CN103529475B - 一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法单井洞穴识别的步骤优选的包括：根据岩心和电成像测井资料明确的洞穴发育段，总结其常规测井响应特征；通过测井参数交会法优选出洞穴敏感测井参数，建立识别图版；利用多参数归一化加权法建立洞穴识别函数；井间洞穴识别的步骤优选的包括：对每口单井利用合成地震记录法将深度域的洞穴解释成果标定到时间域的声波反演数据体上；然后确定洞穴段和非洞穴段的门槛值，进而对井间洞穴进行有效识别；沿规模大、连续性好的洞穴中间进行连续追踪，得到三维追踪层位，并计算出追踪层位周围2ms的声波阻抗的平均值，从而得到了古岩溶储层的三维空间发育位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于井震结合的预测碳酸盐岩古岩溶储层的方法，特别涉及一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法。
背景技术
随着我国石油勘探技术的发展，勘探领域不断扩大，已由常规的碎屑岩油气藏向非常规油气藏发展。碳酸盐岩古岩溶油气藏就是其中之一。在我国多个油田中，相继发现了多种碳酸盐岩古岩溶油气藏，其中，以古岩溶油藏为主的塔河油田已经成为我国最大的古生代海相油田。经历了溶蚀、充填、垮塌和埋藏期构造、地球化学等多种地质作用，古岩溶储层形成以洞穴和其周围具有成因联系的裂缝为主要储集空间，在纵横向上具有极强的非均质性的特征，造成相邻油井间产量差异巨大。生产实践证明储层的产能主要受控于洞穴的发育程度，所以，精确识别和解释碳酸盐岩古岩溶中洞穴的空间发育特征，是古岩溶储层的三维结构识别和解释的核心内容。前人研究表明：常规测井资料具有较高的垂向分辨率，能够在单井上直接识别洞高大于2m的洞穴，采用多参数综合法可识别0.5m的洞穴；利用常规地震资料能识别洞高大于15m的洞穴，地震资料经特殊处理后可识别洞高大于6m的洞穴。但是，钻井和岩心显示大部分洞穴的高度小于10m，并且以小洞数目居多；同时由于古岩溶储层几何结构的不规则性、分布的非均质性，所以有效识别和解释古岩溶储层空间发育位置和结构成为油田面临的科学和实际问题，直接关系到油田下一步的勘探部署工作及勘探开发的程度。
而当前古岩溶储层结构识别中仍存在以下问题：
1.目前地震资料识别井间洞穴精度低，对<6m的洞穴不能有效识别，无法有效明确井间洞穴的发育情况；
2.古岩溶储层具有强烈的纵横向非均质性和多层发育的特征，受识别分辨率的限制，目前无法得到古岩溶储层可靠的三维结构特征；
3.由于无法明确古岩溶储层三维结构，造成这类油藏探井成功率低，严重制约了对这类储层的高效勘探和开发。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出以岩心观察、测井分析和地震反演相结合的方法，有效识别和解释了单井和井间古岩溶储层的位置和结构，推动了古岩溶储层三维识别技术的发展。
为实现上述目的，本发明提供了单井洞穴定量识别；井间洞穴识别；古岩溶储层三维结构解释。
单井洞穴识别的步骤优选的包括：根据岩心和电成像测井资料明确的洞穴发育段，总结其常规测井响应特征；通过测井参数交会法优选出洞穴敏感测井参数，建立识别图版；利用多参数归一化加权法建立洞穴识别函数；具体步骤如下：
一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法，其特征在于，包括以下步聚：①首先根据对每一口井实地勘探出的岩心和电成像测井资料，得出有限的单井洞穴发育位置；然后根据洞穴实际位置标定常规测井曲线，即绘制洞穴段常规测井曲线图；从而，明确出洞穴在常规测井曲线上的响应特征，即明确洞穴段“三高两低”的特征；“三高两低”标准为：洞穴段具有低双侧向电阻率RLLD,RLLS，小于700Ω·m；岩性密度DEN小于2.7g/cm3；自然伽马GR大于30API；声波时差AC大于48μs/ft；中子孔隙度CNL大于1.5%；该步骤是明确响应特征，但得不到洞穴的位置。原因：1、识别精度不高，因为不同参数之间无法定量获取，有时候存在矛盾；2、无法得到定量的识别结果，就没法标定到时间域的声波阻抗反演数据体中；因此，还需要以下步骤。
