一种基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法

1.本发明涉及地质技术领域，尤其涉及一种基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法。


背景技术：

2.煤系气储层中煤层气、致密砂岩气和页岩气共生组合极具开发潜力，但具有赋存类型多样、成藏组合类型复杂、储层力学性质和工程响应差异大等特点，探索煤系“三气”共探共采技术是实现煤系气经济高效开发的必然要求。储层评价结果的准确性是实现油气高效勘探开发的重要保障，前人对于煤系气储层的评价多延续单一岩性储层评价思路，从优势岩性的储层物性、地化特征等参数对单岩性储层进行评价，仅考虑优势岩性对储层含气性的贡献。然而，煤系储层具有岩性多样、叠置关系复杂且单层薄的特点，单一岩性厚度多难以达到经济开发下限，且各岩性的组合叠置关系对煤系储层的含气性具有较大影响。延续单一岩性储层评价思路，不能有效评价煤系气复杂岩性组合储层的含气性差异，优选优质含气区域。目前缺少一种针对煤系储层复杂岩性组合储层评价技术，难以满足现今对于煤系储层共探共采工艺的需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法。
4.一种基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，包括：
5.确定目标煤系气储层；
6.根据孔隙度、渗透率确认所述目标煤系气储层的储层岩性以及非储层岩性；
7.根据所述非储层岩性的总厚度占比将所述目标煤系气储层划分为储层岩性主导的岩性组合或非储层岩性主导的岩性组合；在非储层岩性的总厚度占所述目标煤系气储层总厚度之比大于某一预设值的情况下，为非储层岩性主导的岩性组合，反之，为储层岩性主导的岩性组合；
8.在所述目标煤系气储层为储层岩性主导的岩性组合的情况下，根据储层岩性中非储层岩性单层厚度将所述储层岩性主导的岩性组合划分为
①
号储层岩性主导的岩性组合或
②
号储层岩性主导的岩性组合；如果非储层岩性单层的总厚度小于预设的界限厚度，则为
①
号储层岩性主导的岩性组合，反之，为
②
号储层岩性主导的岩性组合；
9.在所述储层岩性主导的岩性组合为
②
号储层岩性主导的岩性组合的情况下，将
②
号储层岩性主导的岩性组合划分为两套岩性组合，分别为
③
号储层岩性主导的岩性组合和
④
号储层岩性主导的岩性组合；
10.根据所述非储层岩性主导的岩性组合、
①
号储层岩性主导的岩性组合、
③
号储层岩性主导的岩性组合和
④
号储层岩性主导的岩性组合将所述目标煤系气储层划分为不同的岩性组合类型；
11.根据所述不同的岩性组合类型，确认每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值；
12.根据所述目标煤系气储层的厚度以及每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值确定所述目标煤系气储层的类型。
13.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述根据所述目标煤系气储层的厚度以及每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值确定所述目标煤系气储层的类型包括：
14.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积大于20的情况下，所述目标煤系气储层的类型为a类；
15.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积大于等于10且小于等于20的情况下，所述目标煤系气储层的类型为b类；
16.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积小于10的情况下，所述目标煤系气储层的类型为c类。
17.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述储层岩性主导的岩性组合包括：泥岩主导的岩性组合；所述非储层岩性主导的岩性组合包括：砂岩储层和或灰岩储层主导的岩性组合。
18.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述不同的岩性组合类型包括：
19.泥夹煤型岩性组合、泥夹灰夹煤岩性组合、泥夹砂夹煤型岩性组合、泥夹灰岩性组合、泥夹砂岩性组合、泥夹砂夹灰岩性组合、灰夹泥型岩性组合。
20.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述根据所述目标煤系气储层的厚度以及每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值确定所述目标煤系气储层的类型包括：
