[发明专利]用于确定与井或地层中的有机质相关联的孔隙度的方法

说明书

本文提供一种用于确定与井或地层中的有机质相关联的孔隙度(PAOM)的方法。还提供了一种用于执行所述方法的系统。

技术领域

根据美国法典第35篇第119条(e)款，本申请要求2015年9月16日提交的先前美国临时专利申请号62/219，363的权益，所述美国临时专利申请以引用方式整体并入本文。

本发明涉及一种用于确定与井或地层中的有机质相关联的孔隙度的方法。本发明还涉及用于所述方法的系统。

背景技术

源岩的表征对于评估常规油藏和非常规油藏都是重要的。有机质沉积并保留在湖泊、海洋和三角洲底部。随着更多的物质沉积，有机质被埋藏，并且埋藏的热量和压力将有机质转化为地质聚合物，诸如油母质和沥青。当含有有机质的岩石埋藏得足够深的时候，岩石经历退化，其中温度开始将油母质转换为沥青并最终转换为诸如油和气的烃。产生烃的岩石被称为源岩。有机质中的孔隙度常常是源岩中的总孔隙度发育的主要类型。由于有机质的疏水性，有机孔隙度(还可被称为与有机质相关联的孔隙度(“PAOM”))在大多数情况下完全被烃占据，而水存在于无机材料的粒内和粒间孔隙中。

非常规资源已成为美国和其他地区的主要烃生产源。随着关于这些富含有机质的细粒岩层(常常称为页岩)的更多信息出现，显而易见的是，重要的特征之一是从最初的油母质、沥青或其他固体有机质演进而来的孔隙度的数量。有机质中的孔隙度是烃生成过程期间有机材料的热成熟程度和合成分解的函数。从高倍放大的离子研磨SEM图像的评估，研究人员已经观察到，页岩孔隙空间可以大致分为三种类型，颗粒间、颗粒内和有机质相关联。例如Loucks，R.G.等人，2009，密西西比巴尼特页岩硅质泥岩中纳米级孔隙的形态、成因和分布，“沉积研究杂志”，第79卷，848-861页，doi：10.2110/jsr.2009.092；Loucks，R.G.等人，2010，泥岩中基质孔隙的初步分类，墨西哥湾地质协会地质协会交易，第60卷，435-441页；Passey，Q.R.等人，2010，从油源岩到天然气页岩气藏-非常规页岩气藏的地质和岩石物性表征，SPE，中国石油学会石油工程师学会国际石油和天然气会议及展览会，中国北京6月8日至10日，SPE报131350，29页，doi：10.2118/131350-MS。

已经观察到有机质中的孔隙度发育，并且已经基于这种离子研磨的SEM图像分析进行了有机孔隙度面积计算。依靠基于离子研磨的SEM图像的分析来一次一个地评估PAOM的地质样品可能是有问题的，因为这种方法可能是耗时且昂贵的。

目前还没有可靠的方法来根据常用的测井数据或岩芯计算机层析(CT)扫描资料计算PAOM。

测井分析是针对孔隙度、含油量、含气量和含水量评估含烃地层的常见且重要的部分。存在多种方法来根据电阻率、体积密度、中子孔隙度以及其他测井分析测量来计算总孔隙度和有效孔隙度。然而，页岩井为测井分析提出了一个特别困难的问题，因为用于砂岩和碳酸盐岩的许多传统方法对于有机页岩而言效果不好。还没有根据典型测井数据计算PAOM的常用方法。如果获得诸如核磁共振或介电性质的某些先进技术测井，则理论上可以计算PAOM，但是这些测井常常在页岩地层中不可用或不可靠，并且比类似“三元组合”的普通测井更贵。

最近，已经开发了根据体积密度(RHOB)和X射线CT扫描的光电效应(PEF)以及岩芯样品上的光谱伽马射线数据计算孔隙度、粘土含量、有机质含量以及其他储层性质的方法，其涉及整合一些不同形式的分析。例如，美国专利申请公开号2013/0182819A1。然而，没有已知的方法来根据诸如体积密度、PEF和光谱伽马射线数据的可用数据来计算沿着整个岩芯长度的任何位置的PAOM。