基岩储层参数计算

裂缝型或裂缝-溶洞型基岩储层的储集参数预测是不确定性很大的课题。我们在胜利油区尝试利用核磁共振孔隙度来标定交会孔隙度，使用核磁共振和常规测井计算含油饱和度，对裂缝和孔隙分别计算渗透率等方法改善了基岩储层参数的预测方法。在储层参数计算中，先对测井曲线进行了预处理。

（一）测井资料预处理

由于井眼条件（包括泥浆、温度、井眼垮塌等）变化和人为因素影响，测井曲线存在一定误差，通过标准化和环境校正可以消除大部分误差。

1.测井曲线标准化

基岩储层的测井曲线标准化难度比较大，因为在这里很难找到岩性分布稳定、测井响应基本一致的标志层（标准层），同时基岩内部断层多、岩性变化特别大。

在埕北30区块基岩测井标准化中，我们采用交会图和直方图相结合的方法，分别选择岩性相对一致的埕北302井和埕北30井的下马家沟组灰岩、埕北302井和埕北301井的张夏组灰岩进行标准化工作。中子-密度交会图反映出埕北302井和埕北30井的测井信息具有一些差异性（图4-30）：埕北302井下马家沟组数据落在灰岩线附近（与区域地质特征一致。图4-30左），而埕北30井下马家沟组数据落在灰岩与白云岩线之间（图4-30右。与区

图4-30 埕北302井中子-密度（左）和埕北30井中子-密度（右）交会图

域地质不一致）。因此，我们认为埕北302井数据是正确的，并以该井数据为准，分别求出埕北30井的中子、密度和声波时差的校正量（利用这两口井的中子、密度和声波时差直方图），对埕北30井的解释层段的中子、密度和声波时差进行校正。具体校正量见表4-8。

表4-8 埕北30区块基岩储层测井数据标准化的校正量

2.环境校正

泥浆浸泡时间、井径扩大等会影响浅侧向电阻率和声波时差等测井信息，因此需要进行环境校正。潜山型基岩的测井环境校正与一般地层的测井环境校正方法和内容相同，这里不赘述。

（二）基岩储层孔隙度计算

为了发挥核磁共振测井孔隙度解释的优势（埕北302和埕北303井进行过核磁共振测井），我们使用核磁共振解释的孔隙度标定了中子-密度交会孔隙度，从而使孔隙度的准确度有所提高。因为核磁共振测井不受岩性影响可以比较好地解释出束缚水和可动水孔隙度（图4-31），这一点是其他测井方法所做不到的。

图4-31 核磁共振测井孔隙度解释模型

核磁共振孔隙度解释是利用所接收的回波串，对回波串的包络线做单或双指数扩展拟合并外推至零时间，得到地层核磁共振自旋回波总信号，经刻度为核磁共振孔隙度ø_e（有效孔隙度），对大于一定门限时间的所有回波包络线做单指数拟合，并外推至零时间得到的自由流体指数，即为可动流体孔隙度ø_f。

核磁共振测井也会受到井眼条件、温度、压力等因素的影响，选择井眼规则的井段进行核磁共振孔隙度解释是十分必要的。总的来说，核磁共振孔隙度是中子、密度和声波时差孔隙度的校准值。例如埕北302井古生界的核磁共振孔隙度与中子-密度孔隙度、中子孔隙度的相关系数分别为0.8067和0.7853，与密度孔隙度的相关系数为0.2307（图4-32）。就是说，基岩密度孔隙度解释结果可信度较低。泰山群核磁共振解释孔隙度与中子-密度交会孔隙度和密度孔隙度相关系数较大：0.9052和0.7822，与中子孔隙度相关关系不好（相关系数为0.5176），因为泰山群变质岩中的长石、云母等矿物具有一定的放射性对中子测井有一定影响，从而影响了中子孔隙度。

（三）基岩储层饱和度计算

试油成果表明，埕北30等4口井均获得了高产工业油流，而且不含水，说明埕北30区块基岩成藏均为油层；该成果与测井解释完全一致。我们用两种方法进行了基岩储层含油饱和度的测井信息预测：一种是核磁共振测井计算方法，另一种是常规测井解释方法。

1.核磁共振测井解释含油饱和度

因为核磁共振测井可以准确地计算可动流体孔隙度ø_f和有效孔隙度ø_e，若储层中流体全部为油时，则含油饱和度S_o为：

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

由于核磁共振测井不受地层岩性、孔隙胶结物、孔隙弯曲度、孔喉半径、常规测井误差等影响，所以油层的饱和度计算结果是准确的。埕北302井碳酸盐岩含油饱和度计算结果与实际非常接近。