21.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积大于20的情况下，所述目标煤系气储层的类型为a类；
22.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积大于等于10且小于等于20的情况下，所述目标煤系气储层的类型为b类；
23.在某岩性组合对应的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积小于10的情况下，所述目标煤系气储层的类型为c类。
24.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述不同的岩性组合类型包括：
25.泥夹煤型岩性组合、泥夹灰夹煤岩性组合、泥夹砂夹煤型岩性组合、泥夹灰岩性组合、泥夹砂岩性组合、泥夹砂夹灰岩性组合、灰夹泥型岩性组合。
26.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，将所述泥夹煤型岩性组合作为ⅰ类岩性组合；
27.将所述泥夹灰夹煤岩性组合、泥夹砂夹煤型岩性组合作为ⅱ类岩性组合；
28.将所述泥夹灰岩性组合、泥夹砂岩性组合、泥夹砂夹灰型岩性组合作为ⅲ类岩性组合；
29.将所述灰夹泥型岩性组合作为ⅳ类岩性组合。
30.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，将所述
泥夹煤型岩性组合的rei值作为ⅰ类岩性组合的rei值，以所述ⅰ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；
31.根据所述泥夹灰夹煤岩性组合的rei值、泥夹砂夹煤型岩性组合的rei值求取两者的平均rei值，以所述两者的平均rei值作为ⅱ类岩性组合的rei值，以所述ⅱ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；
32.根据所述泥夹灰岩性组合的rei值、泥夹砂岩性组合的rei值、泥夹砂夹灰型岩性组合的rei值求取三者的平均rei值，以所述三者的平均rei值作为ⅲ类岩性组合的rei值，以所述ⅲ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；
33.将所述灰夹泥型岩性组合的rei值作为ⅳ类岩性组合的rei值，以所述ⅳ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据。
34.进一步地，如上所述的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，所述预设值为60％。
35.有益效果：
36.本发明提供的基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法，通过目标煤系气储层利用非储层岩性的总厚度进行一次划分，并在一次划分的基础上，利用非储层岩性单层厚度对目标煤系气储层进行了二次划分，并在二次划分的基础上，将目标煤系气储层划分为了多个不同的岩性组合，最终根据不同的岩性组合的rei值以及目标煤系气储层的厚度来评价目标煤系气储层，使得评价方法充分考虑了多岩性组合的煤系储层的特点，从而对煤系气复杂岩性储层的评价更加精确，更能反映煤系储层的实际情况、更能指导煤系储层的勘探开发。
附图说明
37.图1为本发明基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法流程图；
38.图2为非储层岩性厚度占比与平均含气量的曲线图；
39.图3为非储层岩性单层厚度与非储层岩性单层出现的频率的曲线图；
40.图4为非储层岩性单层厚度与全烃含量的曲线图；
41.图5为不同的岩性组合的结构示意图；
42.图6为toc变化幅度与全烃含量变化幅度的曲线图；
43.图7为孔隙度变化附图与全烃含量变化幅度的曲线图；
44.图8为泥地比变化幅度与全烃含量变化幅度的曲线图；
45.图9为煤地比变化幅度与全烃含量变化幅度的曲线图；
46.图10为夹层厚度比变化幅度与全烃含量变化幅度的曲线图；
47.图11为岩性组合类型与rei值的曲线图。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.图1为本发明基于岩性组合含气性特征的煤系气储层评价方法流程图，如图1所示，本发明提供的方法包括以下步骤：
50.步骤101：确定目标煤系气储层。
51.具体地，所谓目标煤系气储层，即为根据油气勘探开发的实际需要确定的地层深度所对应的储层。
52.步骤102：根据物性参数确定所述目标煤系气储层的储层岩性以及非储层岩性，所述物性参数包括：孔隙度、渗透率等；
