第22卷第1期物理學(xué)進(jìn)展Vol 22 No. 1207年2月(頁碼:179-185)PROCIN GEOPHYSICSFeb.2007天然氣的測(cè)井勘探與評(píng)價(jià)技術(shù)張福明,查明,邵才瑞,印興耀(中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球資源與信息學(xué)院東營(yíng)257061)摘要天然氣在我國(guó)新世紀(jì)能源戰(zhàn)略中占重要地位,但目前其總體勒探程度較低測(cè)并是一種非常重要而有效的天然氣勒探手段,本文旨在對(duì)如何利用測(cè)井方瀆識(shí)別和評(píng)價(jià)天然氣進(jìn)行系純總結(jié)、分析和展望在對(duì)天然氣的測(cè)井響應(yīng)特點(diǎn)和其巖石物理基礎(chǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)說明的基礎(chǔ)上,對(duì)基于測(cè)并的天然氣定性識(shí)別和定量評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)和分析,并對(duì)中課部天然氣層的測(cè)井響應(yīng)特點(diǎn)及其識(shí)別、評(píng)價(jià)方法以及測(cè)并新技術(shù)在天然氣勒探中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和展望,最后對(duì)天然氣勘探中的基礎(chǔ)研究、測(cè)并系列選擇、多學(xué)科結(jié)合等方面給出了筆者簡(jiǎn)單的看法關(guān)鍵詞天然氣,中深層,測(cè)井,勘探,評(píng)價(jià)中圖分類號(hào)P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1004-2903(2007)01-017907Technology of natural gas exploration and evaluationbased on well-logging dataZHANG Fu-ming, ZHA Ming, SHAO Cai-rui, YIN Xing-yao(College of georesources and information, China University of Petroleum, Dongying 257061, China)Abstract The degree of natural gas exploration was low in our country though gas is very important for our energystratagem. As an uppermost method to gain subsurface information, well-logging is a very important and effectivemethod for natural gas exploration. The paper wants to summarize and analyze how to identify and evaluate gas zonegive prospects. First, a variety of well log respetrophysics basis were summarized briefly. Secondly, qualitative identifying and quantitative evaluating methods ortechniques were summed up. Thirdly, the paper aimed at the medium-deep-depth gas and application of advancewell-logging. Lastly, the writers give their viewpoints on fundamental research, selection of well logging suite andcombination or cooperation of multi-subject such as geology, seismic, formation testing and so on.Keywords natural gas, medium-deep-depth, well-logging, exploration, evaluation0引言究院廊坊分院等各自研制了天然氣測(cè)井解釋軟件系統(tǒng),評(píng)價(jià)目標(biāo)主要集中在淺部地層.