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1、天然气储层的识别方法1 空间模量差比值法物理基础：岩石含气后，其空间模量将大大降低。空间模量差比值DM的定义为：fb为体积密度jg/ai?;A丘为纵波时差:/js/il点M为躺鍍畑;珞为髒鍍畑他为储餓畑:蝴能械人为就含t0,气层；一0,非气层。2 密度中子包络线法识别气层物理基础：气层具有低密度和低中子的特征。原理：将密度与中子以相反的方向进行刻度中，子向右减小，密度向右增大，这样，对应于气层，则出现密度左偏，中子右，偏但都是读值减小的情况，测井曲线上表现为密度向右包络中子的图形。如果定义由密度向中子的包络为正包络，则容易看出，在正包络区为气层，如下图：3 孔隙度重叠法物理基础：气层具有声波孔
2、隙度变大和中子孔隙度变小的特征实现步骤：首先确定本井段的声波时差的极差，即计算本井段声波时差最大值和最小值的差DT：DTACniax-ACmin计算声波孔隙度化和中子孔隙度讥.-，确定其相对关系：化讥-化山化沁讥-讥W也气层气层或气水层水层干层丨“小-%,以化心心为零线。匕小0,气层，在零线右侧；上心0,水层，在零线附近；匕小V0,干层，在零线左侧或左右摆动。4 密度中子交会图法原理：利用气层与非气层在测井曲线上值的大小不同进行交会，找出气层的测井响应范围，进而达到识别气层的目的。将储层处的中子和密度测井值进行交会，会发现气层交会点和非气层交会点有一较明显的界线，因此，可以直接利用中子和密度测
3、井值识别气层。5 三孔隙度差值法和三孔隙度比值法物理基础：天然气的密度大大低于油和水的密度，因此天然气层的密度测井值低于地层完全含水时的地层密度；天然气的含烃指数远低于1，并在天然气层常存在“挖掘效应”，因此天然气层中子测井值比它完全含水时偏低；地层含气后，岩石纵波时差增大，甚至出现“周波跳跃”，因此天然气层的纵波时差高于其完全含水时的纵波时差。由泥质砂岩体积模型有：也-：视密度孔隙度；也：视中子孔隙度;电:视声波孔隙度三孔隙度差值6和比值B3的定义分别为S=电+电-2论B；=警直门点1,气层，非气层。6 四孔隙度比值法令出二目，当站0,气层；否则为非气层。7 孔隙度背景值法孔隙度背景值是指岩
4、石孔隙完全含水时的视孔隙度,即也：中子孔隙度，：密度孔隙度，化：声波孔隙度化v,，化，指示为气层。8 视水层中子孔隙度测井值法原理：读取井眼条件较好的水层段的密度、中子测井值，建立起中子一密度测井值之间的函数关系，即利用此函数关系在全井段计算出一条中子孔隙度曲线（视水层中子孔隙度曲线），将该中子孔隙度曲线与实际测量的中子孔隙度曲线重叠，当目的层段实际测量中子孔隙度测井值小于视水层中子孔隙度测井值时，显示为气层，当二者相差不大，则为水层。9 合成纵波时差物理基础：气层的含氢指数小于水，其中子孔隙度变小。威利公式是利用声波测井值计算储层的孔隙度，表达式如下：送f=+（I-04日丁哄丄:纵波时差测量
5、值,4:流体声波时差值，上：密度孔隙度，止r:岩石骨架声波时差值。将上式中的密度孔隙度换成利用中子测井值计算的孔隙度，得到纵波时差为合成纵波时差，心为中子孔隙度，表达式如下：吕如=Atf-1丄丄,气层;上4丄，非气层。10 声波时差与合成纵波时差的差值法原理：利用纵波时差与合成纵波时差的差值识别气层。威利的线性时间平均公式（纵波时差）：A心=4住+（1-皿合成纵波时差公式：CN=知Ff-仃-%丿tma=+Arf-df蟲叫:中子孔隙度，：声波孔隙度。两式相减得：ADM=代-rNAdm=-Ao-%DM0,气层；DM0,非气层。11 声波与电磁波测井法原理：气层声波孔隙度大于有效孔隙度,而气层电磁波
