CN102011583B

CN102011583B - 一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法

Info

Publication number: CN102011583B
Application number: CN 201010567102
Authority: CN
Inventors: 李宁; 柴华; 肖承文; 谢冰; 冯庆付; 武宏亮; 王克文; 刘兴礼; 伍丽红; 冯周
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN102011583A

Abstract

本发明公开了一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，属于海相碳酸盐岩测井解释技术领域。所述方法包括：根据礁滩储层沉积模型，选定碳酸盐岩礁滩储层沉积相模式；基于电成像测井图像，建立礁滩储层沉积相模式与电成像测井图像特征的对应关系；建立碳酸盐岩礁滩储层标准储层电成像图片库；根据电成像图片库中的图像，进行基于岩石结构特征的图像动态增强对比；基于电成像礁滩相典型图像确定井穿越礁滩相储层的部位，并通过与有利储层典型图像对比确定储层的优劣品质。本发明大幅度提高了油田现场解释及试油的符合率，在我国各相关油气田全面应用。

Description

一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法

技术领域

本发明涉及海相碳酸盐岩测井解释技术领域，特别涉及一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法。

背景技术

生物礁、滩是一种在生物作用下形成的特殊海相碳酸盐构造，极易形成有效圈闭而成藏，全世界油气总储量的50%、总产量的60%位于礁、滩及相关碳酸盐岩储层中，并且已经成为我国海相碳酸盐岩油气勘探的重要目标。近年来我国在川东、塔中、柴西、鄂西以及珠江口盆地等地区发现了一系列礁滩储层，显示出了良好的勘探前景，但随着油气田勘探、开发的不断深入，其勘探开发的难度也在不断加大。大量研究证明，控制储层生产能力的主要因素是储层所在沉积相带的沉积部位、储集空间类型、大小、连通性等。一般来说，礁丘翼与高能滩是有利储层发育部位、礁核是一般储层、低能滩是差储层、灰泥丘与滩间海是非储层。对于礁滩储层来说，局部的相变往往会导致孔隙度和渗透率在较大范围内快速变化，因此如何利用测井资料准确进行有利储层沉积部位识别进而为油田开发提供必要的技术支持已经成为海相碳酸盐岩礁滩储层解释评价的基础和关键。

通过文献调研发现，以往对于碳酸盐岩礁滩有利储层的研究往往从常规测井资料响应特征和地震剖面的反射特征两方面入手。利用常规测井资料进行礁滩有利储层的研究首先需要将礁滩沉积相划分出不同的沉积微相，其次总结出不同沉积微相的测井响应特征，进而利用模式识别的方法如神经网络、模糊数学等进行沉积微相的判别，最后基于沉积微相判别结果进行有利储层的识别。尽管这种方法在油田现场应用取得了一定效果，却存在很大的主观性和多解性。而依据地震剖面上的反射特征进行礁滩储层预测通常归结为直接和间接标志两类。直接标志表现为地震资料上的丘形、透镜状反射外形及礁滩相边缘的绕射等特有的地震反射现象；间接标志表现为礁滩相的上方有披覆现象，且由于速度差异，在礁的部位常出现上拉或下拉现象。然而依据地震剖面上的反射特征预测生物礁进而确定有利储层发育部位亦存在严重的多解性，因为大量实际资料表明，具有这样典型反射的生物礁只占很少一部分，大多数生物礁不具有这样明显的反射特征，加之地震测量的尺度所限，据此进行的有利储层预测结果往往和实际结果有较大偏差。因此，如上所述，尽管以往对礁滩储层的预测进行了不少研究，但仍然无法从根本上解决油田现场面临的礁滩有效储层识别难题。

近年来，成像测井因其具有极高的纵向分辨率和井眼覆盖率而被广泛应用于地质研究和储层评价中。随着我们对电成像处理技术的深入研究，已经具备了利用成像测井精确地描述礁滩储层沉积特征（如泥质、生屑、方解石晶体、孔隙等裂缝、缝合线、层理及生物扰动等）的能力，从而开辟了解决碳酸盐岩礁滩有效储层识别问题的全新技术思路。

发明内容

为了解决碳酸盐岩礁滩有效储层识别过程出现的主观性和多解性问题，本发明提供了一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，所述方法包括：