②根据步骤①所得的洞穴段常规测井“三高两低”的特征，选取DEN、CNL、Vsh、CLLS、AC共5个敏感参数用于识别洞穴；利用测井参数交会图方法绘制交会图，再利用交会图建立了洞穴识别图板；5个参数表征如下：
岩性密度DEN：
洞穴段由于被机械沉积物、角砾岩和化学淀积物所充填，与周围非洞穴段内原岩、裂缝以及缝洞复合体在岩性密度上有一定的差异，非洞穴段密度大于2.70g/cm3而洞穴内部密度小于<2.73g/cm3；
中子孔隙度CNL：
洞穴内部中子孔隙度响应较高，>1.5%，非洞穴段中子孔隙度较小，尤其是原岩段中子孔隙度大多小于1%；
泥质含量Vsh：采用自然伽马GR计算泥质含量：
(1)
(2)
式中，GR为标准化后的自然伽马，单位是API；GRmax为洞穴内纯泥岩段GR数值，单位是API；GRmin为纯碳酸盐岩段GR数值，单位是API；SH1为过渡参数，无量纲；Vsh为泥质含量，单位是%；
非洞穴段以纯碳酸盐岩为主，泥质含量一般在5%-15%之间；洞穴段内充填机械沉积物和角砾时泥质含量会明显升高，甚至超过40%；
浅侧向电导率CLLS：
电导率测井反映储层的导电性能，与岩性、孔隙结构和流体性质直接相关；洞穴段因泥浆滤液侵入，与非洞穴段相比，其电导率明显增高，对应到测井响应上为双侧向电阻率降低，其中RLLS降低尤为明显，一般小于700Ω·m；所以，浅侧向电导率CLLS=1/RLLS，也是洞穴敏感参数；
声波时差AC：
洞穴发育段声波时差明显增大，大于54μs/ft，在某些洞穴特别发育段声波时差急剧增大，>85μs/ft，甚至发生“周波跳跃”；
非洞穴段Vsh、CNL、AC和CLLS数值都很小，并且在如图3所示的交会图中数据点分布较集中，洞穴段响应特征刚好相反，这四个参数数值较高且数据点分布范围较大；DEN在洞穴段为低值而非洞穴段为高值；洞穴段CLLS大于10-2s/m，Vsh大于8%，AC大于54μs/ft，CNL大于1.5%，DEN小于2.73g/cm3；
③为定量识别洞穴，对步骤②得出的5个洞穴敏感参数归一化加权，建立了多参数综合定量识别函数：即首先对敏感参数进行归一化处理，消除不同数值范围造成的差异；然后根据参数与洞穴段的敏感性大小对各参数赋权系数；再通过计算判别函数值，利用岩心、电成像结论解释结果进行标定，最终明确函数值P的门槛值，以定量划分洞穴段和非洞穴段；
对于洞穴段应用多参数归一化加权方法建立综合识别函数：
(3)
X1为单位是μs/ft的声波时差AC归一化的数值；
X2为单位是s/m的浅侧向电导率CLLS归一化的数值；
X3为单位是g/cm3的岩性密度DEN归一化的数值；
X4为单位是%的中子孔隙度CNL归一化的数值；
X5为单位是%的泥质含量Vsh归一化的数值；
通过对岩心和电成像测井解释的非洞穴段P值和岩心和电成像测井解释的洞穴段P值进行计算，利用统计分析得到:当P值大于0.42时洞穴符合率最高，为85.32%，故设定当P>0.42时是洞穴发育段；所以，对应的，当P≤0.42时是非洞穴发育段；从而，最终确定单口井的洞穴发育位置；
井间洞穴识别的步骤优选的包括：对每口单井利用合成地震记录法将深度域的洞穴解释成果标定到时间域的声波反演数据体上；然后确定洞穴段和非洞穴段的门槛值，进而对井间洞穴进行有效识别；沿规模大、连续性好的洞穴中间进行连续追踪，得到三维追踪层位，并计算出追踪层位周围2ms的声波阻抗的平均值，从而得到了古岩溶储层的三维空间发育位置。具体步骤如下：
