天然气储层论文

天然气储层论文（通用3篇）

天然气储层论文 篇1

青海是我国重要的石油及天然气产区, 但青海省尚有许多没有得到开发的油气储层。目前我国对于天然气的需求量正在不断加大, 为了有效满足工业生产及社会生活对于天然气的需求, 则应加大天然气勘探力度以及完善测井评价技术[1]。

1 天然气储层的测井特点分析

天然气通常与石油相互伴生, 但是在测井时两者的响应形式却有着非常大的区别, 笔者在实践中发现天然气储层的测井响应所具有的特点包括以下几种。

(1) 低中子孔隙度及低密度。因水层、油层含氢系数均高于天然气层, 再加上气层对于快中子所产生的减速效应不明显, 所以相对于水层、油层来说, 天然气储层具有低中子孔隙度的特征。另外, 在测井时通常需要依据康普顿原理判断油气井的密度, 由于介质密度越大时, 射线减弱幅度越大, 当地层中存在天然气时, 射线减弱的幅度较小, 所以气层密度较低[2]。

(2) 高时差及高电阻率。如孔隙度以及岩性相同, 则天然气层比水层及油层的声波时差大, 且声波曲线会出现忽小忽大的变化。另外, 天然气层的电阻率也相对较高。

2 天然气储层测井评价技术分析

2.1 测井勘探评价技术

在对天然气储层进行勘探时, 通常会采用以下三种测井评价技术。

(1) 常规测井评价技术。常规测井技术包括中子补偿、声波时差以及密度测井技术, 气层评价依据包括中子孔隙度及测井密度较低, 时差较大。

(2) 成像测井评价技术。成像测井方法包括偶极横波、核磁共振以及阵列感应三种, 相对应的评价技术分别如下:a.利用泊松比以及横波纵波速度比对天然气层进行识别, 当水饱和泊松比大于气饱和, 且速度比不断减小时, 说明存在气层。b.通过对核磁图像中的移谱及差谱进行分析可有效辨别矿井中的气层, 另外也可以根据核磁图像中总孔隙度不断变小的特征识别气层。c.可以从阵列感应图像当中观察地层侵入特征以及判断侵入程度, 如低侵, 则为水层, 如高侵, 则为气层。

(3) 生产测井评价技术。生产测井方法主要包括气测录井、温度测井以及碳氧比测井, 相应的评价技术如下:a.可依据全烃含量不断上升以及甲烷含量不断升高来识别气层。b.如岩性相同, 则温度梯度不断增大且热导率不断降低时为天然气储层。c.如采用碳氧比技术开展测井工作, 则应分别采用电阻率以及碳氧比对地层的含水饱和度进行计算, 并比较以上两种计算方法所得出的计算结果, 如依据电阻率进行计算得到的结果小于依据碳氧比进行计算所得到的结果, 则所测地层中存在天然气资源。

2.2 测井定量评价技术

天然气储层测井的定量评价技术主要分为三种, 即计算储层孔隙度、计算储层渗透率以及计算储层饱和度。

(1) 计算孔隙度的方法。在对孔隙度进行计算时, 通常会运用抵偿法及声波孔隙法。抵偿法的计算公式为Φ= (ΦN+ΦD) /4+ (ΦN+ΦD) 2/8, 式中的Φ、ΦN及ΦD分别为有效孔隙度、储层中子孔隙度以及储层密度孔隙度。计算声波孔隙时通常依据以下公式:△t/△tma=1/ (1-Φ) x, 式中△t、△tma以及Φ分别为声波时间、有效声波时间以及孔隙度。

(2) 计算储层渗透率时, 通常采用Kuka1技术以及Timur公式。如需运用Kuka1技术进行计算, 则应先利用中子测井方程以及密度方程建立数学模型, 随后再根据数学模型计算电阻率及泥质含量, 并由此得出渗透率。Timur公式是一种相对简单及有效的计算方法, 但容易在计算的过程中产生较大的误差, 为了有效控制误差, 则可以先对岩芯进行分析, 并将储层特征以及地质特征作为计算依据。

(3) 在计算储层饱和度时, 可以采用校正法、三孔隙度法以及密度法。校正法包括孔隙度响应法及迭代法, 三孔隙度指的是利用交会法将流体体积以及岩石骨架求出后, 再建立解释模型, 随后根据解释模型求出饱和度。密度法指的是根据密度资料求解饱和度的方法。

