一种生物碎屑灰岩储层孔隙结构分类方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物碎屑灰岩储层孔隙结构分类方法，包括步骤：a对研究区块目标井段进行核磁测井和常规测井及钻井取心；b对岩心进行配套的高压压汞和核磁共振实验；c依据毛管压力曲线形态、孔喉分布特征和油气产能将孔隙结构分为四类，并确定不同尺度的孔喉空间界限；d通过岩心刻度得到核磁T2谱不同孔径组分的弛豫分布范围；e利用核磁T2谱不同孔径组分的分布情况建立孔隙结构分类标准；f应用核磁测井资料实现全井段连续的孔隙结构类型识别。本发明充分挖掘了压汞毛管压力曲线分形特征与成岩作用、孔喉分布的关系，并结合核磁资料得到不同孔径组分占比，使得储层孔隙结构分类更加精细，利于解决非均质性生物碎屑灰岩储层孔隙结构精细评价的问题。
【专利说明】
一种生物碎屑灰岩储层孔隙结构分类方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种新的生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，属于石油勘探开发领 域。
【背景技术】
[0002] 储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的宏观物性、电性、产业类型和油气产 能，并最终决定着油气藏产能的差异分布，准确表征储层孔隙结构特征对非均质性储层评 价和油藏勘探开发意义重大。
[0003] 目前孔隙结构的研究方法主要有利用扫描电镜、铸体薄片和CT成像等对孔隙结构 进行观察描述的直接方法和利用毛管压力测试等反映孔隙结构的间接方法。对于非均质性 较强的储层，直接方法受观察视域的影响较大，与储层宏观物性和油气生产情况吻合性不 高；目前最直接最有效的资料就是利用毛管力曲线形态分析定性表征储层孔隙结构，但该 种方法对过渡类型曲线的判断主观性大，分类较粗，不能精细表征孔隙结构的细微差异，且 该方法成本较高，实际生产中无法连续取心分析，达不到对孔隙结构连续定量评价的目的。
[0004] 核磁共振测井技术能提供丰富的孔隙结构信息，可以实现孔隙结构的连续评价， 但目前无法从T2谱上直接获取孔喉分布信息的准确结果，通常需要将T 2谱与毛管力曲线结 合，对两者关系及其相互转化进行研究，才能对孔喉大小做出准确评价。
【发明内容】
[0005] 基于上述技术问题，本发明提供一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法。
[0006] 本发明所采用的技术解决方案是：
[0007] -种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，包括以下步骤：
[0008] a对研究区块的目标井段进行核磁测井和常规测井及钻井取心；
[0009] b对岩心分别进行高压压汞实验和核磁实验；
[0010] C分析压汞毛管力曲线分形特征与成岩作用、孔喉分布的关系，依据压汞毛管力曲 线形态、孔喉分布特征和油气产能将孔隙结构分类，并利用曲线拐点及平直段位置确定不 同尺度的孔喉空间界限值；
[0011] d考察核磁^弛豫谱与压汞毛管力曲线的对应关系，得到核磁T2弛豫谱不同孔隙组 分的弛豫分布范围；
[0012] e选取对孔隙结构表征较为敏感的孔隙组分占比参数作为孔隙结构的判别参数， 建立不同孔隙结构的判别标准；
[0013] f提取核磁测井T2谱不同孔隙组分占比情况，实现全井段的孔隙结构类型识别。
[0014] 上述步骤d中：将T2弛豫谱和压汞毛管力曲线--对应，两类曲线的顶点对应着最 大孔隙，拐点对应不同尺度孔隙的过渡，得到孔喉半径和^弛豫时间的幂指数关系，将不同 尺度的孔喉空间界限值转化到^弛豫时间界限值，从而得到核磁孔隙空间分布的分类标 准。
[0015] 上述步骤e中：依据孔隙结构的判别参数建立不同孔隙结构的判别标准时，采用模 糊聚类的数学方法。
[0016] 上述步骤f中：首先对核磁测井资料进行处理得到T2弛豫谱，再根据不同孔隙组分 的弛豫分布范围提取出各类孔隙组分的占比情况，根据建立的不同孔隙结构的判别标准实 现全井段连续的孔隙结构类型识别。
[0017] 本发明的有益技术效果是：
