CN103806911B - 利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其步骤如下：A、数据收集：收集目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分；B、数据处理；C、交会图图数据道设置：针对直井，分别将Sf数据道和Tf数据道组合形成S‑T数据道，Sf数据道和DHf数据道组合形成S‑DH数据道；分别作交会图；D、判别流体类型：S‑T数据道用于判定干层（微含气层）、水层；S‑DH数据道用于直井判定含气层或者气层，DO‑DH数据道用于判定含油层或含气层。采用本发明，其解释结果客观准确，解释成果与试油结论符合率普遍较高，能够满足生产和研究需要。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气工业勘探开发范畴随钻录井资料处理技术应用领域，特别是在钻井过程中，利用综合录井仪器记录的钻井液各项参数对地层的储层类别及流体性质进行判别的方法。
背景技术
在油气田勘探开发的过程中，随钻录井资料能凸显及时、高效、全面的特点，能够相对真实地反映地层揭开的原始状态。
钻进过程是井筒钻井液与地层流体物质交换并逐渐达成相对平衡的过程，其间并伴随井筒内流体发生一系列的物理化学性质变化。与此同时，侵入井筒的地层流体随钻井液上行而返至井口，综合录井仪或其他井口、井底流体识别设备能够检测到相应的参数变化情况。通过数字处理和数据分析即可将钻井液性能变化情况与地层流体侵入井筒的情况建立对应的关系。
期刊名为《地质勘探》，其第32卷第12期，公开了题名为“基于随钻录井资料确定页岩气储层参数”的期刊文献，该文献中，为了达到随钻快速识别与评价页岩气的录井显示目的，基于页岩气储层同时具有致密砂岩、致密碳酸盐岩油气层的特征，运用岩屑伽马录井、地层元素录井及钻时资料识别页岩气储层岩性的方法与标准，提出了运用气测及综合录井资料确定地层孔隙度与渗透率、地层压力与地层破裂压力、地层含气饱和度与地层含气量、气层产能预测的方法，丰富了录井页岩气解释评价方法与手段。
虽然其也提到了以LWD为主的随钻测井和以气测仪，并采集有深度、钻时、全烃、烃组分（C1 ～C5 ） 、非烃组分、dc 指数、Sigma 值、钻井液密度等值，并且其储层识别的主要方法是钻时比值法与dc 指数差法，其仍然具有如下技术缺陷：现有技术中仅仅是采集的各种综合录井项目值，而并未利用钻井液性能测量值的变化情况，没有对所采集的随钻钻井液录井资料进行数据处理，同时也没有对经数据处理的各种钻井液录井资料进行交会图图数据道设置，因而其解释结果较为主观，解释成果与试油结论符合率较低，不能满足生产和研究的需要。
其次，从数据来源讲，虽然有包括以上述期刊文献为代表的现有技术有很多都运用录井参数进行储层评价的方法，但是对于碳酸盐岩地层复杂气水关系这一核心问题的随钻录井评价方法乏善可陈，特别是碳酸盐岩地层的流体性质快速判断，即使是采用随钻测井LWD技术装备和方法的情形下仍然是世界性难题，亟待发明一种基于目前现场作业队伍列装条件的成本低廉、便捷直观、行之有效的快速评价技术。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，采用本发明，其采集的数据来源及时、简便、高效，便于一线人员掌握，可用于随钻现场录井解释，有望为现场方案实施和决策争取时间，改变以往通常只能在完钻后进行解释的局面，并且解释结果客观准确，解释成果与试油结论符合率普遍较高，能够满足生产和研究需要，尤其适用于取心井段、事故井段、未电测井段和电测解释疑难井段。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征及步骤具化如下：
A、数据收集：收集综合录井仪记录的目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分；
B、数据处理：根据收集的目标地层随钻钻井液性能参数，计算钻井液电导率基于钻时的变化率，获得综合指数Sf；计算钻井液温度基于钻时的变化率，获得体积指数Tf；计算钻井液含烃量基于钻时的变化率，获得烃指数DHf；计算钻井液除甲烷及乙烷外的重组分与甲烷含量的比值基于钻时的变化率，获得重烃指数DOf，分别将计算得到的Tf，DOf，DHf，Sf数据与其一一对应的录井迟到深度数据分别载入连续数据曲线数据道，从而分别形成Tf数据道、DOf数据道、DHf数据道、Sf数据道；
C、交会图图数据道设置：针对直井，分别将Sf数据道和Tf数据道交会形成S-T数据道，Sf数据道和DHf数据道交会形成S-DH数据道，将Tf数据道和DHf数据道交会形成T-DH数据道，将DOf数据道和DHf数据道交会形DO-DH数据道，分别作交会图；
D、判别流体类型：S-T数据道和S-DH数据道、T-DH数据道及S-T数据道属于两个对照组，S-T数据道用于判定干层、微含气层、水层；S-DH数据道用于直井判定含气层或者气层；S-DH数据道用于水平井或大斜度井段判定含气层或者气层，T-DH数据道作为S-DH数据道的补充和辅助，亦用于判定含气层或者气层，方法与S-DH数据道类似，而D0-DH数据道用于区分油、气层。
