一种溶蚀型储层的孔隙度录井计算方法与流程

[0001]
本发明属于录井作业中计算地层岩石孔隙度的模型，针对的工区及地层为川西海相雷口坡组地层的溶蚀型储层。


背景技术：

[0002]
孔隙度是评价地层物性的关键参数之一。对于溶蚀型储层而言，岩石因为被溶蚀会增加岩石内部的连通性。表现为孔隙度增加，溶蚀程度越高，孔隙度的数值越高，代表储层的品质越好，因此孔隙度的高低是决定储层好坏的决定性因素之一，也是钻井过程中迫切需要获取的信息。
[0003]
但是，目前评价地层孔隙度的手段分为直接与间接两种方式。直接手段为钻取岩心开展实验室的孔隙度试验，根据试验获得岩石的孔隙度数据。间接手段为通过综合测井，应用声波、密度、电阻率等测井数据开展孔隙度计算。
[0004]
由于测井计算模型会使用区域上的岩心试验数据标定，因此计算效果好，也得到了普遍应用。但是，需要在完钻以后才能开展测井工作，在钻井过程中难以得到结果，同时，由于大量采用大斜度井、水平井，导致测井风险很高，测量价格昂贵。
[0005]
综上所述，现有技术存在的问题是，现在的技术手段只能在完钻以后通过实验室分析或测井计算获得，无法在钻井过程中获得岩石孔隙度的信息，不能为钻井施工提供储层物性评价的关键信息。


