CN104632206B - 一种石油测井标准层确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种石油测井标准层确定方法及装置，方法包括：获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据；根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据；根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层。本发明可以对各阈值参数进行调整，从而将标准层筛选过程定量化、显式化，便于在计算机程序中实现，快速地辅助用户确定标准层段。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探技术，特别是关于石油勘探测井技术，具体的讲是一种石油测井标准层确定方法及装置。
背景技术
石油测井技术是一种定性、定量评价油气储层的重要方法，在油藏模拟领域中，确定标准层是多井资料标准化过程中的一个重要步骤。为了消除来自不同仪器类型、不同测井时期、不同测量操作方式的测井数据间的刻度差异，需要在研究区域内选择同一层系的某种岩性的地层作为标准层，对各井中该层的测井数据进行综合分析并制定标准化方案，进而校正刻度不统一带来的误差，消除非地质因素对测井数据的影响。
现有技术中，标准层的选择大多遵循如下的依据：沉积稳定、厚度适中且变化小、分布范围广、岩性与测井响应特征明显且易于识别。比如砂泥岩剖面中的油页岩、钙质胶结的致密砂岩、盐岩，碳酸盐岩剖面中稳定的泥岩等，这些层的测井数据具有相似的频率分布。以标准层测井数据的频率分布作为客观对照依据，便可对其它层段的测井数据进行刻度误差校正，将研究区域中各井孔的同类测井数据统一到同一个刻度水平上。
但是，由于现有技术中选择标准层的依据不是类似于“厚度>10米”定量化的参数指标，而是“厚度适中”这样的描述性语句，因此石油测井软件一般不支持标准层的智能选择，需要测井工程师进行自主判别，因此在这一过程中标准层的选择结果由于决策人的不同而具有一定的随机性。
部分测井软件中提供了该研究区域中揭露的各个岩性层段以及各个井孔中的层段厚度等信息，这种方法只是为用户选择层段提供支持信息，还不能提供缺省选择结果；此外，还有一些软件中提供了基于交会图的测井数据筛选方式：绘制该井孔的特定格式的交会图，落在指定区域中的采样点就是该井孔的对应层段数据，这是基于测井响应特征、而不是基于岩性层段的另外一种标准层确定模式。
发明内容
为了给石油测井中标准层的确定提供一种标准化、定量化的确定方法，帮助用户快速确定标准段，本发明实施例提供了一种石油测井标准层确定方法，方法包括：一种石油测井标准层确定方法，包括：
获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据；
根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据；
根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层。
同时，本发明还提供一种石油测井标准层确定装置，包括：
获取模块，用于获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据；
岩性层段序列确定模块，用于根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
岩性层段数据确定模块，用于根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据；
评分模块，用于根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
确定模块，根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层。
本发明提出的标准层确定方法及装置，其中涉及的各个定量参数都能够在测井资料中获取，可以方便地在石油测井软件中给以实现，并且用户可以对各阈值参数进行调整，从而将标准层筛选过程定量化、显式化，快速地辅助用户确定标准层段。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种石油测井标准层确定方法的流程图；
图2为本发明实施例中层段厚度与层段基准分的关系；
图3为本发明实施例中层段厚度标准差与分值损失的关系；
图4为本发明实施例中层段缺失与分值损失的关系；
图5为本发明实施例中层段的特征值突出度与分值损失的关系；
图6为本发明公开的一种石油测井标准层确定装置的框图。
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。
如图1所示，为本发明公开的一种石油测井标准层确定方法，步骤包括：
步骤S101，获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据；
步骤S102，根据各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
步骤S103，根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据；
步骤S104，根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
步骤S105，根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层。
本发明实施例中，测井数据包括：用于测井解释分层的测井曲线；岩性层段数据包括：各层段揭露的井孔数、各井孔中各层段的顶深及底深。
可选的，本发明实施例中，根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分具体步骤如下：
首先根据测井数据和岩性层段数据确定涉及的各参数，具体为：
根据各层段的井孔揭露次数与研究工区内井孔总数的比值分别确定各层段的井孔揭露因子的取值；
根据各井孔中各层段的顶深及底深分别确定各层段的平均厚度、厚度标准差；
根据测井曲线确定各层段测井响应特征值，并根据所述各层段测井响应特征值确定各层段的测井响应特征值差异度；其中，可选的，本发明实施例中，各层段的测井响应特征值为选择的测井曲线中各井孔的各层段位置的算数平均值，测井响应特征值差异度为某层段的特征值与该层段上下两个相邻层段的曲线特征值之差的绝对值中较小的一个。具体地，假设第i层段的曲线特征值为Ri，Ri-1和Ri+1分别为上下相邻层段的测井响应特征值，则第i个层段的特征值差异量mi的计算公式是：
mi＝min(|Ri-Ri-1|，|Ri-Ri+1|)
然后，根据上述确定的各层段的井孔揭露因子的取值、各层段的平均厚度、厚度标准差、各层段的测井响应特征值差异度及式(1)确定各井孔中各层段的标准层评分；其中，
S＝b-I′-I″-I″′ (1)
式(1)中，
其中，
其中，
其中，S为各井孔中各层段的标准层评分，b为基准分，hi为i层段的平均厚度，H1和H2为预设的厚度阈值，σi为i层段的厚度标准差，wi为i层段的井孔揭露因子，W1和W2为预设的井孔揭露因子阈值，Ri为各井孔内i层段的测井响应特征值，Ri-1和Ri+1为i层段的相邻层段的某测井曲线的测井响应特征值，M1，M2为测井曲线的显示刻度范围，R1，R2为预设的百分数阈值。
最后，从基准分中减去这三部分损失后得到的分值就是该该层段的评价分，可选的，本发明实施例中选择井孔中标准层评分值最高的层段作为标准层。
本发明的实施目的是提供一种层段定量指标评价体系，利用各个井孔的测井解释结论、测井曲线来计算各层段的井孔揭露数量、揭露厚度、曲线特征值差异度等信息，并基于这些信息对各个待选层段实施定量分析评价，为每个待选层段计算出一个评分，将最高得分层段作为标准层段。
为了实现上述目的，可选的，本发明实施例提供了以下技术方案：
步骤1：采集研究区域内各个井孔的测井、取芯、录井等数据；
步骤2：综合分析研究区的取芯、录井等资料，确定该区域内的岩性层段序列；
步骤3：综合利用地质、测井等数据对各个井孔进行岩性分层，形成各个井孔的岩性层段表格；汇总研究区内所有井孔的测井分层数据，整理形成井孔岩性层段深度区间表；
步骤4：计算各个层段在各个井孔的出露厚度，并据此计算各个层段的平均厚度hi、厚度标准差σi和厚度标准差占比pi；
上述的，步骤4中，层段的平均厚度是指层段在各个井孔中出露厚度的算术平均值，其计算公式是：
其中，hij表示第i个层段在第j个井孔中的厚度，hi表示研究区中第i个层段的平均厚度；
所述步骤4中，层段的厚度标准差的计算公式是：
所述步骤4中，“厚度标准差占比”指的是该层段的厚度标准差与平均厚度的比值，是无量纲的百分数，它体现了该层段在研究区域中厚度变化的幅度。
步骤5：针对各个层段，分别计算井孔揭露因子wi，可选的，本发明实施例中，井孔揭露因子即为该层段揭露的井孔数量与研究区井孔总数的比值；
步骤6：选择一条测井曲线来刻画岩性层段，计算该曲线在各个井孔内各个层段深度范围的特征值(可选的，本发明实施例中采用所有采样点的算术平均值作为所述特征值)，并基于特征值计算各个层段的特征值差异量mi和特征值差异度ri；
步骤6中，“特征值差异量”指的是选择的测井曲线在某层段的特征值与该层段上下两个相邻层段的曲线特征值之差的绝对值中较小的一个。假设各层段的某曲线特征值分别为Ri，Ri-1和Ri+1为i层段的上下相邻层段的测井响应特征值，则第i个层段的特征值差异量mi的计算公式是：
mi＝min(|Ri-Ri-1|，|Ri-Ri+1|)
“特征值差异度”指的是该层段的特征值差异量与该曲线的显示范围宽度的比值，这个比值反映了与相邻层段相比，该层段的测井响应是否突出——数值越小说明该层与相邻层的响应差异越小。假设在指定研究区域的测井绘图图版中，某测井曲线适用的显示刻度范围为[M1，M2],则第i个层段的差异度计算公式是：
步骤7：利用各层段的平均厚度hi、厚度标准差占比pi、井孔揭露因子和均值差异度ri参数，分别计算各个层段的标准层评价得分；
所述步骤7中，在针对某层段进行分析评价、计算得分时，首先依据平均厚度hi确定该层段的基准分，其次根据层段的厚度标准差占比来确定其厚度变化造成的分数损失，再次根据揭露该层段的井孔数量与研究区井孔总数的比值来确定层段缺失造成的分数损失，然后根据曲线的层段特征值差异度来确定测井响应引起的分数损失。
步骤8：选择最高得分的层段作为标准层，即从基准分中减去这三部分损失后得到的分值就是该该层段的评价分。
上述涉及的各参数具体计算过程为：
(1)根据层段的厚度均值确定某层段基准分b：
定义两个厚度阈值分别H1,H2(0<H1<H2)，前者表示标准层的最小容许厚度，小于此厚度的层段一般不考虑作为标准层；后者表示标准层的最大有利厚度，即使大于该厚度也按照该厚度定义基准分。具体地，
如果hi≤H1，则：
如果H1<hi<H2，则
如果hi≥H2，则
b＝100；
如图2所示，为本发明实施例中层段厚度与层段基准分的关系。
(2)根据厚度标准差占比计算分值损失I'：
针对层段的厚度标准差与厚度均值的比值pi，定义两个百分数阈值P1、P2(0<P1<P2<1)，小于前者意味着该层段的此部分的分值损失为0；在两个阈值之间，损失的分值从0到10线性变化；大于后者意味着同样单位的厚度标准差占比将带来更大的分值损失。具体地：
如果pi≤P1，则该层段的分值损失为0，即
I′＝0；
如果P1<pi<P2，则根据下式计算，即
如果pi≥P2，则该层段的计算公式为：
如图3所示，为本发明实施例中层段厚度标准差与分值损失的关系。
(3)根据井孔揭露因子计算层段缺失带来的分值损失I”：
针对研究区内井孔揭露因子wi，定义两个百分数阈值W1、W2(0<W1<W2<1)，则分值I”的计算规则是：
如果wi≥W2，表示研究区内发现该层段的井孔数量多、占比较大，分值损失为0，即：
I″＝0
如果W1<wi<W2，则根据下式计算，即
如果wi≤W1，则
图4为本发明实施例中，层段缺失与分值损失的关系。
(4)根据测井曲线的层段特征值差异度ri计算测井响应带来的分值损失I″′：
针对某层段的测井曲线特征值差异度r，定义两个百分数阈值R1、R2(0<R1<R2<1)，分别对应着损失分数10和0。小于前者意味着单个百分点的特征值差异度将造成较大的分值损失；在两个阈值之间，分值损失在10到0之间线性变化；大于后者表示分值损失为0。具体地：
如果ri≥R2，则该层段的分值损失为0，即
I″′＝0；
如果R1<ri<R2，则根据下式计算，即
如果ri≤R1，则该层段的计算公式为：
图5为本发明实施例中层段的特征值突出度与分值损失的关系。
(5)计算层段的评价得分S：
S＝b-I′-I″-I″′
本发明提出的定量评价指标体系中，各个定量参数都能够在测井资料中获取，计算过程可以方便地在石油测井软件中给以实现，并且用户可以对H1、R1等阈值参数进行调整，从而将标准层筛选过程定量化、显式化，快速地辅助用户确定标准层段。
此外，本发明还公开了一种石油测井标准层确定装置，如图6所示，包括：
获取模块601，用于获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据；
岩性层段序列确定模块602，用于根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
岩性层数据确定模块603，用于根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据；
评分模块604，用于根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
确定模块605，根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
1、采集研究区域内各井孔的测井数据：
以BH盆地某指定研究区域为例，首先开展资料搜集，获取各个井孔的测井资料、地质录井、钻井取芯资料及预探井全部资料，搜集到的测井资料属于如下井孔：liu45-13，liu45-14，liu45-15，liu45-16，liu46-12，liu46-13，liu46-14，liu46-15，liu47-9，liu47-10，liu47-11，liu47-12。
2、综合研究区的取芯、录井等资料，确定该区域内的目标岩性层段序列
综合该地区的地质录井、钻井取芯及预探井资料，确定多个岩性层段及叠覆关系，按照从上到下的顺序，这里仅列举其中的四个砂岩层段：长4+521、长4+522、长611、长612；
3、对各个井孔进行岩性分层，形成各个井孔的岩性层段表格，一个井孔有一个表格，表格内记录着该井孔揭露的各个层段的顶深和底深。
4、汇总测井地质分层数据，整理形成井孔岩性层段深度区间表，如表1所示；
表1
5、针对各个层段在各个井孔的厚度，计算各个层段的平均厚度、厚度标准差和厚度标准差占比，如表2所示。
表2
6、针对步骤5的三个参数以及揭露层段的井孔数量，利用“定量指标评价体系”计算各个层段的标准层评价得分。
定义厚度H1＝6米，H2＝10米,P1＝10％，P2＝20％，W1＝80％,W2＝90％，R1＝10％,R2＝20％；
这里以第一个层段“长4+521”为例说明计算过程：
(1)计算基准分b：
其平均厚度为27.84米，大于H2(10米)，因此其基准满分为100分；
(2)计算分值损失I'：
由于其厚度标准差占比为21.14％，大于P2(20％)，因此采用如下公式计算厚度变化带来的损失：
所以，I'＝10+(21.14-20)/(20-10)*10*1.5＝11.71。
(3)计算分值损失I”：
该层段在所有井孔都有出现，因此I″＝0；
(4)计算分值损失I″′：
该层段的测井曲线差异度为18.12％，存在R1<ri<R2，则应采用的公式为：
所以，I″′＝1.88；
(5)计算最终得分：
综上，第一个层段的最终得分为：
S＝b-I′-I″-I″′＝100-11.71-0-1.88＝86.41；
重复以上步骤，可得到各层段的评价得分，如下表3所示：
表3
| 层段名称 | 评价得分 |
| 长4+521 | 86.41 |
| 长4+522 | 84.88 |
| 长611 | 63.78 |
| 长612 | 66.51 |
7、选择最高得分的层段“长4+521”作为标准层。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种石油测井标准层确定方法，其特征在于，所述的方法包括：
获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据，所述的测井数据包括：用于测井解释分层的测井曲线；
根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据，所述的岩性层段数据包括：各层段揭露的井孔数、各井孔中各层段的顶深及底深；
根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层；
其中，所述的根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分包括：
根据所述各层段的井孔揭露次数与研究工区内井孔总数的比值分别确定各层段的井孔揭露因子的取值；
根据所述各井孔中各层段的顶深及底深分别确定各层段的平均厚度、厚度标准差；
根据所述测井曲线确定各层段测井响应特征值，并根据所述各层段测井响应特征值确定各层段的测井响应特征值差异度；
根据所述各层段的井孔揭露因子的取值、各层段的平均厚度、厚度标准差、各层段的测井响应特征值差异度及预设的层段标准层评分算法确定各井孔中各层段的标准层评分，包括：
根据所述各层段的井孔揭露因子的取值、各层段的平均厚度、厚度标准差、各层段的测井响应特征值差异度及式(1)确定各井孔中各层段的标准层评分；其中，
S＝b-I′-I″-I″′ (1)
式(1)中，
其中，
<mrow>
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其中，
其中，S为各井孔中各层段的标准层评分，hi为i层段的平均厚度，H1和H2为预设的厚度阈值，σi为i层段的厚度标准差，wi为i层段的井孔揭露因子，W1和W2为预设的井孔揭露因子阈值，Ri为各井孔内i层段的测井响应特征值，Ri-1和Ri+1为i层段的相邻层段的某测井曲线的测井响应特征值，M1，M2为测井曲线的显示刻度范围，R1，R2为预设的百分数阈值，P1、P2为定义的百分数阈值。
2.如权利要求1所述的石油测井标准层确定方法，其特征在于，所述的根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层包括：选择井孔中标准层评分值最高的层段作为标准层。
3.一种石油测井标准层确定装置，其特征在于，所述的装置包括：
获取模块，用于获取研究工区内各井孔的测井数据、取芯数据及录井数据，所述的测井数据包括：用于测井解释分层的测井曲线；
岩性层段序列确定模块，用于根据所述各井孔的取芯数据和录井数据确定研究工区的岩性层段序列；
岩性层数据确定模块，用于根据所述测井数据和岩性层段序列确定各井孔中的岩性层段数据，所述的岩性层段数据包括：各层段揭露的井孔数、各井孔中各层段的顶深及底深；
评分模块，用于根据预设的层段标准层评分算法及所确定的岩性层段数据确定各井孔中各层段的标准层评分；
确定模块，根据确定的各井孔中各层段的标准层评分确定研究工区的标准层；
其中，所述的评分模块包括：
井孔揭露因子计算单元，根据所述各层段的井孔揭露次数与研究工区内井孔总数的比值分别确定各层段的井孔揭露因子的取值；
厚度参数计算单元，根据所述各井孔中各层段的顶深及底深分别确定各层段的平均厚度、厚度标准差；
差异度计算单元，根据所述测井曲线确定各层段测井响应特征值，并根据所述各层段测井响应特征值确定各层段的测井响应特征值差异度；
标准层评分单元，根据所述各层段的井孔揭露因子、各层段的平均厚度、厚度标准差、各层段的测井响应特征值差异度及预设的层段标准层评分算法确定各井孔中各层段的标准层评分，所述的标准层评分单元根据所述各层段的井孔揭露因子的取值、各层段的平均厚度、厚度标准差、各层段的测井响应特征值差异度及式(1)确定各井孔中各层段的标准层评分；其中
S＝b-I′-I″-I″′ (1)
式(1)中，
其中，
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其中，
其中，S为各井孔中各层段的标准层评分，hi为i层段的平均厚度，H1和H2为预设的厚度阈值，σi为i层段的厚度标准差，wi为i层段的井孔揭露因子，W1和W2为预设的井孔揭露因子阈值，Ri为各井孔内i层段的测井响应特征值，Ri-1和Ri+1为i层段的相邻层段的某测井曲线的测井响应特征值，M1，M2为测井曲线的显示刻度范围，R1，R2为预设的百分数阈值，P1、P2为定义的百分数阈值。
4.如权利要求3所述的石油测井标准层确定装置，其特征在于，所述的标准层确定单元选择井孔中标准层评分值最高的层段作为标准层。
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