2.3 天然气储层测井评价技术的应用实例分析

天然气储层的测井评价技术是多种多样的, 在实际工作中应根据当地的具体情况优化选择测井方案以及评价技术。笔者以青海某天然气储层的测井评价作为实例, 以便为测井评价技术的应用提供参考。对储层的岩心进行分析后, 得出了以下物性特征:渗透率在0.08~5.94×10-3μm2之间, 平均1.12×10-3μm2;孔隙度在4%至18%之间, 平均9.2%。通过勘探得知该储层的地质条件较为复杂, 测井评价工作的难度也相对较大, 为了提高评价的准确性, 则在实际测井的过程中运用了移谱法对气层进行评价。具体的评价技术如下:将流体扩散系数作为依据, 以选择判断流体以及评价气层的合理回波间隔。为了提高评价精度, 则应保证等待时间TR> (3~5) T1h, 式中的T1h为弛豫时间;在进行测井的过程中应等待纵向弛豫恢复之后, 才能对回波串进行测量。测量回波串的过程中应依据TES以及TEL两个回拨间隔, 以便控制好弛豫时间, 由于气层与水层的测井扩散系数并不相同, 所以气层T2峰出现了前移现象, TE则表现为不断增大。G井为该区的探井, 所测储层深度为3035.9m~3040.2m, 最低电阻率为15Ω·m, 电性显示较差, 难以根据常规曲线对流体性质进行判断。图1为探井储层流体识别评价图, 图中显示该层为微孔隙发育, 且双峰存在于T2谱段, 经计算后得出烃体积所占比例为9%, 水体积占3%, 孔隙度为13%, 可根据以上计算结果识别为天然气层, 产气量在25.8×104m3/d左右。

3 结束语

综上所述, 测井评价工作对于天然气的勘探及开发利用工作具有非常重要的意义, 因此要注重根据天然气层的实际情况, 优化选择测井评价技术。在运用测井评价技术对油气储层进行分析的过程中, 应保证评价方法的正确性以及评价结果的准确性。另外, 还应在实际的测井工作中不断积累油气层评价经验, 总结当前评价技术中出现的不足, 从而为天然气开采率的提高奠定基础。

摘要：在对天然气储层进行勘探与开发的过程中, 测井评价技术能够发挥非常重要的作用。为了能够完善天然气评价技术, 本文分析了天然气储层的测井特点, 包括中子孔隙度及测井密度较低, 高时差及高电阻率。并结合实践经验对天然气储层的测井评价技术进行了探讨。

关键词：评价技术,测井,天然气,储层

参考文献

[1]宁伏龙, 张可霓, 吴能友, 蒋国盛, 张凌, 刘力, 余义兵.钻井液侵入海洋含水合物地层的一维数值模拟研究[J].地球物理学报, 2013, 56 (1) :204-208

天然气储层的测井评价相关讨论 篇2

1 天然气的测井相应特征及岩石物理基础

在测井响应上,含油地层与水层之间有很大不同,天然气与油之间也有着较为明显的差别。常规测井中可用于天然气识别和评价的主要是电阻率和岩性-孔隙度系列。以下就几种方法进行分析讨论。

1.1 高电阻率

目前对储层划分和油气划分的三电阻率组合测井方法,除低阻油层外的油气都呈现较高的电阻率,获得区分不太明显的测井相应,只是在油气侵入的特性方面存在一定差别。

1.2 高时差

由于天然气层的声波能量会出现严重衰减,相对于油层和水层,在岩性和孔隙度相同的情况下,得到的声波时差有明显区别,还有可能出现忽大忽小的曲线幅度变化,造成周波跳跃的现象,这也是天然气储层较为明显的测井相应特征。

1.3 低密度

密度测井主要是伽马射线和地层元素的核外电子发生康普顿效应,射线的减弱程度与密度成正比,此类测井能获得密度值与石灰岩刻度的孔隙度值。在含有天然气地层的测井中,比油水层的密度值要小,随着石灰岩孔隙度值升高而增加。

1.4 低中子孔隙度

中子孔隙度测井的主要原理是对快中子经减速后的超热中子与热中子技术进行测量,减速能力最强的是孔隙流体中的氢,根据测量地层的含氢指数来确定孔隙度大小,其值可直接表示石灰岩的孔隙度值,气层的氢指数较油水层低,在相同岩性和孔隙度下,气层得到的中子孔隙度值明显较低。

1.5 高中子伽马

快中子经减速为热中子后可能被核素捕获而放出伽马射线,对射线的中子伽马测井值就能反映出地层的含氢量,同时也会受到含氯量的影响。在氢密度低的气层会有高的计数率。

2 天然气的测井相应特征及评价技术

2.1 常规测井系列的天然气层相应特征及评价技术

常规测井系列中,采用声波时差测井时,气层在声波时差测井曲线上多表现为周波跳跃,也会有纵波时差增大的现象。在采取密度测井时,气层的密度测井值就会比油水层小。在采取补偿中子测井时,在含氢指数以及体积密度上,天然气的值均小很多,挖掘效应也会加强这种比较,在中子孔隙度曲线上,气层为低值。