技术实现要素：

[0006]
为了克服背景技术中的问题，本发明提出一种溶蚀型储层的孔隙度录井计算方法，解决了溶蚀型岩石由于溶蚀程度不一致导致的孔隙度差异大，只能钻后实验室分析或测井计算的难题。
[0007]
为了实现上述目的，本发明是按照以下方式实现的：
[0008]
一种溶蚀型储层的孔隙度录井计算方法，包括如下步骤：
[0009]
步骤1.选取工区内已经完钻井的岩屑样品，用xrf元素录井方法测定岩屑中的元素种类和体积含量，根据溶蚀型储层岩石的特点，采用岩性与单个元素的相关性数据交会分析方法，采用线性回归的方法选择与岩性有一定相关性的元素作为敏感元素，相关系数的平方不低于0.3，后续的应用过程中，从敏感元素中选取全部或部分元素开展分析,敏感元素为mg、al、ca、si、k、fe、s、ti 8种元素；
[0010]
数据交会是常用的一种数据分析方法，通过交会的相关性来说明这两类数据之间是否存在一定的关联性。因为元素录井能提供20多种元素，哪些元素能用或者不能用，需要有个选择，通过数据交会，先从20多种元素中选出与岩性相关性高的元素，称为敏感元素，后续的数学模型基于选出来的敏感元素开展工作。
[0011]
步骤2.通过已钻井的孔隙度(por与岩心密度(den)数据交会分析，地层岩石区分为无溶蚀、部分溶蚀、溶蚀发育三个区间，对应的por数值区间范围：
[0012]
por＜2.2％，2.2％＜por＜3.5％，por＞3.5％。
[0013]
表1不同地层类型条件下的por计算方法
[0014][0015]
步骤3.在钻井过程中，利用双目镜观察岩屑，没有溶孔的划分为无溶蚀的非储层，有溶孔面孔率1-5％的划分为部分溶蚀的差储层，溶孔面孔率超过5％的划分为溶蚀发育的优质储层。
[0016]
步骤1和步骤3的岩石或岩屑，不是一回事。步骤1中是整个区域，根据整个区域的地层岩石情况，与已经完成的元素分析进行相关性分析。步骤3是对待要实施本方法的岩石，通过双目镜观察，将岩石划分为不同的区间，为后续选择不同的计算方法提供依据。
[0017]
步骤4.对于无溶蚀的地层，元素和孔隙度之间基本没有相关性，直接计算的可靠性不高，而此时岩石组分与岩石密度相关性较好，因此首先计算岩石密度，通过密度再计算孔隙度。通过多元回归分析建立视密度den计算模型为：
[0018]
den＝2.55+0.014*mg-0.006*ca+0.08*al+0.068*fe-0.02*si-0.061*k
[0019]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0020]
在视密度求取的基础上，将计算的视密度den作为孔隙度模型中的体积密度，借鉴测井密度孔隙度计算模型可实现孔隙度的计算，计算模型为：
[0021]
por＝k*(ρm-ρb)/(ρm-ρfl)
[0022]
式中：
[0023]
por——孔隙度，％；
[0024]
ρm——地层体积密度，g/cm3；
[0025]
ρb——地层体积密度，g/cm3；
[0026]
ρfl——地层流体密度，g/cm3；
[0027]
k——经验系数，无量纲，此处k取值为1。
[0028]
开展利用元素计算密度(den)的工作，利用den计算por的方法，很多文献都有，但是通过元素den-por这个连续的过程，没有开展过。
[0029]
步骤5.对于部分溶蚀的地层，岩石特征较为复杂，此时有一定程度的溶蚀现象，但por和den受岩石组分、溶蚀程度的双重影响。因此单个元素与por和den的相关性均不好，但通过多元回归方法，建立的por计算模型相关系数可以达到0.75，具体模型为：
[0030]
por＝2.36+0.072*ca-0.28*mg-0.74*al+0.31*s+3.04*k
[0031]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0032]
步骤6.对于溶蚀发育的地层，由于溶蚀类型多，选择性与非选择溶蚀并存，孔隙度
与岩石组分的关系复杂，因此优先计算视密度den，通过多元回归获得den的计算模型为：
[0033]
den＝2.702-0.003*ca-0.002*mg-0.0068*al+0.006*fe-0.002*si+0.0016*s-0.0065*k
[0034]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0035]
该计算模型的相关系数达到0.85，然后采用
[0036]
por＝k*(ρm-ρb)/(ρm-ρfl)
[0037]
式中：
[0038]
por——孔隙度，％；
[0039]
ρm——地层体积密度，g/cm3；
[0040]
ρb——地层体积密度，g/cm3；
[0041]
ρfl——地层流体密度，g/cm3；
[0042]
k取值为40，获得por计算结果。
[0043]
进一步的技术方案是，步骤4、步骤6中是通过已经钻井数据分析，建立元素计算岩石密度多元回归方程。
[0044]
进一步的技术方案是，步骤5直接采用多元回归方法建立元素与孔隙度的回归方程。
[0045]
本发明的有益效果：
[0046]
(1)准确性有保障。通过本方法获得结果，与实验室分析、测井计算的结果相关系数在0.75以上，计算结果能够准确反映地层的孔隙度发育特征，为轨迹调整与完井作业及时提供依据。
[0047]
(2)时效性好。随钻过程中通过xrf元素录井数据就可以计算，不需要单独的取心作业送实验室分析，或者完钻后测井再计算。
[0048]
(3)性价比高。元素录井的定额为3200元/日，按平均一口井目的层段1000米，钻井周期20天计算，单井费用6.4万元。开展综合测井的费用超过50万元，远远高于本方法的费用。
附图说明
[0049]
图1为试验井-p井无溶蚀段地层测井孔隙度与xrf元素的计算结果对比效果图；
[0050]
图2为试验井p-井部分溶蚀段地层测井孔隙度与xrf元素的计算结果对比效果图；
[0051]
图3为试验井-p井溶蚀发育的地层测井孔隙度用户xrf元素的计算结果对比效果图；
[0052]
图4为步骤流程图。
具体实施方式
[0053]
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚、明白，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0054]
如图4所示，本发明公开一种溶蚀型储层的孔隙度录井计算方法，包括如下步骤：
