非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，包括如下步驟：a、收集整理目的層錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)；b、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算錄井黏土指數(shù)MLCF；c、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA；d、利用計算出的錄井黏土指數(shù)MLCF和鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA，制作MLCF‐MLGA交會圖；e、利用MLCF‐MLGA交會圖對非常規(guī)氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。本發(fā)明發(fā)揮錄井隨鉆解釋及時、高效、真實、快速的優(yōu)勢，綜合運用錄井工程及地質(zhì)參數(shù)，對致密巖性氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。
【專利說明】非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，屬于機電領域石油天然氣工業(yè) 勘探開發(fā)范疇隨鉆錄井資料處理技術應用領域。

【背景技術】
[0002] 非常規(guī)天然氣是指在成藏機理、賦存狀態(tài)、分布規(guī)律或勘探開發(fā)方式等方面有別 于常規(guī)天然氣的姪類（或非姪類）資源非常規(guī)天然氣主要包括致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣 等，我國非常規(guī)油氣資源十分豐富，發(fā)展非常規(guī)能源對保障國家能源安全、改善環(huán)境、煤炭 安全生產(chǎn)、解決農(nóng)"（農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民）問題等都具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003] 潔陵焦石巧、宜賓長寧等頁巖氣勘探初獲成效標志著頁巖氣、致密砂巖氣等為代 表的致密巖性氣藏勘探開發(fā)進入了一個新的階段，"能源接替、轉型升級"是中國石油行業(yè) 的理想訴求和現(xiàn)實需要，目前國內(nèi)各主要油公司正向非常規(guī)油氣領域大步推進，但當前中 國國內(nèi)常規(guī)石油資源戰(zhàn)略接替存在難度，陸上東部大多數(shù)油田已進入開發(fā)中晚期，出水比 出油還多，中西部地區(qū)石油儲量雖然較大，但投資大、技術復雜、勘探程度不高，且非常規(guī)氣 藏認識亟待深入，錄井解釋技術更是從零開始，目前，針對非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)目前主要 存在W下問題：
[0004] 1、地層儲集性能通常較差，有人認為頁巖氣賦存于超低孔、超低滲儲層，孔徑可低 至納米級，該對傳統(tǒng)成藏理論和解釋評價技術提出強力挑戰(zhàn)。
[0005] 2、非常規(guī)成藏理論尚未達成共識，存在一定分歧：目前業(yè)內(nèi)圍繞頁巖氣儲層成藏 理論該一焦點問題開展了一系列有關非常規(guī)油氣藏賦存及勘探開發(fā)配套地質(zhì)理論的激烈 討論，如何利用國外先期經(jīng)驗成功移植到國內(nèi)勘探開發(fā)理論研究及勘探實踐，如何快速有 效確定有效非常規(guī)油氣儲層、如何實現(xiàn)工程地質(zhì)目標的統(tǒng)一該些問題尚無定論，亟待更深 層次，更廣層面的理論創(chuàng)新和實際踐行。
[0006] 3、錄井解釋技術尚未起步：目前絕大部分錄井解釋方法采用統(tǒng)計學方法，采用層 位、井資料、甚至設備的不同都會對統(tǒng)計數(shù)據(jù)和結論造成重大影響，往往是有了新井就要改 變統(tǒng)計模型，無法在早期探井應用，而其他一部分方法人為影響嚴重，甚至可能造成解釋結 果嚴重失實，無法確保結論的客觀性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種非常規(guī)氣藏儲層快速 識別的方法。本發(fā)明發(fā)揮錄井隨鉆解釋及時、高效、真實、快速的優(yōu)勢，綜合運用錄井工程及 地質(zhì)參數(shù)，對致密巖性氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。
