應(yīng)用CT分析及核磁測井預(yù)測碳酸鹽巖產(chǎn)氣量

李寧，王克文，張宮，武宏亮，趙路子，伍麗紅，馮慶付，馮周（. 中國石油勘探開發(fā)研究院；2. 長江大學(xué)；. 中國石油西南油氣田公司）

應(yīng)用CT分析及核磁測井預(yù)測碳酸鹽巖產(chǎn)氣量

李寧1, 2，王克文1，張宮1，武宏亮1，趙路子3，伍麗紅3，馮慶付1，馮周1
（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院；2. 長江大學(xué)；3. 中國石油西南油氣田公司）

摘要：分析碳酸鹽巖全直徑巖心三維CT數(shù)據(jù)和試氣結(jié)果，發(fā)現(xiàn)CT70孔隙度（根據(jù)目前全直徑巖心CT分辨率，CT70孔隙度為直徑大于70 μm的孔隙占整個巖樣體積的百分比）與有效厚度每米日產(chǎn)氣量存在定量關(guān)系，據(jù)此提出一種利用CT70孔隙度預(yù)測碳酸鹽巖儲集層產(chǎn)氣量的新方法。首先根據(jù)雙重介質(zhì)有效介質(zhì)近似和平面徑向滲流理論，證明產(chǎn)氣量與CT70孔隙度之間存在明確的指數(shù)關(guān)系；并通過理論計算，分析確定預(yù)測模型各參數(shù)的物理意義和變化規(guī)律；提出CT—核磁同比例轉(zhuǎn)換關(guān)系，實現(xiàn)利用核磁測井資料預(yù)測產(chǎn)氣量。將CT70孔隙度預(yù)測產(chǎn)氣量方法應(yīng)用于四川盆地重點探區(qū)16口井的氣層段，對比分析證明該方法具有實用價值。圖13表8參22

關(guān)鍵詞：孔洞型碳酸鹽巖；三維CT；CT70孔隙度；核磁測井；產(chǎn)氣量；測井評價

0　引言

產(chǎn)能預(yù)測是儲集層測井評價的一項基本任務(wù)，但準(zhǔn)確定量評價儲集層產(chǎn)能非常困難，特別是孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)的碳酸鹽巖儲集層，產(chǎn)能定量評價的難度更大[1-7]。

國內(nèi)外很多學(xué)者從地質(zhì)特征、孔隙結(jié)構(gòu)、物性及巖石物理響應(yīng)等不同角度對碳酸鹽巖儲集層產(chǎn)能預(yù)測方法進(jìn)行研究。Lars研究了碳酸鹽巖低產(chǎn)層段的層序地層學(xué)特征[8]，Ghafoori等從孔隙結(jié)構(gòu)角度研究了次生孔隙對碳酸鹽巖滲透率及產(chǎn)能的影響與規(guī)律[9]，Hulea提出了一種確定碳酸鹽巖裂縫及基質(zhì)特性，并預(yù)測毛細(xì)管壓力、滲透率的方法[10]，Mihira等指出對于具有復(fù)雜孔滲關(guān)系的碳酸鹽巖儲集層，流動能力評價是產(chǎn)能預(yù)測及儲集層有效改造的關(guān)鍵，并提出利用常規(guī)測井資料計算儲集層流動能力[11]，嚴(yán)麗等利用多元回歸方法，從統(tǒng)計分析角度進(jìn)行川東北礁灘相儲集層產(chǎn)能預(yù)測研究[12]，李曉輝等提出以電成像測井孔隙度頻譜分析為基礎(chǔ)的碳酸鹽巖儲集層產(chǎn)能預(yù)測方法[13]。上述產(chǎn)能預(yù)測方法在油氣勘探開發(fā)中均發(fā)揮了重要作用，但在預(yù)測精度及適用性方面具有局限性。

儲集層孔滲特性是控制產(chǎn)能最重要的因素，因此建立一種以客觀評價儲集層孔滲特性為核心的產(chǎn)能預(yù)測方法，對碳酸鹽巖儲集層評價具有重要意義。目前中國中西部深層碳酸鹽巖儲集層產(chǎn)能預(yù)測的重點是產(chǎn)氣量預(yù)測。本文提出一種應(yīng)用CT分析及核磁測井預(yù)測碳酸鹽巖儲集層產(chǎn)氣量的方法，并應(yīng)用于四川盆地重點探區(qū)碳酸鹽巖儲集層測井評價，以有效指導(dǎo)試油選層。

