CN102789003A - 利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，包括：获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料；根据阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料对测量井段进行分层通过几何因子法对阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；根据对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成阵列感应模拟响应曲线；判断阵列感应模拟响应曲线与阵列感应原始响应曲线是否一致，如果不一致，根据阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，输出最终的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

Description

利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种石油测井领域，尤其涉及一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法及装置，具体的讲是一种对石油地质勘探阵列感应测井获得的原始响应、合成聚焦后的测井曲线等结合其他测井信息进行地球物理参数反演的方法及装置。

背景技术

在储层段，由于受到泥浆侵入、井眼、围岩等的影响，使得测得的阵列感应电阻率偏离真实电阻率，从而使得通过电阻率曲线进行油水层识别的能力降低，计算的含油饱和度误差较大。因此，需要利用反演方法还原真实地层面目。

但是，传统的反演方法一直以来难以实用化，其原因在于它们都是纯数学方法，只要满足模拟出的测井曲线与实测曲线误差小于给定的ε即可，而不管在岩石物理、地质环境及工程条件等方面是否合理，因此，利用传统反演方法得到的结果不够合理。

发明内容

本发明实施例的目的即是提供一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法和装置，以最大限度地恢复地层真实面目，改善油水层的识别能力和含油饱和度评价的精度。

为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，包括：步骤1，获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括从不同阵列单元测量的阵列感应原始响应曲线和由所述阵列感应原始响应曲线进行合成聚焦处理后的阵列感应测井曲线；步骤2，根据所述阵列感应测井资料与所述辅助测井曲线资料对测量井段进行分层；步骤3，通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；步骤4，根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；步骤5，判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，如果一致，转到步骤6，如果不一致，转到步骤7；步骤6，将所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值作为反演结果输出；步骤7，根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，重复步骤4-7，输出最终的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，包括：测井资料获取装置，用于获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括从不同阵列单元测量的阵列感应原始响应曲线和由所述阵列感应原始响应曲线进行合成聚焦处理后的阵列感应测井曲线；分层装置，用于根据所述阵列感应测井资料与所述辅助测井曲线资料对测量井段进行分层；初始数据计算装置，用于通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；模拟曲线生成装置，用于根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；一致性判断装置，用于判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致；反演修改装置，用于根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；结果输出装置，用于输出反演后的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法及装置充分考虑了地质背景、油藏条件、工程环境等因素，主动修改地层模型，以模拟出的测井曲线与实测曲线是否吻合作约束，从而使得反演结果更为合理。因此，利用本发明的参数反演方法及装置可以最大限度的恢复地层真实面目，大大提高油水层的识别能力和含油饱和度评价的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法流程图；

图2为图1所示实施例中的步骤S102所示的对地层进行分层的方法流程图；

图3为图1所示实施例中的步骤S107所示的根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值的方法流程图；

图4为本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置的结构示意图；

图5为图4所示实施例中的分层装置102的结构示意图；

图6为图4所示实施例中的反演修改装置106的结构示意图；

图7为一个具体实施例中，利用本发明的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法和装置，进行地层参数反演生成的阵列感应测井交互式反演成果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

图1为本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法流程图。如图所示，本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法包括：

步骤S101，获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括从不同阵列单元测量的阵列感应原始响应曲线和由所述阵列感应原始响应曲线进行合成聚焦处理后的阵列感应测井曲线；步骤S102，根据所述阵列感应测井资料与所述辅助测井曲线资料对测量井段进行分层；步骤S103，通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；步骤S104，根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；步骤S105，判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，如果一致，转到步骤S106，如果不一致，转到步骤S107；步骤S106，将所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值作为反演结果输出；步骤S107，根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，重复步骤S104-S107，输出最终的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

在本实施例中，步骤S101中的辅助测井曲线资料包括自然伽马测井曲线、井径测井曲线、密度测井曲线以及自然电位测井曲线。所述辅助测井曲线资料主要用于在步骤S102中对测量井段对地层进行分层。根据地层沉积规律，利用阵列感应测井资料结合这些辅助测井资料，将地层进行精细分层，特别是地层中的薄夹层，需要仔细予以识别。步骤S102的对地层进行分层的步骤如图2所示，其包括：

