CN105064987A - 利用随钻录井q参数进行水层识别的解释评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用随钻录井<i>Q</i>参数进行水层识别的解释评价方法，包括如下步骤：a、收集整理目的层录井工程参数和地质参数；b、利用录井工程参数和地质参数计算录井<i>Q</i>参数响应值；c、根据录井<i>Q</i>参数响应值作图；d、利用判别图版随钻识别水层发育情况。本发明发挥录井烃值参数随钻解释及时、高效、真实、快速的优势，综合运用录井工程及地质参数，随钻识别水层发育情况。

Description

利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法

技术领域

本发明涉及一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，属于机电领域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。

背景技术

录井，通过在钻井作业过程中系统、持续地对地质、工程现象的观察、描述，同时通过安装的探测器对相关参数进行记录、分析、评价，第一时间全面了解井下地质情况，为工程措施和地质方案提供决策依据，是重要的油气藏发现手段。

2013年川渝地区发现了国内最大的单体碳酸盐气藏，伴随着勘探开发进程不断深入，录井解释技术从研发、成长、成熟经历了一系列技术改进。例如，2008年03期的录井工程公开的应用录井资料综合判别油、气、水层方法。

碳酸盐岩储层由于埋藏深、非均质性强、导致气水关系复杂，主要存在以下问题：

1、储层及流体性质识别是测录井行业的重点、难点，目前，录井行业推出了一些录井解释技术，从不同角度对录井资料进行了解释处理，一定程度上解决了部分区块录井储层解释的问题，但在录井随钻流体解释技术方面，进展缓慢，去年，川庆公司研发了利用随钻录井资料进行储层及流体性质识别的录井解释技术，虽然实现了相对快速高效的解释，但受钻井液处理及起下钻等干扰因素影响较大，易于受干扰因素影响造成误判，急需原始资料较为稳定且判别方式简单的新技术。

2、录井储层及流体性质识别技术的关键在于判别模式，以往方法的判别模式存在以下问题：一、识别冗繁、难以掌握和推广，如法国地质服务公司(GEOSERVICE)使用的气测三角图版，判断项目繁多，且该技术识别流体性质的关键在于必须在三角图版中根据现有试油试气成果建立的散点图绘制产水区，这类涉及到统计分析的问题在区域资料匮乏的探边井是很困难的。

3、原始数据不够可靠，深度处理难度大：在实践过程中暴露出原始资料可信度低，客观主观干扰因素突出的问题。

4、水层识别是录井解释流体识别的难点：目前录井随钻跟踪解释评价发展迅速，发展出一系列解释方法，如烃比值曲线和流体判别图版法都从一定程度上解决了砂泥岩地层的流体判别问题，但干层和水层的识别仍然存在一定困难。

5、新技术水层识别面临诸多因素干扰：2013年根据震旦系勘探开发录井解释需要研发的S‐T技术虽然可以显著区分气层和非含气储层，但干扰因素较多且难以识别，且水层和干层识别方面存在较大问题，流体性质识别面临诸多困难，亟需一种新技术从崭新的角度在水层识别方面获得较为满意的结果。。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法。本发明发挥录井烃值参数随钻解释及时、高效、真实、快速的优势，综合运用录井工程及地质参数，随钻识别水层发育情况。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、收集整理目的层录井工程参数和地质参数；

b、利用录井工程参数和地质参数计算录井Q参数响应值；

c、根据录井Q参数响应值作图；

d、利用图版随钻判别水层发育情况。

所述步骤a中，录井工程参数和地质参数包括综合录井仪记录的目的层随钻钻井液性能参数、实时录井数据、迟到录井数据。

所述工程参数包括：钻时(ROP)、钻压(WOB)；录井工程录取的地质参数为：甲烷组分相对含量(C₁)。

所述步骤b中，利用录井工程参数和地质参数计算Q参数，Q参数计算方法如下：

$Qi=\frac{e^{\left(\frac{Mi-Ri}{\mathrm{\&sigma;}(M1,...,Mi)}\right)}}{\mathrm{ROP}*\mathrm{WOB}}$

