一種求取頁巖氣儲層孔隙度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油天然氣勘探開發(fā)、地球物理領(lǐng)域，具體涉及一種求取頁巖氣儲層 孔隙度的方法，尤其適用于頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，油氣資源受到越來越多的重視。除了常規(guī)油氣勘探不斷取得新 發(fā)現(xiàn)，非常規(guī)油氣資源的勘探也取得較大突破。頁巖氣作為非常規(guī)油氣受到各國的重視，我 國的頁巖氣勘探也取得了進展，一些區(qū)塊的頁巖氣鉆探開采已獲得了高的工業(yè)氣流。目前 頁巖氣儲層孔隙度的求取有直接的方法，即通過實驗方法獲取孔隙度。專利發(fā)明如《泥頁巖 孔隙度測定方法》（專利號=201110155601.6)公開了一種測定泥頁巖孔隙度的方法，本發(fā) 明可以測定巖石樣品的孔隙度，避免了泥頁巖鉆取巖心的不便。但利用實驗測定孔隙度存 在一些問題：勘探中不可能將目的儲層的巖心全部取完，況且有的地層環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù) 還不可能完成取心工作，取心費用和實驗分析費用高也制約著這種方法的廣泛應(yīng)用。
[0003] 間接求取孔隙度方法即通過測井資料反演孔隙度方法，一種是通過分析頁巖氣儲 層敏感測井曲線，利用數(shù)理統(tǒng)計的方法建立敏感曲線與巖心分析孔隙度的關(guān)系，回歸公式， 最終通過回歸公式反演儲層孔隙度。但數(shù)量統(tǒng)計方法在沉積環(huán)境穩(wěn)定，儲層特征相似的區(qū) 域可以推廣開，如果儲層特征變化大，統(tǒng)計法回歸公式反演孔隙度就難以推廣。
[0004] 另一種是基于物理體積模型，在處理儲層段時給定不同儲層巖石骨架值來反 演儲層孔隙度。公開非專利文獻如匡立春等2009年6月在《新疆石油地質(zhì)》（刊號 ISSN1001-3873)第30卷第3期上發(fā)表《基于元素俘獲測井計算火山巖儲集層孔隙度的方 法》，該方法通過建立巖心骨架密度值與ECS單元素的敏感關(guān)系，找出敏感的元素曲線，再建 立巖心骨架密度值與這些敏感元素曲線關(guān)系，得到隨深度變化的儲層巖石骨架密度曲線， 再反演孔隙度。
[0005] 但該技術(shù)均存在一些問題：
[0006] 1、體積模型不受儲層特征的影響，能推廣應(yīng)用，但對礦物組分復(fù)雜的儲層，骨架參 數(shù)值的選取是其面臨的難點。
[0007] 2、上述方法能實現(xiàn)的基礎(chǔ)是具備實驗分析的巖心骨架值，在沒有做巖心骨架值測 定實驗時，該方法難以實現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種求取頁巖氣儲層孔 隙度的方法，準確、有效的反演出頁巖氣儲層的孔隙度。
[0009] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0010] 一種求取頁巖氣儲層孔隙度的方法，包括：
[0011] (1)將用氦氣法分析獲得的巖心孔隙度值和巖心的密度值、常規(guī)測井資料和骨架 密度體積模型相結(jié)合反演得到巖心骨架密度值；
[0012] (2)將步驟⑴得到的巖心骨架密度值與ECS元素曲線結(jié)合得到隨深度變化的每 個采樣點的儲層巖石骨架密度值反演模型；
[0013] (3)將步驟（2)得到的儲層巖石骨架密度值反演模型結(jié)合密度孔隙度體積模型反 演得到儲層孔隙度。
[0014] 所述步驟（1)是這樣實現(xiàn)的：
[0015] 利用下面的公式反演得到巖心骨架密度值：
[0016] pma =(pb-(J)pf)/(l-(J))
[0017] 式中P"3、Pb、Pf分別為巖心骨架密度值、氦氣法獲得的巖心密度值、孔隙流體密 度值，g/cm3 ; $為氦氣法獲得的巖心孔隙度值，小數(shù)。
[0018] 所述步驟（2)包括：
[0019] (21)根據(jù)頁巖儲層全巖X衍射實驗資料，明確頁巖儲層的礦物組分，根據(jù)礦物的 主要組成元素確定對應(yīng)的ECS元素測井曲線；
[0020] (22)確定每個巖心骨架密度值對應(yīng)的ECS元素含量值；
[0021] (23)確定步驟（1)得到的巖心骨架密度值對應(yīng)深度的Si、AL這兩種元素的值，得 到每個巖心樣品對應(yīng)的巖心骨架密度值Pna以及ECS測井得到的DWAL、DWSI元素含量值， 然后通過統(tǒng)計分析建立Pm與DWAL、DWSI的關(guān)系式，即儲層巖石骨架密度值反演模型，如 下：