步骤S1021，根据所述阵列感应测井曲线特征依据斜率变化趋势确定层界面。此步骤中，斜率是指曲线上下两点幅度差与深度差的比值；当斜率由正变负或者由负变正时，该深度点作为特征点，两个特征点的中点即为层界面。

步骤S1022，根据所述辅助测井曲线资料和确定的层界面，分别将所述阵列感应测井曲线特征不明显的泥岩夹层、致密层、垮塌层分出来。此处的辅助测井曲线资料包括自然伽马测井曲线、井径测井曲线、密度测井曲线以及自然电位测井曲线。

在本实施例的步骤S103中，所述通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：通过几何因子法对分层后的每一层计算出初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值：

$C_i=G_i^m{C}_m+G_i^{\mathrm{xo}}{C}_{\mathrm{xo}}^{\′}+(1-G_i^m-G_i^{\mathrm{xo}})C_t^{\′}i=1~N;$

式中C_i－阵列感应测井0.6m分辨率系列电导率值（电阻率倒数），S/m；

－井眼泥浆对阵列感应测井响应的贡献；

C_m－泥浆电导率值，S/m；

－侵入带对阵列感应测井响应的贡献，与侵入半径值有关；

C′_xo－侵入带电导率值，S/m；

C′_t－原状地层电导率值，S/m；

N－阵列感应测井0.6m分辨率系列曲线条数，且N=5或6；

通过阵列感应测井测得的每一层0.6m分辨率系列的N个值由上式可列出N个方程形成超定方程组，通过最优化方法计算出每一层初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

其中，C_m根据所述阵列感应测井曲线计算得到，

根据所述井径测井曲线计算得到。

例如：通过阵列感应测井测得的每一层0.6m分辨率系列的5个或6个值（层内的平均值），由上式可列出5个或6个方程形成超定方程组，通过最优化方法计算出每一层初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。这里C_m由阵列感应测井而来，

根据井径曲线计算得到，

与侵入半径有关。

在本实施例的步骤S104中，所述根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线，具体包括：根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，结合阵列感应测井仪器的仪器模型参数，通过数值模式匹配法生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；其中，所述阵列感应测井仪器的仪器模型参数包括：仪器长度、仪器半径、各阵列单元线圈距、线圈匝数、工作频率。其中，数值模式匹配法为本领域所熟知的算法，因此在此不再赘述。

在本实施例的步骤S105中，判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，包括：

设定对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线间的相关系数为S：

$S=\frac{\mathrm{\ΣXY}-\frac{\mathrm{\ΣX\ΣY}}{N}}{\sqrt{(\mathrm{\Σ}{X}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣX}\right)}^2}{N})(\mathrm{\Σ}{Y}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣY}\right)}^2}{N})}},$ 式中：

N－目的层段内的测量点数；

X－所述对应层的阵列感应原始响应曲线目的层段内的数据集；

Y－所述对应层的阵列感应模拟响应曲线目的层段内的数据集；

当所述相关系数S的计算结果大于0.9，即认为对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线一致。

本实施例中，相关系数S为根据实际情况设定的一个阈值，阵列感应模拟响应曲线与阵列感应原始响应曲线进行对应，是指同线圈距同工作频率。在本实施例中将S值设定为0.9。当然，本发明不限于此，还可根据其他实际情况将S设置为其他值，例如0.8、0.88、0.91等等。

当本步骤中判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线结果一致时，即计算结果S的值大于0.9时，转到步骤S106，如果不一致，转到步骤S107。

步骤S106，将所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值作为反演结果输出。步骤S107，根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，重复步骤S104-S107，输出最终得到的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

在本实施例的步骤S107中，根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，如图3所示，其包括：

步骤S1071，根据所述对应层所在井的邻井资料以及本井的录井资料、气测资料、取心资料判断所述对应层的流体性质以及所述流体性质下的地层电阻率范围；步骤S1072，根据所述对应层的泥浆性质以及地层属性判断侵入带电阻率范围；步骤S1073，根据地层浸泡时间长短及地层物性好坏判断侵入半径值范围；步骤S1074，根据所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应的阵列感应原始响应曲线间的相关程度，并结合所述地层电阻率范围、侵入带电阻率范围以及侵入半径值范围，修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