6、孔隙度小于有效孔隙度,两者均与含气饱和度有关,根据二者的关系可以识别气层。声波孔隙度为：詛-3打im：Z：地层声波孔隙度；.“=：骨架纵波时差；亠:.:水的纵波时差。电磁波孔隙度为：I:地层电磁波孔隙度；映：地层电磁波传播时间；骨架电磁波传播时间；：水的电磁波传播时间。_I,指示为气层。12斜率法原理：密度凡、声波时差丄与中子交会能识别气层，如图:V5r*2r月/8UI)f-4100CN-4100CND，T分别是岩石滑架点与100%含水饱和度点的连线，即含水纯砂岩线。当地层中完全含水时，、与交会的任意一交点都应落在这条线上。D,T分别时匸、丄与交会图的斜率，公式如下：Pina-PfPb-PFD
7、M-_杆g幷-T卅MiaNf-*式中，込为岩石竹架孔隙度值.；Nf为流体中子孔隙度值，；虱为地层中子孔隙率值；为岩石骨架密度值,g/cm3;A,皿为骨架声波时差,ps/ft;Pf为流体密度;A/为地层声波时差，gs/ft;qd为地层密度值?g/cm3:Arf为流体声彼时差丄&fto从上式可知D,T的大小与岩性及储层中所含流体性质有关。当地层岩性确定后，地层密度的大小与地层中流体的性质有关。当地层含气时，减小、仏减小、丄增大，斜率D,T均减小。为了提高识别气层的灵敏度，减少岩性影响，用PDRT作为识别气层的基本指示参数：PDRT0,气层；PDRT0,非气层。13 流体声阻抗比值法原理：采用地层孔
8、隙内饱和水时的声阻抗与饱和流体时的声阻抗之比来识别气层。r=A/Aff十（1-鮎小砧如P=Pnu-Oma-1）略/%匕：H：骨架声波时差值；珥:流体声波时差值；1加：骨架密度值；長：总有效孔隙度值。流体声阻抗厂=了P,令己二丁-1Z0，气层或轻质油层;Z宀0，水层；ZV0，泥岩。14 声阻抗与声速重叠法原理：利用声阻抗与声速重叠识别气层。地层的声阻抗与岩石骨架成分、孔隙大小及流体性质有关，表达式如下：=Pf+仃-）z=S+门-心G:流体密度；圧：流体时差；7:声阻抗。上式变为：Z=PD士X106气层：密度（匕）减小，时差（Q增大，声阻抗匚）减小。水层：密度（匕）增大，时差G,）减小，声阻抗0）
9、增大。将声阻抗G）与声速（）重叠，可以识别气层。15 视流体识别指标法原理：利用气层在密度测井和声波测井曲线上的不同响应特征来识别气层。根据密度测井和声波测井求取视流体密度（心；）和视流体时差（）：山;：地层骨架密度；止.，地层骨架声波时差;:地层总孔隙度。计算地层视流体识别指标（PF）：门：地层流体声波时差值;A:地层流体密度值。当地层含气时，声波时差增大，密度X降低，则PF0；当地层含水时，丄厂=，心；=心，则PF=0；当地层不含流体时，贝PFV0。16 地层含气指标法原理：利用声波、中子和密度测井进行气层识别。计算公式如下：_Q讪-碗N脑s-pf_并詁十也f-4广伽-N醐-Ate-Atm
10、aN-式子中，耳为地层含气指标;叽5为地层骨架、流体及地层密度测井值（单位：g/cnF、心、Z忌为地层骨架s流体含氢指数以及地层中子测井值（）O当地层含气时，亡降低、仇V降低、丄升高，则厂0。说明：该方法是基于气层的“挖掘效应”的。因此，当气层“挖掘效应”明显时，该方法识别气层效果很好，但当“挖掘效应”不明显时，其识别结果就不理想，常常会误判或漏判气层。而且由于公式中要用如流体参数和骨架参数，所以这两种参数值的大小也会影响到该方法的识别结果。17 利用偶极横波资料识别气层DSI偶极横波成像仪把新一代的偶极技术与最新发展的单极技术结合在一起，从而提供了当今测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法，
