在动态的变化，而这种方法不能反映地层实际胶结指数m的变化，另外，当地层 中孔隙类型难以确定时，将导致难以准确选择胶结指数m，这些因素将导致现有 技术的方法不能准确计算地层含油饱和度。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种计算地层含油饱 和度的方法，通过本发明的方法能够大幅提高地层含油饱和度的计算精度。
根据本发明，提出了一种计算地层含油饱和度的方法，包括以下步骤：
步骤一：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m；
步骤二：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据该关系计算 出与各个地层相对应的胶结指数m；
步骤三：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。
根据本发明的方法，在实验室中测得有限个胶结指数m，并且该胶结指数m 具有对应于的声波密度比η，通过这些胶结指数m和声波密度比η建立两者之间 的关系。之后借助于该关系能够计算出任意地层的胶结指数m，从而能更为精确 地反映相应地层胶结指数m的变化状况。另外，通过本发明的方法，不必再考虑 地层孔隙类型，这样也就避免了由于不能将地层的孔隙类型有效区分，而不能准 确选择胶结指数m的状况。这些因素均使得通过本发明的方法能够更精确地计算 得到地层含油饱和度S_h。
在一个实施例中，在步骤二中，声波密度比η与胶结指数m之间为线性关系。 在一个优选的实施例中，声波密度比η与胶结指数m之间的线性关系能用： m=kη+b来表达，其中k、b对于特定的钻井地区为常数。根据本发明的声波密度 比η与胶结指数m之间的关系，在胶结指数m中实际包含了声波密度比η的影响 因素，并没有将胶结指数m和声波密度比η割裂，因此能更准确地反映地层胶结 指数m的变化状况，从而精确地计算得到地层含油饱和度S_h。
在一个实施例中，在步骤三中，首先计算地层水饱和度S_w，地层含油饱和度 S_h=1-S_w。在一个具体的实施例中，地层水饱和度S_w通过下面方法计算得到： 其中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率，R_t为地层真电阻率， 为总孔隙度；其中n、R_w对于特定的钻井地区为常数，而R_t和可通过现有技 术而确定。
与现有技术相比，本发明的优点在于，（1）在本发明的方法中，借助声波 密度比η与胶结指数m之间的关系，能够反映地层岩石的孔隙类型的变化状况， 更准确地计算出相对于任意地层的胶结指数m，而且能够避免由于不同孔隙类型 混杂，导致难以选择胶结指数m的状况，从而通过本发明的方法能够更精确地得 到地层含油饱和度S_h。（2）在胶结指数m中实际包含了声波密度比η的影响因 素，因此在使用m计算地层含油饱和度S_h时，也考虑了声波密度比η的影响， 因此能精确地得到地层含油饱和度S_h。
附图说明
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中：
图1是实施本发明的方法的流程图；
图2是根据实施例声波密度比与胶结指数的关系图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1显示了实施本发明的计算地层含油饱和度的方法10的流程图。包括以 下步骤：
步骤11：测定不同地层段的声波密度比η和相应的胶结指数m。本领域的技 术人员通常采用公式1计算声波密度比η，
η = ρ ma - ρ b Δt ]]>    公式1
在公式1中，ρ_ma为骨架密度，ρ_b为补偿密度，Δt为声波时差。公式1和公 式1中的参数均是本领域的技术人员所熟知的，这里不再详说明。
步骤12：建立声波密度比η与胶结指数m之间的关系，并且根据所述关系 计算出与各个地层相对应的胶结指数m。
步骤13：根据所得到的胶结指数m计算该地层含油饱和度S_h。