[000引為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0009] 一種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0010] a、收集整理目的層錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)；
[ocm] b、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算錄井黏±指數(shù)MLCF ;
[0012] c、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA ;
[0013] d、利用計算出的錄井黏±指數(shù)MLCF和鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA，制作MLCF -MLGA交會圖；
[0014] e、利用MLCF - MLGA交會圖對非常規(guī)氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。
[001引所述步驟a中，錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)包括綜合錄井儀記錄的目的層隨鉆鉆井 液性能參數(shù)、實時錄井數(shù)據(jù)、遲到錄井數(shù)據(jù)。
[0016] 所述步驟b中，MLCF計算方法如下：
[0017] MLCF=lg[(0. 002 31 )2 ? (dbit)2 ? (RPM)2 ? (60 .R0P)2/W0B/^(0. 001 .dbit) .ROP .60]
[0018] 其中MLCF-一錄井地層黏±含量指數(shù)；
[0019] RPM--鉆速，r/min;
[0020] WOB--鉆壓，kN ;
[0021] ROP--機械鉆速，h/m ;
[002引 dbit--鉆頭直徑，mm。
[0023] 所述步驟b中，對于儲層開發(fā)使用水力螺桿的情形，由于井底鉆頭真實鉆速難W 測量，故設定MLCF計算外緣每個鉆齒每次單轉平均功率比；
[0024] 良P，
[002引 MLCF=lg[(0. 002 31 )2 . (dbid2 ? (60 . r0p)2/w0B/^(0. 001 ? dbid ? ROP ? 60]。
[0026] 所述步驟c中，采用鉆井液姪組分作為儲層含油氣性近似表征，引入錄井鉆井液 含姪組分變動指數(shù)（MLGA)其計算方法如下：
[0027] MLGA = (M-Aver (M)) / 化0 ? 0 M ? ROP ? WOB)
[002引其中；MLGA-一錄井鉆井液含姪組分變動指數(shù)，簡稱含姪指數(shù)；
[0029] M一一輕姪組分與重姪組分含量百分比，根據(jù)色譜讀值，無量綱；
[0030] Aver (M)--平均值函數(shù)；
[0031] oM一一輕姪組分與重姪組分含量百分比標準差；
[0032] R0P--鉆時，h/m ;
[0033] WOB--鉆壓，kN。
[0034] 所述步驟d中，分別創(chuàng)建MLCF數(shù)據(jù)道及MLGA數(shù)據(jù)道，其各自數(shù)據(jù)道量程設定方法 為；設定MLCF和MLGA道為待設置道M道，對應的數(shù)據(jù)值域為（m，n)，則圖道量程設置規(guī)則 可表述為：
[0035] (-min (油S (m),油S (n), min (油S (m),油S (n))
[0036] 其中，min(X，y)系判別X，y中最小值的函數(shù)，油s(x)系絕對值函數(shù)；
[0037] 并組合MLCF數(shù)據(jù)道和MLGA數(shù)據(jù)道制作MLCF - MLGA交會圖。
[003引所述步驟e中，其識別方式為；MLCF指數(shù)上升（黏±礦物含量升高）、MLGA指數(shù)下 降（地層含姪量少），則表征對應井深鉆遇地層（含姪）儲層欠發(fā)育，MLCF指數(shù)下降（黏± 礦物含量降低，脆性礦物含量升高）、MLGA指數(shù)上升（地層含姪量增加，有機質(zhì)含量提高）， 且兩者在圖道上有交會，則表征對應井深鉆遇地層（含姪）儲層較發(fā)育。
[0039] 采用本發(fā)明的優(yōu)點在于；
[0040] 一、本發(fā)明發(fā)揮錄井隨鉆解釋及時、高效、真實、快速的優(yōu)勢，綜合運用錄井工程及 地質(zhì)參數(shù)，高度概括和系統(tǒng)總結非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)過程中錄井參數(shù)的必要性和儲層及 井況特征之間存在的必然聯(lián)系，建立井底、井口錄井工程及地質(zhì)參數(shù)MLCF-MLGA交會圖，由 錄井參數(shù)再處理和解釋技術，實現(xiàn)對地質(zhì)理論、工程決策有力支撐。