2.常规测井信息计算基岩储层含油饱和度

图4-32 埕北302井碳酸盐岩核磁共振孔隙度与交会孔隙度（上）、中子孔隙度（中）和密度孔隙度（下）的相关分析图

因为每口井均有常规测井，所以我们对储层参数预测的重点还是在常规测井信息上。根据岩心等地质分析，我们已知研究区基岩储层发育4种类型的储集空间：孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型和裂缝-溶洞型，其中只有孔隙型储层可以近似地看成是均匀的、各向同性介质外，其余3种均具有明显的非均质性，因此含油饱和度预测难度很大。

对于低孔隙度的裂缝型、裂缝-溶洞型储层，利用常规测井资料计算含油饱和度几乎是不可能的，因为泥浆往往侵入很深，使得现有测井方法不能探测到裂缝中原始流体饱和度，因此在具有裂缝的储层中只能对裂缝-孔隙型储层进行饱和度预测。

按照裂缝组合的差异，裂缝-孔隙型储层可以划分为3个亚类：水平裂缝-孔隙型，垂直裂缝-孔隙型，网状裂缝-孔隙型。我们针对这3个亚类储层地质模型，再选用双侧向测井信息建立含油饱和度计算模型。

首先分析不同产状裂缝对电阻率测井的影响。实践证明，储层存在裂缝会使侧向电阻率降低，而且水平裂缝比高角度（包括垂直）裂缝降低得更明显。

高角度裂缝的电阻率在致密层高电阻率背景下有所降低，曲线形状平缓，深侧向与浅侧向电阻率之差为正数，电阻率下降和深浅侧向值的差异大小取决于以下几点：①裂缝张开度越大，浅侧向电阻率均下降越多，深浅侧向电阻率值差异越大；②对于油气层泥浆侵入深度越大，深浅侧向电阻率差异越大，直到侵入深度大于2.54m以后，深浅电阻率的差异才稳定下来，对于水层则侵入深度的影响较小；③裂缝延伸长度小于5m时，浅侧向电阻率下降快，深侧向电阻率下降慢，深浅侧向电阻率差异逐渐增加，裂缝延伸长度大于8m时，深浅侧向电阻率均稳定在一个数值上，它们的差异也稳定下来。

低角度裂缝的电阻率值在高电阻率背景上明显降低，曲线形态尖锐，深浅侧向电阻率的差异受下列因素控制：①裂缝张开度增大，深浅侧向电阻率均下降，但是深浅电阻率的差值比高角度裂缝小的多，而且张开度大于10μm时深侧向电阻率小于浅侧向电阻率，张开度小于10μm时深侧向电阻率大于浅侧向电阻率；②电极系中心与裂缝的距离小于40cm时，深侧向电阻率小于浅侧向电阻率，当这个距离在40～100cm时，深侧向电阻率更加小于浅侧向电阻率，当距离大于100cm时，深侧向电阻率则大于浅侧向电阻率；③对于油气层，泥浆侵入半径大于40cm时，深侧向电阻率小于浅侧向电阻率，当侵入深度小于40cm时，深侧向电阻率则大于浅侧向电阻率。

当网状裂缝的深浅侧向电阻率都降低时，它们之间的差值取决于网状裂缝发育的程度，电阻率曲线起伏的幅度与网状裂缝密度正相关，即网状裂缝密度大，深浅侧向电阻率曲线上下起伏也越大。

由以上分析，我们可以选用深浅侧向电阻率畸变系数K₁（K₁=R_d/R_s）来描述不同产状裂缝的差异性：水平裂缝的K₁在0.7～0.8范围内（深侧向电阻率小于浅侧向电阻率）；垂直裂缝K₁在1.7～2.0范围内（深侧向电阻率高于浅侧向电阻率），但是对于多组系垂直裂缝K₁值减小到1.1～1.3；网状裂缝一般情况下可看作是均匀导电网络，双侧向电阻率不发生畸变。

（1）水平裂缝-孔隙型储层饱和度方程

该类储层的裂缝常被泥浆深侵入，使得深浅双侧向只能探测到裂缝侵入带，并使深侧向电阻率降低（K₁=0.7～0.8）。但是泥浆对岩块的侵入呈阶梯侵入，即深侧向可探测到原始状态地层，浅侧向只能探测到侵入带。据此特征，可建立下列饱和度方程组。