为了实现步骤11，需要首先在特定地区钻井，并进行声波密度测井以得到对 应不同地层的声波密度比η，并根据需要对地层岩石取样以在实验室中分析得到 该地层的胶结指数m。
根据不同地层的声波密度比η的不同，可以区分出不同地层岩石中的孔隙类 型，例如该井孔隙类型可分为裂隙、基质孔隙以及孤立孔洞。在实际地层中这些 孔隙类型通常是混杂在一起出现的，而不同类型的孔隙混杂会具有不同类型的声 波密度比η，不同类型的孔隙的混杂也对应了不同的胶结指数m。在现有技术中， 针对特定地层，通过测井特征定性判断孔隙类型，选择特定的几种胶结指数m， 这样会导致计算得到的地层含油饱和度会较大地偏离实际情况。但是，这里声波 密度比η和胶结指数m是相对独立的参数，采用声波密度比η可以动态的确定m 值得变化。
在步骤12中，通过将有限个胶结指数m和相应的声波密度比η拟合而得到 它们之间的关系：
m=kη+b    公式2
其中k、b对于特定的钻井地区为常数。通过公式2，仅通过声波密度比η就 能计算出该地层胶结指数m，这样对于每一个地层均具有自己特定的胶结指数m， 从而能更为精确地反应相应地层的状况。也避免了通过声波密度比η难以确定地 层的孔隙类型，从而难以选择胶结指数m的情况。另外，通过公式2计算得到的 胶结指数m实际包含了声波密度比η的影响因素，并没有将胶结指数m和声波密 度比η割裂，从而能更为精确地反应相应地层的状况。这些因素均有助于提高通 过本发明的方法计算得到地层含油饱和度S_h的精度。
在步骤13中，首先根据阿尔奇公式，计算该地层的含水饱和度S_w，
S w = n R W R t φ m ]]>    公式3
在公式3中，n为饱和度指数，R_w为地层水电阻率，R_t为地层真电阻率，为总 孔隙度；n、R_w对于特定的钻井地区为常数，R_t和可通过计算获得，本领域的 技术人员熟知其得知过程。公式3是本领域的技术人员所熟知的，这里不再赘述。 该地层的的油饱和度S_h则通过公式4计算得到。
S_h=1-S_w    公式4
实施例1
选择T1井分析其地层的油饱和度S_h。预先测定了T1井地区的地层岩石孔隙 类型，其中发育大量的泥晶方解石晶间微孔、生物体腔孔、裂缝、微裂缝。其中， 裂缝、微裂缝可认为是“裂隙”，晶间微孔认为是“基质孔”，生物体腔孔可认 为是“孤立孔洞”。并对该井进行了自然伽玛、深浅双侧向、补偿声波、补偿密 度、补充中子常规测井，通过计算确定了地层真电阻率R_t与总孔隙度测试确 定了该地区的n、R_w，其中n=1.82，R_w=0.07Ω·m，R_t和的数值见表1。
通过对区域内多口井取芯段样品开展岩电测试，分析其胶结指数m，进一步 利用测井资料得到各样品对应的声波密度比η，将声波密度比η和胶结指数m进 行拟合（如图2所示）得到得到公式5。
m=1.81η+1.32    公式5
根据公式3、4和5计算了T1井中不同地层的油饱和度S_h，如表1所示。
此外，在表1中还显示了根据现有技术中的方法计算得到的含油饱和度S’_h。 其m值的选取规则为：首先通过孔隙结构分析，将区域内储层划分为裂隙型、基 质孔隙型与孤立孔洞型储层，并分别计算了各类储层胶结指数平均m值，计算时， 当综合判断为裂隙型储层，m取1.59；当判断以基质孔隙为主的储层时，m取1.8； 当判断以孤立孔洞为主的储层时，m取2.13，这种选取规则也是本领域的技术人 员所公知的。
表1

从表1中可以看出，根据本发明的方法计算出来的含油饱和度S_h比根据现有 技术的方法计算出来的含油饱和度S’_h更接近分析含油饱和度数据，这说明本发 明的发方法更能从本质上反映地层岩石的孔隙特征，提高了地层含油饱和度的计 算精度。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情 况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的参数。本发明并不局 限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。