申请/专利权人：中国石油大学(华东);中国石油化工股份有限公司

申请日：2020-06-16

公开（公告）日：2023-05-16

公开（公告）号：CN111706319B

主分类号：E21B49/00

分类号：E21B49/00;G06T17/05

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.16#授权;2020.10.27#实质审查的生效;2020.09.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法，具体涉及油气田勘探开发领域。该方法通过构建海相页岩导电模型，根据有机质的发育成熟情况，剥离有机质对海相页岩电阻率的影响，再结合电成像高分辨率电阻率曲线剥离低阻薄层的影响，利用页岩三维数字岩心模拟确定黄铁矿含量的影响，计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率，考虑粘土和地层水的影响，建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型，进行海相页岩含气饱和度评价；本发明有效解决了传统含气饱和度评价模型因海相页岩导电组分多、导电机理复杂而难以适用的问题，提高了海相页岩含气饱和度评价精度，为海相页岩气勘探开发提供了有力支撑。

主权项：1.一种基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，构建海相页岩导电模型；根据页岩地层的岩心剖面和电成像静态图，在电阻率测井探测尺度内，纵向上将页岩地层划分为低阻层和高阻层，结合岩心X射线衍射全岩和粘土矿物分析结果，构建海相页岩导电模型，在海相页岩导电模型中，根据导电性质的差异，将高阻层内的导电组分划分为有机质、黄铁矿、粘土和地层水，将低阻层设置为一个由低阻成分组成不区分导电组分的整体，海相页岩导电模型如下所示： 式中，Rt表示测井电阻率，单位为Ω·m；fL表示电阻率测井探测尺度内低阻层比例；RL表示低阻层电阻率，单位为Ω·m；RH表示高阻层电阻率，单位为Ω·m；步骤2，根据有机质的发育情况和成熟度，剥离有机质对海相页岩电阻率的影响；根据总有机碳TOC确定页岩层段有机质的发育情况，通过测井电阻率和镜质体反射率Ro确定页岩层段有机质的成熟度，判断页岩层段是否满足总有机碳TOC＞1.5％且测井电阻率连续小于2Ω·m、镜质体反射率Ro＞3.0％的条件，若满足，则确定该层段为高成熟富有机质低阻页岩层段，不需要进行含气饱和度评价，若不满足，则确定该页岩层段有机质为低成熟度有机质，由于低成熟度有机质体积小含量低且高阻，对页岩电阻率的影响小，因此不需要剥离有机质对海相页岩电阻率的影响；步骤3，结合电成像高分辨率电阻率曲线，确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL，剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响，基于步骤1构建的海相页岩导电模型，计算海相页岩高阻层电阻率；利用浅侧向电阻率对电成像静态图进行刻度，得到电成像高分辨率电阻率曲线SRES，通过对SRES曲线电阻率进行统计分析确定截止值，将该截止值作为低阻薄层电阻率的上限，在电阻率测井探测尺度内，统计大于截止值的数据点数countH和小于截止值的数据点数countL，确定电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL，公式如下所示： 基于步骤1建立的海相页岩导电模型，利用电阻率测井探测尺度内低阻层比例fL剥离低阻薄层对海相页岩电阻率的影响，计算海相页岩高阻层电阻率，公式如下所示： 式中，为符合页岩地层实际情况，需要满足RL＞RtfL；步骤4，建立页岩三维数字岩心，模拟确定黄铁矿含量对海相页岩高阻层电阻率的影响，根据黄铁矿含量，计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率；从页岩层段中挑选岩样进行聚集离子束电镜扫描，得到岩样的电镜扫描图像，基于页岩岩样的电镜扫描图像在纳米尺度上重建页岩三维空间分布，根据各岩石组分灰度值的差异，分割提取页岩三维空间分布中的孔隙、粘土、脆性矿物、有机质和黄铁矿，建立页岩三维数字岩心；利用矿物替代的方法逐渐增加页岩三维数字岩心中的黄铁矿含量，模拟黄铁矿对页岩测井电阻率的影响，得到页岩测井电阻率随黄铁矿含量的变化规律，当黄铁矿含量vpy＜7％时，测井电阻率与黄铁矿关系不明显，黄铁矿含量对页岩测井电阻率无影响，当黄铁矿含量vpy≥7％时，随着黄铁矿含量的增加页岩测井电阻率明显下降，通过分析页岩三维数字岩心模拟结果，得到黄铁矿混联系数α和黄铁矿影响系数β；根据岩心剖面确定黄铁矿在页岩中呈不规则分布，通过页岩三维数字岩心电性模拟得到黄铁矿对页岩电阻率的影响为混联作用；获取页岩层段的黄铁矿含量，通过对步骤3计算的高阻层电阻率进行黄铁矿含量校正，计算剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率，公式如下所示： 其中， 式中，RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率，单位为Ω·m；Rpy表示黄铁矿电阻率，单位为Ω·m；α表示黄铁矿混联系数；c、d表示公式系数；β表示黄铁矿影响系数，数值一般在1-2之间；步骤5，综合粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响，建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型，计算海相页岩含气饱和度，开展海相页岩含气饱和度评价；根据粘土和地层水对海相页岩电阻率的影响，结合传统泥质砂岩饱和度评价模型，计算海相页岩含水饱和度，公式如下所示： 根据海相页岩含水饱和度计算公式，建立基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型，如下所示： 式中，RF表示剥离黄铁矿影响后的高阻层电阻率，单位为Ω·m；φ表示地层孔隙度；Vcl表示粘土含量；Rcl表示粘土电阻率，单位为Ω·m；a、b表示公式系数，m表示孔隙指数，a、b、m通过岩电实验确定；Rw表示地层水电阻率，单位为Ω·m；Sw表示海相页岩含水饱和度，单位为％；Sg表示海相页岩含气饱和度，单位为％；基于导电影响因素逐步剥离的海相页岩含气饱和度评价模型，计算海相页岩含气饱和度，进行海相页岩含气饱和度评价。

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