國(guó)外較有代表性天然氣是我國(guó)能源戰(zhàn)略中非常重要的一環(huán)近的是Kuka2提出的“致密含氣砂巖有效測(cè)井分析年來的需求不斷加大,這也促使油氣勘探技術(shù)水平的一種系統(tǒng)方法”,主要通過利用中子密度測(cè)并資不斷取得進(jìn)步,特別是中深部(我國(guó)一般指埋深超過料計(jì)算孔隙度、飽和度和滲透率等相關(guān)參數(shù),并編制3500m①)天然氣層的不斷發(fā)現(xiàn)預(yù)示著天然氣勘 TITEGAS處理軟件系統(tǒng),近年來的技術(shù)進(jìn)步主要探具有廣闊的前景.作為獲取地下信息最主要手段體現(xiàn)在一些測(cè)井新方法的應(yīng)用上,但這些新技術(shù)的之一的測(cè)井技術(shù)可以在天然氣層的識(shí)別與評(píng)價(jià)中發(fā)應(yīng)用和資料采集還遠(yuǎn)未普及同時(shí),中深層天然氣的揮重要作用測(cè)井識(shí)別技術(shù)有待深入研究目前天然氣測(cè)井識(shí)別與評(píng)價(jià)仍以常規(guī)電纜測(cè)井為主“八五”期間,國(guó)內(nèi)勝利測(cè)井公司、勘探開發(fā)研中國(guó)煤化工CNMHG收稿日期2005-1210;修回日期2006026.作者簡(jiǎn)介張福明,男,1968年生,山東青州人,中國(guó)石油大學(xué)(華東)博士研究生,地球資源與信息學(xué)院副教授,主要從事石油測(cè)井信息處理等方面的教學(xué)科研工作( E-mail, zhfm@ hepu. edu,cm)地球物理學(xué)進(jìn)展22卷井,特別是巖性孔隙度測(cè)井系列方法對(duì)油氣進(jìn)行識(shí)1天然氣的測(cè)井響應(yīng)特征及其巖石物理基礎(chǔ)別除根據(jù)單條測(cè)井曲線的天然氣測(cè)井響應(yīng)模式分析外,還常用曲線重疊、交會(huì)圖等定性識(shí)別方法含油氣地層與水層在測(cè)井響應(yīng)上有很大不同,2.1曲線重疊圖技術(shù)而天然氣和油相比,其測(cè)井響應(yīng)又有明顯差別.常規(guī)曲線重疊圖技術(shù)主要利用縱波時(shí)差、密度、中子測(cè)井中可用于天然氣識(shí)別和評(píng)價(jià)的主要是電阻率和和深電阻率等測(cè)井資料以及據(jù)其計(jì)算得到的聲阻抗巖性-孔隙度系列的測(cè)井方法等參數(shù),通過曲線重疊劃分和識(shí)別氣層.由于這些方(1)高電阻率:目前主要采用三電阻率組合測(cè)井法的探測(cè)深度、受井眼及侵入等的影響不同,常在油來劃分儲(chǔ)層判定油氣油氣電阻率都呈現(xiàn)為高值5水層識(shí)別時(shí)產(chǎn)生一些假象因此在應(yīng)用這些重疊(低阻油層除外),測(cè)井響應(yīng)區(qū)別不明顯,只是油氣侵方法時(shí),只有都顯示為氣層時(shí),才能將儲(chǔ)層定為氣入特性有所區(qū)別層.(2)高時(shí)差:天然氣層的聲波能量衰減嚴(yán)重,在(1)補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子、補(bǔ)償密度重疊法.若探相同巖性和孔隙度情況下所測(cè)聲波時(shí)差明顯大于油測(cè)范圍內(nèi)存在殘余氣將使聲波孔隙度密度孔隙度層和水層甚至出現(xiàn)曲線幅度忽大忽小急劇變化的值偏大,而使補(bǔ)償中子孔隙度值偏小.根據(jù)這些特周波跳躍”現(xiàn)象.這也是天然氣儲(chǔ)層最明顯的測(cè)井點(diǎn),如果把這三種孔隙度曲線經(jīng)過巖性、泥質(zhì)等校正響應(yīng)特征之一,?？捎脕矶ㄐ耘袛嗵烊粴獾拇嬖?后重疊在一起,就能發(fā)現(xiàn)含氣儲(chǔ)層3)低密度:密度測(cè)井利用了人工伽馬源發(fā)射(2)視聲波電阻率與電阻率測(cè)井曲線重疊法{的伽馬射線與地層元素的原子核外電子發(fā)生的康普由聲一電交會(huì)圖建立深側(cè)向電阻率R與聲波時(shí)差頓效應(yīng),此效應(yīng)導(dǎo)致的伽馬射線減弱程度與介質(zhì)密t的關(guān)系方程,可利用聲波時(shí)差計(jì)算出視聲波電阻度成正比.