其中,

Mi——对应井段钻井液录井通过色谱仪测量甲烷值，i＝1、2、3.....n，n∈N，

Ri——对应井段甲烷组分相对含量(C₁)，Ri＝max(M₁,M₂,M₃,.....Mi)-min(M₁,M₂,M₃,....M_i)，

σ((M₁,…,M_i)——计算区间深度点次序为第1、2、3、.....n位的标准差，n∈N，

WOB——钻压，kN/m，

ROP——机械钻速，h/m。

所述步骤c中，制作Q参数图，其数据道量程设定方法为：设定Qi道，对应井段数据值域为(m，n),则图道量程设置规则可表述为(0，n)。

所述步骤d中，判别方式包括：对绘制的Q参数图进行分析，其一、含气储层Q参数图没有显著响应，其二、若为干层，则Q参数变化幅度较平缓，水层Q参数变化幅度尖锐。

所述步骤d中，判别方式还包括：对于Q参数响应特征较为显著的井段计算其幅窗比，

$W=\frac{A-A^{\&prime;}}{d}$

其中，

A——对应井段Q参数最大值，无量纲，

A’——对应井段Q参数最小值，无量纲，

d——窗长度，对应井段长度，m，

W——幅窗比，无量纲；

即Q参数异常响应井段对应Q参数的最大值-最小值/响应窗，W值>0.4则为水层，否则为干层特征。

采用本发明的优点在于：

一、本发明能够发挥录井随钻解释及时、高效、真实、快速的优势，从录井参数的相对扰动入手，以特殊工况、复杂工况及解释疑难井段为目标，减少人为因素影响，解释较为客观、准确，并通过数学方法处理随钻录井数据对储层及含流体性质进行识别，以期达到服务现场施工，着眼快速解释的目标。

二、本发明综合运用录井工程及地质参数，建立单井烃值变动分析图，由烃值参数及工程参数判断水层特征，判断准确率较高，具有较高的实用价值。

三、本发明具有快速可靠的优点，能较可靠的实现利用录井参数识别含水储层。

四、本发明具有简便高效的优点，概括和提炼录井过程中获取资料的有效信息，处理速度快、过程可控、便于实施。

五、本发明可广泛适应于随钻水层识别，目前在川渝地区碳酸盐岩储层、长庆油田砂泥岩气藏均取得了较好应用效果。

六、本发明时效性强，充分发挥录井参数及时高效的特点能够进行随钻识别；具有半定性特征，限制了图版量程设置，在一定程度上控制了人为因素，解释结果较客观；数据处理效率高，便于应用和推广；针对水层识别专门优化，识别模式简洁，针对性强。

七、本发明通过数十口井试验效果较好，与现有录井解释技术在保持较好一致性的同时，从不同的角度提出了水层识别的专门解决方案，在部分传统方法难以识别的疑难井段效果较好，有效地提升了解释符合率，能够满足探井录井解释生产需要，因而本发明与测井曲线、电测解释结论及试油结论符合率较高，能够满足生产和科研需要。

附图说明

图1为本发明单井图版示意图

图2为本发明Q参数识别模式图

具体实施方式

实施例1

一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、收集整理目的层录井工程参数和地质参数；

b、利用录井工程参数和地质参数计算录井Q参数响应值；

c、根据录井Q参数响应值作图；

d、利用图版随钻判别水层发育情况。

所述步骤a中，录井工程参数和地质参数包括综合录井仪记录的目的层随钻钻井液性能参数、实时录井数据、迟到录井数据。

所述工程参数包括：钻时(ROP)、钻压(WOB)；录井工程录取的地质参数为：甲烷组分相对含量(C₁)。

所述步骤b中，利用录井工程参数和地质参数计算Q参数，其计算方法如下：

$Qi=\frac{e^{\left(\frac{Mi-Ri}{\mathrm{\&sigma;}(M1,...,Mi)}\right)}}{ROP*WOB}$

其中,

Mi——对应井段钻井液录井通过色谱仪测量的甲烷值，i＝1、2、3.....n，n∈N，

Ri——对应井段甲烷组分相对含量(C₁)，Ri＝max(M₁,M₂,M₃,.....Mi)-min(M₁,M₂,M₃,....M_i)，

σ((M₁,…,M_i)——计算区间深度点次序为第1、2、3、.....n位的标准差，n∈N，

WOB——钻压，kN/m，

ROP——机械钻速，h/m。

所述步骤c中，制作Q参数图，其数据道量程设定方法为：设定Qi道，对应井段数据值域为(m，n),则图道量程设置规则可表述为(0，n)。

本发明系利用甲烷组分相对含量(C₁)变化特征Q参数对钻井过程中钻遇水层、干层可能性进行判断。

所述步骤d中，判别方式包括：对绘制的Q参数图进行分析，其一、含气储层Q参数图没有显著响应，其二、若为干层，则Q参数变化幅度较平缓，水层Q参数变化幅度尖锐。

所述步骤d中，判别方式还包括：对于Q参数响应特征较为显著的井段计算其幅窗比，

$W=\frac{A-A^{\&prime;}}{d}$

其中，

A——对应井段Q参数最大值，无量纲，

A’——对应井段Q参数最小值，无量纲，

d——窗长度，对应井段长度，m，

W——幅窗比，无量纲；

即Q参数异常响应井段对应Q参数的最大值-最小值/响应窗，W值>0.4则为水层，否则为干层特征。

其中，这里所指水层系地层储集空间中可动水及可转化为可动水的部分束缚水经试油(气)作业侵入环空返出地面并达能够被仪器探测、试验检验到的情形；干层，即为当前经济技术条件下，不具备任何工业价值的储层。相关规范性描述，亦可参见《中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6020—94》。