1　CT70孔隙度

1.1 CT70孔隙度概念

儲集層巖石物理響應(yīng)與儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，復(fù)雜儲集層測井評價尤其需要進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)分析。掃描電鏡、薄片分析、核磁和CT等是目前常用的孔隙結(jié)構(gòu)實驗分析技術(shù)。尤其高分辨率CT可以方便快捷地獲得真實的巖心三維孔隙結(jié)構(gòu)，近年來在復(fù)雜儲集層孔隙結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)用越來越廣泛[14-17]。

CT測量分辨率不僅與儀器性能、掃描方式等有關(guān)，還與檢測巖樣的直徑密切相關(guān)：巖樣直徑越小，測量分辨率越高，但保留的非均質(zhì)儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征越少；直徑越大，測量分辨率越低，但保留的非均質(zhì)儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征越多。綜合考慮分辨率和孔隙結(jié)構(gòu)特征，本次研究對碳酸鹽巖的CT測量采用全直徑巖心。由于目前全直徑巖心CT的分辨率約為70 μm，因此定義CT70孔隙度為直徑大于70 μm的孔隙體積占整個巖樣體積的百分比，用以客觀描述非均質(zhì)碳酸鹽巖孔隙特性。

CT70孔隙度僅反映儲集層孔隙大小，并不反映孔隙成因。換言之，CT70孔隙度表征巖心的孔隙可能是次生孔隙，也可能是原生孔隙。2012年筆者首次在測井專業(yè)會議上提出并使用CT70孔隙度，由于其物理意義十分明確，名稱簡潔，已被國內(nèi)測井界接受和使用。1.2 CT70孔隙度與產(chǎn)氣量關(guān)系

碳酸鹽巖儲集層孔隙結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，具有粒間孔、晶間孔、溶蝕孔洞和裂縫等不同類型的儲集空間，尺寸相對較大的溶蝕孔洞和裂縫對儲集層孔滲特性影響顯著[18-19]。這是采用全直徑巖心CT掃描分析孔隙結(jié)構(gòu)的原因。

以四川盆地重點探區(qū)某層位為研究對象，分別在A1、A2和A3井中選取該層位氣層段全直徑巖心進(jìn)行CT掃描（見圖1）。對比分析發(fā)現(xiàn)3口井氣層段的CT70孔隙主要反映的是溶蝕孔洞，其中A3井巖心的孔洞最發(fā)育，A2井次之，A1井較差，并且A3井巖心CT70孔隙的空間延展分布也明顯優(yōu)于A2和A1井。定量計算A1、A2和A3井的CT70孔隙度分別為0.73%、2.66% 和4.60%，3口井氣層段解釋的有效厚度每米日產(chǎn)氣量分別為0.12×104m3、0.29×104m3和1.25×104m3。顯然有效厚度每米日產(chǎn)氣量與CT70孔隙度具有很好的相關(guān)性：CT70孔隙度增大，有效厚度每米日產(chǎn)氣量顯著增加。

圖1　A1、A2和A3井氣層段全直徑巖心CT切片

基于上述認(rèn)識筆者提出CT70孔隙度預(yù)測產(chǎn)氣量模型：

對A1、A2和A3井有效厚度每米日產(chǎn)氣量-CT70孔隙度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到模型參數(shù)a為0.06×104m3，b為0.72，CT70孔隙度與產(chǎn)氣段有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系見圖2。

分析研究區(qū)另外3口井B1、B2和B3（已有試氣結(jié)果）全直徑巖心CT數(shù)據(jù)，其CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系見圖3：數(shù)據(jù)點（綠色實心圓點）分布于預(yù)測曲線兩側(cè)，驗證了CT70孔隙度預(yù)測產(chǎn)氣量的可靠性。

2　理論分析

2.1 預(yù)測模型理論推導(dǎo)

分析CT掃描巖心的鑄體薄片（見圖4）發(fā)現(xiàn)，氣層段發(fā)育具有連通性的溶蝕孔洞，并呈現(xiàn)明顯雙重介質(zhì)特性，即儲集層滲流特征可用基質(zhì)孔隙組成的低滲透率體系（滲透率為K1）和孔洞組成的高滲透率體系（滲透率為K2）兩部分等效描述（見圖5）。