根据礁滩储层沉积模型，选定碳酸盐岩礁滩储层沉积相模式；

基于电成像测井图像，建立所述礁滩储层沉积相模式与电成像测井图像特征的对应关系；

建立碳酸盐岩礁滩储层标准储层电成像图片库；

根据所述电成像图片库中的图像，进行基于岩石结构特征的图像动态增强对比，具体为：通过对所述电成像图片库中各种标准礁滩相图像的特征研究，提取和统计暗斑、块状、条带、缝合线典型特征的幅度数值分布频率，并根据所述分布频率拟合出概率密度函数进行图像的动态增强对比，包括形状分析和纹理分析；

基于电成像礁滩相典型图像确定井穿越礁滩相储层的部位，并通过与有利储层典型图像对比确定储层的优劣品质，具体包括：

基于常规和电成像测井资料对碳酸盐岩储层段进行分层；

将分层后的电成像图像与所建立的礁滩相标准图片库中的典型图片进行对比，划分出不同的沉积微相，确定有利储层发育部位；

将有利储层段的电成像图像与图片库中试油井段典型的图片进行对比分析,确定出有利储层段的优劣性质。

所述礁滩储层沉积模型与现有的地球物理测井技术信息之间具有对应关系。

所述礁滩储层沉积相模式包括：礁丘亚相、灰泥丘亚相、粒屑滩亚相和滩间海亚相。

所述礁丘亚相在横向上分为礁核、礁翼微相；所述礁核微相的电成像图像特征为块状，没有层状或斑状特征；所述礁翼微相的电成像图像特征为块状和非块状特征的互层。

所述灰泥丘亚相在横向上分为丘核、丘翼微相；所述丘核微相具有粘结结构和凝块结构，其电成像图像特征为密集的细薄暗色纹层状特征；所述丘翼微相的电成像图像特征为纹层状和非纹层状特征的互层。

所述粒屑滩亚相分为高能滩、低能滩微相；所述高能滩微相的电成像图像特征为均一的亮色块状背景或随机分布的斑状特征；所述低能滩微相的电成像图像特征为条带状或断续条带状。

所述滩间海亚相在电成像图像上形成颜色较暗的背景，并伴有明显的暗色条带，表现为条带状或断续条带状特征。

本发明提供了一种有效的、具有可操作性的利用电阻率图像特征与碳酸盐岩礁滩地质模型相结合识别有利储层的方法，大幅度提高了油田现场解释及试油的符合率，在我国各相关油气田全面应用。

附图说明

图1是本发明实施例碳酸盐岩礁滩相储层沉积模式图；

图2是本发明实施例礁滩相储层的灰泥丘丘核微相的成像特征；

图3是本发明实施例礁滩相储层的低能滩微相的成像特征；

图4是本发明实施例礁滩相储层的滩间海亚相的成像特征；

图5是本发明实施例礁核、高能滩、礁丘翼及灰泥丘相储层的标准图像；

图6是本发明实施例低能滩、滩间海相储层标准图像；

图7是本发明实施例不同油田电成像资料基于岩石结构动态增强效果对比图；

图8是本发明实施例某油田X井在碳酸盐岩储层段的电成像图；

图9是本发明实施例某油田X井穿越礁滩储层部位确定图；

图10是本发明实施例电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法流程图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明采用典型测井图像与礁滩沉积模式匹配甄别优质储层的基本原理，其核心内涵是根据图像特征确定储层所处沉积部位，进而通过图像对比确定储层品质优劣。

参见图10，本发明实施例提出了一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，包括以下步骤：

步骤101：根据礁滩储层沉积模型，选定碳酸盐岩礁滩储层沉积相模式；

对于碳酸盐岩礁滩储层沉积相的研究，不同的学者从不同的研究角度提出了很多沉积相模式，结合油田的勘探实践，重点考虑不同的礁滩沉积相模式是否能够与现有的地球物理测井技术信息对应起来；通过研究发现，利用电成像资料反映的沉积相剖面与王振宇教授提出的礁滩储层沉积模式能够很好一一对应；为此，在实际现场应用中，有针对性地选取了王振宇教授2007年提出的礁滩储层沉积模型作为有利储层识别的基础，如图1所示；采用这一模型，除了它能简明扼要地反映礁滩储层沉积的主要特征外，更重要是因为利用这一模型可以与地球物理测井信息之间建立明确的对应关系；

