頁巖油氣經濟有效層段的評價方法
2023-05-21 05:24:46
頁巖油氣經濟有效層段的評價方法
【專利摘要】本發明提供了一種頁巖油氣經濟有效層段的評價方法，該方法包括：根據獲取的測井資料和巖心資料確定目的層段的頁巖的評價參數，評價參數包括：有機碳含量、孔隙度、地層壓力係數、油氣累計產量影響因子和彈性參數；將各個評價參數減去對應的截止值，得到各個評價參數的差值；將各個評價參數的差值都大於0的點作為有效點；對目的層段中連續為有效點的測井點的厚度進行累加，將累加結果作為連續有效點的單層厚度；確定頁巖油氣累計經濟產量最小厚度；將目的層段中連續有效點的單層厚度大於等於累計經濟產量最小厚度的層段作為頁巖油氣經濟有效層段。本發明可以準確有效地確定出頁巖油氣經濟有效層段，從而提高了頁巖油氣的開發效益。
【專利說明】頁巖油氣經濟有效層段的評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及油氣勘探開發【技術領域】，特別涉及一種頁巖油氣經濟有效層段的評價 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣勘探開發由常規油氣藏向非常規油氣藏發展，頁巖油氣逐漸成為油氣勘 探開發的重要領域。近幾年，隨著頁巖油氣的成功商業開發，頁巖油氣逐步成為現實的油氣 勘探領域，在頁巖油氣的勘探開發過程中，在頁巖油氣發育區和核心區內，並非所有的頁巖 油氣發育層段都能經濟有效開發。
[0003] 目前，對頁巖油氣的研究主要集中在地質特徵、成因機理、平面核心區評價和壓裂 工藝等方面，但在地球物理技術尤其是利用測井技術中，很少涉及如何確定經濟有效的頁 巖油氣層段方面的研究。頁巖油氣開發均採用水平井體積壓裂技術，水平井軌跡所在的有 效層段的優選主要是根據經驗確定的，如何在大段頁巖油氣層中優選出經濟有效的層段， 提高頁巖油氣開發效益是急需解決的關鍵問題。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例提供了一種頁巖油氣經濟有效層段的評價方法，以解決現有技術中 無法在頁巖油氣層中優選出經濟有效的層段的技術問題，該方法包括 ：
[0005] 獲取目的層段的測井資料和巖心資料；
[0006] 根據所述測井資料和巖心資料確定所述目的層段的頁巖的評價參數，其中，所述 評價參數包括：有機碳含量、孔隙度、地層壓力係數、油氣累計產量影響因子和彈性參數；
[0007] 獲取所述目的層段的頁巖的各個評價參數的截止值；
[0008] 將所述目的層段的各個評價參數減去對應的截止值，得到各個評價參數的差值；
[0009] 將所述目的層段中各個評價參數的差值都大於0的點作為有效點；
[0010] 對所述目的層段中連續為有效點的測井點的厚度進行累加，將累加結果作為連續 有效點的單層厚度；
[0011] 獲取對所述目的層段進行頁巖油氣開發時的開發參數，其中，所述開發參數包括： 單井完井成本、每立方米的原油/天然氣價格、孔隙度、水平井井段長度、體積壓力寬度、壓 裂效率和原油/天然氣採收率；
[0012] 根據獲取的所述開發參數確定頁巖油氣累計經濟產量最小厚度；
[0013] 將所述目的層段中連續有效點的單層厚度大於等於所述累計經濟產量最小厚度 的層段作為頁巖油氣經濟有效層段。
[0014] 在一個實施例中，所述目的層段是有機質成熟度大於0. 8%的泥頁巖層段。
[0015] 在一個實施例中，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目的層段的頁巖的有機 碳含量，包括；
[0016] 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的深側向電阻率 和聲波時差；根據獲取的深側向電阻率和聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的有機碳含 量；
[0017] 或者，從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的無鈾伽瑪、 鈾濃度、自然伽瑪和鉀濃度中的其中之一的參數值；根據獲取的無鈾伽瑪、鈾濃度、自然伽 瑪和鉀濃度中的其中之一的參數值，確定所述目的層段的頁巖的有機碳含量。
[0018] 在一個實施例中，按照以下公式，根據獲取的深側向電阻率和聲波時差，確定所述 目的層段的頁巖的有機碳含量：
[0019] Δ IgR = lg(Rt/Ria)+0. 02X (At-Atia)
[0020] TOC = ( Λ IgR) X 1〇(2.29卜〇.1688L0M)
[0021] 其中，Λ IgR表示深側向電阻率和孔隙度曲線的幅度差，Rt表示烴源巖地層測井電 阻率，單位為Ω ·πι，At表示烴源巖地層聲波時差測井，單位為μ s/ft，Rsa表示非烴源巖 層段的測井電阻率，單位為Ω ·πι，Atsa表示非烴源巖層段的聲波時差測井，單位為μ s/ ft，LOM表示有機質成熟度指數，TOC表示烴源巖中有機碳含量，單位為wt % ;
[0022] 按照以下公式，根據獲取的無鈾伽瑪確定所述目的層段的頁巖的有機碳含量：
