本發(fā)明涉及一種表征方法，尤其涉及一種疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

疊合盆地又稱疊加盆地，是由若干不同盆地(不同構(gòu)造層)縱向疊置的一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的盆地。在疊合盆地海相碳酸鹽巖儲層中油氣分布具有“縱向分層，橫向分塊”的特點，而導(dǎo)致致密碳酸鹽巖縱向分層的直接蓋層及隔層是致密碳酸鹽巖，致密碳酸鹽巖可以作為大型油氣田的有效蓋層(蓋層是指位于儲集層之上能夠封隔儲集層使其中的油氣免于向上逸散的保護層)。

在疊合盆地海相碳酸鹽巖逐步成為我國油氣勘探重要領(lǐng)域的新形勢下，重新認識致密碳酸鹽巖蓋層封閉機理、建立蓋層封閉性定量評價方法尤為必要。

前人對泥頁巖蓋層做過較多的研究，并且提出了一些評價方法，但是致密碳酸鹽巖不同于泥巖和膏巖，由于其性脆、易溶、非均質(zhì)性的特點，蓋層封堵性的大小不僅與突破壓力、孔隙度、厚度等有關(guān)，還與泥質(zhì)含量具有較大關(guān)系。

因此，提供一種適用于致密碳酸鹽巖，可以簡單地定量評價蓋層封蓋性能大小的方法成為了本領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種簡便、科學(xué)的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法。該定量表征方法可以更加方便、更加科學(xué)的表征致密碳酸鹽巖蓋層對油氣藏的封蓋性能，從而有效指導(dǎo)在此類蓋層封蓋下的油氣藏的勘探，為碳酸鹽巖油氣藏的勘探提供有利的方向。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法，該定量方法包括以下步驟：一種疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法，該疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法包括以下步驟：

步驟一：確定研究區(qū)中油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層發(fā)育的層位，在該層位內(nèi)單井識別致密碳酸鹽巖具體的層段及厚度，確定典型的發(fā)育碳酸鹽巖蓋層的井；

步驟二：采集典型的發(fā)育碳酸鹽巖蓋層的井的巖心，對巖心進行突破壓力、孔隙度的分析測試；

步驟三：利用步驟二分析測試的數(shù)據(jù)，擬合研究區(qū)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的突破壓力與孔隙度倒數(shù)之間的線性公式；

步驟四：根據(jù)步驟三擬合的研究區(qū)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的突破壓力與孔隙度倒數(shù)之間的線性公式，得到未測試井段深度內(nèi)及研究區(qū)其它井的突破壓力值；

步驟五：結(jié)合地質(zhì)分析，厘定研究區(qū)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的突破壓力的下限值、厚度封堵的下限值和自然伽馬的下限值，并根據(jù)-自然伽馬的下限值，獲得-泥質(zhì)含量的下限值；

步驟六：根據(jù)綜合評價指標(biāo)λ，獲得對疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征結(jié)果，根據(jù)λ等值線圖，λ值越大，其封蓋性能越好指出致密碳酸鹽巖蓋層中有利的封蓋區(qū)，完成對疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征；

其中，綜合評價指標(biāo)λ的計算公式如下：

其中，h為研究區(qū)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的厚度，單位為m；

ho為研究區(qū)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層封蓋的下限厚度，單位為m；max(p＝ao/φ-bo)為某一單井致密碳酸鹽巖層段內(nèi)利用孔隙度φ計算的突破壓力的最大值，單位為mpa；

po為致密碳酸鹽巖封蓋的下限值，單位為mpa；

grb為致密碳酸鹽巖層段內(nèi)最(較)大的自然伽馬值，單位為api；

gra為致密碳酸鹽巖層段內(nèi)最(較)小的自然伽馬值，單位為api；

vsho為泥質(zhì)含量下限值；

gr為致密碳酸鹽巖層段內(nèi)某一點的自然伽馬值，單位為api；

grmin為純泥巖層的自然伽馬值，單位為api；

grmax為純碳酸鹽巖層的自然伽馬值，單位為api；

gcur是與地層有關(guān)的經(jīng)驗參數(shù)，新地層(古近系及其沉積之后的地層)gcur＝3.7，老地層(古近系沉積之前的地層)gcur＝2.0；