④步骤③所得的测井解释结果显示每口井内洞穴发育的位置不同，并且小洞数目多，造成了不同单井之间时深关系差异性大；再利用合成地震记录的方法，依所步骤③得出的结论从单井入手建立起精确的时深转换关系，并且对每口单井均制作了合成地震记录，将深度域的洞穴识别结果转换为时间域，从而精确标定到声波阻抗反演数据体上；根据对比洞穴段、非洞穴段对应的声波阻抗数值，确定洞穴段、非洞穴段的波阻抗门槛值，从而在三维声波阻抗数据体上进行古岩溶储层的空间结构识别；
通过得到的时间域洞穴和非洞穴发育位置，对比认为声波阻抗>16500g*s-1*m-2为非洞穴段,为白色，<15500g*s-1*m-2的为洞穴段,为红色，15500~16500g*s-1*m-2的为过渡段,为灰色，之后的声波阻抗反演数据体能更有效地识别古岩溶储层的三维结构，并得到单井洞穴识别效果表；
⑤由于古岩溶储层的几何形态具有极强的不规则性，常规地震解释所用的等时切片只能显示出部分的洞穴；本发明在古岩溶三维追踪的过程中，选择规模大、连续性好的洞穴对其中间进行连续追踪，并且提取出追踪层位周围2ms的声波阻抗的平均值，从而得到了目的层段井间古岩溶储层分布特征。
古岩溶储层三维结构解释的步骤优选的包括：根据岩溶水文地质理论和古岩溶储层的实际特征，将洞穴划分为落水洞、干流洞和支流洞三种成因类型。对所得到的古岩溶空间发育特征进行三维结构的地质解释。对落水洞、干流洞、支流洞进行地质统计，得出它们的数目、长度、宽度、发育面积和占洞穴面积百分比、发育体积和占洞穴体积百分比、洞穴面积/总面积和洞穴体积/总面积等参数。利用储层雕刻技术，从三维空间上雕刻出不同成因类型古岩溶储层的结构特征。结合目前已经钻井的情况，给出下一步油气勘探和开发的建议。
可选的，在本发明的一个实施例中，所述洞穴反应敏感的曲线包括：岩性密度DEN、中子孔隙度CNL、泥质含量Vsh、浅侧向电导率CLLS和声波时差AC。
本发明的优点在于，该碳酸盐岩古岩溶储层识别和解释方法包括的技术主要有四种：利用常规测井资料定量识别单井洞穴；通过合成地震记录将单井洞穴解释成果标定到声波阻抗反演体上；沿洞穴中间进行连续追踪，解释古岩溶储层结构；根据井震结合的解释成果，对古岩溶储层进行成因类型划分，统计了不同成因类型的几何形态，并且进行了立体雕刻。在已有的资料中并没有将这四种方法相结合运用到碳酸盐岩古岩溶储层结构识别和解释领域的记录，即这是第一次在碳酸盐岩古岩溶储层结构识别和解释领域综合应用这四个方法。
其中，为了解决由于单井洞穴发育位置的强烈差异、不整合面起伏等造成的单井时深标定不准确的难题，本发明针对每口单井都制作了精确的合成地震记录，从而能够得到可靠的洞穴段、非洞穴段的声波阻抗门槛值。
为了解决由于古岩溶储层的几何形态具有的极强不规则性，等时切片只能显示出部分的洞穴的难题。本发明沿规模大、连续性好的洞穴中间进行连续追踪，得到了多层古岩溶储层的空间展布特征。
附图说明
图1是本发明提出的一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法流程图；图2是一已知井的常规测井曲线图；图3是洞穴识别图版；图4是一已知井的合成地震记录成果图；图5是一条连井剖面图；图6是一已知井区上层古岩溶储层波阻抗追踪平面图和地质分析图；图7是一已知井区下层古岩溶储层波阻抗追踪平面图和地质分析图；图8是一已知井区上层不同成因类型古岩溶储层三维立体雕刻图；图9是一已知井区下层不同成因类型古岩溶储层三维立体雕刻图；图10是TK602井洞穴识别结果图；图11是TK632井洞穴识别结果图；图12是TK647井洞穴识别结果图；图13是TK666井洞穴识别结果图。
具体实施方式
为了更好的阐述本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。
