基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法与流程

本发明涉及石油天然气储层开发研究，更具体地，涉及一种基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法。

背景技术：

1、沉积物沉积之后至成岩之前，会经历沉积作用、成岩作用、构造抬升等各种地质作用，最终形成现今的储层结构面貌，储层的孔隙度、渗透率会受到沉积物的成分、粒度、分选程度、磨圆程度的影响，还会受到压实、胶结及溶蚀等成岩作用的影响。在相同的沉积及构造背景下，沉积物的粒度和泥质含量决定了压实、胶结作用的程度，同时也影响着沉积岩的结构成熟度，可以说粒度和泥质含量是储层物性，尤其是渗透率的主控因素。目前，砂岩中随着粒度的增加，储层物性逐渐增加；随着泥质含量的增加，储层物性逐渐变差的认知已经得到共识，但粒度和泥质含量对储层质量的定量控制作用，尤其是两者的联合控制作用尚未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其优势在于基于粒度实验分析手段可快速判别储层物性好坏。为了建立物性与各类组分的定量关系，同时避免对参数的过多引入，建立了渗透率与砂/粉砂和渗透率与砂/泥的定量关系用以在空间上进行物性预测约束。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、提供一种基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，包括以下步骤：

4、s1：采用双三次b样条法曲面拟合方法，根据实验测试所得的储层渗透率z1、泥质含量x1、粒度均值y1，构建预测函数模型：z1＝z0+b*exp(-x1/c-y1/d)，其中z0、b、c、d均为未知常数；

5、s2：对数据进行拟合分析，使得所有实验数据点能够近似地分布在预测模型所表示的空间曲面上，得到z0、b、c、d四个参数值，获得储层渗透率预测公式：

6、

7、s3：分别获取待预测储层中的泥质含量x与粒度均值y，并带入预测公式预测对应的储层渗透率z。

8、进一步地，所述步骤s3中待预测储层中的粒度均值y为φ16、φ50、φ84三处的粒度均值，即：y＝(φ16+φ50+φ84)/3，其中，φ16为粒径分布累计曲线上16％处对应的φ值；φ50为粒径分布累计曲线上50％处对应的φ值；φ84为粒径分布累计曲线上84％处对应的φ值。

9、进一步地，所述φ值来源于激光粒度实验，计算如下：φ＝-log2d，其中，d为粒径分布累计曲线上16％、50％、84％处对应的粒径大小。

10、进一步地，所述激光粒度实验的操作如下：将岩心样品进行处理后获得样品颗粒，再通过样品颗粒获取粒度均值y。

11、进一步地，岩心样品的处理过程及样品颗粒的粒度均值获取，具体步骤如下：首先将岩心样品研磨破碎并清洗，加入净化水后，研磨至颗粒完全解散，放入烘箱烘干；样品颗粒受到平行激光束照射后产生散射现象，多元检测器接收到强度不同的散射光线，通过光学模型及数学方法对散射光的强度数据进行处理，可得出粒径分布及粒径的分布累计曲线，从而确定粒度均值y。

12、进一步地，将岩石组分按粒径大小分为砂质组分、粉砂组分和泥组分，其中砂质组分粒径d>0.0625mm，粉砂组分的粒径为0.0625mm<d<0.0039mm，泥组分粒径d<0.0039mm。

13、进一步地，所述泥质包括岩石中的细粉砂、粘土，所述泥质含量是泥质及其所含水的体积占岩石体积的百分数。

14、进一步地，通过激光粒度实验分析可获得泥组分含量，通过全岩x衍射可得到粘土矿物含量，通过薄片鉴定可得到细粉砂和湿粘土的含量，将三者与测井解释的泥质含量进行对比，确定储层中影响物性的泥质含量。

15、进一步地，所述方法应用于泥质含量x小于30％的细砂-粉砂岩储层的渗透率的预测。

16、进一步地，所述方法应用于泥质含量x小于25％的细砂-粉砂岩储层的渗透率的预测。

17、本发明基于不同砂岩组分的含量差异研究了各组分对储层物性的控制作用，研究发现：只有砂质组分的含量高低与储层的渗透率呈明显的正相关关系，粉砂组分和泥组分与储层渗透率呈负相关关系。

