[發明專利]一種基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價方法

有效

• 申請號: 202010545519.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111706319B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 孫建孟;曾鑫;宿鶴松;袁衛國;馮明剛;嚴偉;崔瑞康
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G06T17/05
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1，構建海相頁巖導電模型；

根據頁巖地層的巖心剖面和電成像靜態圖，在電阻率測井探測尺度內，縱向上將頁巖地層劃分為低阻層和高阻層，結合巖心X射線衍射全巖和粘土礦物分析結果，構建海相頁巖導電模型，在海相頁巖導電模型中，根據導電性質的差異，將高阻層內的導電組分劃分為有機質、黃鐵礦、粘土和地層水，將低阻層設置為一個由低阻成分組成不區分導電組分的整體，海相頁巖導電模型如下所示：

式中，R_t表示測井電阻率，單位為Ω·m；f_L表示電阻率測井探測尺度內低阻層比例；R_L表示低阻層電阻率，單位為Ω·m；R_H表示高阻層電阻率，單位為Ω·m；

步驟2，根據有機質的發育情況和成熟度，剝離有機質對海相頁巖電阻率的影響；

根據總有機碳TOC確定頁巖層段有機質的發育情況，通過測井電阻率和鏡質體反射率Ro確定頁巖層段有機質的成熟度，判斷頁巖層段是否滿足總有機碳TOC＞1.5％且測井電阻率連續小于2Ω·m、鏡質體反射率Ro＞3.0％的條件，若滿足，則確定該層段為高成熟富有機質低阻頁巖層段，不需要進行含氣飽和度評價，若不滿足，則確定該頁巖層段有機質為低成熟度有機質，由于低成熟度有機質體積小含量低且高阻，對頁巖電阻率的影響小，因此不需要剝離有機質對海相頁巖電阻率的影響；

步驟3，結合電成像高分辨率電阻率曲線，確定電阻率測井探測尺度內低阻層比例f_L，剝離低阻薄層對海相頁巖電阻率的影響，基于步驟1構建的海相頁巖導電模型，計算海相頁巖高阻層電阻率；

利用淺側向電阻率對電成像靜態圖進行刻度，得到電成像高分辨率電阻率曲線SRES，通過對SRES曲線電阻率進行統計分析確定截止值，將該截止值作為低阻薄層電阻率的上限，在電阻率測井探測尺度內，統計大于截止值的數據點數count_H和小于截止值的數據點數count_L，確定電阻率測井探測尺度內低阻層比例f_L，公式如下所示：

基于步驟1建立的海相頁巖導電模型，利用電阻率測井探測尺度內低阻層比例f_L剝離低阻薄層對海相頁巖電阻率的影響，計算海相頁巖高阻層電阻率，公式如下所示：

式中，為符合頁巖地層實際情況，需要滿足R_L＞R_tf_L；

步驟4，建立頁巖三維數字巖心，模擬確定黃鐵礦含量對海相頁巖高阻層電阻率的影響，根據黃鐵礦含量，計算剝離黃鐵礦影響后的高阻層電阻率；

從頁巖層段中挑選巖樣進行聚集離子束電鏡掃描，得到巖樣的電鏡掃描圖像，基于頁巖巖樣的電鏡掃描圖像在納米尺度上重建頁巖三維空間分布，根據各巖石組分灰度值的差異，分割提取頁巖三維空間分布中的孔隙、粘土、脆性礦物、有機質和黃鐵礦，建立頁巖三維數字巖心；

利用礦物替代的方法逐漸增加頁巖三維數字巖心中的黃鐵礦含量，模擬黃鐵礦對頁巖測井電阻率的影響，得到頁巖測井電阻率隨黃鐵礦含量的變化規律，當黃鐵礦含量v_py＜7％時，測井電阻率與黃鐵礦關系不明顯，黃鐵礦含量對頁巖測井電阻率無影響，當黃鐵礦含量v_py≥7％時，隨著黃鐵礦含量的增加頁巖測井電阻率明顯下降，通過分析頁巖三維數字巖心模擬結果，得到黃鐵礦混聯系數α和黃鐵礦影響系數β；根據巖心剖面確定黃鐵礦在頁巖中呈不規則分布，通過頁巖三維數字巖心電性模擬得到黃鐵礦對頁巖電阻率的影響為混聯作用；

獲取頁巖層段的黃鐵礦含量，通過對步驟3計算的高阻層電阻率進行黃鐵礦含量校正，計算剝離黃鐵礦影響后的高阻層電阻率，公式如下所示：

其中，

式中，R_F表示剝離黃鐵礦影響后的高阻層電阻率，單位為Ω·m；R_py表示黃鐵礦電阻率，單位為Ω·m；α表示黃鐵礦混聯系數；c、d表示公式系數；β表示黃鐵礦影響系數，數值一般在1-2之間；

步驟5，綜合粘土和地層水對海相頁巖電阻率的影響，建立基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價模型，計算海相頁巖含氣飽和度，開展海相頁巖含氣飽和度評價；

根據粘土和地層水對海相頁巖電阻率的影響，結合傳統泥質砂巖飽和度評價模型，計算海相頁巖含水飽和度，公式如下所示：

根據海相頁巖含水飽和度計算公式，建立基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價模型，如下所示：

式中，R_F表示剝離黃鐵礦影響后的高阻層電阻率，單位為Ω·m；φ表示地層孔隙度；V_cl表示粘土含量；R_cl表示粘土電阻率，單位為Ω·m；a、b表示公式系數，m表示孔隙指數，a、b、m通過巖電實驗確定；R_w表示地層水電阻率，單位為Ω·m；S_w表示海相頁巖含水飽和度，單位為％；S_g表示海相頁巖含氣飽和度，單位為％；

基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價模型，計算海相頁巖含氣飽和度，進行海相頁巖含氣飽和度評價。

2.如權利要求1所述的一種基于導電影響因素逐步剝離的海相頁巖含氣飽和度評價方法，其特征在于，所述步驟4中，利用ECS元素能譜測井或巖心刻度測井統計分析模型獲取頁巖層段的黃鐵礦含量。