密度測(cè)井可以給出密度值和石灰?guī)r刻度率(R)利用Ra-R重疊圖R。R,表示水層或干層然氣時(shí)所測(cè)的密度值要比含油和水時(shí)降低,視石灰(3)聲阻抗與聲速重疊法.地層含氣與含水時(shí)巖孔隙度值升高相比密度減小,時(shí)差增大,聲阻抗(p/△t)值減小.利(4)低中子孔隙度:中子孔隙度測(cè)井測(cè)量的是用重疊方法將聲阻抗與聲速進(jìn)行重疊,可識(shí)別出氣快中子經(jīng)減速后的超熱中子和熱中子計(jì)數(shù)在地層層常見元素中,對(duì)快中子減速能力最強(qiáng)的是存在于孔(4)時(shí)差一中子伽馬曲線重疊法.假設(shè)水層或隙流體的氫,中子測(cè)井就是通過測(cè)量地層的含氫指低氣/油比的油層聲波孔隙度與中子孔隙度相等在數(shù)來反應(yīng)孔隙度的大小.含氫指數(shù)可直接刻度為石探測(cè)范圍內(nèi)儲(chǔ)層含天然氣時(shí)聲波時(shí)差增大,中子伽灰?guī)r孔隙度值.因氣層的含氫指數(shù)遠(yuǎn)低于油層和水馬測(cè)井值增高所以將兩條曲線按增大方向相反重層,其對(duì)快中子的減速能力甚至低于巖石骨架,常導(dǎo)疊,將在氣層處出現(xiàn)幅度差致測(cè)量的“挖掘效應(yīng)”,使氣層所測(cè)中子孔隙度值明此外還有視流體參數(shù)重疊法、有效孔隙度差顯低于相同巖性和孔隙度下的油層和水層值法口、碳氧比雙飽和度重疊法等(5)高中子伽馬:快中子在地層中減速為熱中2.2交會(huì)圖法子后,可被地層中的一些核素俘獲而放出伽馬射線主要是利用相關(guān)的測(cè)井或地層測(cè)試等資料進(jìn)行(常稱中子伽馬射線)因此測(cè)量此射線的中子伽馬組合交會(huì),快速直觀識(shí)別氣層測(cè)井值既反映地層的含氫量,也受含氯量影響測(cè)井2.2.1三孔隙度相對(duì)值交會(huì)圖技術(shù)中采用正源距時(shí),含氫指數(shù)(孔隙度)越小,中子伽馬利用三孔隙度(聲波、密度、中子)和中子伽馬等射線計(jì)數(shù)率就越高.氫密度很低的氣層往往顯示很測(cè)井資料,計(jì)算其相對(duì)值A(chǔ)CRE、DENR、CNRE、高的計(jì)數(shù)率NGRE和巖石彈性模量Ec等,然后通過交會(huì)圖識(shí)2常用的天然氣測(cè)井識(shí)別方法別V凵中國(guó)煤化工CNMH GACSH-ACM)天然氣測(cè)井響應(yīng)特征是識(shí)別天然氣的基礎(chǔ),由DENR =(DEN- DSH)/(DM-DSH)于常規(guī)電法測(cè)井資料一般只能對(duì)油氣和水進(jìn)行區(qū)CNRE=(CNSH-CNL)/(CNSH-CNM)分,無法區(qū)分油和氣,因此目前主要通過非電法測(cè)NGRE =(NG-NGSH)/(NGM-NGSH)張福明,等:天然氣的測(cè)井勘探與評(píng)價(jià)技術(shù)Ec=DEN/AC2×105A.(A為換算系數(shù))2.4用地層測(cè)試資料識(shí)別氣層式中AC、 DEN. CNL、NG分別為聲波、密度、中子由于氣的密度小于油和水的密度,故可根據(jù)孔和中子伽馬測(cè)井值,ACSH、DSH、CNSH、NGSH隙流體密度識(shí)別天然氣.使用重復(fù)式地層測(cè)試分別為泥巖段測(cè)井值, ACM, DM, CNM和NGM分(RFT)等資料可獲得孔隙流體密度、壓力參數(shù),通別為已知油層水層或干層處的測(cè)井值過建立深度與壓力深度與密度之間的交會(huì)圖進(jìn)而(1)CNRE一ACRE交會(huì)圖法氣層的中子孔隙確定氣油界面、氣水界面度測(cè)井值顯著降低,使計(jì)算的CNRE增大;同時(shí)縱2.5時(shí)間推移測(cè)井技術(shù)波時(shí)差增大,使計(jì)算的ACRE減小.根據(jù)氣層處時(shí)間推移測(cè)井是一種特殊作業(yè),是根據(jù)侵入帶CNRE與ACRE的顯著差異交會(huì)重疊后可把氣層含氣飽和度的改變測(cè)量巖石中子、密度聲波、電阻明顯地區(qū)分出來率的變化這種變化不是由巖性和孔隙度改變引起(2)彈性模量Ec一CNRE交會(huì)圖法儲(chǔ)層物性的,而是由侵入帶含氣飽和度改變引起的所以時(shí)間較差、含氣量較低的氣層,在三孔隙度測(cè)井上的反映推移測(cè)井可以直接發(fā)現(xiàn)侵入帶的天然氣常用的包往往不太明顯采用彈性模量Ee,可把氣層處測(cè)井括深電阻率密度、中子伽馬時(shí)間推移測(cè)井等比曲線的微小變化進(jìn)行放大以突出其響應(yīng)特征.