18、本发明协同岩心全岩、薄片鉴定、粘土x衍射、扫描电镜和激光粒度分析资料，根据行业标准将粒径d小于0.0039mm的颗粒和粘土成分称为泥组分，利用平行样品全岩x衍射求得的粘土矿物含量与激光粒度求得的泥组分来计算纯粘土的绝对含量和非粘土的机械组分含量，并根据粘土x衍射的分析结果求取不同粘土矿物的绝对含量。由此，本次研究分析了机械组分、泥组分和粘土矿物的绝对含量与储层物性的关系，研究表明粘土含量越高，泥质含量越高，渗透率越低。由此可以看出，泥质对储层渗透率的影响主要体现在泥质中粘土矿物含量与矿物组成，粘土矿物含量越高，泥质含量越高，储层渗透能力越差。

19、本发明中所述细粉砂在矿物成分上与其他砂粒相同，但因其颗粒很细，更接近于粘土，故在砂泥岩的测井解释中把这种细粉砂与湿粘土的混合物称为泥质；而泥组分仅指激光粒度实验所得到的粒径d小于0.0039mm的颗粒，泥质则包含了泥组分以及全岩x衍射得到的粘土矿物含量的总和。但在测井解释中，泥质含量与粘土含量两个词的区分并不严格，应在具体问题中注意它的实际含义。但值得注意的是泥质含量的概念大于粘土矿物。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、根据测量储存中的粒度d，进而获得粒度均值y，结合泥质含量x可较快且准确地预测储层中的渗透率z。

技术特征：

1.一种基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述步骤s3中待预测储层的粒度均值y为φ16、φ50、φ84三处的粒度均值，即：y＝(φ16+φ50+φ84)/3，其中，φ16为粒径分布累计曲线上16％处对应的φ值；φ50为粒径分布累计曲线上50％处对应的φ值；φ84为粒径分布累计曲线上84％处对应的φ值。

3.根据权利要求2所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述φ值来源于激光粒度实验，计算如下：φ＝-log2d，其中，d为粒径分布累计曲线上16％、50％、84％处对应的粒径大小。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述激光粒度实验的操作如下：将岩心样品进行处理后获得样品颗粒，再通过样品颗粒获取粒度均值y。

5.根据权利要求4所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，岩心样品的处理过程及样品颗粒的粒度均值获取，具体步骤如下：首先将岩心样品研磨破碎并清洗，加入净化水后，研磨至颗粒完全解散，放入烘箱烘干；样品颗粒受到平行激光束照射后产生散射现象，多元检测器接收到强度不同的散射光线，通过光学模型及数学方法对散射光的强度数据进行处理，可得出粒径分布及粒径的分布累计曲线，从而确定粒度均值y。

6.根据权利要求5所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，将岩石组分按粒径大小分为砂质组分、粉砂组分和泥组分，其中砂质组分粒径d>0.0625mm，粉砂组分的粒径为0.0625mm<d<0.0039mm，泥组分粒径d<0.0039mm。

7.根据权利要求1所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述泥质包括岩石中的细粉砂、粘土，所述泥质含量是泥质及其所含水的体积占岩石体积的百分数。

8.根据权利要求7所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，通过激光粒度实验分析可获得泥组分含量，通过全岩x衍射可得到粘土矿物含量，通过薄片鉴定可得到细粉砂和湿粘土的含量，将三者与测井解释的泥质含量进行对比，确定储层中影响物性的泥质含量x。

9.根据权利要求1所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述方法应用于泥质含量x小于30％的细砂-粉砂岩储层的渗透率的预测。

10.根据权利要求1所述的基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，其特征在于，所述方法应用于泥质含量x小于25％的细砂-粉砂岩储层的渗透率的预测。

技术总结本发明涉及石油天然气储层开发研究技术领域，更具体地，涉及一种基于沉积物颗粒的粒度和泥质含量预测储层质量的方法，包括以下步骤：S1：采用双三次B样条法曲面拟合方法，根据实验测试所得的储层渗透率z、泥质含量x、粒度均值y，构建预测函数模型；S2：对数据进行拟合分析，使得所有实验数据点能够近似地分布在预测模型所表示的空间曲面上，得到四个参数值，获得储层渗透率预测公式；S3：分别获取带预测储层中的泥质含量x与粒度均值y，并代入预测公式预测对应的储层渗透率z。本发明的优势在于基于粒度实验分析手段可快速判别储层物性好坏。建立了渗透率与砂/粉砂和渗透率与砂/泥的定量关系，用以在空间上进行物性预测约束。技术研发人员：叶青,张冲,周伟,陈建,孟迪,陈之贺,汤晓宇,周鑫,张华,张翥受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司海南分公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20