一种花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率确定方法

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率确定方法。

背景技术

海相碳酸盐岩油气资源丰富，但海相碳酸盐岩地层非均质性极强，相当规模的海相碳酸盐岩地层呈现特殊的“花斑状”非均质特征。“花斑状”是依据岩石构造形态特征的形意定名的。花斑状碳酸盐岩通常表现出白色、深灰色等颜色的斑块(如图1所示)。花斑状碳酸盐岩地层在岩心样品测试分析方面通常表现出复杂的孔渗关系(如图2所示)。花斑状碳酸盐岩微观孔隙结构通常表现为多模态(如图3所示)。海相花斑状碳酸盐岩地层表象特征相似但地质及生产特征差异大：部分海相花斑状碳酸盐岩地层在测井和生产上均表现为低生产能力的差储层；部分海相花斑状碳酸盐岩地层在测井上表现为致密储层或非储层，但生产上却表现为高产层。

通过薄片镜下鉴定，花斑状碳酸盐岩的发育不受岩性控制，各类岩性皆有白色、深灰色斑块发育。镜下观察孔隙结构显示，白色斑块碳酸盐岩碎屑颗粒间孔隙不发育或发育孤立孔隙，孔隙位置被亮晶方解石胶结。深色斑块碳酸盐岩亮晶方解石胶结作用弱，碎屑颗粒间孔隙发育。实验室测定花斑状碳酸盐岩孔隙度、渗透率相关性极差，严重制约了油藏表征的精确性及合理开发方案的制定。

储层孔隙度、渗透率是评价油藏储层物性、计算油气储量、油藏工程研究的重要参数。通常采用实验室测定储层岩心样品孔隙度、渗透率的方式确定储层的孔隙度、渗透率。

储层孔隙度指储层的孔隙空间体积与其总体积之比，是储层的固有性质。为了合理地评价油藏原始油气储量，应了解油藏储层中碳氢化合物和水占据的孔隙空间体积。实验室孔隙度测定方法包括如下步骤：基于波义耳定律通过体积膨胀法测定岩心样品骨架体积Vs和岩心样品孔隙体积Vp，通过体积公式确定岩心样品外表体积V

储层渗透率是储层允许流体通过能力的度量。通过测定流体在储层中某一方向上的流动就可得到储层在该方向的渗透率。根据达西定律，单位横截面积渗透性介质的体积流速(即体积流量)与势能梯度成正比、与流体的黏度成反比，其中涉及的比例系数即为渗透率。目前，主要采用气测法测定储层岩心样品渗透率，该方法通过加压气体在被测岩心样品两端建立压差，测量岩心样品出口端的气体流量，并利用达西公式计算岩石的渗透率。

花斑状碳酸盐岩地层中深色斑块为储层，发育在非储层的白色结核状斑块之间。通过薄片镜下鉴定，深色斑块储层发育宽度多为1-2cm之间，而实验室测定孔隙度、渗透率使用的圆柱状岩心样品的直径通常为2.5或3.8cm，大于深色斑块的发育宽度。从岩心样品中钻取的储层岩心样品包括储层(深色斑块)和非储层(白色斑块)。因此，利用热处理进行孔隙度、渗透率测定时没有消除白色非储层斑块的影响，这导致实验室测定的孔隙度、渗透率不能反应花斑状碳酸盐岩地层中储层(深色斑块)的真实孔隙度、渗透率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够准确评价花斑状碳酸盐岩地层中深色斑块储层的孔隙度和/或渗透率的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率确定方法，其中，该方法包括：

获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度和/或渗透率；

获取所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比；

基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度和/或渗透率进行校正，确定所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的孔隙度和/或渗透率即为目标花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率。

在一优选实施方式中，基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度进行校正的步骤包括：

基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的体积占比，利用如下公式对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度进行校正：

式中，φ为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的孔隙度(即目标花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度)；φ

在一优选实施方式中，基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率进行校正的步骤包括：

基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中横截面上储层的面积占比，利用如下公式对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率进行校正：

式中，k为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的渗透率(即目标花斑状碳酸盐岩的储层渗透率)；k

在一优选实施方式中，获取所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比的步骤包括：

获取所述岩心样品的不同截面CT扫描图；

获取CT扫描图的储层灰度阈值；

利用CT扫描图的储层灰度阈值，分别对岩心样品的各截面CT扫描图进行储层识别，并基于储层识别结果确定所述岩心样品中储层的占比。

进一步地，所述CT扫描图为灰度图；更进一步地，所述CT扫描图为经过降噪处理的灰度图。

进一步地，获取CT扫描图的储层灰度阈值的步骤包括：获取岩心样品某一截面的显微薄片图像；基于所述岩心样品某一截面的显微薄片图像与岩心样品该截面的CT扫描图，确定CT扫描图的储层灰度阈值。