[0041] 二、本發(fā)明具有快速可靠的優(yōu)點，能較可靠的實現(xiàn)利用錄井參數(shù)識別非常規(guī)氣藏 儲層。
[0042] S、本發(fā)明具有簡便高效的優(yōu)點，概括和提煉錄井過程中獲取資料的有效信息，處 理速度快、過程可控、便于實施。
[0043] 四、本發(fā)明具有兼容并包的優(yōu)點，充分關注地質(zhì)成藏因素的同時，綜合考量增產(chǎn)施 工因素，踐行地質(zhì)工程一體化思路。
[0044] 五、本發(fā)明可廣泛適應于非碳酸鹽巖地層之致密氣、頁巖氣等非常規(guī)氣藏儲層識 另IJ，目前在四川威遠氣田及長寧地區(qū)應用獲得較好成效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045] 圖1為本發(fā)明MLCF - MLGA交會圖版示意圖
[0046] 圖2為本發(fā)明流程圖
[0047] 圖3為鉆頭切削鉆進理想模型示意圖
[0048] 圖4為鉆頭外緣單齒受力示意圖

【具體實施方式】
[0049] 實施例1
[0化0] -種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，包括如下步驟：
[0化1] a、收集整理目的層錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)；
[0化2] b、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算錄井黏±指數(shù)MLCF ;
[0化3] C、利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA ;
[0054] d、利用計算出的錄井黏±指數(shù)MLCF和鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA，制作MLCF -MLGA交會圖；
[0055] e、利用MLCF - MLGA交會圖對非常規(guī)氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。
[0056] 所述步驟a中，錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)包括綜合錄井儀記錄的目的層隨鉆鉆井 液性能參數(shù)、實時錄井數(shù)據(jù)、遲到錄井數(shù)據(jù)。其中，工程參數(shù)包括；鉆時、鉆速、鉆頭直徑、鉆 壓；錄井工程錄取的地質(zhì)參數(shù)包括；姪值，包括全姪、甲燒等有機組分含量。
[0057] 所述步驟b中，MLCF計算方法如下：
[005引 MLCF=lg[(0. 002 31 )2 ? (dbit)2 ? (RPM)2 ? (60 ?R0P)2/W0B/^(0. 001 .dbit) .ROP .60] [0化9] 其中MLCF--錄井地層黏±含量指數(shù)；
[0060] RPM--鉆速，r/min ;
[0061] WOB--鉆壓，kN;
[0062] ROP--機械鉆速，h/m ;
[0063] dbit--鉆頭直徑，mm。
[0064] 所述步驟b中，對于儲層開發(fā)使用水力螺桿的情形，由于井底鉆頭真實鉆速難W 測量，故設定MLCF計算外緣每個鉆齒每次單轉平均功率比，即：
[00化]MLCF=lg[(0. 002 31 )2 . (dbid] ? (60 . r〇p)2/w〇B/^(0. 001 ? dbid ? ROP ? 60]。
[0066] 所述步驟c中，采用鉆井液姪組分作為儲層含油氣性近似表征，引入錄井鉆井液 含姪組分變動指數(shù)（MLGA)其計算方法如下：
[0067] MLGA = (M-Aver (M)) / 化0 ? 0 M ? ROP ? WOB)
[0068] 其中；MLGA-一錄井鉆井液含姪組分變動指數(shù)，簡稱含姪指數(shù)；
[0069] M一一輕姪組分與重姪組分含量百分比，根據(jù)色譜讀值，無量綱；
[0070] Aver (M)--平均值函數(shù)；
[0071] 0 M一一輕姪組分與重姪組分含量百分比標準差；
[0072] ROP--鉆時，h/m ;
[0073] WOB--鉆壓，kN。
[0074] 所述步驟d中，分別創(chuàng)建MLCF數(shù)據(jù)道及MLGA數(shù)據(jù)道，并組合MLCF數(shù)據(jù)道和MLGA 數(shù)據(jù)道制作MLCF - MLGA交會圖。