由上一段分析可知，古岩溶储层在空间上具有极强的非均质性，有效识别和解释井间古岩溶储层发育情况和结构特征是油田急需解决的问题。另外，在本技术领域，精细识别和解释古岩溶储层结构的综合技术方案还没有出现，也是急需解决的问题。为解决这个问题，本发明提出一种基于井震结合的碳酸盐岩古岩溶储层三维结构综合识别和解释方法。
如图1所示，为本发明提出的一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层结构的方法流程图。该方法包括：
步骤101：根据岩心、电成像测井资料明确的洞穴来标定常规测井曲线，明确洞穴在常规测井曲线上的响应特征。
如图2所示，为一已知井岩性剖面和常规测井曲线图。通过该图可以总结出洞穴段的测井响应特征，即：洞穴段具有低双侧向电阻率RLLD,RLLS，小于700Ω·m；岩性密度DEN小于2.7g/cm3；自然伽马GR大于30API；声波时差AC大于48μs/ft；中子孔隙度CNL大于1.5%；局部洞穴段发生扩径现象。以上“三高两低”的特征为洞穴段的主要测井响应特征。
步骤102：根据多口取心井和成像井的信息，利用测井参数交会图方法，优选出洞穴敏感参数，并且建立了洞穴识别图板。
如图3所示，为利用测井参数交会分析方法，优选DEN、CNL、Vsh、CLLS、AC共5个敏感参数用于识别洞穴，并建立了综合识别图版。5个参数表征如下：
岩性密度DEN：
洞穴段由于被机械沉积物、角砾岩和化学淀积物所充填，与周围非洞穴段内原岩、裂缝以及缝洞复合体在岩性密度上有一定的差异，非洞穴段密度大(>2.70g/cm3)而洞穴内部密度小(一般<2.73g/cm3)。
中子孔隙度CNL：
洞穴内部中子孔隙度响应较高(>1.5%)，非洞穴段尤其是原岩段中子孔隙度大多小于1%。
泥质含量Vsh：采用自然伽马GR计算泥质含量：
(1)
(2)
式中，GR为标准化后的自然伽马，API；GRmax为洞穴内纯泥岩段GR数值，API；GRmin为纯碳酸盐岩段GR数值，API；SH1为过渡参数，无量纲；Vsh为泥质含量，%。
非洞穴段以纯碳酸盐岩为主，泥质含量一般在5%-15%之间。洞穴段内充填机械沉积物和角砾时泥质含量会明显升高，甚至超过40%。
浅侧向电导率CLLS：
电导率测井反映储层的导电性能，与岩性、孔隙结构和流体性质直接相关；洞穴段因泥浆滤液侵入，与非洞穴段相比，其电导率明显增高，对应到测井响应上为双侧向电阻率降低，其中RLLS降低尤为明显，一般小于700Ω·m；所以，浅侧向电导率CLLS=1/RLLS，也是洞穴敏感参数；
声波时差AC：
洞穴发育段声波时差明显增大，一般大于54μs/ft，在某些洞穴特别发育段声波时差急剧增大(>85μs/ft)，甚至发生“周波跳跃”。
如图3所示，非洞穴段Vsh、CNL、AC和CLLS数值都很小，并且数据点分布较集中，洞穴段响应特征刚好相反，这四个参数数值较高且数据点分布范围较大；DEN在洞穴段为低值而非洞穴段为高值。洞穴段CLLS大于10-2s/m，Vsh一般大于8%，AC大于54μs/ft，CNL大于1.5%，DEN小于2.73g/cm3。
步骤103：为定量识别洞穴，对上述敏感参数归一化加权，建立了多参数综合识别函数：即首先对敏感参数进行归一化处理，消除不同数值范围造成的差异；然后根据参数与洞穴段的敏感性大小对各参数赋权系数；再通过计算判别函数值，利用岩心、电成像解释结果进行标定，最终明确函数值P的门槛值，以定量划分洞穴段和非洞穴段；
对于洞穴段应用多参数归一化加权方法建立综合识别函数：
(3)
式中：X1为单位是μs/ft的声波时差AC归一化的数值；
X2为单位是s/m的浅侧向电导率CLLS归一化的数值；
X3为单位是g/cm3的岩性密度DEN归一化的数值；
X4为单位是%的中子孔隙度CNL归一化的数值；
X5为单位是%的泥质含量Vsh归一化的数值；