圖2　CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系

圖3　CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系

圖4　CT掃描巖心的鑄體薄片照片

應(yīng)用有效介質(zhì)近似理論（EMA）進(jìn)行雙重介質(zhì)有效特性計算[20-21]：當(dāng)嵌入物具有一定的方向性和空間連通性時，雙重介質(zhì)有效滲透率Ke滿足如下關(guān)系[17,21]：

對于孔洞型碳酸鹽巖儲集層，K1、K2分別為基質(zhì)與孔洞體系的滲透率，f1、f2分別為基質(zhì)與孔洞體系體積分?jǐn)?shù)。由于f1+ f2= 1，因此（2）式可改寫為：

圖5　雙重孔隙介質(zhì)模型

由于m是小于1的常數(shù)，則（3）式可變形為：

即：

若將K1、K2看作常數(shù)，將（5）式進(jìn)行二項式展開：

對比ex多項式展開式發(fā)現(xiàn)，Ke可近似為：

考察Ke近似公式的準(zhǔn)確性：假設(shè)已知K1、K2和m，根據(jù)（3）式計算 f2取不同值時的Ke，然后利用（7）式擬合計算結(jié)果。根據(jù)有效介質(zhì)近似理論和Looyenga等研究結(jié)果[21]，m取值為0.3。K1值為0.01×10?3μm2，K2值為100×10?3μm2，擬合結(jié)果（見圖6）表明Ke近似公式能夠很好地擬合Ke與f2間的定量關(guān)系。

圖6　雙重介質(zhì)有效滲透率擬合結(jié)果

產(chǎn)能計算中平面徑向流產(chǎn)量公式為[1]：

由此，單位厚度產(chǎn)出量可表示為：

當(dāng)?shù)貙訅毫Α⒘黧w及井眼參數(shù)基本穩(wěn)定時，令：

由（7）、（9）和（10）式可得：

若令（11）式中p3p1為a、p2為b、f2為φCT70，則形式上（11）式與（1）式完全一致，也即證明孔洞儲集層產(chǎn)氣量與CT70孔隙度確實滿足指數(shù)函數(shù)關(guān)系。2.2 預(yù)測模型參數(shù)分析

利用（7）式進(jìn)行擬合，根據(jù)擬合結(jié)果分析Ke近似公式中各參數(shù)的意義及取值規(guī)律（見圖7）。當(dāng)K2為100×10?3μm2、K1取不同數(shù)值時，擬合結(jié)果（見圖7a，表1）表明：隨著K1增大，p1逐漸增大，且p1與K1數(shù)值非常接近。當(dāng)K1為0.001×10?3μm2，K2取不同數(shù)值時，擬合結(jié)果（見圖7b，表2）表明：隨著K2增大，p2逐漸增大，但p1基本穩(wěn)定。因此，p1主要反映均勻基質(zhì)的特性，其數(shù)值大小主要受K1影響。

選取不同的K2/K1值，利用（7）式進(jìn)行擬合（見圖8）。當(dāng)K2/K1值分別為10 000和50 000時，擬合參數(shù)見表3、表4。對比分析發(fā)現(xiàn)：無論K1、K2取何數(shù)值，若兩者比值不變，則p2就不變；隨著K2/K1值增大，p2也增大。因此p2主要反映高滲透孔洞體系對有效滲透率提高的幅度，其大小取決于K2/K1值。

圖7　K1、K2取不同數(shù)值時Ke變化規(guī)律

表1　K1取不同數(shù)值時的擬合參數(shù)

表2　K2取不同數(shù)值時的擬合參數(shù)

圖8　K2/K1取不同數(shù)值時Ke變化規(guī)律

由于（11）式與（1）式形式上完全一致，因此產(chǎn)氣量預(yù)測模型（（1）式）中a主要反映均勻基質(zhì)的特性，其數(shù)值大小主要受K1影響，b主要反映高滲透孔洞體系對有效滲透率提高的幅度，其大小取決于K2/K1值。

表3　K2/K1值為10 000時的擬合參數(shù)

表4　K2/K1值為50 000時的擬合參數(shù)

3　處理解釋

利用CT70孔隙度預(yù)測儲集層產(chǎn)氣量需對目的層取心段進(jìn)行CT掃描分析，然而實際生產(chǎn)中對所有層段進(jìn)行全直徑取心不現(xiàn)實。因此利用測井資料計算CT70孔隙度是現(xiàn)場應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