步骤102：基于电成像测井资料，建立礁滩储层沉积相模式与电成像测井图像特征的对应关系；

礁滩储层沉积相可以进一步划分为礁丘亚相、灰泥丘亚相、粒屑滩亚相和滩间海亚相，各亚相在成像上的反映有着明显的不同；通过对塔中、西南、川东北等地区的多口井进行岩心归位、描述，并在1：1的比例下用取心数据刻度成像资料，进而对礁滩储层各沉积亚相的电成像特征进行了系统的观察和描述，从而建立了礁滩相储层沉积模式与电成像测井图像特征的准确对应关系，其核心内涵如下：

礁丘亚相在横向上可以分为礁核、礁翼等微相；礁核微相是礁丘的主体，由于水动力较强，礁核微相中泥质含量很低，其成像图像特征一般表现为块状，没有明显的层状或斑状特征；而礁翼则代表了从礁核到非礁丘的过渡环境，在成像图像上表现为块状和非块状特征的互层；

灰泥丘亚相在横向上也可以分为丘核、丘翼等微相，如图2所示；丘核是灰泥丘的主体，其典型特征是具有粘结结构和凝块结构，其成像图像常表现为密集的细薄暗色纹层状特征；丘翼代表了从丘核到非灰泥丘的过渡环境，在成像图像上表现为纹层状和非纹层状特征的互层；

粒屑滩亚相可以进一步分为高能滩和低能滩两个微相，如图3所示；高能滩水动力条件很强，泥质成分被淘洗干净，只剩下分选很好的颗粒成分，主要发育亮晶颗粒灰岩，电阻率较高，在成像图像上形成均一的亮色背景，表现为块状；或者也有些地层的粒间孔未被全部充填，或经后期溶蚀作用产生了溶孔，导致成像图像上形成随机分布的暗斑，表现为斑状；低能滩水动力条件较弱，常伴生有泥质条带、条纹或者不规则的瘤状泥质层，在成像上常表现为条带状或断续条带状；

滩间海亚相以泥晶灰岩和泥质灰岩为主，常伴有密集的泥质条带和纹层，因此在成像图像上常形成颜色较暗的背景，并伴有明显的暗色条带，表现为条带状或断续条带状特征，如图4所示；

步骤103:建立碳酸盐岩礁滩储层标准储层电成像图片库；

礁丘翼与高能滩是好储层、礁核是一般储层、低能滩是差储层及灰泥丘与滩间海是非储层；本发明在该经验的基础上，结合步骤102中建立礁滩储层沉积相模式与电成像测井图像特征的对应关系，建立了礁丘亚相、灰泥丘亚相、粒屑滩亚相和滩间海亚相的标准电成像图片库，目前存有来自国内各主要碳酸盐岩礁滩储层的电成像图片3328幅，其中最重要的8种类别1415幅来自试油层段，为本发明的应用奠定了坚实基础，如图5和图6所示；

步骤104：根据电成像图片库中的图像，进行基于岩石结构特征的图像动态增强对比；

通过对图片库中各种标准礁滩相图像的特征研究，提取和统计暗斑、块状、条带、缝合线等典型特征的幅度数值分布频率，并据此拟合出概率密度函数进行图像的动态增强，经过动态增强后的图像具有的优势是：不同区块的电成像图像在反映同一个结构特征时具有非常好的一致性（如图7所示），这样就确保了礁滩储层沉积相对比识别过程中的唯一性，最大限度地减少了多解性；

定量提取图像特征的具体方法包括两部分：形状分析和纹理分析；对于典型图像特征的形状分析，本发明提出：在电成像图像分割的基础上，利用对象实际面积A、外观比R和形状因子F三个参数进行描述，该三个参数的计算方法是：

对象实际面积A面积由对象实际包含的点数计算，每个点的面积等于电极间距与采样间距的乘积；

外观比R描述对象的细长程度，

其中L为对象外接矩形的长度，W为对象外接矩形的宽度；

形状因子F描述对象的圆度、似圆度等信息，其中B为对象周长，基于对象的边界点计算；

对于典型图像特征的纹理分析，本发明提出：利用灰度共生矩阵方法进行纹理分析，并定量计算出纹理二阶矩W_M，对比度W_C和均匀性W_H等纹理特征参数，其具体的计算方法是：