一般如,塔里木盆地塔中1井奧陶系利用深側(cè)向、密度時(shí)氣層處計(jì)算的Ee明顯減小,它與CNRE(增大)交間推移測(cè)井發(fā)現(xiàn)了巨厚含氣層會(huì)重疊對(duì)識(shí)別物性差、產(chǎn)量較低的氣層效果更好,3常用的天然氣測(cè)井定量評(píng)價(jià)方法(3)DENR一CNRE交會(huì)圖法探測(cè)范圍內(nèi)含氣時(shí),造成DEN減小,計(jì)算的DENR也減小;中子天然氣層測(cè)井定量評(píng)價(jià)主要涉及孔隙度、滲透測(cè)井孔隙度減小計(jì)算的CNRE增大DENR與率和含氣飽和度等參數(shù)的計(jì)算通常主要是借助油CNRE交會(huì)或重疊可識(shí)別氣層層定量計(jì)算程序進(jìn)行適當(dāng)校正得到(4)NGRE一ACRE交會(huì)圖法地層含氣引起中3.1孔隙度計(jì)算子伽馬計(jì)數(shù)率增高,計(jì)算的NGRE增大;縱波時(shí)差(1)非線性聲波孔隙度計(jì)算公式增大,使計(jì)算的ACRE減小,利用兩者差異進(jìn)行交由于常用的聲波威利時(shí)間平均公式的局限,會(huì)重疊可區(qū)分出氣層許多學(xué)者提出了一些非線性算法5-1n,比較通用有2.2.2測(cè)井組合參數(shù)交會(huì)圖識(shí)別效的如聲波地層因數(shù)方程將對(duì)氣層敏感的測(cè)井參數(shù)進(jìn)行差值或比值等運(yùn)m(1一中)x算然后利用交會(huì)圖手段突出氣層特征.該公式的特點(diǎn)是可以在0~50%孔隙度范圍求解(1)△1Ao-9·S,交會(huì)圖法,儲(chǔ)層含氣時(shí),△而且無需壓實(shí)校正,也不需要流體速度,與巖芯資料增大,A減小,因而△t{增大,含氣性越好,△Ap的擬合也較好越大通常大孔隙、高含氣飽和度是高產(chǎn)氣層的特raymer1在大量巖樣分析的基礎(chǔ)上提出了用征,g·S也是儲(chǔ)層含氣豐度的量度聲波、密度資料計(jì)算孔隙度的經(jīng)驗(yàn)公式,將孔隙度劃(2)RD/RSV交會(huì)圖法雙側(cè)向測(cè)井曲線分為幾個(gè)范圍,分別擬合了不同的計(jì)算方法可以實(shí)的幅度差是判斷地層滲透性和流體性質(zhì)很好的參現(xiàn)在0~100%孔隙度范圍內(nèi)較準(zhǔn)確地求解,只需知數(shù).氣層滲透性通常較好,一般為低侵,其RD/RS道流體的速度和密度,而且無需作專門的壓實(shí)校正明顯增大;泥質(zhì)含量V幽是儲(chǔ)層物性的重要參數(shù)之等工作,不僅可以計(jì)算含水巖石孔隙度,還可計(jì)算含,V幽越高則物性越差在RD/RSV交會(huì)圖中,油氣巖石的孔隙度V相近時(shí)氣區(qū)的RD/RS明顯增大(2)基于密度中子孔隙度的抵償法).泥質(zhì)含2.3差值比值法量的增大引起中子孔隙度增大和密度孔隙度減小,利用求差值或比值的辦法突出或放大氣層的測(cè)而輕烴氣)的飽和度增大引起中子孔隙度減小和密井響應(yīng)特征主要方法有:三孔隙度(密度聲波中度孔中國(guó)煤化工密度測(cè)井徑向探測(cè)子)差值和比值法,三孔隙度和電阻率孔隙度四深度CNMHG入帶輕烴飽和度的孔隙度比值法,視流體時(shí)差一密度比值法,流影響程度更大常用有效孔隙度方程體聲阻抗比值法1),聲波差值法,等效彈性模量小+師差比法10-1)等/十蛇地球物理學(xué)進(jìn)展22卷來消除泥質(zhì)含量與含氣飽和度的影響(式中∮為氣釋模型計(jì)算孔隙度和飽和度等2.地層測(cè)試221層有效孔隙度,小為中子孔隙度,ψ為密度孔隙核磁共振測(cè)井、斯通利波等資料都可以計(jì)算滲度)透率在局部地區(qū)還可在地層特定條件下,用統(tǒng)計(jì)3.2飽和度和滲透率計(jì)算方法求得測(cè)井孔隙度飽和度滲透率和巖芯實(shí)測(cè)數(shù)(1)利用中子、聲波和密度測(cè)井資料定量確定含據(jù)間的關(guān)系,建立經(jīng)驗(yàn)方程來確定氣層參數(shù),這也是氣飽和度天然氣對(duì)三孔隙度測(cè)井都有影響,因此,最常使用的油氣層評(píng)價(jià)方法有人綜合實(shí)驗(yàn)計(jì)算和試油結(jié)果,得出了一種利用這三種孔隙度測(cè)井資料確定含氣飽和度S的方4中深層天然氣評(píng)價(jià)法,在孔隙度大于9%時(shí)使用中子聲波組合確定S44.1中深層天然氣測(cè)井響應(yīng)特點(diǎn)效果較好,小于9%時(shí)利用中子密度組合更好.