CN1032663C - 一种测井信息的解释处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种应用在地球物理测井中的信息数据的分析处理方法，本发明包括两种测井解释方法，一种是用求导组合的方法获取地层的组合信息，用这些组合信息再反求出每一地层的实际地层参数，第二种是对相同深度点的径向电阻率与径向含水饱合度处理的测井方法，它可以消除岩性的影响和测井仪器所带来的误差，两种方法配合使用，可以用于处理复杂岩性和复杂条件下的测井信息，测井解释的符合率高达90%以上。

Description

一种测井信息的解释处理方法

本发明是一种应用在地球物理测井中的信息数据的分析、处理方法。更具体地说，是应用于石油勘探开发中的测井解释方法。该方法可以准确、可靠地判断出油、气、水层的位置(深度和厚度)。并可提供出可靠的物性参数、工程数据、岩石成分柱状图等。

测井技术广泛应用在石油、煤炭、金属矿产、水文地质工作中，测井技术面对极夏杂的客观现实，虽然世界各国采取了多种方法进行处理，例如西方的SARABAND、CORIBAND、GLOBAL测井程序等，但每一种方法都具有一定的局限性和系统误差。因此长期以来，测井解释过程虽然已采用了数字计算机处理，但人为因素仍占主导地位，有经验的解释人员综合分析能力强，其解释结论与实际情况符合程度就高，但是对于新探区、新层系，由于缺乏地区经验、解释结论就往往会出现偏差。常规的测井解释方法对于砂岩油气藏测井解释的符合率仅达70％左右，对于非砂岩油气藏的测井解释符合率就更低一些，特别是复杂砂泥岩、火成岩、碳酸盐岩、变质岩等，其解释的符合率超不过60％。这些复杂地层所产生的岩性影响、泥浆滤液侵入影响、地下水取值不准、测井仪器的误差、人为取值误差等，给测井解释带来了很多困难。已有技术中测井解释研究的对象主要是地层电阻率Rt、孔隙度φ、含水饱和度Sw等测井信息中的绝对值关系，对这些测井信息的绝对值进行误差的校正和逐步逼近的方式进行分析处理，这样做的结果，一方面要求测井仪器的测量精度越高越好，但是这在实际中很难达到；另一方面又要根据绝对误差原理而设计出各种各样与复杂地层相适应物理模型或数学模式，这在实际中也是很难达到的。因此面对复杂地层，又在复杂条件下进行测井解释，并且还要不断地提高测井解释的符合率。实践证明，这已是当今世界测井技术长期未能解决的一个难题。

本发明针对已有技术中无法解决的这一难题，另避途径，采用了与已有技术截然不同的研究方法和技术路线一将相对原理的方法应用到地球物理测井信息处理的技术领域中。本发明的方法是在测井解释处理的过程中，分析研究的对象不是测井信息中绝对值的关系，而是测井信息中前一个采样点和后一个采样点相对变化的关系。本发明抓住地层数据中起主导因素的电阻率Rt、Rxo、电导率Ct、Cxo、孔隙度φ、含水饱和度Sw，对它们进行求导，组合获取出一种新的组合信息

用这些组合信息再反求出每一地层的实际含油饱和度So和孔隙度φ，用多种孔隙度信息求复杂岩性岩石成分等参数。本发明的目的是利用这种方法来提高复杂岩性和复杂条件下测井解释的符合率。为达到上述目的，本发明包括了两种测井信息处理的解释方法，这两种方法配合使用，使复杂岩性的油、气、水层测井解释符合率高达90％以上。

这两种测井解释的方法分别是：一、用求导组合的方法获取测井信息中各种

信息之间的相对变化关系，这些变化关系是：电阻率Rt、岩石导电率Ct、地层侵

入带电阻率Rxo、地层侵入带电导率Cxo分别对孔隙度φ和含水饱和度Sw的变化关系，从而获取相应的地层组合信息

用这些组合信息再反求出每一地层的实际的地层参数(含油饱度、孔隙度及岩石成份)。这种方法简称CDLA测井解释方法。二、为了消除岩性的影响和测井仪器所带来的误差，突出研究岩层孔隙中流体性质和其探测范围内含水饱和度的变化问题，本发明还提供出一种对相同深度点的径向电阻率与径向含水饱和度处理的测井解释方法，这种方法简称RDLA测井解释方法。这两种方法配合使用，可以用于处理复杂岩性和复杂条件下的测井信息。