53.具体地，地层的孔隙度、渗透率的大小，决定着气体在地层的含气量。孔隙度、渗透率越大，代表地层的含气量越大。本技术统计了目标煤系气储层所有岩性的物性参数(孔隙度、渗透率等)，并与国家标准进行对比，最后将含气量大于国家标准的地层岩性定义为储层岩性；含气量小的地层岩性定义为非储层岩性。因此，首先要确认目标煤系气储层主要发育什么类型的岩性组合。在本发明实施例中，所述储层岩性主导的岩性组合为泥岩主导的岩性组合；所述非储层岩性主导的岩性组合为砂岩和或灰岩主导的岩性组合。
54.步骤103：判断所述非储层岩性的总厚度占比与所述目标煤系气储层总厚度之比是否大于某一预设值。
55.具体地，在确认好目标煤系气储层的储层岩性以及非储层岩性后，通过非储层岩性的总厚度与所述目标煤系气储层总厚度之比来对目标煤系气储层做进一步的定性。
56.步骤104：在所述非储层岩性的总厚度占所述目标煤系气储层总厚度之比大于等于某一预设值的情况下，将所述目标煤系气储层定义为非储层岩性主导的岩性组合。
57.具体地，如图2所示，本发明用非储层岩性厚度占比与整段岩性组合的全烃含量做交汇图，发现在非储层岩性厚度占比在0.6之后，岩性组合的全烃含量急剧下降。说明非储层岩性占比多，岩性组合的含气性不好，遂以该值为界限区分不同岩性主导的岩性组合。
58.步骤105：在所述非储层岩性的总厚度占所述目标煤系气储层总厚度之比小于某一预设值的情况下，将所述目标煤系气储层定义为储层岩性主导的岩性组合。
59.步骤106：在所述目标煤系气储层为储层岩性主导的岩性组合的情况下，判断非储层岩性单层厚度是否大于预设界限厚度。
60.步骤107：在所述非储层岩性单层厚度小于等于所述预设界限厚度的情况下，将所述目标煤系气储层定义为
①
号储层岩性主导的岩性组合。
61.具体地，由于非储层岩性的孔隙度、渗透率等物性较差，气体想要通过非储层岩性是很困难的。所以如果非储层岩性太厚，那么非储层岩性这种岩性结构就会阻止气体流过，那么，目标煤系气储层就被这个太厚的非储层岩性隔成了两个岩性组合。在实际油气勘探的过程中，就需要将目标煤系气储层分成两段分别进行油气开发。而如果非储层岩性厚度很小的话，气体能够通过它，那么就无伤大雅，仅将目标煤系气储层作为一段进行油气开发即可。
62.因此，本发明根据非储层岩性单层厚度将目标煤系气储层做了进一步的划分，从而完善岩性组合划分标准，使得目标煤系气储层的划分更加精细化，从而提高储层评价的精确度。如图3所示，统计目标煤系气储层非储层岩性单层厚度出现的频率，可以见到其频率在3米出有一个明显的转折，表明大多数非储层岩性厚度小于3米，同时将非储层岩性厚
度与岩性组合全烃含量交汇(图4)，发现厚度超过3米，全烃含量处于较低水平(岩性组合不联通，被非储层岩性隔断)。因此将3米定为非储层岩性的厚度界限，非储层岩性单层厚度大于3米即作为目标煤系气储层的隔层，小于3米则作为目标煤系气储层的夹层。
63.作为夹层的话，与所述储层岩性主导的岩性组合作为一个整体，属于所述储层岩性主导的岩性组合；而作为隔层的话，则将所述储层岩性主导的岩性组合分隔为两个岩性组合，作为隔层的非储层岩性则孤立存在，不参与构成岩性组合。
64.步骤108：在所述非储层岩性单层厚度大于所述预设界限厚度的情况下，将所述目标煤系气储层定义为
②
号储层岩性主导的岩性组合。
65.在所述非储层岩性单层厚度大于所述预设界限厚度的情况下，就说明气体无法在这种情况下流通，因此，只能将目标煤系气储层定义为两套岩性组合，并分别对该两套岩性组合进行油气开发。
66.步骤109：在所述目标煤系气储层定义为
②
号储层岩性主导的岩性组合的情况下，将所述目标煤系气储层定义为两套岩性组合，分别为
③
号储层岩性主导的岩性组合和
④
号储层岩性主导的岩性组合。
67.步骤110：根据所述非储层岩性主导的岩性组合、
①
号储层岩性主导的岩性组合、
③
号储层岩性主导的岩性组合和
④
号储层岩性主导的岩性组合将所述目标煤系气储层划分为不同的岩性组合类型。
68.具体地，如图5所示，本发明根据岩性组合划分标准(即所述：非储层岩性主导的岩性组合、
①
号储层岩性主导的岩性组合、
③
号储层岩性主导的岩性组合和
④
号储层岩性主导的岩性组合)将目标煤系气储层划分为7种的岩性组合类型，具体为：泥夹煤型岩性组合、泥夹灰夹煤岩性组合、泥夹砂夹煤型岩性组合、泥夹灰岩性组合、泥夹砂岩性组合、泥夹砂夹灰岩性组合、灰夹泥型岩性组合。
69.步骤111：根据含气性评价参数以及每个参数对应的权重确定每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值；其中，所述含气性评价参数包括：全烃含量、toc、孔隙度、煤地比、泥地比、煤地比、夹层厚度比；