进一步地，对岩心样品的截面CT扫描图进行储层识别包括：

获取岩心样品的截面CT扫描图中各像素点的灰度值；

利用CT扫描图的储层灰度阈值，判断岩心样品的截面CT扫描图中各像素点是否为储层。

进一步地，获取所述岩心样品的不同截面CT扫描图的步骤包括：获取所述岩心样品中至少两个横截面的CT扫描图；

更进一步地，各横截面的间距相同；

更进一步地，基于储层识别结果确定所述岩心样品中储层的占比的步骤包括：基于岩心样品的各横截面CT扫描图的储层识别结果，进而基于岩心样品各横截面上储层的面积占比确定岩心样品中储层的体积占比即岩心样品中储层的占比。

在一优选实施方式中，获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度的步骤包括：

获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的外表体积；

获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积；

基于目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的外表体积和目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积，确定目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度。

在一优选实施方式中，所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率为气测法测定的目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率。

本发明提供的技术方案利用岩心样品中储层的占比对岩心样品的孔隙度和/或渗透率进行校正，从而准确的确定出花斑状碳酸盐岩储层的孔隙度和/或储层渗透率。本发明提供的技术方案填补了花斑状碳酸盐岩地层储层孔隙度、渗透率实验测试的空白，能够更准确的确定花斑状碳酸盐岩地层储层孔隙度、渗透率，为花斑状碳酸盐岩地层更高精度的孔渗关系、渗透率测井解释奠定了基础，为海相碳酸盐岩油藏的储量计算提供了更加客观的孔隙度、渗透率值，为客观评价海相碳酸盐岩油藏的经济价值以及制定开发策略奠定了基础。

附图说明

图1为花斑状碳酸盐岩地层岩心特征图。

图2为花斑状碳酸盐岩地层孔渗特征图。

图3为花斑状碳酸盐岩地层微观孔隙结构特征图。

图4为本发明一实施方式提供的花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率确定方法的流程图。

图5为本发明实施例1中岩心薄片样品选取位置及CT扫描横截面位置示意图。

图6为岩心、薄片样品、CT扫描灰度图像下储层(深色斑块)和非储层(白色斑块)的分布特征图。

图7为气体膨胀法测定岩石骨架体积用装置示意图。

图8为气测渗透率装置示意图。

图9为实施例1中孔隙度、渗透率校正前花斑状碳酸盐岩的孔隙度-渗透率关系图。

图10为实施例1中孔隙度、渗透率校正后花斑状碳酸盐岩的孔隙度-渗透率关系图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

花斑状碳酸盐岩地层中储层发育在非储层之间，储层发育宽度通常较窄小于实验室测定孔隙度、渗透率使用的岩心样品的直径，这使得花斑状碳酸盐岩孔隙度、渗透率测试使用的岩心样品不仅发育储层还发育非储层，因此，测试得到的花斑状碳酸盐岩孔隙度、渗透率并不是花斑状碳酸盐岩中储层的真实孔隙度、渗透率。为了能够准确获得花斑状碳酸盐岩中储层的真实孔隙度、渗透率，本发明提供了一种花斑状碳酸盐岩储层的孔隙度和/或储层渗透率确定方法。如图4所示，在本发明一具体实施方式中，花斑状碳酸盐岩储层的孔隙度和/或储层渗透率确定方法包括：

步骤S1：获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度和/或渗透率；

步骤S2：获取所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比；

步骤S3：基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度和/或渗透率进行校正，确定所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的孔隙度和/或渗透率即为目标花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和/或储层渗透率。

进一步地，步骤S3中，基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度进行校正的步骤包括：

基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的体积占比，利用如下公式对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度进行校正：

式中，φ为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的孔隙度(即目标花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度)；φ

在一些具体实施例中，

进一步地，步骤S3中，基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比，对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率进行校正的步骤包括：

基于所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中横截面上储层的面积占比，利用如下公式对所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率进行校正：

式中，k为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的渗透率(即目标花斑状碳酸盐岩的储层渗透率)；k

