基于toc的頁巖儲層含氣飽和度確定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，通過地化錄井儀測量或測井資料計算得到TOC資料；依據(jù)地層巖性、氣測甲烷、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線變化劃分頁巖氣顯示儲層，讀取頁巖儲層TOC曲線數(shù)據(jù)，選取處于同一頁巖段內(nèi)相鄰的非儲層TOC平均值，作為該頁巖儲層的TOC背景值，根據(jù)地區(qū)不同分類選取區(qū)域頁巖儲層含氣飽和度指數(shù)n，根據(jù)公式Sg=1-(TOCt/TOCb)-1/n，求取頁巖儲層段的含氣飽和度Sg，輸出計算結果。本發(fā)明解決了低阻頁巖儲層計算地層含氣飽和度的問題，成本低，簡便、準確，適應范圍更廣。本發(fā)明已在涪陵頁巖氣田應用26口井，其中解釋處理低阻頁巖氣儲層23口井使用，確定準確。
【專利說明】基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在錄井與測井解釋過程中確定頁巖儲層含氣飽和度方法，為頁巖儲層評價提供解釋關鍵參數(shù)以確定TOC頁巖儲層含氣飽和度的方法。
【背景技術】
[0002]在頁巖氣勘探開發(fā)錄井與測井服務過程中，傳統(tǒng)的頁巖氣儲層含氣飽和度確定方法是采用阿爾奇法求取。
[0003]阿爾奇法求取頁巖儲層含氣飽和度，主要是使用測井頁巖儲層電阻率、孔隙度、區(qū)域地層水電阻率資料，利用阿爾奇公式求取?；诎柶娣ㄇ笕〉捻搸r等儲層含氣飽和度稱為“電阻率含氣飽和度”。
[0004]阿爾奇法求取頁巖儲層含氣飽和度前提條件是，僅有地層水導電，構成地層骨架的礦物成分不導電，然而頁巖儲層中導電礦物黃鐵礦及地層束縛水含量較高，導致頁巖儲層電阻率異常變小，計算得到的頁巖儲層電阻率含氣飽和度準確度較低，可靠性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述技術現(xiàn)狀，旨在提供一種能為頁巖氣儲層含氣飽和度提供可靠資料，提高確定符合率，特別是提高低電阻率條件下的頁巖儲層飽和度確定可靠性的基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法。
[0006]本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，具體步驟為:
[0007]I)通過地化錄井儀測量或測井資料計算得到TOC資料；
[0008]2)錄井TOC曲線數(shù)據(jù)記錄步長為I點/m?I點/0.1m,測井TOC曲線資料記錄步長為2點/m?I點/0.1m ；
[0009]3)依據(jù)地層巖性、氣測甲烷、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線變化劃分頁巖氣顯示儲層；
[0010]4)讀取頁巖儲層TOC曲線數(shù)據(jù)，用TOCt (%)表示；
[0011]5)選取處于同一頁巖段內(nèi)相鄰的非儲層TOC平均值，作為該頁巖儲層的TOC背景值，用TOCb (%)表示；
[0012]TOCt取錄井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的錄井背景數(shù)據(jù)，TOCt取測井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的測井背景數(shù)據(jù)；
[0013]6)根據(jù)地區(qū)不同分類選取區(qū)域頁巖儲層含氣飽和度指數(shù)n，范圍為2?3 ;
[0014]7)根據(jù)公式Sg=l-(T0Ct/T0Cb)_1/n，求取頁巖儲層段的含氣飽和度Sg，用小數(shù)或百分數(shù)表不，基于TOC求取的頁巖儲層含氣飽和度稱為TOC含氣飽和度；
[0015]8)輸出計算結果。
[0016]本發(fā)明解決了低阻頁巖儲層計算地層含氣飽和度的問題，成本低，較阿爾奇法確定頁巖儲層含氣飽和度更簡便、準確，適應范圍更廣。[0017]本發(fā)明已在中揚子地區(qū)建南氣田、涪陵頁巖氣田應用26 口井，其中解釋處理低阻頁巖氣儲層23 口井，在低阻頁巖儲層評價方面顯示出獨特的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明工作流程框圖，
[0019]圖2為本發(fā)明實際工作流程詳圖。
【具體實施方式】
[0020]參照圖1、2，本發(fā)明的具體步驟為:
[0021]I)通過地化錄井儀測量或測井資料計算得到TOC資料；