70.具体地，本发明所构建的煤系气储层评价体系是基于岩性组合的含气性评价，因此，需要获取个岩性组合对应的含气性评价指标rei值。该rei值的数值大小表示了岩性组合的含气性高低，含气性越高，则代表岩性组合的评价越高；相反，则岩性组合的评价越低。本发明用各个岩性组合的rei乘以目标煤系气储层的厚度，以该乘积值的10、20为界限，将目标煤系气储层分为a、b、c三类(值越大，储层评价越高；0-10为c、10-20为b、20以上为a)。
71.其中，rei值的求取过程可以采用如下方法计算得到：
[0072][0073]
其中，rei为某个岩性组合的含气性评价指标；ei为含气性评价参数，ai为该参数对应的权重。其中，所述含气性评价参数包括：全烃含量、toc、孔隙度、煤地比、泥地比、煤地比、夹层厚度比。表1为各岩性组合对应的含气性评价参数原始数据统计表。
[0074]
表1
[0075]
[0076][0077]
为了求取ei，需要将所述各岩性组合对应的含气性评价参数原始数据进行归一化处理，本发明采用公式(2)对含气性评价参数原始数据进行归一化处理，得到每个参数的标准化数值。表2为各岩性组合对应的含气性评价参数的标准化数值统计结果。
[0078][0079]
其中，ei为第
ⅰ
个含气性评价参数的标准化数值，xi和x
max
分别为各类岩性组合第i个含气性评价参数的原始数值和最大值。值得注意的是：本发明所选用岩性组合含气性评价参数中的夹层厚度比对岩性组合含气性的影响关系为负相关，为保证所有评价参数的同向性原则，需将其原数据倒数处理，再用公式(2)将其标准化。
[0080]
表2
[0081][0082]
如图6-10所示，本发明把所述toc、孔隙度、煤地比、泥地比、煤地比、夹层厚度比的变化附图与全烃含量的变化幅度做交汇图。对比各个图的斜率和拟合度，从而可以确定全烃含量对各个参数的敏感性，斜率越大，说明这个参数的变化造成全烃含量的变化的程度越大。表3为结合敏感性分析结果，采用灰色关联法所计算的各含气性评价参数的权重值。
[0083]
各含气性评价指标的变化幅度采用公式(3)进行计算：
[0084][0085]
其中，x
min
和x
max
分别为各类岩性组合第i个含气性评价参数的最小值和最大值。
[0086]
表3
[0087][0088]
步骤112：根据所述目标煤系气储层的厚度以及每个岩性组合对应的含气性评价指标rei值确定所述目标煤系气储层的类型。
[0089]
进一步地，如图11所示，为了高效的获取评价结果，本发明把7类岩性组合的rei值统计绘制对比图，发现7种岩性组合的rei大致呈现阶梯状分布，以此将7种岩性组合由好到
差分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四类。其中，ⅰ类岩性组合:泥夹煤型；ⅱ类岩性组合:泥夹灰夹煤、泥夹砂夹煤型；ⅲ类岩性组合：泥夹灰、泥夹砂、泥夹砂夹灰型；ⅳ类岩性组合：灰夹泥型。
[0090]
本发明将所述泥夹煤型岩性组合的rei值作为ⅰ类岩性组合的rei值，以所述ⅰ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；根据所述泥夹灰夹煤岩性组合的rei值、泥夹砂夹煤型岩性组合的rei值求取两者的平均rei值，以所述两者的平均rei值作为ⅱ类岩性组合的rei值，以所述ⅱ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；根据所述泥夹灰岩性组合的rei值、泥夹砂岩性组合的rei值、泥夹砂夹灰型岩性组合的rei值求取三者的平均rei值，以所述三者的平均rei值作为ⅲ类岩性组合的rei值，以所述ⅲ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据；将所述灰夹泥型岩性组合的rei值作为ⅳ类岩性组合的rei值，以所述ⅳ类岩性组合的rei值与目标煤系气储层的厚度的乘积作为评价目标煤系气储层的类型的依据。表4为根据为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四类岩性组合对目标煤系气储层进行评价的标准。
[0091]
表4
[0092][0093]
从表4可以看出，本发明把7种岩性组合分成四类之后，并计算了每一类岩性组合的平均rei；再然后用rei*厚度划定的储层类型abc，以a类储层为例，ⅰ、ⅱ类岩性组合可以达到a类储层的标准，根据前面算的ⅰ、ⅱ类类岩性组合的rei值的平均值发现，ⅰ类岩性组合厚度要超过30m、ⅱ类岩性组合厚度要超过50m才能达到a类储层的标准。所以如果去找a类储层的话，找的就是ⅰ类岩性组合且厚度》30m的区域或者ⅱ类岩性组合且厚度》50m的区域。因此，只要获知它是哪一类岩性组合以及它的厚度，就能判断它属于哪一类储层，这就是最终的储层评价标准。
[0094]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。