ao和bo是根據(jù)突破壓力p和孔隙的倒數(shù)1/φ之間的線性關(guān)系擬合的系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，在步驟六中，利用突破壓力(取最大值)，泥質(zhì)含量均值(以積分的形式求出該層段泥質(zhì)含量總量，除以該段內(nèi)自然伽馬最大最小值之差作為泥質(zhì)含量的均值)，厚度與相應(yīng)下限值比值的乘積作為綜合評價指標(biāo)λ。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，在步驟三中，利用分析測試獲得的孔隙度的倒數(shù)1/φ與突破壓力p之間的關(guān)系進行線性擬合，根據(jù)突破壓力公式：p＝a/φ–b，得到ao，bo值，然后利用測井獲得的孔隙度計算p＝ao/φ–bo中的p值；

ao和bo是根據(jù)突破壓力p和孔隙的倒數(shù)1/φ之間的線性關(guān)系擬合的系數(shù)；

p為突破壓力值，單位為mpa；

φ為孔隙度，無單位，以百分號的形式表示。

上述公式p＝a/φ–b是由呂延防等(呂延防,陳章明,萬龍貴.利用聲波時差計算蓋層排替壓力.石油勘探與開發(fā),1994,21(2):43-47)提出的。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，步驟二中的突破壓力、孔隙度是對井中致密碳酸鹽巖發(fā)育層段內(nèi)某一個深度點取巖心樣品做實驗獲得的。因為取得樣品點是有限，不可能每個深度點都取樣做實驗，擬合突破壓力計算公式是獲得孔隙度與突破壓力之間的關(guān)系?？紫抖瓤梢酝ㄟ^測井曲線獲得。因為測井曲線是連續(xù)分布的，是隨深度變化的一條曲線，所以獲得的突破壓力也是隨深度變化的一條曲線，就不再受做實驗的樣品點的限制。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，步驟二中，典型的發(fā)育碳酸鹽巖蓋層的井是指研究區(qū)中的井在致密碳酸鹽巖蓋層發(fā)育的層段內(nèi)以致密碳酸鹽巖為蓋層，蓋層之下能夠直接封閉石油或者天然氣。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，步驟四中將通過單井測井曲線獲得的孔隙度參數(shù)。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，將孔隙度參數(shù)帶入突破壓力公式p＝ao/φ–bo中，獲得研究區(qū)該層段未測試深度以及研究區(qū)其它井相應(yīng)層段的突破壓力值。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，在步驟五中，蓋層的突破壓力的下限值根據(jù)以下步驟確定：

根據(jù)研究區(qū)各含油氣井的油氣日產(chǎn)量、氣油比與相應(yīng)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的突破壓力(突破壓力是指單井致密碳酸鹽巖蓋層層段內(nèi)得到的最大突破壓力)的關(guān)系，以能夠封蓋油氣的最小突破壓力作為蓋層厚度封堵下限值；或，

結(jié)合突破壓力等值線(突破壓力是指單井致密碳酸鹽巖蓋層層段內(nèi)得到的最大突破壓力)與含油氣面積分布圖確定，以最小封堵油氣的等值線對應(yīng)的數(shù)值作為蓋層突破壓力封堵下限值。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，在步驟五中，蓋層的厚度封堵的下限值根據(jù)以下步驟確定：

根據(jù)研究區(qū)各含油氣井的油氣日產(chǎn)量、氣油比與相應(yīng)油氣藏致密碳酸鹽巖蓋層的厚度的關(guān)系，以能夠封蓋油氣的最小蓋層厚度作為蓋層厚度封堵下限值；或，

結(jié)合蓋層厚度等值線與含油氣面積分布圖確定，以最小封堵油氣的等值線對應(yīng)的數(shù)值作為蓋層厚度封堵下限值。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，在步驟五中，自然伽馬的下限值根據(jù)以下步驟確定：