該中深層地質(zhì)條件一般比較復(fù)雜,儲(chǔ)集層常包括方法主要是根據(jù)所計(jì)算的含氣飽和度、有效孔隙度孔隙型的致密砂巖、砂礫巖,孔洞裂縫型的火成巖和和束縛水飽和度三種參數(shù)來綜合判斷氣層碳酸鹽巖等,受成巖作用和壓實(shí)作用影響大,因此中(2)利用三孔隙度測(cè)井信息采用三角形交會(huì)法深部天然氣儲(chǔ)層常具有低孔、低滲、層薄、非均質(zhì)性求解骨架流體體積和飽和度參數(shù)解釋模型將儲(chǔ)層強(qiáng)、測(cè)井響應(yīng)微弱等特點(diǎn)分為巖石骨架、液相體積和氣相體積,然后利用這深層儲(chǔ)集層一般巖性致密,地層電導(dǎo)率低,而天種成份的測(cè)井值建立交會(huì)三角形,利用經(jīng)過泥質(zhì)校然氣也是低電導(dǎo)率因此,中淺層的電法測(cè)井解釋方正的三孔隙度資料,通過中子密度、中子聲波或密法不太適用于深層氣解釋.另一方面,由于氣體的滑度聲波交會(huì)求取骨架體積液相體積、氣相體積,從脫效應(yīng),粘滯阻力小,也使得氣層物性下限較而求得氣層孔隙度、飽和度參數(shù).這是一種非電法測(cè)低[0;天然氣的可壓縮性大,在超壓鉆進(jìn)中,更易受井資料求含氣飽和度的方法,效果較好鉆井液浸染,從而使氣體反映在聲波時(shí)差、密度、中)采用油氣校正法計(jì)算飽和度和滲透率.首先子孔隙度、俘獲伽馬等測(cè)井資料上的特征變得很不通過泥質(zhì)和油氣校正計(jì)算地層孔隙度,然后按常規(guī)明顯計(jì)算油層的方法計(jì)算含氣飽和度和滲透率油氣校因此,常規(guī)測(cè)井資料在中深層儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算和正方法主要可分為兩種.一種是迭代法比較典型的流體性質(zhì)識(shí)別方面存在一定的困難,增加了氣層識(shí)如SAND2程序中的計(jì)算方法;另一種是考慮中子、別難度密度孔隙度對(duì)天然氣的相反響應(yīng),用多種形式的簡(jiǎn)4.2測(cè)井資料環(huán)境校正單方程計(jì)算孔隙度,然后求取其它地質(zhì)參數(shù)中深部天然氣層的測(cè)井響應(yīng)不如淺部的明顯,(4)采用以 Timur公式為代表的系列公式計(jì)算此時(shí)若測(cè)井曲線質(zhì)量不高,品質(zhì)不好,就更很容易產(chǎn)滲透率.這是一種常用且相對(duì)比較有效的方法,但用生錯(cuò)誤解釋結(jié)論.因此,需要進(jìn)行較好的質(zhì)量控在深部致密儲(chǔ)層時(shí)的計(jì)算誤差較大,需要結(jié)合地質(zhì)制3,如下的校正處理是必要的及儲(chǔ)層特點(diǎn),在巖芯分析基礎(chǔ)上,參考這些公式的算(1)常規(guī)校正包括常規(guī)的井眼、泥漿、泥餅、儀法,通過電阻率、孔隙度、泥質(zhì)含量等多種資料進(jìn)行器偏心校正,主要根據(jù)圖版進(jìn)行校正優(yōu)化計(jì)算或建立統(tǒng)計(jì)計(jì)算模型(2)侵入校正侵入較深時(shí)會(huì)嚴(yán)重降低電阻率曲(5)庫可爾(Kuka)技術(shù)2.主要利用密度和中線的數(shù)值,給計(jì)算飽和度和泥質(zhì)含量等參數(shù)帶來較子測(cè)井的響應(yīng)方程,結(jié)合泥質(zhì)指示曲線(如GR),建大的誤差,甚至導(dǎo)致誤斷.一般根據(jù)侵入半徑大小利立一個(gè)迭代數(shù)學(xué)模型,解決未被沖洗的可變含氣飽用圖版校正侵入對(duì)密度和中子測(cè)井的影響甚大,尤和度問題,從而獲取精度較高的S。