进一步地，步骤S2中，获取所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比的步骤包括：

步骤S21：获取所述岩心样品的不同截面CT扫描图；

步骤S22：获取CT扫描图的储层灰度阈值；

步骤S23：利用CT扫描图的储层灰度阈值，分别对岩心样品的各截面CT扫描图进行储层识别，并基于储层识别结果确定所述岩心样品中储层的占比。

进一步地，步骤S21中，获取得到的CT扫描图为灰度图；在一些具体实施例中，获取得到的CT扫描图为经过降噪处理的灰度图。

进一步地，步骤S21中，获取所述岩心样品的不同截面CT扫描图的步骤包括：获取所述岩心样品中至少两个横截面的CT扫描图；

更进一步地，各横截面的间距相同；

更进一步地，步骤S23中，基于储层识别结果确定所述岩心样品中储层的占比的步骤包括：基于岩心样品的各横截面CT扫描图的储层识别结果，确定岩心样品各横截面上储层的面积占比，进而基于岩心样品各横截面上储层的面积占比确定岩心样品中储层的体积占比即岩心样品中储层的占比；岩心样品中储层的体积占比大于0小于等于1，岩心样品中非储层的体积占比与岩心样品中储层的体积占比之和为1；

在一些具体实施例中，步骤S2中，获取所述目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的占比的步骤包括：获取所述岩心样品中至少两个横截面的CT扫描图；获取CT扫描图的储层灰度阈值；利用CT扫描图的储层灰度阈值，分别对岩心样品的各横截面CT扫描图进行储层识别，并基于岩心样品的各横截面CT扫描图的储层识别结果，确定岩心样品各横截面上储层的面积占比，进而基于岩心样品各横截面上储层的面积占比结合岩心样品中相邻横截面之间的距离以及端面及与端面相邻的横截面之间的距离确定岩心样品中储层的体积占比即岩心样品中储层的占比。

进一步地，步骤S2中，获取CT扫描图的储层灰度阈值的步骤包括：

获取岩心样品某一截面的显微薄片图像；

基于所述岩心样品某一截面的显微薄片图像与岩心样品该截面的CT扫描图，确定CT扫描图的储层灰度阈值；

在一些具体实施例中，获取岩心样品某一截面的显微薄片图像，观察确定显微薄片图像中储层和非储层的发育情况并圈定储层和非储层分布范围；利用显微薄片图像中圈定的储层和非储层分布范围，标定岩心样品该截面的CT扫描图确定该CT扫描图中储层和非储层的灰度分割阈值即为CT扫描图的储层灰度阈值；

在CT扫描图的灰度图像中，颜色越暗的区域密度越低，颜色越亮的区域密度越大、越致密。

进一步地，步骤S2中，对岩心样品的截面CT扫描图进行储层识别包括：

获取岩心样品的截面CT扫描图中各像素点的灰度值；利用CT扫描图的储层灰度阈值，判断岩心样品的截面CT扫描图中各像素点是否为储层；

在一些具体实施例中，获取岩心样品的截面CT扫描图中各像素点的灰度值；基于如下公式对该CT扫描图各像素点进行储层分隔：

式中，g(i，j)为位置为(i，j)的像素点的值；F(i，j)为位置为(i，j)的像素点的灰度值；T为CT扫描图的储层灰度阈值；i、j分别为像素点对应x、y方向的位置；M、N分别为CT扫描图在x、y方向的像素点数；g(i，j)的值为1则位置为(i，j)的像素点为储层，g(i，j)的值为0则位置为(i，j)的像素点为非储层。

进一步地，步骤S1中，获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度的步骤包括：

步骤S11：获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的外表体积；

步骤S12：获取目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积；

步骤S13：基于目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的外表体积和目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积，确定目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的孔隙度；

更进一步地，步骤S12中，目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积通过气体膨胀法测得；

在一些具体实施例中，采用如图7所示的岩石骨架体积测试装置进行目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的岩石骨架体积测试；具体而言，该装置包括依次连接的岩心室1、标准室2和气源8，岩心室1与标准室2之间的连接管路上设置样品阀5，标准室2与气源8之间的连接管路上依次设置放空阀6、第二压力表9、供气阀7、调压阀3和气源阀4，岩心室1设置第一压力表10；其中，岩心室1的容积为V，放入岩心样品后岩心室1剩余容积为V-Vs，Vs为岩心样品的岩石骨架体积，岩心室1压力为0Pa；标准室2容积为ΔV，标准室2内压力为P

在一些具体实施例中，目标花斑状碳酸盐岩岩心样品为圆柱状，目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的外表体积通过下述公式确定的到：

式中，V

进一步地，目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率为气测法测定的目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率；