本实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，充分考虑了地质背景、油藏条件和工程环境等因素，不断主动修改原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，使得模拟出的阵列感应原始响应与实测原始响应是否吻合作为判断条件，如果吻合，则修改后的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值即为所求，这样使得反演结果更为合理。

图4为本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置的结构示意图。如图所示，本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，包括：

测井资料获取装置101，用于获取阵列感应测井资料与测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括阵列感应原始响应曲线和阵列感应测井曲线；分层装置102，用于根据所述阵列感应测井资料与测井曲线资料对测量井段对地层进行分层；初始数据计算装置103，用于通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；模拟曲线生成装置104，用于根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟相应曲线；一致性判断装置105，用于判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致；反演计算装置106，用于根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；结果输出装置107，用于输出反演后的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

在本实施例中，测井资料获取装置101获取的辅助测井曲线资料包括自然伽马测井曲线、井径测井曲线、密度测井曲线以及自然电位测井曲线。所述辅助测井曲线资料主要用于在分层装置102中对测量井段对地层进行分层。根据地层沉积规律，利用阵列感应测井资料结合这些辅助测井资料，将地层进行精细分层，特别是地层中的薄夹层，需要仔细予以识别。

在本实施例中，所述分层装置102根据所述阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料对测量井段进行分层，如图5所示，其包括：层界面确定单元1021，用于根据所述阵列感应测井曲线特征依据斜率变化趋势确定层界面；分层单元1022，用于根据所述辅助测井曲线资料和确定的层界面，分别将所述阵列感应测井曲线特征不明显的泥岩夹层、致密层、垮塌层分出来。

在本实施例中，所述初始数据计算装置103通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：通过几何因子法对分层后的每一层计算出初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值：

$C_i=G_i^m{C}_m+G_i^{\mathrm{xo}}{C}_{\mathrm{xo}}^{\′}+(1-G_i^m-G_i^{\mathrm{xo}})C_t^{\′}i=1~N;$

式中C_i－阵列感应测井0.6m分辨率系列电导率值（电阻率倒数），S/m；

－井眼泥浆对阵列感应测井响应的贡献；

C_m－泥浆电导率值，S/m；

－侵入带对阵列感应测井响应的贡献，与侵入半径值有关；

C′_xo－侵入带电导率值，S/m；

C′_t－原状地层电导率值，S/m；

N－阵列感应测井0.6m分辨率系列曲线条数，且N=5或6；

通过阵列感应测井测得的每一层0.6m分辨率系列的N个值由上式可列出N个方程形成超定方程组，通过最优化方法计算出每一层初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

其中，C_m根据所述阵列感应测井曲线计算得到，

根据所述井径测井曲线计算得到。

在本实施例中，所述模拟曲线生成装置104根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟相应曲线，其包括：根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，结合阵列感应测井仪器的仪器模型参数，通过数值模式匹配法生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；其中，所述阵列感应测井仪器的仪器模型参数包括：仪器长度、仪器半径、各阵列单元线圈距、线圈匝数、工作频率。

在本实施例中，所述一致性判断装置105判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，包括：设定对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线间的相关系数为S：

$S=\frac{\mathrm{\ΣXY}-\frac{\mathrm{\ΣX\ΣY}}{N}}{\sqrt{(\mathrm{\Σ}{X}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣX}\right)}^2}{N})(\mathrm{\Σ}{Y}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣY}\right)}^2}{N})}},$ 式中：

N－目的层段内的测量点数；

X－所述对应层的阵列感应原始响应曲线目的层段内的数据集；

Y－所述对应层的阵列感应模拟响应曲线目的层段内的数据集；

当所述相关系数S的计算结果大于0.9，即认为对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线一致。

在本实施例中，所述反演修改装置106根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，如图6所示，其包括：

地层电阻率范围确定单元1061，用于根据所述对应层所在井的邻井资料以及本井的录井资料、气测资料、取心资料判断所述对应层的流体性质以及所述流体性质下的地层电阻率范围；侵入带电阻率范围确定单元1062，用于根据所述对应层的泥浆性质以及地层属性判断侵入带电阻率范围；侵入半径值范围确定单元1063，用于跟据地层浸泡时间长短及地层物性好坏判断侵入半径值范围；反演参数修改单元1064，用于根据所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应的阵列感应原始响应曲线间的相关程度，并结合所述地层电阻率范围、侵入带电阻率范围以及侵入半径值范围，修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