附图1是CDLA测井解释方法流程图。

附图2是RDLA测井解释方法流程图。

附图3是RDLA方法解释图版集之一。

附图4是以孔隙度φ和含水饱和度Sw为变量建立的活动坐标系。

附图5是根据RDLA数值判断油(气)水层。

附图6、附图7是根据CDLA和RDLA方法而制定出的一种油、气、水层线解释图版。

附图8是该发明可以自动消除钙质影响实例图。

附图9是该发明可以自动消除泥质影响实例图。

附图10是自动抵偿和消除泥浆侵入影响实例图。

附图11是可以正确选择地层水电阻率Rw的实例图。

附图12包括图12-a、图12-b，可以正确判别地层裂缝形态实例图。

附图13是判断水淹层实例图。

附图14是判断气层实例图。

附图15是判别储层中产能量示意图。

下面结合附图作以详细说明：

附图1是CDLA测井解释方法步骤图，同时也配合使用了RDLA测井解释方法。首先是把各种原始测井信息通过专门的输入装置10，按一定格式输入计算机。输入的这些曲线，应包括：深浅电阻率曲线、孔隙度曲线(包括声波时差曲线，中子孔隙度曲线、密度曲线、岩性密度曲线)、微电阻度曲线、自然电位曲线、自然伽玛曲线、自然伽玛能谱曲线、井径曲线等。

再进入流程步12，需要对各种测井信息在相同采样点进行求导组合的计算，从而获取具有新的物理概念意义的组合信息。求导组合的过程是：求出同深度相邻两采样点电阻率R的差比上其对应的孔隙度Φ和含水饱和度Sw差之比。按以下公式进行： $\left(1\right)\frac{R_1-R_2}{{\mathrm{\Φ}}_1-{\mathrm{\Φ}}_2}{=}_{h\→0}^{\lim }\frac{\mathrm{\Δ}{R}_{1-2}}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\Φ}}_{1-2}};$ $\left(2\right)\frac{R_1-R_2}{{\mathrm{Sw}}_1-{\mathrm{Sw}}_2}{=}_{h\→0}^{\lim }\frac{\mathrm{\Δ}{R}_{1-2}}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{Sw}}_{1-2}}$ 。

h为两采样点深度之差。

根据以上公式可计算出组合信息。这些测井信息包括：

1.岩石电阻率Rt；2.岩石电导率Ct；3.地层侵入带阻率Rxo；4.地层侵入带电导率Cxo，这些测井信息分别对岩石孔隙度Φ和含水饱和度Sw进行求导组合，从而获取相应的组合信息； 这些组合信息也就是实际的CDLA曲线值，可以在附图4中看出。针对更复杂的特殊地层如：火成岩、变质岩、碳酸岩等，为了提高其解释精度，还可以对上述测井信息进行二次求导组合。

把获取的组合信息进入流程步14。在实际应中，为了直观地判断油、气、水层，本方法建立了以孔隙度Φ和含水饱和度Sw为变量的活动坐标系(见图4)。这种活动坐标系首先是利用已有的公式求出该地层的理论油线和理论水线。油线、水线确定之后，就可以根据实际的CDLA值，进行同量纲重叠对比，从而可以看出实际的CDLA值曲线在理论油线和理论水线之间的变化情况，直观地指示出油(气)水层。从附图4中可以看出，当实际CDLA值曲线(即组合信息曲线

与理论油线重合或低于理论水线时，可判断为水层，当实际CDLA值曲线与理论水线重合时，或高于理论油线时，判断为油(气)层，当实际CDLA值曲线在油线和水线之间变化时，解释为油(气)水层同层，通过以上步骤，就可以做出油、气、水层的测井解释。

为了能够更准确地求出实际上每一层的地层孔隙度、含水饱和度、含油饱和度和渗透率等参数，通过流程步16，用组合信息再反求出上述参数的绝对值。

遇到复杂地层，如裂缝性碳酸盐岩、火成岩、变质岩等地层，还有水淹层、稠油层、泥浆侵入很深的天然气层，还必须通过流程步18，采用RLDA测井解释方法，以判断复杂岩性的地下情况。

最后通过流程步20，根据上述组合信息求出各种参数，可输出一张最终成果图，如图8—图15。

附图2描述是RDLA测井方法步骤图。RDLA测井方法是应用相对原理，研究同一测量点的深探测电阻率相对于浅探测电阻率的变化关系，从而消除岩性影响，突出研究岩层孔隙度中的流体性质和其探测范围内含水饱和度的变化问题，因此步骤21是用常规方法测出深、浅电阻率值，再用这些值计算出深、浅探测电阻率差值，根据差值可求出RDLA数值：即 $\mathrm{RDLA}=C(\frac{1}{{\mathrm{Sw}}^n}-\frac{1}{{\mathrm{Sxo}}^n})$