[0022]2)錄井TOC曲線數(shù)據(jù)記錄步長為I點/m?I點/0.1m,測井TOC曲線資料記錄步長為2點/m?I點/0.1m ；
[0023]3)依據(jù)地層巖性、氣測甲烷、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線變化劃分頁巖氣顯示儲層。
[0024]頁巖顯示儲層巖性為頁巖或泥巖，粒徑小于0.004_，氣測甲烷含量在基值的基礎上增加1%以上，TOC大于0.5%，具有低鉆時、高自然伽馬、低密度特征。
[0025]4)讀取頁巖儲層TOC曲線數(shù)據(jù)，用TOCt (%)表示；
[0026]5)選取處于同一頁巖段內(nèi)相鄰的非儲層TOC平均值，作為該頁巖儲層的TOC背景值，用TOCb (%)表示；
[0027]TOCt取錄井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的錄井背景數(shù)據(jù)，TOCt取測井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的測井背景數(shù)據(jù)；T0Ct與TOCb依錄井、測井匹配。
[0028]6)根據(jù)地區(qū)不同分類選取區(qū)域頁巖儲層含氣飽和度指數(shù)n，范圍為2?3 ;
[0029]區(qū)域頁巖氣含氣飽和度指數(shù)η值確定方法:
[0030]頁巖氣層的最小含氣飽和度被定義為0.5或50%，即區(qū)域頁巖氣層錄井、測井TOC最小值TOCtmin與TOCb存在下列關系:
[0031 ] (TOCtmin/TOCb) _1/n=0.5，Kcmin=T0Ctmin/T0Cb ；
[0032]n=Lg(TOCtmin/TOCb)/Lg2, n=LgKcmin/Lg2 ；
[0033]式中:Kcmin為頁巖氣層的TOC最小比值。
[0034]7)根據(jù)公式Sg=l-(T0Ct/T0Cb)_1/n，求取頁巖儲層段的含氣飽和度Sg，用小數(shù)或百分數(shù)表不，基于TOC求取的頁巖儲層含氣飽和度稱為TOC含氣飽和度；
[0035]8 )輸出計算結果，供用戶評價儲層性質使用。通常，頁巖氣層的含氣飽和度Sg不低于0.5。
[0036]下面用具體實施例詳述本發(fā)明。
[0037]實例一:建田氣田A井
[0038]I)通過地化錄井儀測量得到TOC數(shù)據(jù)；
[0039]2)錄井TOC曲線數(shù)據(jù)記錄步長為I點/m ;
[0040]3)侏羅系東岳廟段610.0?645.0m井段,巖性主要為頁巖。全烴、甲燒由基值0%上升到9.85%，依據(jù)氣測全烴、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線等將該層段劃分為頁巖儲層，元素錄井顯示不含導電礦物黃鐵礦。[0041]4)讀取610.0?645.0m井段TOC數(shù)據(jù)，值在1.0%?2.0%之間；
[0042]5) 610.0m 上方 600.0 ?610.0m 頁巖 TOC 為 0.1% ?0.3%,平均 0.2%,610.0 ?645.0m井段頁巖儲層TOC背景值TOCb取0.2%,即TOCb=0.2% ；
[0043]6)根據(jù)地區(qū)實驗確定η值，建南地區(qū)東岳廟段頁巖氣層TOCtmin=0.8%，TOCb=0.2%, n=Lg (TOCtmin/TOCb) /Lg2=Lg (0.8/0.2) /Lg2=2.0，飽和度指數(shù) η 取 2.0 ;
[0044]7)根據(jù)公式Sg=1-(T0Ct/T0Cbr1/n逐米進行計算；
[0045]8)輸出結果，610.0?645.0m井段，計算含氣飽和度Sg為55.0%?68.0%，解釋為
二類氣層。利用阿爾奇法計算的含氣飽和度Sg為50.0%?60.0%，解釋為二類氣層，二者計算得到的含氣飽和度基本接近，解釋結果一致。
[0046]完井壓裂試氣，日產(chǎn)天然氣2100m3?3900m3。說明本發(fā)明計算的含氣飽和度與地層實際情況是相符的。
[0047]實例二、涪陵頁巖氣田B井，
[0048]I)通過測井資料計算獲取TOC數(shù)據(jù)；
[0049]2)測井TOC曲線資料記錄步長為I點/0.1m ；
[0050]3)志留系龍馬溪組下部一奧陶系五峰組2340.0-2415.0m井段，巖性主要為碳質頁巖，全烴、甲烷由基值0.10%上升到2.13%，依據(jù)氣測全烴、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線等將該層段劃分為頁巖儲層；