2.2 成像测井系列相应特征与评价技术

成像测井系列中,在采用阵列感应测井中,阵列感应成像测井仪能准确的确定冲洗代电阻以及原状地层电阻率,能直观的表示出侵入性质及其特征。通过侵入特性对气层和水层进行判别,在使用淡水钻井液钻井时,水层为低侵而气层为高侵。在采用核磁共振成像测井时,对得到的T2铺进行差谱和移谱分析,能有效识别气层,同时,核磁共振孔隙度比总孔隙度要小。在采取偶极横波成像测井时,能对地层的横波、纵波和斯通利波进行捕获,通过纵横波速度比以及泊松比可对气层进行有效识别,气层纵横波速度比之会减小,气饱和岩石比水饱和岩石的泊松比更小。

2.3 生产测井及非常规测井方法相应特征及技术评价

非常规测井和生产测井有着一定的相应特性,可对气层进行评价。由于地层中含有天然气会出现碳氧比较低,得到较高的含水饱和度,使用电阻率计算获得的含水饱和度则较低,通过这两个值的对比可判断气层。而在温度测井中,岩性相同时,气层的温度梯度更大,热导率更小。在MDT、RFT电缆地层测试中,流体密度可通过地层压力梯度获得,分析压力梯度剖面上斜率变化的焦点就能对气层与气水、气油界面进行识别。气测录井因为其气测资料的直观、快速、灵敏而适用于对气层的判断,在钻遇气层时,全烃含量会增高,最大值可能超过基值的几倍到几十倍,甚至上百倍,全烃中有着非常高的甲烷含量。

3 天然气的测井定量评价技术

天然气测井定量评价主要包括孔隙度、渗透率以及含气饱和度的计算。

3.1 孔隙度计算

孔隙度的计算可以采用非线性算法来避免声波威利时间平均公式的局限,较为通用的声波地层因素方程如下:

在此公式中,在0~50%孔隙度范围内求解,不需要压实校正,不需要流体速度且能与岩芯资料有较好的拟合。结合岩样分析,用声波、密度资料计算孔隙度的经验公式,对孔隙度进行范围划分,拟合不同的计算方法可以实现全范围孔隙度准确的求解,不需要作压实校正,只知道流体速度和密度的情况下,就能对含水岩石孔隙度、含油气岩石的孔隙度进行计算。

在密度中子孔隙度抵偿法中,泥质含量的增加会出现中子孔隙度增大和密度孔隙减小的情况,而轻烃的饱和度增大则得到相反的结果。相对于密度测井,采用中子测井时的径向探测深度会大2~3倍,其收侵入带轻烃饱和度的影响程度更大。常用有效孔隙度方程来对泥质含量影响、含气饱和度影响进行消除,公式如下:

其中:Φ—气层有效孔隙度,NΦ—中子孔隙度,DΦ—密度孔隙度。

3.2 饱和度和渗透率计算

天然气对三种孔隙度测井都会有所影响,利用三种孔隙度测井资料能对含气饱和度Sg进行确定,对于孔隙度大于9%可使用中子声波组合来确定,对于小于9%则使用中子密度组合。该方法主要是综合分析含气饱和度、有效孔隙度以及束缚水饱和度来进行气层判断。对骨架、流体体积以及饱和度参数的确定可以在三孔隙度测井资料上采用三角形交会法求解。利用岩石骨架、液相体积、气相体积的测井值建立交会三角形,结合经泥质校正过的三孔隙度资料,利用声波交会来获得三种成分体积,最后得到气层的孔隙度以及饱和度。这种方法为非电法测井资料求取方法,有着较好的效果。还可以通过油气校正法来对饱和度、渗透率进行计算,通过泥质和油气校正地层孔隙度后,按计算油层的方法对含气饱和度和渗透率进行计算,其中油气校正的方法有迭代法和考虑中子、密度孔隙度的天然气的相反相应两种方法。另外渗透率的计算还有公式计算法,饱和度的确定还有库克尔技术等。

摘要：在天然气勘探中,测井是一种重要的技术手段,本文主要是从天然气测井的相关特性、岩石物理基础出发,讨论各种测井手段在天然气储层评价中的应用,总结对储层定量评价包括孔隙度、含气饱和度以及渗透率等相关参数计算方法。

关键词：测井,孔隙度,含气饱和度

参考文献

[1]萝飞,潘保芝,张程恩.成像测井图像纹理特征提取及火山岩岩性识别[J].国外测井技术2012,6[1]萝飞,潘保芝,张程恩.成像测井图像纹理特征提取及火山岩岩性识别[J].国外测井技术2012,6