         C＝Rmf×Rw

式中Sw——含水饱和度；    Sxo—侵入带含水饱和度；

    Rmf—泥浆滤液电阻率；

    Sxo——侵入带含水饱和度；

    Rw——岩石孔隙度地层水电阻率：

    n——含水饱和度指数。

根据RDLA数值，可以画出不同参数下RDLA解释图版。

附图3是RDLA方法解释图版集之一，从解释图版中可以看出当原始地层含水饱和度Sw较低时，图示Sw＝20，RDLA值很大，且曲线变化也很大，相反，当原始含水饱和度Sw很高时，图示Sw＝90，RDLA值很小，且曲线变化也很小。分析RDLA值的实际意义，可以比较直观地判断出地下油、气、水层如图5所示。

当RDLA＞0时，可判断为油层，

当RDLA＝0时，可判断为水层。

在侵入很深的情况下：

当RDLA值＜0时，且地层水电阻率Rw＞侵入地带水电阻率Rmf可判断为气层，

当RDLA值＞0时，且地层水电阻率Rw＜侵入地带水电阻率Rmf可判断为气层。

通过RDLA解释方法，可以看出该方法可以更好地区别水淹层，因为水淹层的含水饱和度Sw比较高，同时RDLA方法也可以用来判断气层。

为了更直观地区分出油、气、水层，根据本发明CDLA和RDLA方法还可提供出一种严格的油、气、水层的特征解释图版，该图版见附图6、附图7。对于侵入很浅的气层(1)时，它的特征是实际的CDLA值曲线大于水线，计算出含油饱和度大于50％以上，RDLA曲线显示很高的数值。侵入很深的气层(2A)时，它的特征是当泥浆滤液电阻率Rmf大于地层水电阻率Rw时，CDLA曲线值接近水层线，计算出含油饱和度小于40％，RDLA曲线值也很低。当泥浆滤液电阻率Rmf大于地层水电阻率Rw时，图为(2B)，CDLA值等于或小于水线值，计算出含油饱和度等于零，RDLA曲线出现负值现象(见图2B、RDLA分析曲线22)。普通油层(3)，它的特征是CDLA曲线值等于油线，或略大于油线，计算出含油饱和度大于50％，RDLA显示很高的数值。水层(4)，它的特征是CDLA曲线值等于水线，或略大于水线，计算出含油饱和度为零，或小于30％，RDLA值等于零或略大于零。干层(5)，它的特征是CDLA曲线值等于水线，或略大于水线，计算出含油饱和度等于零或小于30％，RDLA值等于零或略大于零。水层和干层区别是水层孔隙度很大，实际CDLA值很小，而干层则孔隙度很小，实际CDLA值很大。稠油层(6)，它的特征是CDLA值大于水线，而且很大，计算出含油饱和度大于75％，但RDLA曲线值比较小。水淹层(7)，它的特征是，如果注水的含盐量比较小时，CDLA曲线值大于水线，计算出含油饱和度大于60％，但RDLA值显示出接近水线，但在未被水淹的部位RDLA值显示出很大数值。复杂裂缝性储层和产层(8)，它的特征是，含油时，CDLA值大于水线，接近油线，计算出含油饱和度大于80％，RDLA值曲线在产层部位显示高值，在非产层部位显示低值。垂直裂缝地层(9)，它的特征是用声波时差求得的孔隙度来处理出CDLA值非常大，但用三孔隙度求得总孔隙度来处理出的CDLA值正常。如果是油层，则含油饱和度大于60％，如果是水层，含油饱和度小于20％，RDLA值适中。水平或网状裂缝(10)，它的特征是用声波时差求得孔隙度及信息处理出CDLA值，用三孔隙度求得总孔隙度信息来处理出CDLA值几乎相等，RDLA值如果是油层，则显示很大，如果是水层则显示很小或等于零。

下面根据实施图例进行步骤说明本发明的优点：

1.可以自动消除测井信息中的系统误差

测进过程中不可避免存在着系统误差，包括并下仪器和地面仪器的精度、刻度、直线性和稳定性，井下温度变化，各种环境影响引起误差，这些误差不易准确地、定性地、定时地发现，难以校正，给常规测井解释结果带来误差，由于本发明采用相对原理和组合信息方法，在一定条件下使处理出的结果不受上述误差影响。

2.自动抵偿和消除岩性影响

由于客观岩性变化多端，岩性影响是测井解释工作中的一个难题，参阅附图8和附图9，清楚看出它有明显抵偿或消除岩性影响功能。

附图8可以看到在油层顶底都有一层很薄的钙质层，按常规方法是无法扣除这些钙质层影响，但通过本发明CDLA分析则明显消除了它的影响，计算出含油饱和度很小，突出中间油层。

附图9，清楚可以看出它有明显抵偿或消除岩性影响的功能。

除这些钙质层影响，但通过本发明CCDLA分析则明显消除了它的影响，计算出含油饱和度很小，突出中间油层。

附图9为××地区××井中一个薄层组油层，从微电极显示中间有三层泥质薄层，常规解释方法无法划分出来，即使可以划分出来也无法进行定量解释，用本发明则可明显看出这三层泥质薄层含油饱和度是很低的。