(實(shí)際上是密度其是在氣層,侵入可使密度孔隙度和中子孔隙度間和中子測(cè)井儀探測(cè)范圍內(nèi)的平均含水飽和度),然后的正向差異變小甚至消失,從而導(dǎo)致漏判氣層中子利用這個(gè)S計(jì)算出比較可靠的孔隙度并進(jìn)一步利和密度測(cè)井儀在探測(cè)深度上的差異也導(dǎo)致了氣層解用獨(dú)特的泥質(zhì)含量、地層水電阻率等參數(shù)的確定技釋的中國(guó)煤化工術(shù),得到飽和度、滲透率等解釋結(jié)果該技術(shù)已通過CNMHG度之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系測(cè)井計(jì)算結(jié)果和巖心資料的對(duì)比得到證實(shí),如大慶進(jìn)行校正油田20曾用此法解釋深部地層含氣飽和度4.3中深層天然氣識(shí)別及定量評(píng)價(jià)另外,在潛山等復(fù)雜儲(chǔ)層可以通過建立新的解4.3.1基于常規(guī)測(cè)井資料的評(píng)價(jià)方法張福明,等:天然氣的測(cè)井勘探與評(píng)價(jià)技術(shù)183如上所述天然氣的識(shí)別與定量計(jì)算方法很多,差別可以識(shí)別天然氣2:,油、氣、水具有不同的擴(kuò)但大多是基于三孔隙度等對(duì)天然氣響應(yīng)明顯的測(cè)井散系數(shù)在梯度磁場(chǎng)中對(duì)T2時(shí)間及其分布的影響資料的組合運(yùn)算和特征放大而中深層地質(zhì)條件一程度不同增加回波間隔TE,將導(dǎo)致T2減小,氣有般比較復(fù)雜,盡管常用的曲線重疊法、三孔隙度交會(huì)最大的擴(kuò)散系數(shù)D,T2減小最明顯;而重質(zhì)油有最圖差值比值法等對(duì)識(shí)別中深層天然氣仍具有一定小的擴(kuò)散系數(shù)D,T2減小最不明顯若采用不同T的效果,但總體說來,基于這些常規(guī)測(cè)井資料,在儲(chǔ)測(cè)井,對(duì)比其T2分布變化的程度將能區(qū)分油、氣層流體性質(zhì)識(shí)別和參數(shù)計(jì)算等方面存在較大的困水的存在,達(dá)到識(shí)別氣層的目的根據(jù)這些特性,可難.以利用差譜法和移譜法識(shí)別天然氣204.3.2利用測(cè)井新技術(shù)識(shí)別中深層天然氣另外,核磁共振與密度測(cè)井結(jié)合,可以更好地確應(yīng)用常規(guī)測(cè)井資料進(jìn)行中深層天然氣的勘探相定孔隙度飽和度等參數(shù)0對(duì)比較困難,而碳氧比(C/O)測(cè)井、核磁共振測(cè)井(3)多極子聲波、偶極橫波等測(cè)井多極子聲波與偶極橫波測(cè)井、脈沖中子衰減(PND)利用多極子聲波、偶極橫波等測(cè)井資料可以較測(cè)井等新技術(shù)可以為此提供新的技術(shù)手段目前測(cè)準(zhǔn)確地得到橫波速度,根據(jù)縱、橫波速度可釆用如下井識(shí)別天然氣的技術(shù)進(jìn)展也主要體現(xiàn)在這里.方法評(píng)價(jià)天然氣(1)碳氧比測(cè)井①實(shí)測(cè)偶極橫波一計(jì)算橫波交會(huì)圖法.利用縱地層中的碳和氧分別作為油氣和水的指示核波時(shí)差資料,可以通過下式得到計(jì)算橫波時(shí)差素,可利用它們與脈沖快中子發(fā)生非彈性散射放出DTs:不同能量的非彈性散射伽馬射線而反映油氣和水石油的碳氧比高于地層水,天然氣的碳氧比值低于DTS石油,有時(shí)接近或略高于地層水.常用的C/O測(cè)井M。-Mt識(shí)別氣層的方法有兩種:一是俘獲碳計(jì)數(shù)率FCC與俘獲總譜/非彈性總譜CI重疊法,一是碳氧比含式中At為時(shí)差,角標(biāo)c和s分別表示縱波和橫波、油飽和度SOC與原靜態(tài)含油飽和度SO重疊法.當(dāng)ma和f分別表示骨架和流體(水)地層中存在減速能力強(qiáng)的物質(zhì)時(shí),FCC和CI的值將測(cè)量的偶極橫波DTS與計(jì)算出的DTS1相都會(huì)降低,氣層含氫量低因而FCC和CI均為高比較,當(dāng)DTS1>DTS時(shí)指示為氣層反之DTS1≤值;油和水的含氫量高,FCC和CI都是低值當(dāng) SO DTS時(shí)指示為非氣層.幅度差的大小反映產(chǎn)氣量的大于SOC時(shí)為氣層,等于SOC時(shí)為油層,小于SOC高低時(shí)為水層②縱橫波速度比v/V,與縱波時(shí)差△t交會(huì)碳氧比測(cè)井可在套管井中進(jìn)行測(cè)量,且不受地圖識(shí)別氣層在V。