天然气储层论文 篇3

1 天然气水合物的储层测井特点及物理性质

根据相关调查结果, 水合物与冰的密度较为接近, 略小于水, 水合物与冰的纵波传播速度较为接近, 且冰与水的中子响应相同。

根据现阶段研究结果, 仅在考虑岩石裂缝与裂隙中赋存有水合物的情况下, 沉积层中水合物的赋存方式主要有块状、层状、结核状以及分散状四种状态。在沉积物质的空隙中, 天然气水合物极可能与颗粒接触, 水合物及骨架在空隙中的接触形式会对水合物沉积岩石其弹性性质造成影响。

2 水合物储层的测井评价手段

2.1 泥质含量的估计

含水合物层段的泥质多为砾岩与砂岩, 泥质必然会影响到测井响应, 通常情况下为估计泥质的影响程度, 以自然伽玛值测井估计其泥质含量Vsh。

公式中, G R代表自然伽马的测井读数, GRmin代表不含泥质地层其自然伽马的强度值, GRmax则代表泥质岩层其自然伽马的强度值。

2.2 孔隙度的计算

水合物是水合物储层模型里起到替代作用的填充物, 用以孔隙中的一部分孔隙水, 水合物与水两者的密度、中子测井相应较为接近, 所以可应用中子测井以及密度测井的结果对孔隙度进行计算。

2.2.1 密度测井

含有水合物储层段的密度测井响应公式可为:

其中, ρb代表密度的测井读数, ρw代表孔隙水的密度, ρh代表水合物的密度, ρsh代表泥质的密度, ρmama代表岩石骨架的密度, sh代表水合物的饱和度, φ代表水合物储层段的孔隙度。将该公式转变为孔隙度表达式时, 可为:

2.2.2 中子测井

含有水合物储层段的中子测井响应公式可为:

其中, φN代表中子测井的读数, φNma、φNsh、φNhNh、φNNww等分别代表岩石骨架、泥质、水合物、孔隙水等的中子响应。

2.3 水合物饱和度的计算

水合物的导电性较低, 一般情况下在饱和度的方程公式中采取类似方法处理无导电性的油气。例如双水模型、W-S模型等。由于仍缺少沉积物中水合物的分布状态, 加上水合物具有不稳定性的特点, 因此至今实验室岩样的检测结果仍未取得。但理论上应用电阻率法进行评价是可行的。

2.3.1 电阻率法测井

因为水合物的密度小于水, 无导电性, 可将其当做油, 在评价中应用阿尔奇方程公式。

其中, tR代表地层电阻率, 单位为Ωm;wR代表地层水的电阻率, 单位为Ω·m;φ代表地层岩石的孔隙度, 单位为%;a、m、n、分别代表弯曲系数、胶结指数、饱和度指数;

2.3.2 核磁测井

核磁测井中所测量的是空隙中孔隙水占据的部分 (即φw) , 只有在水层情况测出的才是总孔隙度 (即tφ) , 而空隙中水合物占据的部分 (即φh) 为:

其中tφ可通过中子测井或是密度测井获取, 水合物饱和度:

2.3.3 声波测井

一开始, 时间平均方程是用来对水合物含量进行评价的声波测井相应公式。之后结合胶结不佳的岩石中常出现水合物这一点进行考虑, 对时间平均方程进行了压实校正, 同时根据饱和度, 表示为:

其中, ∆t代表的是通过声波测井所得到的水合物储层纵波时差值;∆tmmaa、∆th、∆tw所代表的分别是岩石骨架、水合物以及孔隙水的声波纵波时差值;Cp是压实系数, Cp=1则代表砂岩的固结性较好, 若Cp>1则表示砂岩的固结性不好。压实系数Cp可通过多种方法进行确定。

此外还有其他不同形式的修正方程公式。其中时间平均方程所描述的速度关系为固态, Wood方程所描述的速度关系为悬浮体。对于非固结状态的高空隙海洋沉积物, 其速度关系为孔隙度关系。有相关研究者提出了加权方程这一具有物理意义的公式, 表示为:

其中, Vp1代表的是通过Wood方程方式取得的含水合物沉积物的速度, Vp2代表的是通过时间平均方程公式取得的含水合物沉积物的速度, W代表的是加权因子, n*代表的是模拟水合物于沉积物的状态参数;因为饱和度数据以及水合物速度的缺乏, 所以难以确定两者的参数。通常情况下, W<1偏向时间平均方程公式, 而W>1则偏向Wood方程公式。

3 结束语

天然气水合物储层属于特殊类型储层的一种, 油气评价理论和方法是现阶段沿用的评价方法, 所以深入研究地层中水合物的实际赋存情况, 同时建立对应的评价模型, 以探讨天然气水合物的地球物理特性与测井评价。

参考文献

[1]范宜仁, 朱学娟.天然气水合物储层测井响应与评价方法综述[J].测井技术, 2011, 32 (02) :104