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)致密碳酸鹽巖蓋層厚度為厚度下限值左右或者某一厚度范圍內(nèi)，即厚度不是主要影響封閉性的因素時，在具有封堵能力的致密碳酸鹽巖蓋層層段內(nèi)，不同井中-自然伽馬的均值的最小值作為封堵下限或者含油氣面積分布與自然伽馬等值線進行疊合，以能夠封蓋油氣的最小自然伽馬值作為下限值。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，在步驟五中，泥質(zhì)含量根據(jù)以下公式獲得：

其中

式子中g(shù)r為某一點的自然伽馬值，單位為api；

grmin為純泥巖層的自然伽馬值，單位為api；

grmax為純碳酸鹽巖層的自然伽馬值，單位為api；

gcur是與地層有關(guān)的經(jīng)驗參數(shù)，新地層(古近系及其沉積之后的地層)gcur＝3.7，老地層(古近系沉積之前的地層)gcur＝2.0。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，優(yōu)選地，根據(jù)步驟五的自然伽馬的下限值，得出泥質(zhì)含量的下限值。具體的，根據(jù)步驟五的自然伽馬的下限值gro，將gro帶入到vsh’的計算公式中，得到vsho’,再將vsho’帶入到vsh計算公式中，得出泥質(zhì)含量的下限值vsho。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法中，在步驟六中，綜合評價指標(biāo)λ即為λ等值線圖，λ等值線圖主要是根據(jù)研究區(qū)內(nèi)盡可能多的單井統(tǒng)計的λ-值結(jié)合沉積相分布，地層厚度進行勾畫。

繪制λ等值線圖的具體步驟如下：根據(jù)λ值的計算公式可以得出研究區(qū)內(nèi)單井的λ值，將每一口井的λ值根據(jù)井位坐標(biāo)投到研究區(qū)平面圖上，就可以得到平面上一系列井對應(yīng)的λ值。結(jié)合沉積相，地層厚度等沉積背景確定λ值高值區(qū)以及大致分布，然后再根據(jù)插值法進行細化，制作λ等值線圖。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法主要針對泥晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r等致密碳酸鹽蓋層。該方法基于致密碳酸鹽巖非均質(zhì)性強、封蓋性受泥質(zhì)含量影響等特點，借鑒泥巖蓋層的評價思路和方法，在分析致密碳酸鹽巖蓋層封閉性主要影響因素的基礎(chǔ)上，利用蓋層厚度、孔隙度、突破壓力、自然伽馬(泥質(zhì)含量)等參數(shù)，綜合定量評價蓋層封閉性。其中，突破壓力是蓋層評價的關(guān)鍵參數(shù)，在分析測試的基礎(chǔ)上采用線性回歸擬合突破壓力與孔隙度倒數(shù)之間的計算公式，得出突破壓力的擬合方程，從而計算未測試井段深度內(nèi)及研究區(qū)其它井的突破壓力值。同時考慮到研究區(qū)地質(zhì)情況，厘定研究區(qū)突破壓力、蓋層封蓋厚度以及自然伽馬(泥質(zhì)含量)的下限值，將其帶入綜合評價指標(biāo)λ(與突破壓力、蓋層厚度、自然伽馬、泥質(zhì)含量有關(guān))中，并做出研究區(qū)λ等值線圖，λ值越大蓋層封閉性越好，從而定量的評價致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的大小。同時也提供了一種更加適用于研究此類蓋層封蓋性能大小的定量表征方法，在此基礎(chǔ)上對疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋的油氣藏的勘探指明了有利的方向。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法，綜合評價指標(biāo)值λ越大表示封蓋性越好，進而指出致密碳酸鹽巖有利封蓋區(qū)，從而有利于指導(dǎo)油氣藏勘探。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法基于致密碳酸鹽巖非均質(zhì)性強、封蓋性受泥質(zhì)含量影響等特點，借鑒泥巖蓋層的評價思路和方法，在分析致密碳酸鹽巖蓋層封閉性主要影響因素的基礎(chǔ)上，利用蓋層厚度、突破壓力、自然伽馬(泥質(zhì)含量)等參數(shù)，綜合定量評價蓋層封閉性。