巖心CT、核磁T2譜均能反映儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征[22]，由于測量原理及影響因素不同，CT、T2譜表征特定孔隙可能會存在差異，但其表征孔隙總體分布規(guī)律應(yīng)該一致：CT測量的大孔隙對應(yīng)于核磁T2譜右端（孔隙半徑較大），CT測量的小孔隙對應(yīng)于核磁T2譜左端（孔隙半徑較?。Ｓ捎谶@一現(xiàn)象客觀存在，所以以下轉(zhuǎn)換關(guān)系成立：

上式為CT—核磁同比例轉(zhuǎn)換關(guān)系式。根據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，首先計算與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁孔隙度，進(jìn)而確定與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁T2特征值（見圖9）。

圖9　與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁特征值

表5給出了同時具有CT、核磁資料的4塊碳酸鹽巖巖心CT70孔隙度及核磁T2特征值計算結(jié)果：巖心的核磁T2特征值為18～30 ms，變化范圍很小。進(jìn)一步分析核磁T2特征值變化時巖心CT70孔隙度的差異，結(jié)果顯示6-10號巖心CT70孔隙度差異最大（見圖10），相對變化幅度為4.4%，其他巖心變化幅度均比其小。因此可認(rèn)為T2特征值在18～30 ms間變化時對巖心CT70孔隙度計算結(jié)果影響很小，一般取20 ms作為與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁特征值即可。

表5　巖心核磁T2特征值計算結(jié)果

基于巖心核磁T2特征值分析，進(jìn)一步考察現(xiàn)場常用CMR、P型兩種核磁儀器T2特征值的取值規(guī)律。選取W1和W2等2口井5個層段進(jìn)行分析（見表6），發(fā)現(xiàn)CMR型核磁儀器CT70孔隙度核磁特征值為20 ms，與巖心核磁分析結(jié)果一致；而P型核磁儀器CT70孔隙度核磁特征值較大，為54 ms。

圖10　6-10號巖心核磁T2譜

表6　CMR型與P型核磁測井T2特征值對比

分析兩種核磁儀器的采集模式發(fā)現(xiàn)，P型儀器的等待時間較CMR型核磁儀器長，即在測量一個回波串序列后P型儀器比CMR儀器具有更多的時間完成極化。小孔隙極化時間很短，兩種儀器測量結(jié)果的差異較小，而大孔隙極化所需時間較長，等待時間越長，大孔隙中有更多的氫核完成極化，信號幅度越大，因此P型核磁儀器大孔隙段T2譜幅度比CMR型核磁儀器大，從而使P型核磁儀器CT70孔隙度對應(yīng)的T2特征值大于CMR型儀器。

利用核磁測井資料進(jìn)行產(chǎn)氣量預(yù)測的步驟為：①根據(jù)核磁儀器的類型確定與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁T2特征值；②利用核磁測井資料計算各試油層段的CT70孔隙度；③利用預(yù)測模型（（1）式）進(jìn)行產(chǎn)氣量預(yù)測。

4　現(xiàn)場應(yīng)用

對研究區(qū)內(nèi)C1、C2、C3和C4井7個層段40塊巖心進(jìn)行CT分析，計算各層段CT70孔隙度，并利用（1）式進(jìn)行產(chǎn)氣量預(yù)測。結(jié)果（見表7）顯示預(yù)測值與實際試氣結(jié)果非常接近，預(yù)測精度滿足測井評價要求。另外選擇沒有巖心CT資料，但有核磁測井資料的井進(jìn)行產(chǎn)氣量預(yù)測（見表8）。對比分析可知：CMR 和P型兩種核磁測井產(chǎn)氣量預(yù)測結(jié)果均與試氣結(jié)果吻合，預(yù)測精度均能滿足勘探階段測井評價的要求；相對而言，P型儀器的預(yù)測值與試氣結(jié)果更接近，預(yù)測精度更高。

表7　研究區(qū)C1、C2、C3和C4井巖心CT70孔隙度及產(chǎn)氣量預(yù)測結(jié)果

通過A1、A2和A3井最初發(fā)現(xiàn)CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系，并對不同井的產(chǎn)氣段分別采用巖心CT（B1、B2、B3、C1、C2、C3和C4井產(chǎn)氣段）和核磁測井（D1、D2、D3、D4、D5和D6井產(chǎn)氣段）數(shù)據(jù)計算CT70孔隙度，獲得預(yù)測產(chǎn)氣量，經(jīng)與試氣結(jié)果對比，驗證了預(yù)測模型的可靠性?？偨Y(jié)16口井氣層段產(chǎn)氣量預(yù)測結(jié)果（見圖11）發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)氣量均分布于理論預(yù)測曲線兩側(cè)，預(yù)測值與實際值一致性很好，證實本文方法的可靠性。