[0022] pna =a* (DWSI) +b* (DWAL)+f(x^x2......xn)+P
[0023] 式中Pma為儲層巖石骨架密度值,g/cm3 ;DWSI、DWAL分別為元素娃的含量、元素錯 的含量，Kgf/Kgf，fh、x2......xm)為擴充項，隨儲層礦物組分變化而變化，Xpx2、xm為元 素Xpx2、xm的含量,m彡0,a、b為系數(shù)，P為常數(shù)項；
[0024] 系數(shù)a、b、……、常數(shù)項P的求取依據(jù)方程組，如下：
[0025]
[0026] 方程組中已知參數(shù)：Pml，P^，. . .，P_為巖心骨架密度值；(DWSIh，（DWSI)2，…， (DWSI)n為巖心骨架密度值對應(yīng)的硅元素含量值；(DWALh，（DWAL)2，…，（DWAL)nS巖心骨 架密度值對應(yīng)的鋁元素含量值，求解方程組得到a、b、P值，同理求得擴充項f(Xl、x2..... xj中的系數(shù)。
[0027] 所述步驟（3)中的密度孔隙度體積模型為：
[0028] 小=(pna-pbV(pna-pf)
[0029] 式中小為儲層孔隙度。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是一種利用儲層巖石骨架密度值 來反演頁巖氣儲層孔隙度的技術(shù)，可以準確、有效的反演出頁巖氣儲層的孔隙度。本技術(shù)不 僅避免了數(shù)理統(tǒng)計法計算孔隙度普適性差的缺點，也彌補了沒有巖心骨架密度值實驗數(shù)據(jù) 時，儲層巖石骨架密度值選取難的缺點，同時也節(jié)省了專門分析骨架參數(shù)實驗的費用。提高 孔隙度反演精度，能更好地服務(wù)頁巖試氣選層，指導(dǎo)勘探部署。頁巖氣儲量巨大，孔隙度反 演準確能為評估頁巖氣儲量，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，促進產(chǎn)業(yè)升級做貢獻。頁巖氣為清潔能源，探 明頁巖氣儲量，推廣頁巖氣的廣泛使用，能促進環(huán)境保護；
[0031] 本發(fā)明技術(shù)不僅對頁巖氣儲層孔隙度反演有幫助，也可以推廣開，為復(fù)雜巖性儲 層的孔隙度計算提供借鑒。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發(fā)明方法的步驟框圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明實例中XX井孔隙度計算成果圖；
[0034] 圖3是XX井孔隙度計算精度分析圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述：
[0036] 本發(fā)明是基于氦氣法分析孔隙度值與ECS(元素俘獲測井）相結(jié)合求取頁巖氣儲 層巖石骨架密度值，進而利用物理體積模型反演頁巖氣孔隙度的技術(shù)，可準確的反演出頁 巖氣儲層孔隙度。本發(fā)明提供的技術(shù)包括：獲取氦氣法分析的巖心孔隙度值和巖心的密度 值，利用密度體積模型反演得到巖心骨架密度值；建立巖心骨架密度值與ECS測井元素含 量的關(guān)系模型，得到儲層巖石骨架密度值模型，進而反演儲層孔隙度。
[0037] 如圖1所示，本發(fā)明技術(shù)的【具體實施方式】為：
[0038] (1)實驗數(shù)據(jù)、常規(guī)測井資料和骨架密度體積模型相結(jié)合反演得到巖心骨架密度 值。
[0039] 將實驗資料較全的井作為建模井，建模井頁巖氣儲層段有大量的氦氣法分析孔隙 度數(shù)據(jù)，步驟（1)為氦氣法分析孔隙度實驗提供的孔隙度、密度數(shù)據(jù)與密度孔隙度體積模 型相結(jié)合，反演得到氦氣法實驗中每個巖心樣品對應(yīng)的巖心骨架密度值，巖心骨架密度值 體積模型為：
[0040] pma = (pb- (J)pf) / (1- (J))
[0041] 式中PM、Pb、Pf分別為巖心骨架密度值、氦氣法實驗密度值、孔隙流體密度值，g/cm3 ;小為氦氣法實驗孔隙度值，小數(shù)。
[0042] (2)巖心骨架密度值與ECS元素曲線結(jié)合得到隨深度變化的每個采樣點的儲層巖 石骨架密度值反演模型。
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