[0018] 本发明从压汞毛管力曲线的分形特征入手，深入分析了压汞毛管力曲线分形特征 与成岩作用、孔喉分布的关系，利用曲线形态对不同尺度的孔喉空间进行了精细刻画，克服 了现有方法无法精细表征孔隙结构细微差异的缺陷，结合毛管力曲线形态及拐点确定了压 汞孔径分类标准;基于岩心刻度测井，确定了不同孔隙组分的核磁弛豫范围；分析不同孔隙 结构的大、中、小和微孔占比，建立了核磁测井分类标准，最终实现了基于核磁测井不同孔 隙分量占比的生物碎肩灰岩孔隙结构分类，为生物碎肩灰岩储层的孔隙结构研究提供了一 种有效的分类评方法。该方法不仅全面体现了孔隙的形态特征，还能表征孔喉的连通特性， 反映岩石的渗流机理，从而为渗透率计算、产能评价提供有力的技术支撑。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步说明：
[0020] 图1为本发明一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法的流程示意图。
[0021] 图2为本发明实施例中某地区四类孔隙结构毛管压力曲线及铸体薄片特征图；其 中，图2a示出I类孔隙结构毛管压力曲线及铸体薄片特征图，图2b示出II类孔隙结构毛管压 力曲线及铸体薄片特征图，图2c示出m类孔隙结构毛管压力曲线及铸体薄片特征图，图2d 示出IV类孔隙结构毛管压力曲线及铸体薄片特征图。
[0022] 图3为本发明实施例中某地区毛管压力曲线形态主控因素示意图。
[0023] 图4为本发明实施例中某地区孔喉半径和!^弛豫时间的幂指数关系图。
[0024] 图5为本发明实施例中某地区四类孔隙结构核磁不同孔隙空间分布情况图；其中， 图5a示出I类孔隙结构，图5b示出II类孔隙结构，图5c示出m类孔隙结构，图5d示出IV类孔 隙结构。
[0025] 图6为本发明实施例中某地区某井核磁测井识别孔隙结构效果图。
【具体实施方式】
[0026] 如图1所示，一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，包括以下步骤：
[0027] a对研究区块的目标井段进行核磁测井和常规测井及钻井取心。
[0028] b对步骤a取得的岩心进行配套的高压压汞实验和核磁实验，所谓配套即是指对同 一岩心既进行高压压汞实验，又进行核磁实验。
[0029] c根据图3所示，毛管力曲线横坐标为进汞压力Pc，代表孔喉半径的大小，纵坐标为 非润湿相流体饱和度S，反映孔喉的连通性，曲线位于左上方代表连通性较好的大孔喉部 分，位于右下方代表连通性差的小孔喉部分。依据毛管压力曲线形态、孔喉分布特征和油气 产能将孔隙结构分为四类，如图2所示，特征如下：
[0030] I类孔隙结构对应着强溶蚀的成岩作用，毛管力曲线开口向下，平直段最短，孔喉 半径最大，粗细孔喉均有分布且连通性较好，非润湿相流体可以自由的充注于不同尺度的 孔隙空间内，铸体薄片视域内面孔率大，孔隙以连通铸模孔、粒间孔隙为主；
[0031] n类孔隙结构受溶蚀跟胶结作用的共同影响，以溶蚀作用为主，曲线开口向上，平 直段较短，孔喉半径较大，下凹处出现靠右的明显拐点，说明进汞前期较为顺利，进汞后期 速度明显下降，粗、中孔喉占比较大且连通性好，细、微孔喉连通性差，铸体薄片视域内面孔 率较大，孔隙以铸模孔、粒内孔为主，发育部分微孔；
[0032] m类孔隙结构也受溶蚀跟胶结作用的共同影响，整体以胶结作用为主，毛管力曲 线开口略微向上，平直段较长，孔喉半径较小，曲线下凹程度较n类明显减弱，曲线出现靠 左的明显拐点，说明粗、中孔喉所占比例较小，非润湿相流体主要靠细、微孔喉充注，铸体薄 片视域内面孔率较小，孔隙以孤立铸模孔、粒内孔和微孔为主，连通性较差；
[0033] IV类孔隙结构毛管力曲线开口向下，孔喉不发育，以细、微喉为主，润湿相流体需 要较高的进汞压力才能充注进入孔喉，铸体薄片视域内基本不可见孔隙，孔隙主要以微孔 为主。
[0034] 经分析可知，I类孔隙结构粗喉较发育，IV类孔隙结构主要以细喉为主，将IV类分 形曲线开始下凹处的压力（即m类分形曲线的拐点压力值)按照公式/fc = 计算得到 r 喉道半径值作为微喉和细喉的分界值，同理，将m类分形曲线开始下凹处的压力值对应的 喉道半径值作为细喉和中喉的分界值，将n类分形曲线开始下凹处的压力值对应的喉道半 径值作为中喉和粗喉的分界值，得到孔喉大小分类标准如下：
[0035] 微喉:r〈0.15um;细喉：0? 15〈r〈liim;中喉：l〈r〈5iim;粗喉:r>5iim。
[0036] d考察核磁!^弛豫谱与压汞孔径分布曲线的对应关系，两类曲线的顶点对应着最 大孔隙，拐点对应不同尺度孔隙的过渡，据此将^弛豫谱和孔径分布曲线一一对应，得到孔 喉半径r和T 2弛豫时间的幂指数关系图如图4，将不同孔喉的毛管力r分界值0.15wii、lwii和5 Mi转化到^弛豫时间，分别为30ms、90ms、200ms，从而可得核磁孔隙空间分布的分类标准如 下：