本發(fā)明提供的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法，在分析油氣日產(chǎn)量、氣油比等與致密碳酸鹽巖厚度以及突破壓力關(guān)系，以及蓋層厚度和突破壓力等值線與含油氣面積的基礎(chǔ)上，厘定突破壓力以及蓋層厚度封蓋的下限值，再根據(jù)地質(zhì)分析，即在厚度封蓋下限值左右，單井中具有封蓋性的蓋層的自然伽馬均值的最小值作為自然伽馬下限值，從而求出泥質(zhì)含量的下限值。將這些參數(shù)帶入綜合評價指標(biāo)λ(與突破壓力、蓋層厚度、自然伽馬有關(guān))中，從而可以定量的評價蓋層封蓋性能的大小，同時也提供了一種更加適用于致密碳酸鹽巖蓋層封蓋油氣藏的定量表征方法，在此基礎(chǔ)上對油氣藏的勘探指明有利的方向。

本發(fā)明的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法可以在詳細刻畫致密碳酸鹽巖蓋層的基礎(chǔ)上，通過測試的孔隙度和突破壓力值，擬合突破壓力與孔隙度倒數(shù)的線性方程從而用于計算未測試井段深度內(nèi)及研究區(qū)其它井的突破壓力值，并利用致密碳酸鹽巖蓋層厚度、突破壓力、自然伽馬及其相應(yīng)的臨界值對研究層段致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能進行定量計算，從而更加簡便、科學(xué)地表征致密碳酸鹽巖蓋層對油氣藏的封蓋性能，從而更加有效指導(dǎo)在此類蓋層封蓋下的油氣藏的勘探。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法考慮了影響致密碳酸鹽巖蓋層封閉性的各種因素，從而更加簡便、科學(xué)地表征碳酸鹽巖蓋層封蓋性，從而在結(jié)合疊合盆地具體的地質(zhì)特征下，綜合評價致密碳酸鹽巖蓋層封閉性。

附圖說明

圖1為實施例1的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法的流程圖。

圖2為實施例1中泥灰?guī)r段厚度與下奧陶統(tǒng)鷹山組油氣日產(chǎn)量、氣油比關(guān)系散點圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。

實施例1

本實施例提供了一種塔里木盆地塔中地區(qū)良里塔格組致密含泥灰?guī)r蓋層封蓋性能的定量表征方法，工藝流程如圖1所示，具體步驟如下：

塔中地區(qū)良里塔格組自下而上分為5段：良5段，良4段，良3段，良2段，良1段，其中良3-良5段泥灰?guī)r是塔里木盆地的直接蓋層，封蓋之下鷹山組的油氣，巖性主要為泥晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r，其次是粉晶灰?guī)r。

(1)蓋層封閉的臨界厚度po：通過對塔中北斜坡30口井工業(yè)油流井良3-5段致密灰?guī)r直接蓋層厚度的統(tǒng)計，整體上看，平面上含油氣面積分布在致密灰?guī)r厚度超過80m的范圍內(nèi)，從蓋層厚度與氣油比和產(chǎn)量的關(guān)系圖(圖2)也可以看出，產(chǎn)油氣的井蓋層厚度至少為80m，因此我們把80m作為蓋層封堵油氣的下限值。

(2)突破壓力下限po的確定：選取塔中地區(qū)良3-良5段樣品進行突破壓力(p)和孔隙度(φ)實驗，得到兩列數(shù)據(jù)，利用呂延防等(1994)提出的突破壓力與孔隙度二者之間的經(jīng)驗公式：

p＝a/φ–b①

將測得的孔隙度和對應(yīng)的突破壓力值代入公式(1)，求得系數(shù)a和b，擬合出公式②：

p＝0.06/φ+4②

利用測井孔隙度可以獲得不同井連續(xù)深度的孔隙度φ值，代入公式②可求出塔中北斜坡其它各井良3-5段突破壓力值。通過各井計算的突破壓力值，平面上做突破壓力等值線圖(平面上單井的突破壓力值取各井致密碳酸鹽巖蓋層計算的最大值)，并與含油氣面積進行疊合，油氣主要分布于突破壓力大于14mpa的范圍內(nèi)，所以將蓋層封堵的突破壓力下限值定為14mpa。