/V(縱軸)與t2(橫軸)的交會(huì)圖層水礦化度的影響,還在一定程度上與泥質(zhì)含量無中,在巖石孔隙度一定的條件下,隨著含氣飽和度的關(guān),是套管井中一種重要而有效的找氣方法:,增大,交會(huì)點(diǎn)會(huì)向右下方移動(dòng)但資料處理與解釋難度較大0③巖石力學(xué)性質(zhì)分析.巖石的所有的彈性參數(shù)(2)核磁共振測(cè)井均可由聲波的縱、橫波傳播速度和巖石密度換算得核磁共振測(cè)井是依據(jù)核磁共振效應(yīng)研制的,實(shí)出.橫波只在固相彈性介質(zhì)中傳播,與孔歐流體性質(zhì)際上是一種研究包含在流體(水、油和天然氣)中氫關(guān)系不大,而縱波速度對(duì)孔隙流體性質(zhì)則敏感得多的天然含量和賦存狀態(tài)的一種測(cè)井方法在復(fù)雜巖只要巖石流體中含有少量氣體,巖石的力學(xué)性質(zhì)就性地層,由于巖性以及巖石骨架參數(shù)難以確定,使傳由氣體控制.通常儲(chǔ)層含氣時(shí)橫波時(shí)差不變或變化統(tǒng)的三孔隙度測(cè)井系列在計(jì)算地層有效孔隙度時(shí)遇很小,而縱波時(shí)差增大,密度降低,因而泊松比減小,到了困難而核磁共振測(cè)井在這樣的地質(zhì)條件下就楊氏模量減小.聲波的這種特性使得通過縱、橫波速更能顯示出它的優(yōu)越性3,度和巖V山中國(guó)煤化工析一直是識(shí)別氣對(duì)天然氣的識(shí)別應(yīng)綜合利用縱向弛豫時(shí)間T1、層的CNMHG橫向弛豫時(shí)間T2和擴(kuò)散系數(shù)D等多種參數(shù).水和④用全波列信息評(píng)價(jià)天然氣油氣的T差別大,而石油和天然氣T1接近但T2全波列測(cè)井中既包含縱橫波信息也可提取斯通卻有明顯差別,天然氣T2值小.根據(jù)油和氣T2的利波時(shí)差、全波滲透率、體積壓縮率品質(zhì)因子等參184地球物理學(xué)進(jìn)展數(shù),結(jié)合電阻率、密度、中子孔隙度等測(cè)井參數(shù)可以第二、要選擇合適的天然氣測(cè)井系列.一般的產(chǎn)有效識(shí)別氣層氣區(qū)至少要進(jìn)行三孔隙度(中子、密度、聲波)、自然(4)脈沖中子衰減測(cè)井伽馬、自然電位、井徑和深、中淺三電阻率等常規(guī)組PND測(cè)井采用獨(dú)特的雙脈沖發(fā)射方式,可同時(shí)合測(cè)井;對(duì)侵入較深的井,可進(jìn)行中子或中子伽馬時(shí)測(cè)量快中子與地層發(fā)生非彈性散射產(chǎn)生的伽馬射線間推移測(cè)井;在條件許可的情況下,盡可能采用全波和熱中子被俘獲產(chǎn)生的伽馬射線,并可同時(shí)得到中列或多極子橫波等測(cè)井替代普通聲速測(cè)井,對(duì)關(guān)鍵子孔隙度和密度孔隙度.因此,可用來識(shí)別氣層、辨井加測(cè)碳氧比、核磁共振、聲電成像、PND等測(cè)井資別致密層(干層)和氣層等.例如,利用測(cè)得的俘獲截料.特別地,在常規(guī)測(cè)井解釋氣層較困難的情況下,面、近遠(yuǎn)探頭計(jì)數(shù)率的差異、中子孔隙度與密度類型應(yīng)投入更多精力開展這些測(cè)井新方法在天然氣勘探孔隙度的交會(huì)等指示氣層m:,實(shí)際應(yīng)用效果較中的應(yīng)用技術(shù)研究,這對(duì)解決中深層問題尤顯重要好也是測(cè)井勘探天然氣的重要希望之4.3.3定量計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)第三、天然氣儲(chǔ)層的勘探、開發(fā)工作是一個(gè)系統(tǒng)目前,中深部天然氣層孔隙度、滲透率飽和度工程,需要開展綜合勘探研究(.由于地下地質(zhì)條等參數(shù)的求取仍以前述方法為主只是,由于中深部件的復(fù)雜性油氣藏的多樣性測(cè)井響應(yīng)的多解性天然氣層一般具有的低孔、低滲、低豐度、超壓等天然氣勘探特征的獨(dú)特性以及井眼條件等環(huán)境因素特點(diǎn),適用于淺部的一些常用算法一般很難直接使對(duì)測(cè)井的影響,使得任何一種測(cè)井方法都不能單獨(dú)用,參數(shù)的定量計(jì)算更要強(qiáng)調(diào)以巖石物理研究為基地做出唯一氣層的解釋.因此,只有利用各種測(cè)井資礎(chǔ)31,選用適合中深層天然氣定量計(jì)算的方法.