[0055]
步骤1.xrf元素录井能获得20种以上的元素含量，元素种类较多，如果全部参与计算，会导致计算量大，计算过程繁琐，不利于应用。因此需要根据录井地溶蚀型储层岩石的
特点，开展岩性与元素的相关性分析，优选出敏感元素。具体方法为针对每一种岩性与每一种元素两两交会，采用线性回归的方法求取相关系数，根据相关系数的绝对值大小，优选出溶蚀型地层的敏感元素为mg、al、ca、si、k、fe、s、ti等元素。
[0056]
岩石是钻井后取得的，测定方法就是xrf元素录井方法，测量的是岩石中的元素种类和体积含量。本发明是基于xrf元素分析获得数据的基础上，建立的利用元素计算孔隙度的方法。
[0057]
步骤2.通过已钻井岩石的孔隙度(por)与岩心密度(den)数据交会分析，地层岩石可以区分为无溶蚀、部分溶蚀、溶蚀发育三个区间，对应的por数值区间范围：
[0058]
1.已钻井就是本区域已经实施过的井，以已经实施过的井为基准来分区间，相当于建立一个区分的标准。
[0059]
2.数据交会分析就是最常用的数据分析方法，假设有两列数据，以其中一列为x，另一列为y，即可以开展交会分析，excel及各种专业的数据分析软件均可以实现。
[0060]
表1不同地层类型条件下的por计算方法
[0061][0062]
步骤3.利用双目镜观察需要开展孔隙度计算的岩屑，没有溶孔的划分为无溶蚀的非储层，有溶孔面孔率1-5％的划分为部分溶蚀的差储层，溶孔面孔率超过5％的划分为溶蚀发育的优质储层。
[0063]
步骤4.对于无溶蚀的地层，元素和孔隙度之间基本没有相关性，直接计算的可靠性不高，而此时岩石组分与岩石密度相关性较好，因此首先计算岩石密度，通过密度再计算孔隙度。通过多元回归分析建立视密度den计算模型为：
[0064]
den＝2.55+0.014*mg-0.006*ca+0.08*al+0.068*fe-0.02*si-0.061*k
[0065]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0066]
在视密度求取的基础上，将计算的视密度den作为孔隙度模型中的体积密度，借鉴测井密度孔隙度计算模型可实现孔隙度的计算，计算模型为：
[0067]
por＝k*(ρm-ρb)/(ρm-ρfl)
[0068]
式中：
[0069]
por——孔隙度，％；
[0070]
ρm——地层体积密度，g/cm3；
[0071]
ρb——地层体积密度，g/cm3；
[0072]
ρfl——地层流体密度，g/cm3；
[0073]
k——经验系数，无量纲，此处k取值为1。
[0074]
步骤5.对于部分溶蚀的地层，岩石特征较为复杂，此时有一定程度的溶蚀现象，但por和den受岩石组分、溶蚀程度的双重影响。因此单个元素与por和den的相关性均不好，但通过多元回归方法，建立的por计算模型相关系数可以达到0.75，具体模型为：
[0075]
por＝2.36+0.072*ca-0.28*mg-0.74*al+0.31*s+3.04*k
[0076]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0077]
步骤6.对于溶蚀发育的地层，由于溶蚀类型多，选择性与非选择溶蚀并存，孔隙度与岩石组分的关系复杂，因此优先计算视密度den，通过多元回归获得den的计算模型为：
[0078]
den＝2.702-0.003*ca-0.002*mg-0.0068*al+0.006*fe-0.002*si+0.0016*s-0.0065*k
[0079]
(所有的元素均代表体积百分含量)
[0080]
该计算模型的相关系数达到0.85，然后采用
[0081]
por＝k*(ρm-ρb)/(ρm-ρfl)式中：
[0082]
por——孔隙度，％；
[0083]
ρm——地层体积密度，g/cm3；
[0084]
ρb——地层体积密度，g/cm3；
[0085]
ρfl——地层流体密度，g/cm3；
[0086]
k取值为40，获得por计算结果。
[0087]
进一步的技术方案是，步骤4、步骤6中通过已经钻井数据分析，建立元素计算岩石密度多元回归方程。
[0088]
进一步的技术方案是，步骤5是直接采用多元回归方法建立元素与孔隙度的回归方程。
[0089]
实施例1：
[0090]
以实验井p井的xrf元素数据计算孔隙度，与测井计算的孔隙度参数进行对比。
[0091]
利用双目镜首先把井段区分为无溶蚀、部分溶蚀、溶蚀发育三个不同的级别。
[0092]
表1试验井p井双目镜观察特征与溶蚀程度分类表
[0093]
顶深(米)底深(米)双目镜观察特征溶蚀程度57455757无溶孔无溶蚀57575760少量溶孔部分溶蚀57605763溶孔5-8％溶蚀发育57635771无溶孔无溶蚀57715781溶孔5-8％溶蚀发育57815788少量溶孔部分溶蚀57885813无溶孔无溶蚀58135821溶孔5-8％溶蚀发育58215831少量溶孔部分溶蚀58315837溶孔5％溶蚀发育58375854少量溶孔部分溶蚀58545879无溶孔无溶蚀
[0094]
根据溶蚀分类，分别采用不同的计算公式，获得最后的计算结果。
[0095]
图1、图2、图3是计算结果与测井结果的对比图。采用本方法制作的模型，可以在随钻过程中及时开展计算，获得孔隙度信息，计算的结果与测井基本一致，但时效性高于测井方法与实验室分析方法。通过本发明，在钻井过程中可以得到孔隙度，测井需要等钻完井以后才能开展，实验室分析方法需要取得样品以后送到实验室再开展分析，然后获得结果，时效性是显而易见的。
[0096]
例如，如果设计井深为6000米，8月20日钻到井深5000米，通过本发明方法，很快就可以知道孔隙度。要想通过测井的方法得到孔隙度，需要等钻至6000米完钻以后开展1-2天的测井作业，再开展测井解释后才能得到，要想通过实验室得到，需要取岩屑样品送到相应的室内实验室，实验室一般距离井场较远，需要的采送样时间在一天以上，排队开展相应的实验分析，时间不确定，极少数情况下可能三五天，绝大多数情况下需要一个月甚至三五个月后才能得到结果。
[0097]
最后说明的是，以上所述为本发明的优选实施方式，尽管通过上述优选实施例，已经对本发明进行了详细的说明，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种改变，而不偏离本发明的权利要求书所要求的范围。