表8　核磁測井資料CT70孔隙度計算及產(chǎn)氣量預(yù)測結(jié)果

圖11　CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系

進(jìn)一步分析CT70孔隙度與有效厚度每米日產(chǎn)氣量關(guān)系（見圖11）：個別數(shù)據(jù)點偏離曲線幅度較大，主要是受大孔隙和溶蝕孔洞滲透率影響，該部分滲透率變大，將使預(yù)測曲線向左上方偏移，反之向右下方偏移。當(dāng)儲集層孔洞發(fā)育、K2較高時，模型預(yù)測結(jié)果較好（見圖12）；當(dāng)存在孤立孔洞、K2較低時，模型預(yù)測產(chǎn)氣量結(jié)果較好，采用上述兩種優(yōu)化預(yù)測模型，預(yù)測產(chǎn)能級別大于10×104m3的平均相對誤差從29%降為8%，從而獲得更高的預(yù)測精度。

實際上，產(chǎn)氣量預(yù)測還需考慮儲集層含氣飽和度。若儲集層孔洞發(fā)育程度、滲透率大小相近，含氣飽和度不同，產(chǎn)氣量也有顯著差異。應(yīng)用CT70孔隙度預(yù)測產(chǎn)氣量的前提條件是目的層段含氣飽和度高且相對穩(wěn)定，若含氣飽和度變化很大，僅利用CT70孔隙度難以準(zhǔn)確預(yù)測產(chǎn)氣量。分析研究層段16口井含氣飽和度（見圖13）發(fā)現(xiàn)含氣飽和度主要為75%～85%，含氣飽和度高且相對穩(wěn)定。

圖12　考慮孔洞體系滲透率差異的產(chǎn)氣量預(yù)測模型

圖13　研究層段預(yù)測產(chǎn)氣量與含氣飽和度

將本文研究方法用于四川盆地寒武系龍王廟組產(chǎn)氣量預(yù)測，2013年新鉆井龍王廟組測井解釋符合率100%，產(chǎn)能預(yù)測成果有效指導(dǎo)了試油選層[4]。

5　結(jié)論

CT70孔隙度既反映儲集層主要儲集空間也反映儲集層滲流能力。對于非均質(zhì)孔隙-孔洞型碳酸鹽巖儲集層，其產(chǎn)氣量與CT70孔隙度之間存在ex指數(shù)函數(shù)關(guān)系。

通過CT—核磁同比例轉(zhuǎn)換，可確定與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁孔隙度及核磁T2特征值，從而利用核磁測井資料預(yù)測產(chǎn)氣量。巖心及核磁測井資料分析表明，與CT70孔隙度對應(yīng)的巖心核磁T2特征值為20 ms，CMR型核磁測井T2特征值為20 ms、P型核磁測井T2特征值為54 ms。

應(yīng)用CT70孔隙度預(yù)測產(chǎn)氣量方法考慮了影響產(chǎn)能最核心、最關(guān)鍵的因素，且模型簡單，參數(shù)易于確定，研究區(qū)16口井試氣結(jié)果證明該方法可靠，并具有應(yīng)用價值。

CT70孔隙度產(chǎn)氣量預(yù)測主要適用于含氣飽和度高且相對穩(wěn)定的孔隙型和孔隙-孔洞型儲集層，孔隙-微裂縫型儲集層慎用，裂縫型儲集層不適用。

致謝：本文研究過程中得到了中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院、中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院酸化壓裂中心的大力支持，在此表示感謝。

符號注釋：

φCT70——CT70孔隙度，%；q——有效厚度每米日產(chǎn)氣量，104m3；K1——基質(zhì)滲透率，10?3μm2；K2——孔洞體系（或嵌入物）滲透率，10?3μm2；Ke——有效滲透率，10?3μm2；f1——基質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，%；f2——孔洞體系（或嵌入物）體積分?jǐn)?shù)，%；m——小于1的常數(shù)，無因次；n——大于1的整數(shù)，無因次；f（f2）——f2的函數(shù)；Qf——流量，m3/d；qf——單位厚度產(chǎn)量，m3/d；?p——壓差，MPa；h——厚度， m；B——流體體積系數(shù)，無因次；μ——流體黏度，mPa·s；re——供給半徑，m；rw——井筒半徑，m；S——表皮系數(shù)，無因次；a，b，c，p1，p2，p3——常數(shù)；T2——橫向弛豫時間，ms；φt——巖心總孔隙度，%；φNMR-CT70——與CT70孔隙度對應(yīng)的核磁孔隙度，%；φNMRt——核磁總孔隙度，%。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃力, 何順利, 張小霞, 等. 超低滲透儲層產(chǎn)能主要影響因素確定方法研究[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程, 2010, 10(30): 7408-7413.