常料,結(jié)合對(duì)地質(zhì)、垂直地震測(cè)井、地面地震、隨鉆測(cè)見儲(chǔ)層參數(shù)中,目前孔隙度、飽和度的計(jì)算結(jié)果相對(duì)試3,時(shí)間推移測(cè)井和試氣等資料的綜合分析,經(jīng)準(zhǔn)確,而滲透率計(jì)算誤差則較大在孔隙度計(jì)算中,過精細(xì)研究和多井反復(fù)評(píng)價(jià)才能獲得較為客觀的結(jié)要注意油氣、壓實(shí)、環(huán)境等各方面的校正而且,中深果.另外,在鉆井完井液設(shè)計(jì)、儲(chǔ)層保護(hù)等方面都要層常發(fā)育次生孔隙需要對(duì)次生孔隙度進(jìn)行專門求針對(duì)含氣儲(chǔ)層特點(diǎn)進(jìn)行考慮解13可以相信,通過測(cè)井響應(yīng)的深入研究和測(cè)井新5認(rèn)識(shí)與展望技術(shù)的應(yīng)用以及多學(xué)科的綜合研究,必將不斷提高天然氣勘探的成功率,在我國(guó)21世紀(jì)能源戰(zhàn)略中發(fā)天然氣儲(chǔ)層在四性關(guān)系上與油層存在同樣的難揮重要作用度,特別是在碳酸鹽巖、礫巖、致密砂巖等復(fù)雜儲(chǔ)層測(cè)井曲線對(duì)氣層的分辨能力更差.而且,一般還缺乏考文獻(xiàn)(Reeferences系統(tǒng)的巖芯、地質(zhì)錄井等各種第一性資料,解釋更容1]康竹林中國(guó)深層天然氣勘探前景[冂.天然氣工業(yè),200易發(fā)生失誤.因此天然氣井測(cè)井解釋與油井相比難20(5);1~4.度更大,目前更多的是以常規(guī)測(cè)井資料為主,測(cè)井新[2] Kukal G C. A systematic approach for the effective log analy-dsD]. SPE/DOE/GRI 12851, 1984方法解釋新技術(shù)的探索和應(yīng)用雖有許多有益的探3]黃降基,放射性測(cè)并原理[M,北京,石油工業(yè)出版社,95索但還不成熟.若要更有效地進(jìn)行天然氣的識(shí)別與[4]楊碧松,低礦化度地層水地層油氣水層識(shí)別研究[刀.天然氣評(píng)價(jià),還必須開展針對(duì)天然氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的系統(tǒng)研究工業(yè),2000,20(2):42~44第一、要開展天然氣測(cè)井響應(yīng)的巖石物理機(jī)理[5]丁次乾礦場(chǎng)地球物理DM,山東:石油大學(xué)出版社,203研究.目前對(duì)天然氣測(cè)井響應(yīng)機(jī)理認(rèn)識(shí)還不深,無論214~215.[6]雍世和,洪有密,測(cè)井資料綜合解釋與數(shù)字處理[M].北京是巖石物理實(shí)驗(yàn)還是理論研究大都針對(duì)孔隙中的油石油工業(yè)出版社,1982,103~1水液相流體需要開展基于氣相充填的巖石物理實(shí)[魏斌,軻啟字,李能根、中、深部天然氣層識(shí)別及其分布特征和理論基礎(chǔ)大量實(shí)際資料證明聲波測(cè)井對(duì)氣層的>.測(cè)并技術(shù),19,20(4),24-29驗(yàn)和理論研究,為含氣儲(chǔ)層的識(shí)別和評(píng)價(jià)奠定實(shí)驗(yàn)中國(guó)煤化工#識(shí)別方法研究及應(yīng)用識(shí)別較為敏感,同時(shí)也可直接與地震資料結(jié)合因此CNMHG層的測(cè)井評(píng)價(jià)一以鄂在深入開展電法測(cè)井的巖電和理論研究的同時(shí),開爾多斯盆地大牛地山西組一段氣田為例[].地質(zhì)科技情報(bào)展基于雙相粘彈性孔隙介質(zhì)聲場(chǎng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究2003,22(4):65~是非常重要的[10]湯永梅,秦菲莉,周宏才等.致密深層氣層測(cè)井評(píng)價(jià)方法1期張福明,等:天然氣的測(cè)井勘探與評(píng)價(jià)技術(shù)研究[門.河南石油,2004,18(5):20~22(三)[.國(guó)外油田工程,19940~44.[11]譚廷棟.天然氣勘探中的測(cè)井技術(shù)[M]北京:石油工業(yè)出[26 Holger F. 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