通过对非洞穴段、岩心和电成像测井解释的洞穴段P值进行计算，利用统计分析得到:当P值大于0.42时洞穴符合率最高，为85.32%，故设定当P>0.42时是洞穴发育段；所以，对应的，当P≤0.42时是非洞穴发育段。从而，最终确定单口井的洞穴发育位置。
步骤104：测井解释结果显示每口井内洞穴发育的位置不同，并且小洞数目多，单井间时深关系差异性大。本发明利用合成地震记录的方法，从单井入手建立起精确的时深转换关系，并且对每口单井均制作了合成地震记录，将洞穴识别结果精确标定到声波阻抗反演数据体上，确定洞穴、非洞穴段的波阻抗门槛值，从而在三维声波阻抗数据体上进行古岩溶储层的空间结构识别。
图4为已知井的合成地震记录效果图。本发明首先选取距离单井最近的地震道，提取出目的层段内的子波(已知井在此处的地震子波为22HZ，初始相位为230°)，通过进行多次时深标定，最终明确了单井的时深关系，结果显示吻合效果非常好。按照此方法，对研究区其他井都进行了有效标定。
图5为已知井区的典型连井剖面图。单井左侧的黑线为洞穴识别结果。通过测井识别的洞穴对比认为声波阻抗反演数据体中，对比认为声波阻抗>16500g*s-1*m-2为非洞穴段，为白色，<15500g*s-1*m-2的为洞穴段，为红色，15500~16500g*s-1*m-2的为过渡段，为灰色。确定门槛之后的声波阻抗反演数据体能更有效的识别古岩溶储层的三维结构(表1)。可以有效识别出TK730井3.1m(NO.B7)、2.4m(NO.B9)的洞穴，T615井中的3.1m(NO.B9)和2.8m(NO.B3)的洞穴。并且在TK730井中累厚4.4m的多层小洞穴(NO.B1-B6)也能够识别出。但是在T615井的6.3m的洞穴(NO.A11)无法有效识别，这是由于洞穴埋藏太深，洞穴相对孤立造成的。所以，在本实例中，波阻抗反演数据体可以识别洞高在3m的洞穴。
表1T615井和TK730井洞穴发育分布和识别效果表
√:符合，×：不符合，≈：不明确
步骤105：由于古岩溶储层的几何形态具有极强的不规则性，等时切片只能显示出部分的洞穴。本发明在古岩溶三维追踪的过程中，选择规模大、连续性好的洞穴对其中间进行连续追踪，并且提取出追踪层位周围2ms的声波阻抗的平均值，从而得到了目的层段井间古岩溶储层分布特征。
如图5所示，洞穴中间虚线即为古岩溶储层解释线。
如图6所示，为一已知井区上层古岩溶储层波阻抗追踪平面图和地质分析图。
如图7所示，为一已知井区下层古岩溶储层波阻抗追踪平面图和地质分析图。
步骤106：根据岩溶水文地质理论和古岩溶储层的实际特征，将洞穴划分为落水洞、干流洞和支流洞三种成因类型。对所得到的古岩溶储层空间发育特征进行三维结构的地质解释。对落水洞、干流洞、支流洞进行地质统计，得出它们的数目、长度、宽度、发育面积和面积比率、发育体积和体积比率、洞穴面积与总面积的比率和洞穴体积与总面积的比率。利用储层雕刻技术，从三维空间上雕刻出不同成因类型洞穴的结构特征。结合目前已经钻井的情况，给出下一步油气勘探和开发的建议。
如图6b所示，为已知研究区上层古岩溶储层不同成因类型洞穴的平面分布图。数据统计显示(表2)：上层古岩溶储层内发育有4个落水洞、1个干流洞、8个支流洞。上层落水洞长度一般在80-610m，宽度为40-330m；干流洞的长度为7080m，宽度为130-720m；支流洞的长度为290-1800m，宽度为30-420m。从面积上讲，上层落水洞的面积比率较低，为10.88%，干流洞和支流洞的面积比率相近，分别是45.86%和43.26%。上层古岩溶储层中干流洞的体积最大，占洞穴总体积的52.49%；支流洞和落水洞的体积比率较低，分别为28.94%和18.57%。上层洞穴面积/总面积为33.27%，上层洞穴体积/总面积9.42m3/m2。