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

式中：m_b——孔隙度指数，m_f——裂缝孔隙度指数，R_d——深侧向电阻率，R_s——浅侧向电阻率，S_wb——地层含水饱和度，S_x——侵入带含水饱和度，n_b——饱和度指数，R_m——泥浆滤液电阻率，Rmix——混合液电阻率。

（2）垂直裂缝-孔隙型储层

先讨论单组系垂直裂缝-孔隙型储层的饱和度方程。该类储层的侵入特征和水平裂缝-孔隙型储层一样，不同之处在于侧向测井的响应是使浅侧向电阻率R_s降低，其畸变系数K₁在1.7～2.0之间。饱和度方程为：

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

多组系垂直裂缝-孔隙型储层具有以下特征：裂缝呈深侵入状态，深、浅侧向电阻率只能探测到泥浆侵入到的地层，浅侧向电阻率R_s降低较多，畸变系数K₁为1.1～1.3之间。其饱和度方程为：

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

（3）网状裂缝-孔隙型储层的饱和度方程

裂缝呈半侵入状态，浅侧向可探测到泥浆侵入部分，而深侧向可探测到原始地层流体部分。裂缝系统对深、浅侧向电流束均可等效看作为均匀、各向同性介质，因而不造成R_s、R_d的畸变（K₁=1）。因此饱和度计算方程为：

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

（四）渗透率计算模型

实验分析表明，岩石绝对渗透率的大小主要受裂缝的控制，因为裂缝渗透率比孔隙渗透率要大许多倍。而裂缝渗透率又受控于裂缝张开度d。

1.裂缝固有渗透率K_if

只考虑裂缝本身对流体流动的传导性，不管周围岩石的情况，这种渗透率称为裂缝固有渗透率。对于单个平面裂缝且流体流动方向与裂缝面一致，则渗透率可近似地表示为：K_if=d²/12。当裂缝宽度以cm为单位时，则渗透率单位为cm²。如果裂缝面与流体流动方向有一夹角α，则K_if=（d²/12）cos²α，单位为μm²。

2.裂缝性储层渗透率K_f

若把裂缝与其周围的岩块统一起来，作为一个流体动力学单元考虑时，则渗透率K_f=K_ifφ_f，单位为μm²。

3.不同组合形态的裂缝的渗透率计算

单组系裂缝（单一水平或者其他一个走向的垂直裂缝）其形状相似于板状，渗透率计算公式为：K_f=0.85 10^-4d²φ_f，单位为μm²。

多组系裂缝，其组合形态类似于散乱的火柴棍，渗透率计算公式：K_f=4.24 10^-4d²φ_f，单位为μm²。

网状裂缝渗透率计算公式：K_f=5.66 10^-4d²φ_f，单位为μm²。

4.裂缝-孔隙型储层渗透率是岩块孔隙渗透率K_b与裂缝渗透率K_f之和

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

（五）基岩储层参数计算成果及其与岩心分析的比较

古生界碳酸盐岩计算孔隙度与岩心分析结果具有较好的可比性，如埕北30井精细测井解释计算出的孔隙度在14%以下时，与岩心分析对比效果很好（图4-33），岩心分析有一块样品的孔隙度为17%，但是测井资料的解释没有高于15%以上的孔隙度数值。

埕北303井有较多的岩心渗透率分析数据，所以我们用该井测井综合解释的渗透率与其对比（图4-34）。由于渗透率是储层动态的物性参数，一般储层渗透率的测井预测结果与岩心分析结果误差率在100%就达到精度要求，而埕北303井测井预测渗透率与岩心分析渗透率分布范围一致，但是测井计算渗透率数值比岩心分析大一些，可能是存在裂缝的缘故。

图4-33 埕北30井碳酸盐岩孔隙度计算成果与岩心分析孔隙度的对比

图4-34 埕北303井基岩储层渗透率计算效果分析

由于核磁共振H¹测井对于含油饱和度的预测是比较准确的，所以利用核磁共振含油饱和度与常规测井含油饱和度计算结果精细对比，可以了解常规测井计算的饱和度数据的准确性。埕北302井具有这两项饱和度数据，它们具有较好的可比性（图4-35），说明埕北30区块利用常规测井资料计算基岩含油饱和度的方法是得当的。

图4-35 埕北302井基岩储层含油饱和度计算效果分析