[0023] TOC = aXHSGR+b
[0024] 其中，TOC表示有機碳含量，單位為wt %，HSGR表示無鈾伽瑪的能譜，單位為ppm， a和b表示模型係數。
[0025] 在一個實施例中，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目的層段的頁巖的孔隙 度，包括：
[0026] 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的巖性密度和聲波 時差；
[0027] 根據獲取的所述巖性密度和聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的孔隙度。
[0028] 在一個實施例中，按照以下公式，根據獲取的所述巖性密度和聲波時差，確定所述 目的層段的頁巖的孔隙度，包括：
[0029]
【權利要求】
1. 一種頁巖油氣經濟有效層段的評價方法，其特徵在於，包括： 獲取目的層段的測井資料和巖心資料； 根據所述測井資料和巖心資料確定所述目的層段的頁巖的評價參數，其中，所述評價 參數包括：有機碳含量、孔隙度、地層壓力係數、油氣累計產量影響因子和彈性參數； 獲取所述目的層段的頁巖的各個評價參數的截止值； 將所述目的層段的各個評價參數減去對應的截止值，得到各個評價參數的差值； 將所述目的層段中各個評價參數的差值都大於O的點作為有效點； 對所述目的層段中連續為有效點的測井點的厚度進行累加，將累加結果作為連續有效 點的單層厚度； 獲取對所述目的層段進行頁巖油氣開發時的開發參數，其中，所述開發參數包括：單井 完井成本、每立方米的原油/天然氣價格、孔隙度、水平井井段長度、體積壓力寬度、壓裂效 率和原油/天然氣採收率； 根據獲取的所述開發參數確定頁巖油氣累計經濟產量最小厚度； 將所述目的層段中連續有效點的單層厚度大於等於所述累計經濟產量最小厚度的層 段作為頁巖油氣經濟有效層段。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述目的層段是有機質成熟度大於0. 8 %的 泥頁巖層段。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目 的層段的頁巖的有機碳含量，包括； 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的深側向電阻率和聲波 時差；根據獲取的深側向電阻率和聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的有機碳含量； 或者，從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的無鈾伽瑪、鈾濃 度、自然伽瑪和鉀濃度中的其中之一的參數值；根據獲取的無鈾伽瑪、鈾濃度、自然伽瑪和 鉀濃度中的其中之一的參數值，確定所述目的層段的頁巖的有機碳含量。
4. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於： 按照以下公式，根據獲取的深側向電阻率和聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的有 機碳含量： ΔIgR=Ig(Rt/R基線）+〇· 02X(Δt_Δt基線） TOC= (AlgR)X1〇(2.297_0.168_) 其中，AlgR表示深側向電阻率和孔隙度曲線的幅度差，Rt表示烴源巖地層測井電阻 率，單位為Ω·πι，At表示烴源巖地層聲波時差測井，單位為μs/ft，Rsa表示非烴源巖層 段的測井電阻率，單位為Ω·πι，Atsa表示非烴源巖層段的聲波時差測井，單位為μs/ft， LOM表示有機質成熟度指數，TOC表示烴源巖中有機碳含量，單位為wt% ; 按照以下公式，根據獲取的無鈾伽瑪確定所述目的層段的頁巖的有機碳含量： TOC=aXHSGR+b 其中，TOC表示有機碳含量，單位為wt%，HSGR表示無鈾伽瑪的能譜，單位為ppm，a和b表示模型係數。
5. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目 的層段的頁巖的孔隙度，包括： 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的巖性密度和聲波時 差； 根據獲取的所述巖性密度和聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的孔隙度。
6. 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，按照以下公式，根據獲取的所述巖性密度和 聲波時差，確定所述目的層段的頁巖的孔隙度，包括：
其中，Por表示孔隙度，P表示被處理層段的巖性密度，單位為g/cm3,Pf表示地層流 體密度，單位為g/cm3,Pm表示被處理層段的巖石骨架密度，單位為g/cm3, Λ t表示被處理 層段的聲波時差，單位為μ s/m，Atf表示地層流體的聲波時差，單位為μ s/m，Atm表示被 處理層段巖石骨架的聲波時差，單位為μs/m。
7. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目 的層段的頁巖的地層壓力係數，包括； 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段中地層壓力係數層段的測井的 巖性密度或聲波時差；根據獲取的所述巖性密度或聲波時差確定所述目的層段的頁巖的地 層壓力係數； 或者，從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段中地層壓力係數層段的 孔隙度平均值和有機碳含量平均值；根據獲取的孔隙度平均值和有機碳含量平均值確定所 述目的層段的頁巖的地層壓力係數。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於： 按照以下公式，根據獲取的所述巖性密度確定所述目的層段的頁巖的地層壓力係數： PX = a(P-PJz)+b 其中，PX表不地層壓力係數，P表不被處理層段的巖性密度，單位為g/cm3,Pjz表不巖 性密度基線值，單位為g/cm3, a和b表示模型係數； 按照以下公式，根據獲取的孔隙度平均值和有機碳含量平均值確定所述目的層段的頁 巖的地層壓力係數： PX = aX (PorXTOC)2+bX (PorXTOC)+c 其中，PX表示地層壓力係數，Por表示被處理層段的孔隙度平均值，為小數，TOC表示被 處理層段的有機碳含量平均值，單位為wt%，a、b和c表示模型係數。
9. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目 的層段的頁巖的油氣累計產量影響因子，包括： 從所述測井資料和所述巖心資料中，獲取所述目的層段的測井的自然伽瑪、鈾濃度和 鉀濃度中的其中之一； 根據獲取的所述自然伽瑪、鈾濃度和鉀濃度中的其中之一，計算得到所述目的層段的 頁巖的粘土體積含量； 根據計算得到的所述目的層段的頁巖的粘土體積含量，確定所述目的層段的頁巖的油 氣累計產量影響因子。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於： 按照以下公式，根據獲取的所述自然伽瑪，計算得到所述目的層段的頁巖的粘土體積 含量：
其中，GR表示被處理層段的自然伽瑪，單位為API，GRmin表示純砂巖或純碳酸鹽巖的 自然伽瑪，單位為API，GRmax表示泥巖的自然伽瑪，單位為API，Vsh表示粘土體積含量，單位 為％，c表示模型係數； 按照以下公式，根據計算得到的所述目的層段的頁巖的粘土體積含量，確定所述目的 層段的頁巖的油氣累計產量影響因子： AOG=m-Vsh 其中，AOG表示油氣累計產量影響因子，Vsh表示粘土體積含量，單位為％，m表示頁巖油 氣層段獲得經濟油氣產能對應的最大粘土體積含量值，單位為％。
11. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述測井資料和巖心資料確定所述目 的層段的頁巖的彈性參數，包括： 根據所述測井資料，獲取縱波時差和橫波時差； 根據所述橫波時差和縱波時差，求取楊氏模量和泊松比； 根據求取的楊氏模量和泊松比，計算得到所述目的層段的頁巖的彈性參數。
12. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於： 按照以下公式，根據所述橫波時差和縱波時差，求取楊氏模量和泊松比：
其中，E表示楊氏模量，〇表示泊松比，Ats表示橫波時差，單位為μs/m，Atp表示縱 波時差，單位為Us/m,P表示地層密度,單位為g/cm3; 按照以下公式，根據求取的楊氏模量和泊松比，計算得到所述目的層段的頁巖的彈性 參數：
其中，E表示楊氏模量，〇表示泊松比，λ和μ表示彈性參數。
13. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在將所述目的層段的各個評價係數減去對 應的截止值，得到各個評價參數的差值之後，所述方法還包括： 將各個評價參數的差值除以各個評價參數對應的截止值，得到各個評價參數的倍數處 理後的值； 將得到的各個評價參數的倍數處理的值相乘得到所述目的層段的綜合評價指數。
14. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，按照以下公式，根據獲取的所述開發參數 確定頁巖油累計經濟產量最小厚度Hlimt:
15. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，對所述目的層段中連續為有效點的測井點 的厚度進行累加，包括： 對所述目的層段中連續為有效點的測井點按照測井採樣間距進行累加。
【文檔編號】E21B49/00GK104453873SQ201410571890
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】侯連華, 羅霞, 王京紅, 楊帆, 楊春, 楊智, 張麗君 申請人:中國石油天然氣股份有限公司