本实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，充分考虑了地质背景、油藏条件和工程环境等因素，不断主动修改原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，使得模拟出的阵列感应原始响应与实测原始响应是否吻合作为判断条件，如果吻合，则修改后的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值即为所求，这样使得反演结果更为合理。

具体实施例：

图7为利用本发明的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法和装置，进行地层参数反演生成的阵列感应测井交互式反演成果图。

在此具体实施例中，选用普遍应用的高分辨率阵列感应测井仪（HDIL）的测井资料作处理对象。在图7中：

第一道是井径曲线（CAL）、自然电位曲线（SP）以及自然伽马曲线（GR）。其中，曲线①表示井径曲线，曲线②表示自然电位曲线，曲线③表示自然伽马曲线。

第二道是HDIL合成聚焦后的0.6m分辨率阵列曲线，M2R1、M2R2、M2R3、M2R6、M2R9、M2RX分别表示探测深度为0.254m、0.508m、0.762m、1.522m、2.286m以及3.048m的测井曲线。其中，曲线④表示探测深度为0.254m的测井曲线，曲线⑤表示探测深度为0.508m的测井曲线，曲线⑥表示探测深度为0.762m的测井曲线，曲线⑦表示探测深度为1.522m的测井曲线，曲线⑧表示探测深度为2.286m的测井曲线，曲线⑨表示探测深度为3.048m的测井曲线。

第三道是深度道，表示井段的深度。

第四道是孔隙度曲线：其中，曲线A表示声波时差（AC）曲线，曲线B表示密度（DEN）曲线，曲线C表示补偿中子（CNL）曲线。

第五道是地层模型道，表示经分层后各层的原状地层电阻率（2RT）、侵入带电阻率（2RXO）和侵入半径（2RI）值，通过该道可修改地层模型值。其中，曲线D表示经分层后各层的原状地层电阻率（2RT），曲线E表示经分层后各层的侵入带电阻率（2RXO），曲线F表示经分层后各层的侵入半径（2RI）。

第六道是HDIL经转换后的原始测量曲线（单位：mS/m），这里只选取了一种工作频率下6个阵列单元（图中从下至上，线圈距由短至长排列）的测量结果。其中，在这6组曲线中，每一组中的其中一条表示模拟出的阵列感应模拟响应曲线，另一条表示测量出的阵列感应原始响应曲线。

当人机交互修改第五道的地层模型值，使得第六道的阵列感应模拟响应曲线与实测的阵列感应原始响应曲线相一致时，表示此时的地层模型已接近真实的地层值，当满足相关系数S时即可输出所求的各层的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

本发明的此种方法可以大大提高油水层的识别能力和含油饱和度的评价精度。

在图7中，从4178~4200m井段，试油证实为油层。由于测井时地层浸泡时间很长，泥浆的深侵使得测量的地层电阻率下降很多，阵列感应测井探测曲线电阻率约为12Ω.m，通过常规反演，反演后略有改善，反演出的原状地层电阻率约为14.0Ω.m，由archie公式：

Rt/Rw=abΦ^-m(1-So)^-n

I=Rt/R0；

式中Rt为原状地层电阻率，Ω.m；

Rw为地层水电阻率，Ω.m；

Φ为地层孔隙度；

So为含油饱和度；

a,b为系数，与岩性有关；

m,n为指数，分别与孔隙结构和油气水分布有关；

I为电阻率增大系数，它可作为油气水识别指标，其值越大，含油气的概率越大；

R0为同层组的纯水地层电阻率。

取m=2,n=2，a=1，b=1，Φ=15%，Rw=0.1Ω.m，则可计算出：

反演前：Rt＝12.0Ω.m，I=2.0，So=39%；

常规方法反演后得到：Rt＝14.0Ω.m，I=2.3，So=44%。

通过对比可以看出，常规方法反演后，油气水层识别能力略有提高，含油饱和度计算精度略有提高。

但是使用本方法后，由图7可以看出反演后Rt=30.0Ω.m，使用同样参数可计算出I＝3.75，So=62%，相比常规方法，大幅度提高了油气水层识别能力和含油饱和度计算精度。