对一段图像S，如果函数f(x,y)定义了某种空间关系，则S的灰度共生矩阵P中各元素定义为（据章毓晋，2005年）：

式1）

式1）中：分子是具有空间关系f(x,y)，且值分别为g₁和g₂的元素对的个数；分母是S中元素对总的个数(#代表个数)；

纹理二阶矩：

W_{M} = \underset{g_{1}}{Σ} \underset{g_{2}}{Σ} p^{2} (g_{1}, g_{2})

式2）

对比度：

W_{C} = \underset{g_{1}}{Σ} \underset{g_{2}}{Σ} | g_{1} - g_{2} | p (g_{1}, g_{2})

式3）

均匀性：

W_{H} = \underset{g_{1}}{Σ} \underset{g_{2}}{Σ} \frac{p (g_{1}, g_{2})}{k + | g_{1} - g_{2} |}

式4）

步骤105：基于电成像礁滩相典型图像确定井穿越礁滩相储层的部位，并通过与有利储层典型图像对比确定储层的优劣品质；

首先基于常规和电成像测井资料对碳酸盐岩储层段进行分层；其次将分层后的电成像图像与所建立的礁滩相标准图片库中的典型图片进行对比，划分出不同的沉积微相，根据油田现场总结出的经验，确定有利储层发育部位；进而将有利储层段的电成像图像与图片库中试油井段典型的图片进行对比分析；最后确定出有利储层段的优劣性质；如图8所示，某油田X井在碳酸盐岩储层段可划分为三个层，通过电成像图像与标准图片库中的典型图片进行对比发现，这三个层位对应的沉积微相从上到下分别是礁顶、礁丘翼和礁核，因此确定出的该井穿越礁滩储层部位如图9所示；且通过步骤103知道，礁丘翼是有利储层发育的部位，因此对礁丘翼的顶部进行射孔试油作业，同时对上部的礁顶和下部的礁核进行封堵措施，获高产纯气流25.3万方/日。

与以往碳酸盐岩礁滩有利储层识别方法相比，本发明的核心是：1、根据图像特征确定储层所处沉积部位，进而判断其是否有利;2、通过图像对比确定储层的品质优劣，进而判断其是否有效。针对这一核心，本发明同时还具备三个保障性要点：1、在礁滩储层沉积模型的选取方面充分结合现场实践，重点考虑不同的礁滩相沉积模式与测井信息的对应关系，因此所选取的礁滩相沉积模式与测井资料响应达到了高度统一；2、首次有针对性的、系统的建立了礁丘亚相、灰泥丘亚相、粒屑滩亚相和滩间海亚相标准电成像图片库，并对礁滩相储层与非储层典型电成像图像进行了厘定，从几千幅图片中归纳出8种典型礁滩相储层标准图像，提供了识别有效储层最直接、最准确的对比依据；3、本发明在常规电成像动态图像增强的基础上，首次提出基于岩石结构的动态图像增强方法，该方法一方面避免了常规动态增强的缺点，另一方面凸现了岩石的结构信息，最大限度地减少了利用电成像资料进行沉积相研究的多解性，对油田勘探开发具有非常高的应用价值。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述方法包括：

建立碳酸盐岩礁滩储层标准储层电成像图片库；

基于常规和电成像测井资料对碳酸盐岩储层段进行分层；

2.如权利要求1所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述礁滩储层沉积模型与现有的地球物理测井技术信息之间具有对应关系。

3.如权利要求1所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述礁滩储层沉积相模式包括：礁丘亚相、灰泥丘亚相、粒屑滩亚相和滩间海亚相。

4.如权利要求3所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述礁丘亚相在横向上分为礁核、礁翼微相；所述礁核微相的电成像图像特征为块状，没有层状或斑状特征；所述礁翼微相的电成像图像特征为块状和非块状特征的互层。

5.如权利要求3所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述灰泥丘亚相在横向上分为丘核、丘翼微相；所述丘核微相具有粘结结构和凝块结构，其电成像图像特征为密集的细薄暗色纹层状特征；所述丘翼微相的电成像图像特征为纹层状和非纹层状特征的互层。

6.如权利要求3所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述粒屑滩亚相分为高能滩、低能滩微相；所述高能滩微相的电成像图像特征为均一的亮色块状背景或随机分布的斑状特征；所述低能滩微相的电成像图像特征为条带状或断续条带状。

7.如权利要求3所述的电成像结合礁滩地质模型识别储层的方法，其特征在于，所述滩间海亚相在电成像图像上形成颜色较暗的背景，并伴有明显的暗色条带，表现为条带状或断续条带状特征。