[0075] 其各自數(shù)據(jù)道量程設定方法為：
[0076] 設定MLCF和MLGA道為待設置道M道，對應的數(shù)據(jù)值域為（m，n)，則圖道量程設置 規(guī)則可表述為（-min (油S (m),油S (n), min (油S (m),油S (n))。
[0077] 其中，min(X，y)系判別X，y中最小值的函數(shù)，
[007引油s(x)系絕對值函數(shù)。
[0079] 所述步驟e中，根據(jù)MLCF -MLGA交會圖，MLCF下降代表地層鉆遇黏±礦物（泥質(zhì)） 比例下降，MLCF指數(shù)上升則表征對應井深鉆遇地層黏±礦物（泥質(zhì)）比例提高，換句話說， MLCF指數(shù)與對應井深地層之脆性指數(shù)成反比；而MLGA參數(shù)表征錄井設備錄取的鉆井液姪 組分變化，與對應井深鉆遇地層之有機質(zhì)含量成正比。
[0080] 其判別方式;MLCF指數(shù)上升（黏±礦物含量升高）、MLGA指數(shù)下降（地層含姪量 少），則表征對應井深鉆遇地層（含姪）儲層欠發(fā)育，MLCF指數(shù)下降（黏±礦物含量降低， 脆性礦物含量升高）、MLGA指數(shù)上升（地層含姪量增加，有機質(zhì)含量提高），且兩者在圖道 上有交會，則表征對應井深鉆遇地層（含姪）儲層較發(fā)育。
[0081] 如圖1所示，圖中A表示，在指示儲層黏±含量情況的黏±指數(shù)偏高的層段，表征 儲層含姪特征的鉆井液含姪量指數(shù)亦處于低值，表明兩者變化趨勢基本相異。圖中B表示， 黏±指數(shù)（MLC巧與實驗室測定黏±礦物含量正相關，鉆井液含姪量變動指數(shù)（MLGA)與實 驗室測定有機碳含量正相關，MLCF與MLGA道交會顯著則指示儲層發(fā)育。
[0082] 實施例2
[0083] 一種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，包括如下步驟：
[0084] 1、數(shù)據(jù)來源；收集整理目的層錄井工程、地質(zhì)參數(shù)（實時錄井數(shù)據(jù)、遲到錄井數(shù) 據(jù)）
[0085] 2、計算錄井黏±指數(shù)，即MLCF ; W及錄井鉆井液含姪組分變動指數(shù)，即MLGA ;
[0086] 3、分別創(chuàng)建MLCF數(shù)據(jù)道及MLGA數(shù)據(jù)道，并組合上述圖道制作交會圖；
[0087] 4、MLCF下降代表地層鉆遇黏±礦物（泥質(zhì)）比例下降，而如果同時MLGA參數(shù)上 升表明錄井設備錄取的鉆井液姪組分有所上升，則認為對應井深（對于MLCF來說采用實時 井深，而MLGA采用巖屑遲到井深）鉆遇儲層，視二者在交會圖上差異程度定性判斷儲層發(fā) 育程度及含氣特征，為完井酸壓、水力壓裂增產(chǎn)施工及隨鉆錄井儲層識別工作提供依據(jù)。 [008引下面對計算錄井黏±指數(shù)MLCF進行詳細說明。
[0089] 假設鉆頭磨損程度在某深度間隔內(nèi)無突變，當鉆遇不同地層時，由于地層礦物類 別及對應礦物含量不同，鉆進效率存在著顯著差異。
[0090] 鉆頭齒在鉆進過程中完成沿著井壁的弧線運動，假設井徑穩(wěn)定，則可視鉆齒運動 軌跡系沿圓柱外曲面的弧線運動，如圖1所示，隨著地層情況變化，模擬圓柱外曲面展開面 上的鉆齒運動軌跡變化明顯，但在極小進尺范圍OX內(nèi)該軌跡可近似為一條直線，其斜率 與鉆齒受力因素有關。
[0091] 假設沿鉆齒的運動路徑有一合力2F為井下多種作用力的合力，假設鉆頭鉆進過 程中，合力2 F由僅在鉆桿和鉆挺組合帶動旋轉做功的分量Fi和在沿井眼方向做功的作用 力分量F2合成，且若只考慮地層因素，則F 1所做功和F 2所做功之比在一定程度上表現(xiàn)了鉆 頭工作的總體效率，同時表征了鉆頭外側鉆齒鉆進時在縱向及側向的功率之比。
[009引如圖3鉆頭切削鉆進理想模型所示中，即，
[009引 Fi=ZF.sin 目，
[0094]尸2= ZF ? cos 白 [0095] Fi功率為 St
[0096] Wi = Pi ~
[0097] 圓周方向，鉆進方向F2功率可表達為 St
[009引 P! = h -飛' 0
[0099] 如圖2鉆頭外緣單齒受力示意圖中，
[0100] MLCF = lg( / Pi/PacbO/WOB/dbit ? R0P/60
[0101] 其中，

【權利要求】
