储量估算中有关气层孔隙度的研究

摘要：孔隙度是储层物性参数之一，从储层研究中可以得知，孔隙度是物源、沉积环境、成岩过程等密切相关的储层物性参数之一。从孔隙的形成过程看，孔隙度大小与所充满的流体性质无关，因此从地质的角度分析，适用于油水层有关研究孔隙度的理论和方法都应适用于气层。

关键词：气层、孔隙度、声波时差、储量估算

1、前言

研究孔隙度的基础资料来自岩心分析结果。岩心分析孔隙度由于受到取心资料的限制，远不能满足研究工作的需要，因此以往应用测井数据解释孔隙度作了大量研究工作，并在油水层的孔隙度解释上取得了令人满意的结果。但对于气层因取心资料少，气层本身的特殊性，再加上重视程度不够，因而气层孔隙度解释方法研究几乎空白。根据查阅相关文献及多年来工作中对气层的研究，认为应用测井资料解释气层孔隙度是可行的。

2、理论基础

近年国外学者根据实验室测定结果，给出了可用于粒间和非粒间孔隙地层的新孔隙度解释方程，当孔隙度Φ=0～37%时，其方程为：

1/△t=（1-Φ）2/△tma+Φ/△tf;

式中：△t——声波测井读值，μs/m;Φ ——孔隙度，%;△tma——岩石骨架声波时差，μs/m;△tf——孔隙内流体声波时差，μs/m。

从公式中可以看出，不论是油水层还是气层，声波时差与孔隙度的相关关系是相似的，既然油水层应用声波时差解释孔隙度已经成功，那么应用声波时差解释气层孔隙度也应该完全可能。

3、方法选择

能够反映储层孔隙度的测井方法，主要有密度测井、中子测井和声波时差测井等。在我国砂岩储层的孔隙度解释中，研究最多、应用最广、效果最好的测井方法是声波时差测井。

利用声波时差解释孔隙度常用的方法有：直接利用公式计算和采用岩心分析孔隙度与声波时差建立统计关系等。利用威利公式计算孔隙度，其中待定参数有岩石骨架时差、孔隙内流体的时差和非压实校正系数。这些待定参数都难以准确确定。采用岩心分析孔隙度与声波时差建立统计关系，因受取心资料的限制，经验公式一般应用范围较窄，但人们仍用该方法作了大量研究工作，取得了很好的效果，并随着取心资料的增加，经验公式的应用范围不断扩大。

本文借鉴油水层孔隙度解释方法研究的成功经验，选用取心分析孔隙度与声波时差建立统计关系，研究气层孔隙度的解释方法。

4、方法研究

正确统计关系的确立，必须建立在正确地选取资料的基础上，其中包括选层、岩心分析孔隙度的统计和声波时差读值等。

4.1选层

选层是确保建立正确经验公式的关键。因为如果错把油水层当作气层选用，这些层的声波时差比相同孔隙度的气层小很多，根据这些资料建立的经验公式，用于解释气层孔隙度就必然偏大很多。反之如果把泥质含量很重的气层当作纯砂岩气层选用，建立的经验公式解释结果就要偏小。所以在选层时必须经过综合判断，岩心观察、密度、中子和声波时差测井有明显的气层特征方可选用。

对于泥质含量很高，声波时差明显大于邻近气层时不能选用。

同时考虑仪器性能，对于薄层声波时差没有明显台阶，读不准的层一律不选

4.2岩心分析孔隙度

岩心分析孔隙度是钻井取心选样分析的结果。由于受样品的代表性和储层的非均质性等影响，个别样品的分析结果与层的平均值相差很大，这种样品一般不参加统计。

在研究建立岩心分析孔隙度与声波时差统计关系过程中，尤其要保证每个层统计的孔隙度有很好的代表性。因此根據仪器性能，储层局部致密或疏松在曲线上无显示，所以个别样品不参加统计是合理的。同时考虑个别样品在分析过程中偶然失误，使分析结果失去意义，这种样品不参加统计也是合理的。所以当一般Φ>20%时，个别样品Φ<10%不参加统计，当一般Φ<20%时，个别样品Φ>30%不参加统计。

关于单层的样品密度很难定出合理的下限值，一是分析样品密度都不大，二是储层物性非均质性不同对样品密度要求也不同，对于物性均匀层有3～5块有代表性的样品就行，而对于物性非均质层最少要有8～10块才行。而且对于疏松储层往往因岩心松散孔隙度测不成，使统计结果偏低，必要时应进行厚度权衡。

因此在统计单层孔隙度时，要根据岩心和测井资料综合分析决定样品和层的取舍。

4.3声波时差读值

声波时差测井早期多采用单发双收声波测井仪，该仪器在地层界面处和井径变化段曲线出现异常。后来逐渐多使用补偿声波测井仪，这种仪器能较好地消除地层界面的影响，对井径的变化也有一定的补偿作用。

考虑仪器的特性，在读声波时差值时，要区别界面和井径影响，必须选准反映储层物性特征的平台段读值。对于物性非均质层读面积平均值时，界面和井径影响引起的时差起伏不参加。

对于有的气层声波时差曲线出现“周波跳跃”现象，一般不选用。但如果有部分层段的时差可以读值时，则该部分仍可以选用。

5、研究结果

根据上述选层、岩心分析孔隙度和声波时差读值的原则，选择辽河油田天然气储量大、取心资料较丰富的六个油田的气层岩心分析孔隙度与声波时差的关系，分别进行了研究。

分别采用五种数学模型进行研究，即：①y=A+B×x;②y=A+B×lgx;③lgy=A+B×lgx;④y=A+B/x;⑤1/y=A+B/x。而每一种数学模型都分别用孔隙度和时差做自变量进行回归，并给出角分线公式。

经过分析研究，选用模型y=A+B/x回归的经验公式。因为在五种数学模型中，该模型处理结果相关系数最大，而且该模型与前述的国外根据实验室测定结果给出的方程基本相同，也就是在油层孔隙度研究中广泛应用的雷蒙一汉特公式。该模型既有实验基础又有生产实践，所以选用该模型处理结果解释气层孔隙度效果应该最好。

考虑样本总量很有限，推荐使用角分线公式，该公式虽然对平衡误差没有改进，但却使远离重心的层点解释偏差减小，提高了部分层的解释精度。

6、效果分析

为了检验公式的应用效果和适用范围，收集了上述六个油田以外的气层取心资料，进行测井解释和岩心分析孔隙度对比，相对误差分布在-6.9%～4.6%之间，说明各气藏解释的孔隙度都满足了定量解释的要求。因此应用上述解释气层孔隙度经验公式解释的孔隙度，可以用于气藏描述、储层研究、储量估算等综合研究工作。

参考文献

[1] 宋延杰，王群等.声波地层因素公式在含气泥质砂岩地层中的应用[J].地球物理测井，1991，15（4）：240～260.

作者简介：倪志发，男，1987年8月出生辽宁大连，汉族，工程师，2010年毕业于吉林大学，现于辽河油田勘探开发研究院从事储量评估工作