本发明实施例的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法及装置，充分考虑了地质背景、油藏条件、工程环境等因素，主动修改地层模型，以模拟出的测井曲线与实测曲线是否吻合作约束，从而使得反演结果更为合理。因此，利用本发明的参数反演方法及装置可以最大限度的恢复地层真实面目，大大提高油水层的识别能力和含油饱和度评价的精度。

以上所述的具体实施例，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例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (14)

1.一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括从不同阵列单元测量的阵列感应原始响应曲线和由所述阵列感应原始响应曲线进行合成聚焦处理后的阵列感应测井曲线；

步骤2，根据所述阵列感应测井资料与所述辅助测井曲线资料对测量井段进行分层；

步骤3，通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

步骤4，根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；

步骤5，判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，如果一致，转到步骤6，如果不一致，转到步骤7；

步骤6，将所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值作为反演结果输出；

步骤7，根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，重复步骤4-7，输出最终的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

2.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述辅助测井曲线资料包括自然伽马测井曲线、井径测井曲线、密度测井曲线以及自然电位测井曲线。

3.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述根据所述阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料对测量井段进行分层，包括：

根据所述阵列感应测井曲线特征依据斜率变化趋势确定层界面；

根据所述辅助测井曲线资料和确定的层界面，分别将所述阵列感应测井曲线特征不明显的泥岩夹层、致密层、垮塌层分出来。

4.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：

通过几何因子法对分层后的每一层计算出初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值：

$C_i=G_i^m{C}_m+G_i^{\mathrm{xo}}{C}_{\mathrm{xo}}^{\′}+(1-G_i^m-G_i^{\mathrm{xo}})C_t^{\′}i=1~N;$

式中C_i－阵列感应测井0.6m分辨率系列电导率值（电阻率倒数），S/m；

－井眼泥浆对阵列感应测井响应的贡献；

C_m－泥浆电导率值，S/m；

－侵入带对阵列感应测井响应的贡献，与侵入半径值有关；

C′_xo－侵入带电导率值，S/m；

C′_t－原状地层电导率值，S/m；

N－阵列感应测井0.6m分辨率系列曲线条数，且N=5或6；

通过阵列感应测井测得的每一层0.6m分辨率系列的N个值由上式可列出N个方程形成超定方程组，通过最优化方法计算出每一层初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

其中，C_m根据所述阵列感应测井曲线计算得到，

根据所述井径测井曲线计算得到。

5.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线，包括：

根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，结合阵列感应测井仪器的仪器模型参数，通过数值模式匹配法生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；其中，

所述阵列感应测井仪器的仪器模型参数包括：仪器长度、仪器半径、各阵列单元线圈距、线圈匝数、工作频率。

6.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，包括：

设定对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线间的相关系数为S：

$S=\frac{\mathrm{\ΣXY}-\frac{\mathrm{\ΣX\ΣY}}{N}}{\sqrt{(\mathrm{\Σ}{X}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣX}\right)}^2}{N})(\mathrm{\Σ}{Y}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣY}\right)}^2}{N})}},$ 式中：

N－目的层段内的测量点数；

X－所述对应层的阵列感应原始响应曲线目的层段内的数据集；

Y－所述对应层的阵列感应模拟响应曲线目的层段内的数据集；

当所述相关系数S的计算结果大于0.9，即认为对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线一致。

7.根据权利要求1所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的方法，其特征在于，所述根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：

根据所述对应层所在井的邻井资料以及本井的录井资料、气测资料、取心资料判断所述对应层的流体性质以及所述流体性质下的地层电阻率范围；

根据所述对应层的泥浆性质以及地层属性判断侵入带电阻率范围；

根据地层浸泡时间长短及地层物性好坏判断侵入半径值范围；

根据所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应的阵列感应原始响应曲线间的相关程度，并结合所述地层电阻率范围、侵入带电阻率范围以及侵入半径值范围，修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

8.一种利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述装置包括：

测井资料获取装置，用于获取阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料，所述阵列感应测井资料包括从不同阵列单元测量的阵列感应原始响应曲线和由所述阵列感应原始响应曲线进行合成聚焦处理后的阵列感应测井曲线；