1. 一種非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于，包括如下步驟： a、 收集整理目的層錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)； b、 利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算錄井黏土指數(shù)MLCF ; c、 利用錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)計算鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA ; d、 利用計算出的錄井黏土指數(shù)MLCF和鉆遇地層自由氣含量指數(shù)MLGA，制作MLCF -MLGA 交會圖； e、 利用MLCF - MLGA交會圖對非常規(guī)氣藏儲層發(fā)育情況進行快速識別。
2. 根據(jù)權利要求1所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所述步驟a 中，錄井工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)包括綜合錄井儀記錄的目的層隨鉆鉆井液性能參數(shù)、實時錄 井數(shù)據(jù)、遲到錄井數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所述步 驟b中，MLCF計算方法如下： MLCF = lg[(0. 002 Jr )2 ? (dbit)2 ? (RPM)2 ? (60. ROP)2/WOB/(0. 001 ? dbit) ? ROP ? 60] 其中MLCF-一錄井地層黏土含量指數(shù)； RPM--鉆速，r/min ; WOB--鉆壓，kN ; ROP--機械鉆速，h/m ; dbit--鉆頭直徑，mm。
4. 根據(jù)權利要求3所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所述步驟b 中，對于儲層開發(fā)使用水力螺桿的情形，由于井底鉆頭真實鉆速難以測量，故設定MLCF計 算外緣每個鉆齒每次單轉平均功率比； 即， MLCF = lg[(0. 002 Jr )2 ? (dbit)2 ? (60. ROP)2/W0B/(0. 001 ? dbit) ? ROP ? 60] 〇
5. 根據(jù)權利要求1、2或4所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所述 步驟c中，采用鉆井液烴組分作為儲層含油氣性近似表征，引入錄井鉆井液含烴組分變動 指數(shù)（MLGA)其計算方法如下： MLGA = (M-Aver (M)) / (60 ? 〇 M ? ROP ? WOB) 其中：MLGA-一錄井鉆井液含烴組分變動指數(shù)，簡稱含烴指數(shù)； M一一輕烴組分與重烴組分含量百分比，根據(jù)色譜讀值，無量綱； Aver (M)--平均值函數(shù)； 〇M-一輕烴組分與重烴組分含量百分比標準差； R0P--鉆時，h/m ; WOB--鉆壓，kN。
6. 根據(jù)權利要求5所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所述步驟d 中，分別創(chuàng)建MLCF數(shù)據(jù)道及MLGA數(shù)據(jù)道，其各自數(shù)據(jù)道量程設定方法為：設定MLCF和MLGA 道為待設置道M道，對應的數(shù)據(jù)值域為（m，n)，則圖道量程設置規(guī)則可表述為： (-min (abs (m), abs (n), min (abs (m), abs (n)) 其中，min(x, y)系判別x, y中最小值的函數(shù)，abs(x)系絕對值函數(shù)； 并組合MLCF數(shù)據(jù)道和MLGA數(shù)據(jù)道制作MLCF - MLGA交會圖。
7.根據(jù)權利要求1、2、4或6所述的非常規(guī)氣藏儲層快速識別的方法，其特征在于：所 述步驟e中，其識別方式為：MLCF指數(shù)上升（黏土礦物含量升高）、MLGA指數(shù)下降（地層含 烴量少），則表征對應井深鉆遇地層（含烴）儲層欠發(fā)育，MLCF指數(shù)下降（黏土礦物含量降 低，脆性礦物含量升高）、MLGA指數(shù)上升（地層含烴量增加，有機質(zhì)含量提高），且兩者在圖 道上有交會，則表征對應井深鉆遇地層（含烴）儲層較發(fā)育。
【文檔編號】G06F17/50GK104504182SQ201410752191
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權日:2014年12月9日
【發(fā)明者】趙磊, 尹平, 阮聰, 楊琳, 陳麗清, 朱茜霞, 曾立 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司