当前的世界环境

简介

岩石物性评价是对测井数据进行解释的知识，以评价地层不同部位的质量，并划分储层，以确定最合适的层位，以优化油藏的开发和油田开发(Tiab, 2010)。研究油田是Zagros盆地上Sarvak组最大的油田之一。岩性测定页岩体积(V_上海)，总孔隙率(PHI_T)，有效孔隙率(PHI_E)和含水饱和度(S_W)是确定储层质量的岩物性评价中最重要的参数(Hearst等, 2000)。

本文利用伊朗南部某油田上Sarvak组的2口测井资料和GEOLOG 6.7软件，确定了影响上Sarvak组储层保存质量的岩石物性参数。

评论和辩论

区域地质

扎格罗斯沉积盆地

Zagros-波斯湾地区，是伊朗、沙特阿拉伯、伊拉克或波斯湾向斜的大盆地的一部分，这是世界上最多产的石油盆地(Aghanabatiet al .,2008)。

该区前寒武纪至上新世沉积岩厚度多为海相非变质岩，火山活动不活跃，有效母岩多，有机质丰富，储层孔隙、渗透性好，地幔岩适宜，为油气的生产和聚集提供了独特的条件。与其他沉积盆地相比，Zagrs-波斯湾盆地是世界上油气储量最高的盆地。该盆地已扩展到阿曼、沙特阿拉伯、阿联酋、科威特、伊拉克、叙利亚、土耳其和东南部，此外还有伊朗和波斯湾(Motiee, 2005)。

Zagros盆地第一时代的晚寒武纪沉积岩(上)和下部，如Mila和Lalun，与伊朗其他沉积盆地的当代岩石非常相似。因此，可以说，在下古生代，Zagros盆地是一个非常大的沉积盆地的一部分，其带扩展到伊朗边界之外。随着古特提斯海洋的开放，该盆地与该国其他地区分离。因此，扎格罗斯盆地的地层可分为两个时期。在其开放之前的一段时期与该国的其他地区相似，下一段时期导致扎格罗斯-波斯湾盆地作为一个独立的盆地被创建(德鲁·达维什·扎德，2005年)。(图1)。

图1:伊朗建筑-沉降部分地图(德鲁·达维什·扎德，2005)． 点击这里查看图

Bangestan

班吉斯坦集团的名字来自班吉斯坦山，位于贝赫巴汉市西北部。班吉斯坦的石灰岩被称为中白垩世石灰、罗狄石灰、海波石石灰和拉什坎石灰。这一组从老到新，包括天蝎座，Sarvak, Surgah和Elam阵型(Ghalavand, 2006)。

Sarvak

萨瓦克组为中白垩世灰岩的一部分，位于萨瓦克峡谷切割模式和班吉斯坦山西南部，厚度为254.5米。该地层的切割模式位于班吉斯坦山南坡的中部。Sarvak组下部由250米深灰色细泥质灰岩和结节状灰岩组成，并伴有一层含有菊石的深灰色钙质泥灰岩。该地层中部含有108米的碳酸化沉积物，以块状石灰石的形式存在，其中含有棕红色的硅质结节。

在这一段中，有408米的大块棕色石灰岩，含有Roditi碎片，在它的末端有42米的铁质石灰岩。在Sarvak, Dezful和Lorestan embayment，大量的石油储备已经被发现和开发et al .,2011年)，但在Fars, Sarvak地层含油量较低。最多孔的地区是Dezful embayment(阿巴丹平原)的西南部地区，这是Albian砂岩(Omr Creek组)当地发育的地区。该地层沉积于Albian时期，位于Dezful embayment的一个太平洋大盆地和波斯湾北部，在氧化环境中(其排含300多米的页岩)(Erin, 2010)。

研究油田

该油田被认为是Zagros盆地最大的油田之一。它在距离伊朗西部100公里的一个面积为20到75公里的区域内扩展(Arian, 2010)。对位于Sarvak上部Zagros盆地南部的两口井A和B进行了研究和评价。

岩性测定

在本研究中，通过四种方法使用常规交叉图进行岩性测定。

岩性测定方法

测井的一个重要应用是确定岩性。在测井中，固体部分通常要考虑两个组分:第一个组分是含有主要颗粒和水泥的基质，第二个组分是页岩。岩性特征如矿物学结构、结构、页岩体积和流体含量等都会影响测井响应。质地是指与基质相对应的参数，结构是指层理和裂缝特征。除了从零售商和岩心钻井中获得的数据外，从测井数据中提取的数据可能有助于更准确地估算岩性et al .,2010)。在确定地层岩性方面，页岩和孔隙度最少、含水饱和度最低的区域是最佳的选择。常用来确定岩性的交叉图有:

1. 中子密度交叉图
2. 中子声波交叉图
3. M_N绘图法
4. MID_PLOT方法

中子密度交叉图

通过该交叉图可以计算岩性和孔隙度。要用这个图表图形化地发现孔隙度，密度值应该与中子相对应。该交叉图具有最大的分辨率，是不同岩性中孔隙度的最佳检测器(Fertleet al .,1987)。交叉图很好地区分了石灰、白云岩和砂岩的岩性。需要注意的是，在绘制给定数据之前，应对页岩和碳氢化合物的存在进行校正。在井壁不均匀或泥浆重的井中，信息密度可能无法显示相关性，因此跨平台的使用存在局限性(Sajadianet al .,2011)。

根据中子密度交叉图，研究区上部Sarvak岩性分别为石灰岩、白云岩和少量页岩的组合(图2和图3)。

图2:A井中子密度交叉图 点击这里查看图

图3:A井中子密度交叉图 点击这里查看图

中子声波交叉图

在该交叉图中，不同岩性之间的分辨率接近中子密度交叉图。对于图形解，画出声波与中子的关系就足够了。图示面积是点状线到矩阵线的距离表示岩性百分比的点。在可蒸发矿物存在的情况下，该图显示低分辨率。与密度测井相比，声波测井对井眼不规则度的敏感度较低，但由于考虑到密度，使用这些交叉图是不寻常的。如果页岩和干页岩的中子孔隙度与基质中的中子孔隙度不一致，计算出的孔隙度就不正确，因此提前对页岩进行校正是很重要的(Rezaieet al .,2010)

A井和B井的中子声波交叉图如下所示(图4和图5)。

图4:A井声波中子交叉图 点击这里查看图

图5:B井声波中子交叉图 点击这里查看图

mn交会图法

该交叉图用于在3张孔隙度图的帮助下确定岩性。事实上，该交叉图消除了孔隙度的影响，用于三元矿物组成的研究。为了定义M，也就是曲线的斜率密度和声波测量已经被整合了。中子密度的交叉图有一个相似的斜率称为N。在交叉图中，M和N是相互对照的。M和N由下式得到:

在这些关系中，N和M的结果之间各用2图计算，因此在很大程度上消除了孔隙度和岩性的影响。所以N和M只是岩性的函数。这些交叉图的最佳用途之一是诊断次生孔隙。由于次生孔隙度变化M而不变化n，因此它向交叉图的北部平移(Serra, 2009)。

由于缺乏PEF(光电因子)，B井没有M-N交叉图，仅A井已经绘制了交叉图(图6)。

图6:A井M-N交叉图 点击这里查看图

交会图法

为了精确确定岩性，使用MID交叉图，其中第一次尝试是确定矩阵(Δ^t_妈,φ_Nma，P_妈)．在这个图表(Δ^t_妈-P_maa)通过不同岩性(白云石、砂岩和石灰岩)的插值矩阵(Elins .)得到等, 1978)。

通过确定这两个参数(Δ^t_妈P_maa)，我们可以在MID图中使用它们。图中主要点分布较小，相关值的轴线具有真实的物理参数。

MID图使用了有意义的参数，如密度和矩阵，而在M -N图中，M和N只是斜率。然而，在与MN样地相似的MID样地中，只能区分三种矿物。使用这些交叉图需要经过三个阶段。第一步，利用不同的中子密度和中子声波交叉图计算表观孔隙度;第二，使用这些价值观P_maa、Δ^t_妈计算。在第三个阶段，值是相互对立的。如果确定了三种矿物的组合，可以使用图表CP-15确定每种矿物的百分比(Rezaieet al .,2010)

我们可以在MID图中使用这两个参数。在这些图中，主要点显示较低的分布，相关值的轴线具有真实的物理参数(Clavieret al .,1971)。

由于缺乏PEF(光电因子)，B井没有M-N交叉图，仅A井已经绘制了交叉图(图7)。

图7:A井中段图 点击这里查看图

页岩体积计算

页岩体积是研究储层物性和储层质量的重要参数之一。页岩可以引起储层的巨大变化。页岩通常通过CGR测井进行计算et al .,2010)。本研究通过对两种测井曲线的CGR和SGR进行调整，揭示了影响元素铀丰度对测井曲线SGR的影响。因此，根据测井CGR测量页岩的尺寸，按照公式3进行。通过这种方法，在Sarvak地层中没有铸井的区域进行了CGR最大值和最小值的测量。