如图7b所示，为已知研究区下层古岩溶储层内发育有5个落水洞、3个干流洞、5个支流洞。下层落水洞长度一般在60-240m，宽度为90-260m；干流洞的长度为1400-2200m，宽度为130-500m；支流洞的长度为400-1500m，宽度为60-230m。从面积上讲，下层落水洞的面积比率较低，为4.72%；支流洞的面积比率较高，为41.02%；干流洞的面积比率最大，为54.27%。下层古岩溶储层中干流洞的体积最大，占洞穴总体积的57.85%；支流洞和落水洞的体积比率较低，分别为35.34%和6.81%。下层洞穴面积/总面积为42.90%，下层洞穴体积/总面积11.37m3/m2。
表2T615井区两层古岩溶储层洞穴发育统计表
如图8和图9所示，为已知井区上下两层古岩溶储层的三维雕刻成果。从三维结构图可以看出，目前的井大都钻遇到了较大的洞穴内部，下一步钻井可以考虑多打水平井和大斜度井，有效增加钻遇古岩溶井段的长度。例如在TK730-TK632井之间沿干流洞顶部钻水平井，预计可以有效增加油井的产量。在古岩溶储层的勘探和开发中，支流洞的储集和输导作用也非常强，由于支流洞的长度长、分支多、分布面积广，也是油气的有利储层，在局部地区甚至是主要的储层。例如在TK637H井北部的上层古岩溶储层和TK637H井南部的下层古岩溶储层，支流洞特别发育，并且位置较高，也是有利的勘探部位。
为了更明确的说明单井多参数定量识别洞穴方法的实用性，选取T615井区北部的TK602井、TK666井、TK647井和TK632井进行实例分析，分析图如图10至13所示。
如图10所示，测井解释显示，TK602井发育了3个洞穴，发育位置分别是5555.3~5559.5m(洞高4.2m)，5588.1~5618.8m(洞高30.7m)，5621.0~5625.1m(洞高4.1m)。从高度上看，第二个洞穴发育的规模最大。从该井可以看到洞穴在单井中呈多层状的发育，并且不同高程洞穴的高度有所差别。
如图11所示，测井解释显示，TK632井发育了3个洞穴，发育位置分别是5558.4~5559.7m(洞高1.3m)，5562.3~5564.2m(洞高1.9m)，5566.1~5587.2m(洞高21.1m)。从高度上看，第三个洞穴发育的规模最大。并且这三个洞穴发育的距离较近，尤其是第二个洞穴和第三个洞穴。
如图12所示，测井解释显示，TK647井发育了4个洞穴，发育位置分别是5560.0~5567.1m(洞高7.1m)，5570.1~5573.1m(洞高3.0m)，5675.0~5676.1m(洞高1.1m)，5679.2~5680.0m(洞高0.8m)。根据洞穴发育位置，可以看出这四个洞穴在纵向上可以分为两个洞穴发育层：前两个洞穴发育在上层洞穴发育带内，后两个洞穴发育在下层洞穴发育带内；并且上层洞穴发育规模要大于下层洞穴。
如图13所示，测井解释显示，TK666井发育了2个洞穴，发育位置分别是5562.3~5563.9m(洞高1.6m)，5566.2~5586.8m(洞高22.6m)。具有典型的大洞顶部发育小洞的特征；对比TK647井发育洞穴的深度，我们认为TK666井钻遇的这两个洞穴都发育在上层洞穴发育带内。
以上对本发明的具体实施进行了描述与说明，这些实施例应被认为只是示例性的，并不用于对本发明进行限制。
Claims (2)
1.一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法，其特征在于，包括以下步聚：①首先根据对每一口井实地勘探出的岩心和电成像测井资料，得出有限的单井洞穴发育位置；然后根据洞穴实际位置标定常规测井曲线，即绘制洞穴段常规测井曲线图；从而，明确出洞穴在常规测井曲线上的响应特征，即明确洞穴段“三高两低”的特征；“三高两低”标准为：洞穴段具有低双侧向电阻率RLLD,RLLS，小于700Ω·m；岩性密度DEN小于2.7g/cm3；自然伽马GR大于30API；声波时差AC大于48μs/ft；中子孔隙度CNL大于1.5%；