所述A步骤中，钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分是指：钻井液出口的电导率、温度、钻时和烃组分。
所述C步骤中，在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道；在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道。
所述C步骤中，针对水平井和大斜度井，在上述S-T数据道、S-DH数据道、S-DH数据道、S-DO-DH数据道、S-DO-DH数据道的基础上，加入垂深数据道DEP数据道辅助解释。
所述D步骤中，S-DO-DH数据道用于判定烃值重组分变化情况。
所述D步骤中，针对直井：若S-DH数据道交会面积明显，且S-T数据道无交会，则为气层；若S-T数据道交会，且S-DH数据道有小幅度交会，则为含气水层；若S-T数据道交会稳定连续，且对应井段S-DH数据道无交会，则为水层，T-DH数据道作为S-DH数据道的补充和辅助，亦用于判定含气层或者气层，方法与S-DH数据道类似，若T-DH数据道有显著交会且大于S-T数据道交会面积则有较大可能钻遇含气层，反之则可能钻遇含水层，而D0-DH数据道用于区分油、气层，DO-DH数据道由DOf指数及DH指数交会而成，其交会区域可以表征含油特征明显的部分，DO-DH数据道交会结果若较显著则指示含重烃组分可能性较大，即可能钻遇含油储层
所述D步骤中，针对斜井或水平井：若S-T数据道为非含气储层，Sf数据道曲线平缓，DOf数据道曲线下降明显，Tf数据道曲线上升明显，则判定该层为气水同层；辅助S-DO-DH数据道来看表现出不含气的特征，而非含气特征明显且重烃组分升高，故认为该层为气水层。
所述C步骤交会图图数据道设置中，还包括有图版刻度限定方法：
S-T数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）；
S-DH数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
T-DH数据道：Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
S-DO-DH数据道：其中S及DH数据量程设置与S-DH数据道相同，而 DOf数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DO-DH数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DEP数据道：装入井斜数据，量程设定为（穿入储层深度对应垂直深度，穿出储层深度对应垂直深度）。
所述图版刻度限定方法如下:S-T数据道设置为Sf指数左充填Tf指数,T-DH数据道设置为Tf指数左充填DHf指数，S-DH数据道设置为Sf指数右充填DHf指数，DO-DH数据道设置为DOf指数右充填DHf指数，S-DO-DH数据道中DO数据道不设置充填选项。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、本发明中，采用综合录井仪记录的目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分这些资料数据，充分利用了钻井液性能测量值的变化情况，且数据来源及时、简便、高效，便于一线人员掌握，可用于随钻现场录井解释，有望为现场方案实施和决策争取时间，改变以往通常只能在完钻后进行解释的局面。
2、本发明中，通过B步骤对所采集的目标地层随钻钻井液性能参数进行了数据处理，通过C步骤绘制交会图，这种半定性的方法，限制了交会图数据道的刻度设置，解释结果较为客观准确，通过四川油气田数十口井试验，证实该方法解释成果与试油结论符合率普遍较高，能够满足生产和研究需要，尤其适用于取心井段、事故井段、未电测井段和电测解释疑难井段。
3、本发明中，C步骤中，在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道；在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道，这样的操作方式，能更有利于对斜井或水平井的储层流体类型的判定。
4、本发明中，在C步骤中加入垂深数据道DEP数据道辅助解释，使判定结果更加客观准确。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明流程示意图；
图2为针对识别气水示意图；
图3为针对识别气水补充示意图；
图4为本发明判定方法简图；
图5为本发明油气识别示意图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明最基本的实施方式，其步骤如下：
A、数据收集：收集综合录井仪记录的目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分；
B、数据处理：根据收集的目标地层随钻钻井液性能参数，计算钻井液电导率基于钻时的变化率，获得综合指数Sf；计算钻井液温度基于钻时的变化率，获得体积指数Tf；计算钻井液含烃量基于钻时的变化率，获得烃指数DHf；计算钻井液除甲烷及乙烷外的重组分与甲烷含量的比值基于钻时的变化率，获得重烃指数DOf；以S指数（Sf）为例，计算方法如下：
另提供一种简便算法，以Sf为例，计算简化为（电导率值-钻遇目的层井段电导率平均值）/钻时，这里钻时为录井记录的单位长度的钻进时间，时间 （min）/单位长度（m）；
综合指数Sf、体积指数Tf及烃指数DHf除采用的源数据不同外，计算方法相同，而重烃指数DOf计算方法略有区别，综合指数直接采用电导率参数作为源数据，体积指数采用温度数据，烃指数则采用全烃或者甲烷含量数据，而重烃指数则采用甲烷及乙烷组分之和与全烃组分之差的绝对值作为源数据代入计算公式，其表征的是重烃与轻烃比值的变化情况；
C、交会图图数据道设置：针对直井，分别将Sf数据道和Tf数据道交会图数据道形成S-T数据道，Sf数据道和DHf数据道交会图数据道形成S-DH数据道；针对斜井或水平井，则在直井的基础上，将Sf数据道和DHf数据道交会图数据道形成S-DH数据道；将Tf数据道和DHf数据道交会形成T-DH数据道，将DOf数据道和DHf数据道交会形DO-DH数据道，并分别作交会图；
D、判别流体类型：S-T数据道用于判定干层、微含气层、水层；S-DH数据道用于直井判定含气层或者气层；S-DH数据道用于水平井或大斜度井段判定含气层或者气层。
实施例2
参见图1，作为本发明的典型实施方式，其步骤为：
A、数据收集：收集综合录井仪记录的目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液出口的电导率、温度、钻时和烃组分数据；
B、数据处理：根据收集的目标地层随钻钻井液性能参数，计算钻井液电导率基于钻时的变化率，获得综合指数Sf；计算钻井液温度基于钻时的变化率，获得体积指数Tf；计算钻井液含烃量基于钻时的变化率，获得烃指数DHf；计算钻井液除甲烷及乙烷外的重组分与甲烷含量的比值基于钻时的变化率，获得重烃指数DOf，分别将计算得到的Tf，DOf，DHf，Sf数据与其一一对应的录井迟到深度数据分别载入连续数据曲线数据道，从而分别形成Tf数据道、DOf数据道、DHf数据道、Sf数据道；
C、交会图图数据道设置：针对直井，分别将Sf数据道和Tf数据道交会形成S-T数据道，Sf数据道和DHf数据道交会形成S-DH数据道；针对斜井或水平井，则在直井的基础上，将Tf数据道和DHf数据道交会形成T-DH数据道；
在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道；
针对水平井和大斜度井，在上述S-T数据道、S-DH数据道、T-DH数据道、S-DO-DH数据道、S-DO-DH数据道的基础上，加入垂深数据道DEP数据道辅助解释；并分别作交会图；
D、判别流体类型：
本技术判定流体性质利用交会情况识别流体性质，参见图4如S-T数据道用于判定干层、微含气层、水层；S-DH数据道用于直井判定含气层或者气层；T-DH数据道作为S-DH数据道的补充和辅助，亦用于判定含气层或者气层，S-DO-DH数据道用于判定烃值重组分变化情况，另外也须综合考虑单个曲线数据道的变化情况：如Sf 数据道表征电导率变化趋势，Tf数据道表征出口温度变化趋势，DHf 数据道表征烃值变化趋势，DOf数据道表征重烃与轻烃比值的变化情况，通过对单数据道数据分析可识别一部分井含流体情况；判定规则见表1:
具体是：
参见图2，针对直井：若S-DH数据道交会面积明显，且S-T数据道无交会，故解释为气层；若S-T数据道交会指示该段可能为含水层或干层，且S-DH数据道有极小幅度交会，故判定可能为含气水层；若S-T数据道交会稳定连续，且对应井段S-DH数据道无交会，故判定可能为水层。
参见图3，针对斜井或水平井：斜井及水平井采用Sf、DHf和DOf交会判断储层含油气性，须综合垂深数据，如左图的DEP数据道，可较直观展示斜深对应垂深变化情况，若水平井在水平段末端有含气特征则通常是轨迹向上调整所致，此时DEP曲线会向低值变化，可利用DEP综合地质常识和区域地质认识综合解释。
若S-T数据道表现出可能为非含气储层的特征， Sf曲线平缓，DOf下降明显，Tf上升明显，说明甲烷气及轻烃组分乙烷的比例有所上升，该段上部含气特征明显，下段非含气储层特征明显，故综合判定该层为气水同层。若从S-DO-DH数据道来看表现出不含气的特征，而非含气特征明显且重烃组分升高，故认为该层极大可能为气水层。
参见图5，DO-DH数据道由DOf指数及DHf指数交会而成，其交会区域可以表征含油特征明显的部分，DO-DH数据道交会结果若较显著则指示含重烃组分可能性较大，即可能钻遇含油储层。
所述C步骤交会图图数据道设置中，还包括有图版刻度限定方法：
S-T数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）；
S-DH数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
T-DH数据道：Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
S-DO-DH数据道：其中S及DH数据量程设置与S-DH数据道相同，而 DOf数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DO-DH数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DEP数据道：装入井斜数据，量程设定为（穿入储层深度对应垂直深度，穿出储层深度对应垂直深度）。
S-T数据道设置为Sf指数左充填Tf指数，S-DH数据道设置为Sf指数右充填烃值数据，S-DH数据道设置为Sf指数右充填DHf指数，DO-DH数据道设置为DOf指数左充填DHf指数。
Claims (7)
1.一种利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于步骤如下：
A、数据收集：收集综合录井仪记录的目标地层随钻钻井液性能参数，包括钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分；
B、数据处理：根据收集的目标地层随钻钻井液性能参数，计算钻井液电导率基于钻时的变化率，获得综合指数Sf；计算钻井液温度基于钻时的变化率，获得体积指数Tf；计算钻井液含烃量基于钻时的变化率，获得烃指数DHf；计算钻井液除甲烷及乙烷外的重组分与甲烷含量的比值基于钻时的变化率，获得重烃指数DOf，分别将计算得到的Tf，DOf，DHf，Sf数据与其一一对应的录井迟到深度数据分别载入连续数据曲线数据道，从而分别形成Tf数据道、DOf数据道、DHf数据道、Sf数据道；
C、交会图图数据道设置：针对直井，分别将Sf数据道和Tf数据道交会形成S-T数据道，Sf数据道和DHf数据道交会形成S-DH数据道，将Tf数据道和DHf数据道交会形成T-DH数据道，将DOf数据道和DHf数据道交会形成DO-DH数据道，分别作交会图；
D、判别流体类型：S-T数据道和S-DH数据道、T-DH数据道及S-T数据道属于两个对照组，S-T数据道用于判定干层、微含气层、水层；S-DH数据道用于直井判定含气层或者气层，T-DH数据道作为S-DH数据道的补充和辅助，亦用于判定含气层或者气层，而D0-DH数据道用于区分油、气层。
2.根据权利要求1所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述A步骤中，钻井液的电导率、温度、钻时和烃组分是指：钻井液出口的电导率、温度、钻时和烃组分。
3.根据权利要求1所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述C步骤中，在S-DH数据道的基础上增加DOf数据道，形成S-DO-DH数据道。
4.根据权利要求3所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述C步骤中，针对水平井和大斜度井，在上述S-T数据道、S-DH数据道、T-DH数据道、DO-DH数据道、S-DO-DH数据道的基础上，辅以垂深数据道DEP数据道确定垂深的变化情况。
5.根据权利要求4所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述D步骤中，S-DO-DH数据道用于判定烃值重组分变化情况。
6.根据权利要求5所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述D步骤中，针对斜井或水平井：若S-T数据道为非含气储层，Sf数据道曲线平缓，DOf数据道曲线下降明显，Tf数据道曲线上升明显，则判定该层为气水同层；辅助S-DO-DH数据道来看表现出不含气的特征，而非含气特征明显且重烃组分升高，故认为该层为气水层。
7.根据权利要求1所述的利用随钻钻井液录井资料进行储层流体类型的判别方法，其特征在于：所述C步骤交会图图数据道设置中，还包括有图版刻度限定方法：
S-T数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）；
S-DH数据道：Sf指数量程为（±min(绝对值(Sf))），DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
T-DH数据道：Tf指数量程为（±min(绝对值(Tf))）DHf指数量程为（±min(绝对值(DHf))）；
DOf数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DO-DH数据道：DOf指数量程为（±min(绝对值(DOf))）；
DEP数据道：载入井斜数据，量程设定为（穿入储层段深度对应垂直深度，穿出储层深度对应垂直深度）。
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