[0037] 微孔:T2〈30ms;小孔：30〈T2〈90ms;中孔:90〈T2〈200ms;大孔:T 2>200ms。
[0038] e四类孔隙结构核磁T2谱特征如图5所示，I类孔隙结构T2双峰大孔型，分选较好，主 要为弛豫值较大的大孔洞；n类孔隙结构呈双峰中-大孔型，分选好，以大、中孔为主；m类 孔隙结构呈单峰中孔型，分选中等，以中孔为主;IV类孔隙结构分选较差，孔隙总体不发育， 微孔占比较大。四类孔隙结构核磁T 2谱大、中、小和微孔的分布情况如图5所示，从I类到IV 类，大孔、中孔占比逐渐减小，微孔占比逐渐增大，小孔的变化特征并不明显，因此选取对孔 隙结构表征较为敏感的大孔、中孔和微孔占比三个参数作为孔隙结构的判别参数，通过模 糊聚类的数学方法建立不同孔隙结构的判别标准，算法实现步骤如下：
[0039] ①对78个样本点的三个敏感参数进行归一化预处理。设Xij为第i个样本点第j个 参数的原始值，标准化后的Xi/为
[0041] 式中:n为地层样本总数，取值78;
[0042] ②采用夹角余弦法建立模糊相似矩阵R;
[0045] ③采用传递闭包法根据所得的模糊矩阵R合成模糊等价矩阵Rk，依次取AG [0, 1]， 可得样本点在不同阈值X水平上的分类结果，根据研究对象的实际情况，选取X = 〇.9712,建 立孔隙结构识别标准。对于未知类别的岩心，可通过计算模式隶属函数，利用最大隶属原则 进行种类判别。
[0046] f?对核磁测井资料进行处理得到T2弛豫谱，再根据不同孔隙组分的弛豫分布范围 提取出各类孔隙组分的占比情况，通过计算模式隶属函数，利用最大隶属原则根据建立的 判别标准进行种类判别，实现全井段的孔隙结构类型识别和定量评价，将该方法应用于实 施例中某地区某井中，孔隙结构识别效果图如图6所示。A井段核磁判别结果为I类孔隙结 构，该段为主力储层，日产量为307.8b/d/m，属于一类储层，对应岩心显示孔隙发育，物性较 好，可见油斑;B井段核磁判别结果为IV类孔隙结构，岩心较为致密，物性较差，判别结果与 岩心描述一致。
[0047]当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员 在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式和改进等，均落在本权利要求 书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【主权项】
1. 一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，其特征在于包括以下步骤： a对研究区块的目标井段进行核磁测井和常规测井及钻井取心； b对岩心分别进行高压压汞实验和核磁实验； c分析压汞毛管力曲线分形特征与成岩作用、孔喉分布的关系，依据压汞毛管力曲线形 态、孔喉分布特征和油气产能将孔隙结构分类，并利用曲线拐点及平直段位置确定不同尺 度的孔喉空间界限值； d考察核磁^弛豫谱与压汞毛管力曲线的对应关系，得到核磁豫谱不同孔隙组分的 弛豫分布范围； e选取对孔隙结构表征较为敏感的孔隙组分占比参数作为孔隙结构的判别参数，建立 不同孔隙结构的判别标准； f提取核磁测井T2谱不同孔隙组分占比情况，实现全井段的孔隙结构类型识别。2. 根据权利要求1所述的一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，其特征在于，步骤 d中：将Τ2弛豫谱和压汞毛管力曲线一一对应，两类曲线的顶点对应着最大孔隙，拐点对应 不同尺度孔隙的过渡，得到孔喉半径和^弛豫时间的幂指数关系，将不同尺度的孔喉空间 界限值转化到Τ 2弛豫时间界限值，从而得到核磁孔隙空间分布的分类标准。3. 根据权利要求1所述的一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，其特征在于，步骤 e中：依据孔隙结构的判别参数建立不同孔隙结构的判别标准时，采用模糊聚类的数学方 法。4. 根据权利要求1所述的一种生物碎肩灰岩储层孔隙结构分类方法，其特征在于，步骤 f中：首先对核磁测井资料进行处理得到T2弛豫谱，再根据不同孔隙组分的弛豫分布范围提 取出各类孔隙组分的占比情况，根据建立的不同孔隙结构的判别标准实现全井段连续的孔 隙结构类型识别。
【文档编号】G01N15/08GK106053315SQ201610401996
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】范宜仁, 韩玉娇, 葛新民, 刘家雄
【申请人】中国石油大学(华东)