3.自动抵偿和消除泥浆侵入影响。

泥浆侵入影响也是测井工作中的一个难题。本发明则有明显消除或抵偿这种影响的作用，例如附图10是××地区××14^#井，用本发明处理的成果图。从成果图可以发现，用深探测井曲线和孔隙度关系处理出的含油饱和度Sw和用浅探测曲线和孔隙度关系处理出来的含油饱和度Sw′，在相同深度地方，Sw曲线和Sw′曲线不但大小相等，而且形态也一样，实际中处理了大量的井，其结果也是一样，这充分说明了本发明有抵偿和消除侵入影响的功能。

4.能发现地层水电阻率Rw选取差错影响

新探区、新层系地层水电阻率不清楚，采用间接方法计算出来，往往容易搞错，那么解释就会出现差错，根据统计资料表明，由于地层水电阻率选取不正确，造成判断错占整个各种因素造成解释错误的三分之二。因此正确计算出地层水电阻率大小，是保证解释正确性的关键。但用常规解释方法，即使很有经验的解释人员，到达一个新探区、遇到一个新层系，只能做近似计算或凭经验判断，往往会出现差错，本发明的先进之处则是，它在处理过程中就可以发现出地层水选取是否正确，当不正确时就及时改正，这样就不会出现解释错误。参看附图11。从图中可以看出CDLA曲线与水线或油线重合，则Rw选取正确。

5.本发明可以判别裂缝地层的裂缝形态

附图12a为××地区××14^#井采用本发明处理出来裂缝形态和实际钻井取心结果，从图中可以看出，二者是相符的。图12b为垂直裂缝，图12c为网状裂缝。

6.可以判断水淹层

附图13是××地区××—100^#井实际处理图，该井这个层位，用常规方法解释该层没有水淹，实际射孔试油该层已水淹，含水率达75％，本发明处理该层已水淹，计算出含水率为76.2％，从RDLA又可明显看出水淹层特征。油层3上被水层4所淹。

7.本发明可以判断气层

附图14是××地区××井实际处理结果。从图中可以看出RDLA曲线出现负值，岩性分析中气层2中含有部分油层3。

8.本发明可以判别哪些是储层，哪些是储层的产层

如附图15是××地区××井实际处理图，该井从3800公尺到4050公尺是裂缝性灰岩和白云岩，用本发明处理后，全井段都有不同等级的裂缝油气层，而且含油饱和度很高。属于真正裂缝发育，而且裂缝连通性好，有实际产能的只有3918公尺—3945公尺这一段，从RDLA曲线可以看见有明显性高值，实际试油结果证明本发明处理出的结果是完全正确的，3918公尺—3945公尺这一段试油，日产原油2100吨，其它井段虽然含油饱和度很高，但RDLA值很低，实际试油结果日产原油只有0.5吨，本发明处理结果判断为极低产油层或干层。

Claims (3)

1.一种用电阻率信息对孔隙度、含油饱和度信息进行求导的CDLA测井解释方法，该方法包括：

a.将各种原始测井信息，按一定的格式输入到专用计算机内；

b.对各种原始测井信息进行同深度采样后存储在计算机内；

c.求同深度相邻两采样点电阻率的差比上其对应的孔隙度和含水饱和度差之比，即求出实际CDLA值曲线；

d.利用求得的孔隙度信息，建立地层含油饱和度理论的CDLA油线和理论的CDLA水线的活动坐标系；

e.用实际CDLA值曲线和理论CDLA油线、CDLA水线进行同量纲重叠对比；

f.用实际求出的CDLA绝对值求地层的真实含油饱和度So；

g.用处理出的组合信息和关系曲线来判别裂缝地层的裂缝形态；

h.用计算机外围设备连续输出解释结论和数据处理曲线，这些曲线包括地层剖面岩石成分曲线和裂缝形态曲线。

2.一种分析地层经向电阻率变化和地层经向含油饱和度变化的RDLA测并解释方法，该方法包括：

a.应用常规方法测量出深、浅或深中浅电阻值，求取相同采样点的含水饱和度变化的n方差；

b.建立RDLA解释图版集来确定实际地层的含油饱和度，

c.利用RDLA解释图版来确定油、气、水及其产油、产气、产水的能力。

3.根据权利要求1和2的测井解释方法，其中还包括一种严格的油、气、水层特征的解释图版，该图版包括：1.侵入很深的气层；2.侵入很浅的气层；3.普通油层；4.水层；5.干层；6.稠油层；7.水淹层；8.复杂裂缝性储层和产层；9垂直裂缝地层；10.水平网状裂缝。

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