在这种关系中，CGRmax与智利扇区有关，CGRmin与清洁扇区有关，CGR是在所需深度的伽马图读数。

由表1可知，Sarvak上段计算的页岩平均体积过低，约为1.39%，因此认为Sarvak组为洁净层。

孔隙度计算

孔隙度是储层岩石的重要参数之一，它代表着油气的沉积量。孔隙受沉积和成岩过程两个因素控制(Moradzadehet al .,2009)

根据测井材料的不同，有不同的计算孔隙度的方法。在计算孔隙度时，主要使用测井中子、密度、声波和电阻率图。一个或几个图的组合可以用来计算孔隙度(赫斯特等, 2000)。

geoog软件中的概率方法(multimin)是基于联立方程(Fertleet al .,1987)。为了计算孔隙率，本研究使用了如下所示的密度图、中子图和声波图。

用对数计算孔隙率

用Log中子测井计算孔隙率

中子测井用于计算孔隙度。这个工具显示氢的丰度或氢指数。中子工具与填充孔隙的水体积对应，测量孔隙度为4。

在这种情况下，φ:实际孔隙率，一个而且b为经验常数，N为仪器上的值。

由于对灰岩进行了中子测井校正，所以在钙质岩性中，中子测井值将是孔隙度值，而在白云岩砂岩岩性中，则需要对基质进行校正。

中子测井的岩性校正与岩性、孔隙度和中子测井类型有关(图8)。

图8:校正中子图的por14c图(斯伦贝谢,1972) 点击这里查看图

使用密度工具计算孔隙率

在干净地层中，由密度引起的孔隙度测井用式5计算。

方程(5)

根据基质和流体密度，可以计算孔隙率(图9)。

图9:从密度图计算孔隙率，图pol -5(斯伦贝谢,1972)． 点击这里查看图

使用声波工具进行计算

与中子相比，这种方法不那么重要。这种方法通常用于岩石孔隙度不完整的情况。该方法也适用于计算初始孔隙度。

次生孔隙度由声波孔隙度与中子和或密度孔隙度相减而得。多孔地层中的流体量会影响声波的传播时间，降低声波的传播速度。填充流体的密度越小，声速越低(图10)。

图10声波图孔隙度计算，波尔-3图中的直线对应Wiley公式，曲线与Rimmer方程相关。 点击这里查看图

虚线表示公式不够紧凑(Schlumberger, 1972)。

利用电阻率测井计算孔隙度

通过这种方法，利用Archie方程得到孔隙率。

这种方法是在样品完全被水饱和时使用的。

这样，孔隙度可以用式6 (Hearst等, 2000)。

方程(6)

在这种情况下，m和a是实验常数R_曼氏金融是滤泥电阻率和R_xo为冲刷后的电阻率面积。

利用双对数计算孔隙度

该方法不需要背景信息，利用中子密度、中子声波和密度声波交叉图可以确定和计算孔隙度和岩性类型。

中子密度交叉图计算

在这种方法中，孔隙度是根据中子测井值与密度测井值的对比来确定的(图11)。气藏的存在导致了中子测井值的降低。由于气体的存在，岩石的密度也会降低，因此密度工具的值也会降低(图11)。

当把中子和密度的双对数放在一起时，气体的存在可能会把这两个对数与转子的效应分开。Fertel (Fertleet al .,1987)提出了计算中子密度孔隙率的公式7。

图11:确定孔隙度和岩性[19]的中子密度交叉图。 点击这里查看图

用中子声波交叉图计算孔隙率

在这种方法中，孔隙度是根据中子测井值和声波测井值确定的。除了计算孔隙度外，该交叉图还用于确定岩性(图12)et al .,1987)

图12:确定孔隙度和岩性[19]的中子声波交叉图。 点击这里查看图

利用密度-声波曲线计算孔隙率

该方法根据密度测井值与声波测井值的对比计算孔隙度(图13)。

图13:声波密度交叉图确定孔隙度和岩性[19]。 点击这里查看图

如果没有中子和密度测井，在不了解曲线岩性的情况下，就无法直接确定孔隙度。当孔隙度和岩性的声波测井不确定时，就使用声波电阻曲线。

含水饱和度的测定

根据定义，饱和度定义为流体占用的体积与孔隙的总体积之比，它指的是1．含水饱和度是指水所占空隙的百分比，用S表示_w．其余部分由石油和天然气组成，相当于(1-Sw)，被称为饱和烃，特征为S_人力资源卡西姆·阿斯卡里et al .,2010)。含水饱和度由地层电阻率曲线(Rezaieet al .,2010)