分层装置，用于根据所述阵列感应测井资料与所述辅助测井曲线资料对测量井段进行分层；

初始数据计算装置，用于通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

模拟曲线生成装置，用于根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；

一致性判断装置，用于判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致；

反演修改装置，用于根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

结果输出装置，用于输出反演后的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

9.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述测井资料获取装置获取的辅助测井曲线资料包括自然伽马测井曲线、井径测井曲线、密度测井曲线以及自然电位测井曲线。

10.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述分层装置根据所述阵列感应测井资料与辅助测井曲线资料对测量井段进行分层，其包括：

层界面确定单元，用于根据所述阵列感应测井曲线特征依据斜率变化趋势确定层界面；

分层单元，用于根据所述辅助测井曲线资料和确定的层界面，分别将所述阵列感应测井曲线特征不明显的泥岩夹层、致密层、垮塌层分出来。

11.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述初始数据计算装置通过几何因子法对所述阵列感应测井曲线进行初步反演，生成对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：

通过几何因子法对分层后的每一层计算出初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值：

$C_i=G_i^m{C}_m+G_i^{\mathrm{xo}}{C}_{\mathrm{xo}}^{\′}+(1-G_i^m-G_i^{\mathrm{xo}})C_t^{\′}i=1~N;$

式中C_i－阵列感应测井0.6m分辨率系列电导率值（电阻率倒数），S/m；

－井眼泥浆对阵列感应测井响应的贡献；

C_m－泥浆电导率值，S/m；

－侵入带对阵列感应测井响应的贡献，与侵入半径值有关；

C′_xo－侵入带电导率值，S/m；

C′_t－原状地层电导率值，S/m；

N－阵列感应测井0.6m分辨率系列曲线条数，且N=5或6；

通过阵列感应测井测得的每一层0.6m分辨率系列的N个值由上式可列出N个方程形成超定方程组，通过最优化方法计算出每一层初步的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值；

其中，C_m根据所述阵列感应测井曲线计算得到，

根据所述井径测井曲线计算得到。

12.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述模拟曲线生成装置根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，生成对应层的阵列感应模拟相应曲线，其包括：

所述模拟曲线生成装置根据所述的对应层的初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，结合阵列感应测井仪器的仪器模型参数，通过数值模式匹配法生成对应层的阵列感应模拟响应曲线；其中，

所述阵列感应测井仪器的仪器模型参数包括：仪器长度、仪器半径、各阵列单元线圈距、线圈匝数、工作频率。

13.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述一致性判断装置判断所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线是否一致，包括：

设定对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线间的相关系数为S：

$S=\frac{\mathrm{\ΣXY}-\frac{\mathrm{\ΣX\ΣY}}{N}}{\sqrt{(\mathrm{\Σ}{X}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣX}\right)}^2}{N})(\mathrm{\Σ}{Y}^2-\frac{{\left(\mathrm{\ΣY}\right)}^2}{N})}},$ 式中：

N－目的层段内的测量点数；

X－所述对应层的阵列感应原始响应曲线目的层段内的数据集；

Y－所述对应层的阵列感应模拟响应曲线目的层段内的数据集；

当所述相关系数S的计算结果大于0.9，即认为对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应层的所述阵列感应原始响应曲线一致。

14.根据权利要求8所述的利用阵列感应测井资料进行地层参数反演的装置，其特征在于，所述反演修改装置根据所述阵列感应原始响应曲线，结合对应层的地质特征，通过交互式反演修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值，包括：

地层电阻率范围确定单元，用于根据所述对应层所在井的邻井资料以及本井的录井资料、气测资料、取心资料判断所述对应层的流体性质以及所述流体性质下的地层电阻率范围；

侵入带电阻率范围确定单元，用于根据所述对应层的泥浆性质以及地层属性判断侵入带电阻率范围；

侵入半径值范围确定单元，用于跟据地层浸泡时间长短及地层物性好坏判断侵入半径值范围；

反演参数修改单元，用于根据所述对应层的阵列感应模拟响应曲线与对应的阵列感应原始响应曲线间的相关程度，并结合所述地层电阻率范围、侵入带电阻率范围以及侵入半径值范围，修改所述初始的原状地层电阻率、侵入带电阻率和侵入半径值。

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