[0051]4)讀取 2340.0 ?2377.0m 井段 TOC 數(shù)據(jù)，值在 1.0% ?2.0%, 2377.0 ?2415.0m井段TOC數(shù)據(jù)，值在2.0%?4.6%，元素錄井顯示局部含導電礦物黃鐵礦，黃鐵礦含量為2.0% ?5.0% ；
[0052]5 )2340.0m 上方 2330.0 ?2340.0m 頁巖 TOC 為 0.1% ?0.3%,平均 0.2%, 2340.0 ?2415.0m井段頁巖儲層TOC背景值取0.2%，即TOCb=0.2% ；
[0053]6)根據(jù)地區(qū)實驗確定η值，涪陵地區(qū)志留系龍馬溪組下部一奧陶系五峰組頁巖氣層 TOCtmin=0.8%,TOCb=0.2%,n=Lg (TOCtmin/TOCb) /Lg2=Lg (0.8/0.2) /Lg2=2.0，飽和度指數(shù)η取2.0 ;
[0054]7)根據(jù)公式Sg=1-(T0Ct/T0Cbr1/n逐點進行計算；
[0055]8)輸出結果，2340.0?2377.0m井段，計算含氣飽和度Sg為55.0%?68.0%，解釋為二類氣層，利用阿爾奇法計算含氣飽和度Sg為10.0%?60.0%，多數(shù)在10.0%?35.0%之間，依據(jù)阿爾奇法計算的含氣飽和度不能判斷為氣層；2377.0?2415.0m井段，利用TOC資料計算含氣飽和度Sg為68.0%?79.0%，解釋為一類氣層，利用阿爾奇法計算含氣飽和度Sg為10%?70%，多數(shù)在10.0%?35.0%之間；基于TOC計算的含氣飽和度明顯高于阿爾奇法計算的含氣飽和度。
[0056]側鉆水平井，水平段長1008m，分15段壓裂試氣，日產(chǎn)天然氣21.3X104m3。說明本發(fā)明計算的含氣飽和度與地層實際情況是相符的，并且在頁巖儲層含有導電礦物的情況下具有明顯的實用優(yōu)勢。
【權利要求】
1.基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，其特征在于具體步驟為: 1)通過地化錄井儀測量或測井資料計算得到TOC資料； 2)錄井TOC曲線數(shù)據(jù)記錄步長為I點/m~I點/0.lm，測井TOC曲線資料記錄步長為2 點 /m ~I 點 /0.1m ； 3)依據(jù)地層巖性、氣測甲烷、鉆時和測井自然伽馬、密度曲線變化劃分頁巖氣顯示儲層； 4)讀取頁巖儲層TOC曲線數(shù)據(jù)，用TOCt(%)表示； 5)選取處于同一頁巖段內(nèi)相鄰的非儲層TOC平均值，作為該頁巖儲層的TOC背景值，用TOCb (%)表示； TOCt取錄井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的錄井背景數(shù)據(jù)，TOCt取測井數(shù)據(jù)時，TOCb取對應的測井背景數(shù)據(jù)； 6)根據(jù)地區(qū)不同分類選取區(qū)域頁巖儲層含氣飽和度指數(shù)n，范圍為2~3; 7)根據(jù)公式Sg=l-(T0Ct/T0Cb)_1/n，求取頁巖儲層段的含氣飽和度Sg，用小數(shù)或百分數(shù)表不，基于TOC求取的頁巖儲層含氣飽和度稱為TOC含氣飽和度； 8)輸出計算結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，其特征在于頁巖顯示儲層巖性為頁巖或泥巖，粒徑小于0.004_，氣測甲烷含量在基值的基礎上增加1%以上，TOC大于0.5%O
3.根據(jù)權利要求1所述的基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，其特征在于頁巖氣層的最小含氣飽和度被定義為0.5或50%，即區(qū)域頁巖氣層錄井、測井TOC最小值TOCtmin與TOCb存在下列關系:
(TOCtmin/TOCb) _1/n=0.5，Kcmin=T0Ctmin/T0Cb ；
n=Lg(TOCtmin/TOCb) /Lg2, n=LgKcmin/Lg2 ； 式中:Kcmin為頁巖氣層的TOC最小比值。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于TOC的頁巖儲層含氣飽和度確定方法，其特征在于頁巖氣層的含氣飽和度Sg不低于0.5。
【文檔編號】E21B49/00GK103912268SQ201410122338
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張建平, 馮愛國, 石元會, 任元, 肖世匡, 趙紅燕, 田芳, 石文睿, 李光華 申請人:中石化江漢石油工程有限公司測錄井公司