为了计算含水饱和度，我们使用了两种方法，最后选择了最好的方法，两种方法分别进行了比较:

阿奇的关系

洁净地层和无页岩地层含水饱和度采用Archie方法求解。阿奇公式是基于这样一个事实:地层中唯一的导电材料是盐水;但在砂质页岩地层中，随页岩释放的离子也负责传导电流。页岩的存在可以减少SP图的失真，增加实际导电性(C_t)．需要注意的是，离子交换容量在页岩的电导率中显示出页岩的电导率潜力，它可能对油气层的评价产生重要影响。

对于非泥页岩地层，Archie介绍了地层电阻率因子的原理

在这个方程中，R₀是被电阻为R的电解液100%饱和的地层的电阻_w比如水。C₀和C_w也被认为是指挥家。C₀plot vs. C_w是一条经过原点的直线，斜率为1/F。

Archie得出结论，洁净地层所表现出的阻力不仅取决于饱和盐水的阻力，还取决于岩石空隙中电解质的数量。Archie阻力方程的计算结果证实了该模型在储层砂层中的应用。

年代_w是饱和的水占空白空间的一小部分。n为饱和容量和C_t饱和时间S下储层岩石的导电性为_w．

以下公式可视为阿奇公式:

一个:阿奇常数，主要等于1

n:饱和容量

米:胶结系数

∅:孔隙度

R_w:地层水电阻率

R_t:真正的阻力

年代_w:含水饱和度

根据上述定义，在粘土矿物地层中，困在薄层页岩之间的水导致了额外的导电性。这意味着阿奇方程高估了含水饱和度，而不是实际含水饱和度。

印尼的方法

在这种方法中，含水饱和度由下式计算。这些都是由geoog软件完成的。

C_o:烃类的导电性

C_w:水的导电性

F:形成因素

V_上海:页岩体积

C_上海:页岩导电性

C_t:地层实际导电性

年代_w:含水饱和度

它也可以写成

比较两种方法，可以说:

印度尼西亚模式估计了相当多的含水饱和度。但阿奇模型缺乏这一功能。印度尼西亚模型计算含水饱和度精度较高。这是因为印尼模型在计算含水饱和度时考虑了阻力因素和页岩体积。

因此，采用印度尼西亚模型确定含水饱和度方程，结果如表1所示。

表1 A、B井计算的页岩平均体积、总孔隙度、有效孔隙度、总含水饱和度、有效含水饱和度 点击这里查看表格

水塘分区及最终评估结果

通常分区(模块化)是通过考虑存储库中的图的答案来完成的。本研究通过资料准备、环境改善、油井岩石物性资料分析，将研究区上Sarvak组划分为5个分段S₁到S₅．由于S₂从S₂-a到S₂- h。2层A井的有效平均孔隙度为19.3，有效含水饱和度为12.6，页岩体积为3.4%;3层A井的有效平均孔隙度为9.5，有效含水饱和度为27，页岩体积为0.5%，储层物性最好。2层B井有效平均孔隙度为18.8，有效含水饱和度为13.7，无页岩体积;3层B井有效平均孔隙度为12.4，有效含水饱和度为51.5，无页岩体积，储层物性最好。第三段A井储层物性最低，有效平均孔隙度3.2，有效含水饱和度89.6，页岩体积17.2%;B井有效平均孔隙度5.3，有效含水饱和度100%(含水)，页岩体积17.9%。最后是S₂以灰岩岩性为主，二、三亚层泥岩价值最低，被认为是储层的最佳部位。S区_3.被认为是水库最薄弱的部分。(图14)。

图14:上Sarvak油田研究的A、B井及分段(分区) 点击这里查看图

结论

研究区Sarvak上段岩石物性评价得到以下结果:

1. 根据岩石物理评价，确定地层岩性为灰岩、少量白云岩和少量泥页岩。
2. 根据对井的最终分析和储层特征的确定，并根据电阻率、中子、密度和伽马测井以及A井和B井的分析结果，将上Sarvak层从上到下划分为5个部分，由于孔隙度的变化，将第2部分划分为8个子层。最后是S区₂以灰岩为主要岩性，2层和3层泥岩含量最低，为最佳储层。
3. 由于页岩体积较小(平均为1.93%)，上Sarvak地层可以被认为是干净的地层。

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