(3)泥質(zhì)含量vsho(自然伽馬gro)下限的確定：

泥質(zhì)含量vsh可以由自然伽馬gr得出：

泥質(zhì)含量vsh計算公式為：

其中

所以gr值越高，泥質(zhì)含量越大。

從圖2上看出，當(dāng)厚度為80-200m時，泥巖厚度不是主要的封蓋性因素，通過分析認為是泥質(zhì)含量。當(dāng)大于200m時，主要封堵要素為蓋層厚度。

中古a井西井區(qū)和中古b井區(qū)的良里塔格組同樣缺失良4-5段，只有良3段地層作鷹山組的直接蓋層，蓋層厚度都在80m～200m之間，中古a井區(qū)油氣均分布在鷹山組，即其上部良3段致密灰?guī)r起到了很好的封閉作用，而中古b西井區(qū)油氣基本都在良3段頂部，鷹山組沒有油氣，那么來自深部的油氣很可能是經(jīng)過良3段，在良3段頂部聚集的。統(tǒng)計塔中地區(qū)良3-5段致密灰?guī)r的泥質(zhì)含量(自然伽馬)，分析發(fā)現(xiàn)，僅中古b西井區(qū)的泥質(zhì)含量較低，各單井自然伽馬測井值均值均小于20api，而中古a井區(qū)各單井的自然伽馬均值在20api以上。另外，從含油氣面積與自然伽馬等值線疊合圖上也可以看出油氣基本分布在自然伽馬等值線大于20api的范圍內(nèi)，因此，將自然伽馬的下限值定為20api，對應(yīng)的泥質(zhì)含量為6％。

(4)綜合封閉能力λ的計算：

前面對良3-5泥灰?guī)r段厚度、泥質(zhì)含量以及突破壓力三個參數(shù)進行定量的評價，另外對塔中北斜坡各單井良3-5泥灰?guī)r段的測井得到的孔隙度進行了統(tǒng)計分析，從而初步制定了一個簡單的致密碳酸鹽巖蓋層封閉油氣的標(biāo)準(zhǔn)。

表1塔中地區(qū)致密碳酸鹽巖蓋層達到封蓋能力的特征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

表1為各參數(shù)單獨對良3-5段蓋層封閉性的控制作用，為了綜合評價整個良3-5段直接蓋層的封閉性能，建立了良3-5段蓋層封閉性綜合評價指數(shù)λ：

它可以反映良3-5段蓋層在平面上某一點的綜合封閉能力的大小。綜合評價指數(shù)與蓋層的厚度、泥質(zhì)含量和突破壓力有關(guān)，且成正比，這與實際地質(zhì)情況是相符的。利用上面的方法計算了50口井的良3-5段的綜合評價指數(shù)，并作出平面λ等值線分布圖。綜合評價指數(shù)小于1，則良3-5段不能充當(dāng)有效蓋層；若綜合評價指數(shù)大于1，則達到了良3-5段封蓋能力的最低標(biāo)準(zhǔn)，認為是有效蓋層。

(5)驗證：研究區(qū)不同含油氣井的氣油比與λ等值線疊合圖顯示，含有油氣的井均分布在λ>1的范圍內(nèi)，并且λ值越大，其封閉的井中對應(yīng)的氣油比值相對越大，可以看出λ值等值線圖能較好地評價蓋層封閉油氣的能力。

以上實施例說明，本發(fā)明的疊合盆地致密碳酸鹽巖蓋層封蓋性能的定量表征方法可以更加簡便、科學(xué)地表征碳酸鹽巖蓋層封蓋性，從而在結(jié)合疊合盆地具體的地質(zhì)特征下，綜合評價致密碳酸鹽巖蓋層封閉性。