Huang Li, He Shunli, Zhang Xiaoxia, et al. Research on determination of the main factors influencing the oil well productivity of ultralow permeability reservoir[J]. Science Technology and Engineering, 2010, 10(30): 7408-7413.

[2]樊金鹿. 碳酸鹽巖儲層影響因素及產(chǎn)能評價方法探討[J]. 石油天然氣學(xué)報, 2012, 34(7): 53-56.

Fan Jinlu. The influential factors of carbonate reservoir and their productivity evaluation methods[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2012, 34(7): 53-56.

[3]趙文智, 沈安江, 胡素云, 等. 中國碳酸鹽巖儲集層大型化發(fā)育的地質(zhì)條件與分布特征[J]. 石油勘探與開發(fā), 2012, 39(1): 1-12.

Zhao Wenzhi, Shen Anjiang, Hu Suyun, et al. Geological conditions and distributional features of large-scale carbonate reservoirs onshore China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(1): 1-12.

[4]杜金虎, 鄒才能, 徐春春, 等. 川中古隆起龍王廟組特大型氣田戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)與理論技術(shù)創(chuàng)新[J]. 石油勘探與開發(fā), 2014, 41(3): 268-277.

Du Jinhu, Zou Caineng, Xu Chunchun, et al. Theoretical and technical innovations in strategic discovery of a giant gas field in Cambrian Longwangmiao Formation of central Sichuan paleo-uplift, Sichuan Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2014, 41(3): 268-277.

[5]Iulian N H, Chris A N. Carbonate rock characterization and modeling: Capillary pressure and permeability in multimodal rocks: A look beyond sample specific heterogeneity[J]. AAPG Bulletin, 2012, 96(9): 1627-1642.

[6]Cathy H, Volker V, Simon T, et al. Pore system characterization in heterogeneous carbonates: An alternative approach to widely-used rock-typing methodologies[J]. Marine and Petroleum Geology, 2010, 27(4): 772-793.

[7]Gilman J, Kazemi H. Improvements in simulation of naturally fractured reservoirs[J]. Society of Petroleum Engineers Journal, 1983, 23(4): 695-707.

[8]Lars S. Sequence stratigraphy of a low productivity carbonate platform succession: The Upper Permian Wegener Halvù Formation, Karstryggen Area East Greenland[J]. Sedimentology, 2001, 48(1): 79-97.

[9]Ghafoori M R, Roostaeian M, Sajjadian V A. Secondary porosity: A key parameter controlling the hydrocarbon production in heterogeneous carbonate reservoirs(case study)[J]. Petrophysics, 2009, 50(1): 67-78.

[10]Hulea I N. Capillary pressure and permeability prediction in carbonate rocks: New methods for fractures detection and accurate matrix properties prediction[R]. SPE 164251, 2013.

[11]Mihira N A, Mir R K, Saad H A, et al. Flow capacity evaluation in a complex carbonate reservoir: Key to understand reservoir productivity and stimulation effectiveness[R]. SPE 156101, 2012.

[12]嚴(yán)麗, 王燕, 范樹平. 多元回歸分析方法預(yù)測川東北礁灘相儲層產(chǎn)能[J]. 新疆石油天然氣, 2011, 7(4): 37-39.

Yan Li, Wang Yan, Fan Shuping. Output prediction of reef-bank facies in northeastern-Sichuan Basin using multiple regression analysis[J]. Xinjiang Oil & Gas, 2011, 7(4): 37-39.

[13]李曉輝, 周彥球, 緱艷紅, 等. 電成像測井孔隙度分析技術(shù)及其在碳酸鹽巖儲層產(chǎn)能預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報: 地球科學(xué)版, 2012, 42(4): 928-934.