②根据步骤①所得的洞穴段常规测井“三高两低”的特征，选取DEN、CNL、Vsh、CLLS、AC共5个敏感参数用于识别洞穴；利用测井参数交会图方法绘制交会图，再利用交会图建立了洞穴识别图板；5个参数表征如下：
岩性密度DEN：
洞穴段由于被机械沉积物、角砾岩和化学淀积物所充填，与周围非洞穴段内原岩、裂缝以及缝洞复合体在岩性密度上有一定的差异，非洞穴段密度大于2.70g/cm3而洞穴内部密度小于2.73g/cm3；
中子孔隙度CNL：
洞穴内部中子孔隙度响应较高，>1.5%，非洞穴段中子孔隙度较小，原岩段中子孔隙度大多小于1%；
泥质含量Vsh：采用自然伽马GR计算泥质含量：
(1)
(2)
式中，GR为标准化后的自然伽马，单位是API；GRmax为洞穴内纯泥岩段GR数值，单位是API；GRmin为纯碳酸盐岩段GR数值，单位是API；SH1为过渡参数，无量纲；Vsh为泥质含量，单位是%；
非洞穴段以纯碳酸盐岩为主，泥质含量一般在5%-15%之间；洞穴段内充填机械沉积物和角砾时泥质含量会明显升高，甚至超过40%；
浅侧向电导率CLLS：
电导率测井反映储层的导电性能，与岩性、孔隙结构和流体性质直接相关；洞穴段因泥浆滤液侵入，与非洞穴段相比，其电导率明显增高，对应到测井响应上为双侧向电阻率降低，其中RLLS降低尤为明显，一般小于700Ω·m；所以，浅侧向电导率CLLS=1/RLLS，也是洞穴敏感参数；
声波时差AC：
洞穴发育段声波时差明显增大，大于54μs/ft，在某些洞穴特别发育段声波时差急剧增大，>85μs/ft，甚至发生“周波跳跃”；
非洞穴段Vsh、CNL、AC和CLLS数值都很小，并且在交会图中数据点分布较集中，洞穴段响应特征刚好相反，这四个参数数值较高且数据点分布范围较大；DEN在洞穴段为低值而非洞穴段为高值；洞穴段CLLS大于10-2s/m，Vsh大于8%，AC大于54μs/ft，CNL大于1.5%，DEN小于2.73g/cm3；
③为定量识别洞穴，对步骤②得出的5个洞穴敏感参数归一化加权，建立了多参数综合定量识别函数：即首先对敏感参数进行归一化处理，消除不同数值范围造成的差异；然后根据参数与洞穴段的敏感性大小对各参数赋权系数；再通过计算判别函数值，利用岩心、电成像结论解释结果进行标定，最终明确函数值P的门槛值，以定量划分洞穴段和非洞穴段；
对于洞穴段应用多参数归一化加权方法建立综合识别函数：
(3)
式中：X1为单位是μs/ft的声波时差AC归一化的数值；
X2为单位是s/m的浅侧向电导率CLLS归一化的数值；
X3为单位是g/cm3的岩性密度DEN归一化的数值；
X4为单位是%的中子孔隙度CNL归一化的数值；
X5为单位是%的泥质含量Vsh归一化的数值；
通过对岩心和电成像测井解释的非洞穴段P值和岩心和电成像测井解释的洞穴段P值进行计算，利用统计分析得到:当P值大于0.42时洞穴符合率最高，为85.32%，故设定当P>0.42时是洞穴发育段；所以，对应的，当P≤0.42时是非洞穴发育段；从而，最终确定单口井的洞穴发育位置；
④步骤③所得的测井解释结果显示每口井内洞穴发育的位置不同，并且小洞数目多，造成了不同单井之间时深关系差异性大；再利用合成地震记录的方法，依所步骤③得出的结论从单井入手建立起精确的时深转换关系，并且对每口单井均制作了合成地震记录，将深度域的洞穴识别结果转换为时间域，从而精确标定到声波阻抗反演数据体上；根据对比洞穴段、非洞穴段对应的声波阻抗数值，确定洞穴段、非洞穴段的波阻抗门槛值，从而在三维声波阻抗数据体上进行古岩溶储层的空间结构识别；
通过得到的时间域洞穴和非洞穴发育位置，对比认为声波阻抗>16500g*s-1*m-2为非洞穴段，为白色，<15500g*s-1*m-2的为洞穴段，为红色，15500~16500g*s-1*m-2的为过渡段，为灰色，之后的声波阻抗反演数据体能更有效地识别古岩溶储层的三维结构，并得到单井洞穴识别效果表；