11、偶极横波成像仪克服了常规声波测井仪在软地层中不能测取横波的缺点，它在软地层中能像在硬地层中一样，测取地层的横波。DSI仪具有8个阵列接收器、一个单极发射器和两个偶极发射器。接收器阵列对传播波场可进行广泛的空间采样，以便进行全波列分析。发射器和接收器阵列的排列可使我们测量到较深传播深度的声波信息。通过对全波的处理计算，可以提取大量的岩石机械特性参数，如泊松比0/）、剪切模量（G）、杨氏模量（）、纵横波速度比（O等动态弹性系数。根据波动弹性理论，地层中纵横波速度可以用下式表示：上：岩石体积弹性模量；：岩石切变模量；：；：岩石体积密度。由上式知，纵横波速度大小是岩石弹性模量和密度决定的。地层密度表示
12、成：纵横波速度比识别气层当地层含气时，地层密度变小，体积弹性模量变小很多，而地层切变模量几乎不变，这样引起纵波速度减小很大；而横波速度稍许增大，使得地层纵横波速度比减小很多。理论分析及实验结果均表明，纵波速度随含气饱和度增加而减小，而横波速度随含气饱和度增加而有增大的趋势，因此在含气地层中纵、横波速度比要比饱和水地层小的多。纵、横波速度比变小指示为气层。横纵波转换法识别气层建立纵横波时差在3种含气饱和度情况下的交会图，如下图A4.0=12439hi-52875S=16485bA76392匕=20374Ine-94404A:：横波时差；、.分别为0、20%、80%这三种含气饱和度情况下的纵波时差
13、，。不同含气饱和度的纵波时差与完全含水情况下的纵波时差有明显差异，只要确定出不同含气饱和度理论纵波时差，根据实际纵波时差与它们的差异大小就可以进行储层含气性识别。理论纵波时差与实际纵波时差的差异识别气层。实测偶极横波一计算横波交会图法识别气层利用纵波时差资料，通过下式可以计算得到横波时差QT.S：为时差，角标c、s分别表示纵波和横波，ma、f分别表示骨架和流体（水）理论横波时差与实际横波时差的差异识别气：层oydr.s,气层；v，非气层。泊松比和压缩系数识别气层泊松比在高孔隙度盐水饱和的砂岩中具有较高的值,在高孔隙度油气饱和的砂岩中具有异常低值。利用偶极横波资料提取出的地层纵横波时差计算得到压
14、缩系数、泊松比，地层含气将引起弹性力学参数发生变化，泊松比降低、压缩系数升高。泊松比降低、压缩系数升高指示为气层。18 碳氧比测井资料识别气层FCC（俘获碳计数率）与CI（俘获伽马射线总计数与非弹性散射伽马射线总计数之比）重叠法。当地层中存在减速能力强的物质时，FCC与CI的值都会降低。气层含氢量高，FCC与CI均为高值；油和水含氢量低，FCC与CI均为低值。SOC（碳氧比含油饱和度）与S0（原静态含油饱和度）重叠：SOCSO,气层；SOC=SO,油层；SOCvSO,水层。19 核磁共振测井识别气层核磁共振测井是一种研究包含在流体（水、油和天然气）中氢的天然含量和赋存状态的一种测井方法。对天然气的识别应综合利用纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2和扩散系数D等多种参数。水和油气的T1差别大，而石油和天然气T1接近但T2却有明显差别，天然气T2值小。根据油和气T2的差别可以识别天然气。油、气、水具有不同的扩散系数，在梯度磁场中对T2时间及其分布的影响程度不同。增加回波间隔TE（双间隔时间），将导致T2减小，气有最大的扩散系数D,T2减小最明显；而重质油有最小的扩散系数D，T2减小最不明显