在一些具体实施例中，采用如图8所示的气测渗透率装置进行目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率测试；具体而言，该装置包括岩心夹持器13、与岩心夹持器13的入口12连接的气源20、与岩心夹持器13的环压流体入口32连接的气源25、与岩心夹持器13的出口14连接的孔板流量计19、第一压力计15、第二压力及16，第一压力计15分别与岩心夹持器13的出口14处的连接管路、岩心夹持器13的入口12处的连接管路连接用于测试岩心夹持器13的入口12与出口14的压力差，第二压力计16分别与岩心夹持器13的出口14处的连接管路、岩心夹持器13的入口12处的连接管路连接用于测试岩心夹持器13的入口12与出口14的压力差；其中，气源25与岩心夹持器13的环压流体入口32之间的连接管路上依次设置有阀门24、压力表22，压力表22的连接管路上设置放空阀21、放空阀23；其中，气源20与岩心夹持器13的入口12之间的连接管路上依次设置有压力调节阀26、阀门27、干燥器31、压力调节阀28、阀门30、压力表11，压力表11还与干燥器31和压力调节阀28之间的连接管路连接且连接管路上设置有阀门29；其中，岩心夹持器13的出口14与孔板流量计19之间的连接管路上设置有第三流量计17、阀门18；进行目标花斑状碳酸盐岩岩心样品的渗透率测试时，将目标花斑状碳酸盐岩岩心样品放入岩心夹持器13中，通过加压气体在岩心夹持器13的入口12和出口14之间建立压差，测量出口14的气体流量，并利用达西公式确定岩心样品的渗透率：

式中，k

实施例1

本实施例提供一种花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和储层渗透率确定方法，对A地区的花斑状碳酸盐岩储层孔隙度、储层渗透率进行确定，本实施例提供的方法具体包括：

步骤1：获取A地区的花斑状碳酸盐岩岩心，自A地区的花斑状碳酸盐岩岩心中进行取样制备得到A地区的花斑状碳酸盐岩岩心样品；

其中，岩心样品为圆柱状。

步骤2：获取花斑状碳酸盐岩各岩心样品的孔隙度、渗透率；

具体而言，通过

采用如图8所示的气测渗透率装置使用气测法对各岩心样品的渗透率进行测试，确定出各岩心样品的岩石骨架体积；

确定得到的各岩心样品的孔隙度、渗透率参见图9。

步骤S3：获取各岩心样品中各横截面上储层的面积占比和各岩心样品中储层的体积占比；

具体而言，分别通过如下步骤确定各岩心样品中各横截面上储层的面积占比和各岩心样品中储层的体积占比：

利用岩心微/纳米CT扫描技术对岩心样品的6个横截面(参见图5)进行CT扫描，并对扫描得到的图像进行降噪处理得到灰度图，实现岩心样品中各横截面的CT扫描图获取；

针对岩心样品一截面进行取样，制备该截面的薄片样品，利用显微镜对该薄片样品进行纤维观察并获取该薄片样品的显微薄片图像，观察确定显微薄片图像中储层和非储层的发育情况并圈定储层和非储层分布范围；利用显微薄片图像中圈定的储层和非储层分布范围，标定岩心样品该截面的CT扫描图(如图6所示)确定该CT扫描图中储层和非储层的灰度分割阈值即为CT扫描图的储层灰度阈值；

获取岩心样品各截面的CT扫描图中各像素点的灰度值；基于

步骤S3：针对各岩心样品，分别基于岩心样品中储层的体积占比，利用如下公式对岩心样品的孔隙度进行校正，确定岩心样品中储层的孔隙度即为A地区的花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度：

式中，φ为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的孔隙度；φ

针对各岩心样品，分别基于岩心样品中横截面上储层的面积占比，利用如下公式对岩心样品的渗透率进行校正，确定岩心样品中储层的渗透率即为A地区的花斑状碳酸盐岩的储层渗透率：

式中，k为目标花斑状碳酸盐岩岩心样品中储层的渗透率；k

确定得到的各岩心样品中储层的孔隙度、渗透率参见图10。

由图9、图10可以看出，利用实验室测定的岩心样品孔隙度、渗透率校正后的数据建立的孔隙度-渗透率关系图相较于利用实验室测定的岩心样品孔隙度、渗透率校正前的数据建立的孔隙度-渗透率关系图，孔隙度-渗透率关系明显改善，由此可知，利用本发明提供的方法确定的花斑状碳酸盐岩的储层孔隙度和储层渗透率能够更好的用于孔隙度-渗透率关系解释，为后期储层渗透率测井解释奠定基础。