⑤由于古岩溶储层的几何形态具有极强的不规则性，常规地震解释所用的等时切片只能显示出部分的洞穴；本发明在古岩溶三维追踪的过程中，选择规模大、连续性好的洞穴对其中间进行连续追踪，并且提取出追踪层位周围2ms的声波阻抗的平均值，从而得到了目的层段井间古岩溶储层分布特征。
2.根据权利要求1所述的一种识别和解释碳酸盐岩古岩溶储层三维结构的方法，其特征在于：根据岩溶水文地质理论和古岩溶储层的实际特征，将洞穴划分为落水洞、干流洞和支流洞三种成因类型；对所得到的古岩溶储层空间发育特征进行三维结构的地质解释；对落水洞、干流洞、支流洞进行地质统计，得出它们的数目、长度、宽度、发育面积和面积比率、发育体积和体积比率、洞穴面积与总面积的比率和洞穴体积与总面积的比率；利用储层雕刻技术，从三维空间上雕刻出不同成因类型洞穴的结构特征。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200114 Address after: 314100 building D3, No. 555, Chuangye Road, Dayun Town, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province (application for residence) Patentee after: Xinyuan (Zhejiang) Technology Co.,Ltd. Address before: 266580 No. 66 West Changjiang Road, Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong Patentee before: China University of Petroleum (East China) |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method to identify and interpret the three-dimensional structure of carbonate paleokarst reservoirs Effective date of registration: 20220830 Granted publication date: 20160803 Pledgee: Zhejiang Jiashan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. ganyao sub branch Pledgor: Xinyuan (Zhejiang) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022330001954 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231204 Granted publication date: 20160803 Pledgee: Zhejiang Jiashan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. ganyao sub branch Pledgor: Xinyuan (Zhejiang) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022330001954 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |