CN104977616A - 针对风化粘土层的定量识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对风化粘土层的定量识别方法，该针对风化粘土层的定量识别方法包括：步骤1，对测井曲线进行优选，选取在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线；步骤2，对选取的测井曲线进行处理，包括标准差归一化法处理、计算协方差矩阵、求取特征向量；步骤3，进行主成分曲线构建；步骤4，进行主成分曲线交会，得到岩性交会图；以及步骤5，进行风化粘土层识别。该针对风化粘土层的定量识别方法可以定量对风化粘土层进行识别提高了识别精度，对油田生产部署工作提供有利的指导。

Description

针对风化粘土层的定量识别方法

技术领域

本发明涉及中生界、古生界不整合风化粘土层识别相关理论研究、技术应用及油气田地质勘探领域，特别是涉及到一种针对风化粘土层的定量识别方法。

背景技术

中生界、古生界不整合风化粘土层识别是油气地质勘探中一项重要的研究工作，风化粘土层的识别对中生界、古生界地层油藏的分布规律、成藏主控因素的认识、勘探部署思路的确定具有重要的指导意义。关于风化粘土层的识别主要经历了两个发展阶段。

早期对风化粘土层的认识比较少，主要是基于录井的岩性特征，主要是录井及取心分析的岩性，对风化粘土层进行识别。岩石在处于地壳表层时，在各种风化营力的作用之下，这些风化营力包括日光、空气、地表水和地下水、生物及各种有机质、各种酸类等等，形成风化粘土层，风化粘土层岩性表现为杂色泥岩、红黄色泥岩、铝土质泥岩等，易于识别。由于风化粘土层厚度比较薄，在录井及取心过程中极易漏掉，因此利用岩性进行风化粘土层识别，识别难度大、识别精度低。

目前常用的风化粘土层识别的方法主要是利用岩石学特征进行定性识别，常用的方法有岩石类型法、矿物成分法、元素含量法、化学风化指标法等。从矿物成分上来看，在风化过程中，长石类和含铁镁质矿物首先遭到破坏，新的次生矿物中伊利石与蒙脱石是最先形成的，接下来是埃洛石和高岭石；蒙脱石作为中间产物在湿润的环境中较少保存，而在干旱的环境中大量存在；在风化的最后阶段，伴随着淋滤作用的增强，局部开始发生去硅作用，高岭石向三水铝石转化。从元素含量上来看，风化过程中富含Si、Al、Na、Ca、Sr等离子首先被释放出来，Na、Ca、Sr等离子从地层中淋滤掉，而Si、Al离子在高岭石和多水高岭石中被保存下来，，风化粘土层的矿物成分和元素含量会发生变化，因此可以以此来进行风化粘土层的识别，通过这个方法，可以定性的对风化粘土层进行识别，但只能对有取心资料、有分析化验数据的地区进行分析，无法对对每口井进行分析、无法定量的分析风化粘土层的发育特征。为此我们发明了一种新的针对风化粘土层的定量识别方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对中生界、古生界不整合风化粘土层的定量识别方法，应用于油田实际勘探过程中对不整合面下的风化粘土层进行识别，指导地层油藏的勘探部署。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：针对风化粘土层的定量识别方法，该针对风化粘土层的定量识别方法包括：步骤1，对测井曲线进行优选，选取在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线；步骤2，对选取的测井曲线进行处理，包括标准差归一化法处理、计算协方差矩阵、求取特征向量；步骤3，进行主成分曲线构建；步骤4，进行主成分曲线交会，得到岩性交会图；以及步骤5，进行风化粘土层识别。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，结合研究区实际地质特征对常规测井曲线进行分析，风化粘土层由于在矿物成分、元素含量上存在较大变化，在不同的测井曲线上会有相应的响应，在不同地区由于沉积环境、风化条件的差异，风化粘土层识别的测井曲线不同，对测井曲线进行分析，选取在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线。

在步骤2中，在进行曲线归一化处理时，采用标准差归一化法处理样本层的测井数据，归一化处理后，各采样点的测井数据的均值为0，标准差为1，与量纲无关。

在步骤2中，在计算协方差矩阵时，根据选取的测井曲线构建协方差矩阵，设具有m个测井参数的各采样点，均可表示为m维随机向量其协方差矩阵为Σ，对协方差矩阵进行计算。

在步骤2中，在求取特征向量，对每个特征向量贡献率进行计算，第i个主成分PC_i的贡献率为进而明确特征向量的累积贡献率，前p个主成分PC₁,PC₂,…,PC_p的累积贡献率为：如果从原m个测井参数中提取前p(p<m)个主成分，其累积贡献率达原信息量的90%以上，这前p个主成分，既有效的综合了原m个测井参数反映的地层特性信息。

在步骤3中，根据求取的特征向量构建主成分曲线，第i个主成分的主成分数值为：构建前p个主成分曲线，这些主成分综合了原来测井值中能够反应风化粘土层特性的信息。

在步骤4中，根据得到的主成分曲线，按照岩性的深度段投影到交会图上，得到岩性交会图。

在步骤5中，根据岩性交会图对风化粘土层进行识别，结合录井、测井信息明确风化粘土层发育程度、风化粘土层厚度信息。

本发明中的针对风化粘土层的定量识别方法，通过对钻遇风化粘土层的钻井分析发现，风化粘土层在测井曲线上具有一定的反应特征，不同地区、不同层位测井相应不一致，单条曲线特征不明显，因此可以综合多条曲线，提取其中反应风化粘土层信息的数据形成综合曲线，进而对风化粘土层进行定量的识别。从常规测井曲线出发，形成了一种操作简便、适于生产部署的风化粘土层识别方法。该方法主要适用于中生界、古生界不整合的风化粘土层识别，对其他不整合中风化粘土层识别具有一定的借鉴意义。应用该方法预测完成的风化粘土层定量识别结果，准确性较高，可为地层油藏勘探及井位部署提供有力的指导作用。

附图说明

图1为本发明的针对风化粘土层的定量识别方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中A凹陷风化粘土层识别交会图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

风化粘土层由于遭受后期的风化淋滤，在矿物成分、元素含量、物性特征上存在变化，因此在常规测井资料上也会存在相应的响应特征，正是基于这种特征，通过主成分分析方法提取识别评价不整合结构的综合评价参数，也就是对测井资料进行主成分分析，将多条曲线所反映的信息综合到几条主成分曲线中，通过获得的主成分曲线进行风化粘土层的识别。

对常规测井曲线进行分析，明确在研究区风化粘土层测井响应比较明显的测井曲线，对测井曲线进行处理，由于各测井参数的量纲不同，数值相差很大，不能直接进行计算，首先采用标准差归一化法处理样本层的测井数据。利用处理后测井曲线数据计算主成分曲线，主成分分析的方法和目的是利用坐标变换或降维处理，消除或减少无用分量，将多种测井响应复合成少数几个综合变量。也就是说，通过主成分分析，从具有复杂相关关系的多种测井值中，提取能控制所有测井变量的、最能反映地层特性的少数几个主成分。这些主成分综合了原来测井值中能够发育风化粘土层特性的信息，提高识别精度，得到主成分曲线，按照岩性的深度段投影到交会图上，即得到岩性交会图，更加直观、快速的对风化粘土层进行识别，最终通过分析明确风化粘土层厚度及分布。

如图1所示，图1为本发明的针对风化粘土层的定量识别方法的流程图。

在步骤101，测井曲线优选。结合研究区实际地质特征对常规测井曲线进行分析，风化粘土层由于在矿物成分、元素含量上存在较大变化，在不同的测井曲线上会有相应的响应，在不同地区由于沉积环境、风化条件的差异，风化粘土层识别的测井曲线不同，对测井曲线进行分析，明确在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线。流程进入到步骤102。

在步骤102，测井曲线处理：对选取的测井曲线进行处理，包括标准差归一化法处理、协方差矩阵计算、特征向量求取等。

曲线归一化处理：各测井参数的量纲不同，数值相差很大，不能直接将它们放在一起计算。为此，采用标准差归一化法处理样本层的测井数据，归一化处理后，各采样点的测井数据的均值为0，标准差为1，与量纲无关。

