本技术涉及考虑有机质影响的湖相页岩导电模型及饱和度评价方法,属于非常规油气储层含油性评价技术领域,包括:1)基于保压密闭样品和二维核磁共振技术,表征页岩样品中流体信息;2)根据页岩有机碳含量和粘土含量,划分湖相页岩岩性类型,分析不同岩性电阻率值和自由水、束缚水孔隙度间关系;3)选取粉砂岩夹层样品,反算无机孔隙导电网络的胶结指数和饱和度指数;4)建立湖相页岩并联导电模型,分岩性标定岩电参数;5)建立岩性岩性的判别图版、TOC的预测模型、束缚水含量的预测模型及有效孔隙度计算模型,结合湖相页岩并联导电模型,分不同岩性解释含油饱和度。本发明提供了准确的页岩储层流体信息,为岩电参数标定提供了全新思路。
背景技术
含油饱和度是地层中含油体积和岩石有效孔隙体积之比,是油藏地质评价中的重要参数,对于确定储层的含油体积、估计可采油储量和预测采收率等具有重要意义,直接影响着油藏的勘探和开发策略。含油饱和度也是非常规油气资源甜点评价的关键参数,尤其对于湖相页岩油。
测井曲线常用于含油饱和度的预测,基本步骤为根据岩石导电机制建立导电模型,再通过岩电实验标定模型中参数,得到含水饱和度计算公式,进而计算得到含油饱和度。电阻率对岩石孔隙中流体响应敏感,通常利用电阻率曲线来评价地层含油饱和度。目前饱和度计算主要采用两类导电模型,一是假定岩石骨架为纯砂岩,孔隙水中离子导电为主要导电机制,通过储层孔隙度和电阻率曲线可计算含水饱和度,比如Archie公式,该类型主要适用于纯砂岩地层;另一类是假定岩石骨架含有泥质,基质孔隙离子导电和粘土结合水导电并联,导电模型中需要考虑粘土附加导电性,比如Indonesia方程,双水模型和三水模型,该类型导电主要适用于含泥质砂岩、泥岩等。另外,根据含油量与常规曲线之间的统计关系,利用优化方法也可建立饱和度解释模型,该方法理论性偏弱,不具有普适性。
湖相页岩是页岩油发育的重要载体,页岩具有粒度细、纹层发育、矿物类型多、粘土和有机碳含量高等特点,孔隙以纳米级为主,孔隙连通性差,同时流体赋存形式也多样,包括游离油、吸附油、束缚水、自由水等形式。由于页岩层系在储层物性、赋存等方面特殊性,导致上述导电模型和饱和度公式在应用时具有以下缺点:
1)页岩孔隙水赋存形式多样,粘土和有机碳含量高,有机质与粘土多呈复合体形式存在,导致页岩层系中导电机制非常复杂,除无机矿物孔隙中离子导电外,还包括粘土附加导电,且有机质会影响黏土的附加导电能力。因此,纯砂岩或泥质砂岩的导电模型很难适用于湖相页岩层系中。
2)页岩孔隙小、连通性差,且流体赋存形式多样,在页岩岩心上很难开展常规岩电实验,也无法得到相关的岩电参数,页岩的饱和度公式计算精度较低。需要采用其他手段标定得到合理的岩电参数。
3)由于页岩岩心流体易挥发,传统放置岩心测得的含油量已经不能反映地层实际情况,根据含油量和测井曲线的相关性来建立饱和度计算模型,会低估页岩油层系的实际含油饱和度。
解决上述问题的难度如下:
页岩中无机矿物和有机质并存,存在多种类型孔隙,孔隙含自由水和束缚水外,还存在吸附油和游离油等多种流体,如何获取到不同类型流体含量,是准确标定页岩岩电参数的关键问题之一,目前密闭取心和二维核磁技术联用,有望准确表征页岩岩心原位流体信息。其次,页岩中粘土和有机质多呈复合体存在,有机质表面通常吸附油分子,这些油分子与粘土表面吸附水发生竞争吸附,影响粘土表面附加导电性,常用的粘土附加导电模型需要考虑有机质的影响,目前尚未建立考虑有机质影响的粘土附加导电模型,降低了湖相页岩导电模型和含油饱和度计算精度。
实现思路