Li Xiaohui, Zhou Yanqiu, Gou Yanhong, et al. Porosity analysis of micro-electric imaging logging and its application in carbonate reservoir production capacity forecast[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2012, 42(4): 928-934.

[14]馬旭鵬. 儲層物性參數(shù)與其微觀孔隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系[J]. 勘探地球物理進(jìn)展, 2010, 33(3): 216-219.

Ma Xupeng. Internal relationship between physical property and micro-pore structure of reservoir[J]. Progress in Exploration Geophysics, 2010, 33(3): 216-219.

[15]Boever E D, Varloteaux C, Nader F H, et al. Quantification and prediction of the 3D pore network evolution in carbonate reservoir rocks[J]. Oil & Gas Science and Technology, 2012, 67(1): 161-178.

[16]郭振華, 李光輝, 吳蕾, 等. 碳酸鹽巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價方法: 以土庫曼斯坦阿姆河右岸氣田為例[J]. 石油學(xué)報, 2011, 32(3): 459-465.

Guo Zhenhua, Li Guanghui, Wu Lei, et al. Pore texture evaluation of carbonate reservoirs in Gasfield A, Turkmenistan[J]. Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(3): 459-465.

[17]Hidajat I, Mohanty K K, Flaum M, et al. Study of vuggy carbonates using X-Ray CT scanner and NMR[R]. SPE 77396-MS, 2002.

[18]Lucia F J. Carbonate reservoir characterization[M]. Berlin: Springer-Verlag, 2007.

[19]李寧. 中國海相碳酸鹽巖測井解釋概論[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013.

Li Ning. Well logging interpretation outline of carbonate reservoir in China[M]. Beijing: Science Press, 2013.

[20]Wang M, Pan N. Predictions of effective physical properties of complex multiphase materials[J]. Materials Science and Engineering, 2008, 63(1): 1-30.

[21]Looyenga H. Dielectric constants of heterogeneous mixtures[J]. Physica, 1965, 31: 401-406.

[22]徐祖新, 郭少斌. 基于NMR和X-CT的頁巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究[J].地球科學(xué)進(jìn)展, 2014, 29(5): 624-631.

Xu Zuxin, Guo Shaobin. Application of NMR and X-CT technology in the pore structure study of shale gas reservoirs[J]. Advances in Earth Science, 2014, 29(5): 624-631.

（編輯 林敏捷）

Prediction of gas production in carbonates based on CT analysis and nuclear magnetic resonance(NMR)logging

Li Ning1, 2, Wang Kewen1, Zhang Gong1, Wu Hongliang1, Zhao Luzi3, Wu Lihong3, Feng Qingfu1, Feng Zhou1
(1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China; 2. Yangtze University, Jingzhou 434023, China; 3. PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu 610000, China)

Abstract:Based on the analysis of 3-D CT data of full diameter carbonate cores and gas-test results of the coring formations, it is found there exists a quantitative relation between daily gas production per meter in effective intervals and CT70 porosity(according to the CT resolution of full diameter core, CT70 porosity is defined as the percentage of the volume of pores whose diameter is larger than 70 μm in the core), and a new method of gas production prediction in carbonates is put forward using CT70 porosity. Firstly, the exponential relationship between gas production and CT70 porosity is proved by effective medium approximate theory(EMA)in dual media and planar radial flow formula. Then the physical significance and varying pattern of each parameter in prediction formula are determined through theoretical analysis and calculation. The method of proportional transformation between CT and NMR data is put forward, therefore the application of gas production prediction based on NMR logging can be realized. The method has been used for the gas production prediction of 16 wells of the key exploration area in Sichuan Basin. The gas-test results prove the correctness and practicability of the method presented in this paper.

Key words:vuggy carbonate; three-dimension CT; CT70 porosity; NMR logging; gas production; well logging evaluation

收稿日期：2014-08-05 修回日期：2015-02-06

作者簡介：第一李寧（1958-），男，北京市人，博士，中國石油勘探開發(fā)研究院教授級高級工程師，中國石油天然氣集團(tuán)公司高級技術(shù)專家，主要從事測井理論方法和數(shù)據(jù)處理研究工作。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號，中國石油勘探開發(fā)研究院測井與遙感技術(shù)研究所，郵政編碼：100083。E-mail：ln@petrochina.com.cn

DOI:10.11698/PED.2015.02.03

文章編號：1000-0747(2015)02-0150-08

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：P631.811

基金項目：國家油氣重大專項（2011ZX05020-008）