计算协方差矩阵：根据选取的测井曲线构建协方差矩阵，设具有m个测井参数的各采样点，均可表示为m维随机向量其协方差矩阵为Σ，对协方差矩阵进行计算。

求取特征向量：在协方差矩阵构建计算的基础上，求取特征向量，对每个特征向量贡献率进行计算，第i个主成分PC_i的贡献率为进而明确特征向量的累积贡献率，前p个主成分PC₁,PC₂,…,PC_p的累积贡献率为：如果从原m个测井参数中提取前p(p<m)个主成分，其累积贡献率达原信息量的90%以上，这前p个主成分，既有效的综合了原m个测井参数反映的地层特性信息。流程进入到步骤103。

在步骤103，主成分曲线构建：根据求取的特征向量构建主成分曲线，第i个主成分的主成分数值为：构建前p个主成分曲线，这些主成分综合了原来测井值中能够反应风化粘土层特性的信息。流程进入到步骤104。

在步骤104，主成分曲线交会：得到的主成分曲线，按照岩性的深度段投影到交会图上，得到岩性交会图，可以直观、快速的对风化粘土层进行识别。流程进入到步骤105。

在步骤105，风化粘土层识别：根据岩性交会图对风化粘土层进行识别，结合录井、测井信息明确风化粘土层发育程度、风化粘土层厚度等信息。流程结束。

在应用本发明的一具体实施例中，研究对象为A凹陷的中生界X组段地层油藏，通过地质资料的综合分析认为该地层中生界不整合发育风化粘土层，这套风化粘土层为研究区地层油藏的主要盖层，在油气成藏过程中起到重要作用。研究区已钻井测井资料比较齐全，可以利用其进行风化粘土层的定量识别。通过对研究区已钻井进行风化粘土层识别，明确了完钻井风化粘土层的厚度及发育特征，建立了风化粘土层的识别交会图（图2），完成了风化粘土层的平面分布规律。

本发明利用常规测井曲线进行风化粘土层的识别，提出了一种操作简便、可在油田勘探部署中广泛应用的风化粘土层识别方法，消除了原来风化粘土层识别对取心资料及分析测试资料的局限。可以定量对风化粘土层进行识别提高了识别精度，对油田生产部署工作提供有利的指导。

Claims (8)

1.针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，该针对风化粘土层的定量识别方法包括：

步骤1，对测井曲线进行优选，选取在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线；

步骤2，对选取的测井曲线进行处理，包括曲线归一化法处理、计算协方差矩阵、求取特征向量；

步骤3，进行主成分曲线构建；

步骤4，进行主成分曲线交会，得到岩性交会图；以及

步骤5，进行风化粘土层识别。

2.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤1中，结合研究区实际地质特征对常规测井曲线进行分析，风化粘土层由于在矿物成分、元素含量上存在较大变化，在不同的测井曲线上会有相应的响应，在不同地区由于沉积环境、风化条件的差异，风化粘土层识别的测井曲线不同，对测井曲线进行分析，选取在风化粘土层测井响应上明显的测井曲线。

3.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤2中，在进行曲线归一化处理时，采用标准差归一化法处理样本层的测井数据，归一化处理后，各采样点的测井数据的均值为0，标准差为1，与量纲无关。

4.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤2中，在计算协方差矩阵时，根据选取的测井曲线构建协方差矩阵，设具有m个测井参数的各采样点，均可表示为m维随机向量其协方差矩阵为Σ，对协方差矩阵进行计算。

5.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤2中，在求取特征向量，对每个特征向量贡献率进行计算，第i个主成分PC_i的贡献率为进而明确特征向量的累积贡献率，前p个主成分PC₁,PC₂,…,PC_p的累积贡献率为：如果从原m个测井参数中提取前p(p<m)个主成分，其累积贡献率达原信息量的90%以上，这前p个主成分，既有效的综合了原m个测井参数反映的地层特性信息。

6.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤3中，根据求取的特征向量构建主成分曲线，第i个主成分的主成分数值为：构建前p个主成分曲线，这些主成分综合了原来测井值中能够反应风化粘土层特性的信息。

7.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤4中，根据得到的主成分曲线，按照岩性的深度段投影到交会图上，得到岩性交会图。

8.根据权利要求1所述的针对风化粘土层的定量识别方法，其特征在于，在步骤5中，根据岩性交会图对风化粘土层进行识别，结合录井、测井信息明确风化粘土层发育程度、风化粘土层厚度信息。