实施例2

本发明包括如下步骤：

a、收集整理待处理井段目的层录井工程参数和地质参数，包括：钻井液录井仪器获取的甲烷组分相对含量(C₁)、钻时(ROP)、钻压(WOB)参数；

b、利用甲烷组分相对含量(C₁)、钻时(ROP)、钻压(WOB)参数计算钻井液甲烷变动指数Q参数；

c、利用钻井液甲烷组分相对含量(C₁)、钻井液甲烷变动指数Q参数制作单井Q参数图；

d、参考模式图及数值判别对钻遇地层水层发育情况进行快速识别。

所述步骤a中，录井工程参数和地质参数包括综合录井仪记录的目的层随钻钻井液性能参数、实时录井数据、迟到录井数据。其中，工程参数包括：钻时(ROP)、钻压(WOB)；录井工程录取的地质参数为：甲烷组分相对含量(C₁)。

所述步骤b中，Q参数计算方法如下：

$Qi=\frac{e^{\left(\frac{Mi-Ri}{\mathrm{\&sigma;}(M1,...,Mi)}\right)}}{ROP*WOB}$

其中,

Mi——对应井段钻井液录井通过色谱仪测量甲烷值，i＝1、2、3.....n，n∈N，

Ri——对应井段甲烷组分相对含量(C₁)，Ri＝max(M₁,M₂,M₃,.....Mi)-min(M₁,M₂,M₃,....M_i)，

σ((M₁,…,M_i)——计算区间深度点次序为第1、2、3、.....n位的标准差，n∈N，

WOB——钻压，kN/m，

ROP——机械钻速，h/m。

所述步骤c中，制作Q参数图，其数据道量程设定方法为：设定Qi道，对应井段数据值域为(m，n),则图道量程设置规则可表述为(0，n)。

所述步骤d中，判别方式：首先对绘制的Q参数图进行分析，其一、含气储层Q参数图没有显著响应，其二、若为干层，则Q参数变化幅度较平缓，水层Q参数变化幅度尖锐。其次，对于Q参数响应特征较为显著的井段计算其幅窗比，

$W=\frac{A-A^{\&prime;}}{d}$

其中，

A——对应井段Q参数最大值，无量纲；

A’——对应井段Q参数最小值，无量纲；

d——对应井段长度，m；

W——幅窗比，无量纲；

即异常响应井段对应Q参数最大值-最小值/响应窗，W值>0.4则为水层，否则为干层特征。

如图1所示，在指示甲烷组分异常变化特别是突降的Q参数存在显著响应的层段，对应井段甲烷组分相对含量(C₁)明显下降或有下降趋势，表明两者具有一定关联，在刻画甲烷组分相对含量(C₁)变化特征的同时能够表征研究井段上的变化趋势。

实施例3

一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，包括如下步骤：

1、数据来源：收集整理研究井段录井随钻采集的工程、地质参数(实时录井数据、迟到录井数据)，包括甲烷组分相对含量(C₁)、钻时(ROP)、钻压(WOB)；

2、利用甲烷组分相对含量(C₁)、钻时(ROP)、钻压(WOB)参数计算钻井液甲烷变动指数Q参数；

3、利用钻井液甲烷组分相对含量(C₁)变化特征Q参数制作单井Q参数图；

4、参考Q参数图及数值判别对钻遇地层水层发育情况进行快速识别。

实施例4

本发明系石油录井行业新应用方法，运用较少原始参数对钻井过程中钻遇水层情况进行识别，具体包括如下流程：

1、利用甲烷组分相对含量(C₁)、钻时(ROP)、钻压(WOB)参数计算钻井液甲烷组分相对含量(C₁)变化特征指数Q；

2、利用甲烷组分相对含量(C₁)变化特征Q参数制作单井Q参数图；

3、根据判别模式随钻快速识别水层。

Claims (7)

1.一种利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、收集整理目的层录井工程参数和地质参数；

b、利用录井工程参数和地质参数计算录井Q参数响应值；

c、根据录井Q参数响应值作图；

d、利用图版随钻判别水层发育情况。

2.根据权利要求1所述的利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述步骤a中，录井工程参数和地质参数包括综合录井仪记录的目的层随钻钻井液性能参数、实时录井数据、迟到录井数据。

3.根据权利要求2所述的利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述工程参数包括：钻时(ROP)、钻压(WOB)；录井工程录取的地质参数为：甲烷组分相对含量(C₁)。

4.根据权利要求1、2或3所述的利用利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述步骤b中，利用录井工程参数和地质参数计算Q参数，Q参数计算方法如下：

其中,

Mi——对应井段钻井液录井通过色谱仪测量甲烷值，i＝1、2、3…..n，n∈N；

Ri——对应井段甲烷组分相对含量(C₁)，Ri＝max(M₁,M₂,M₃,…..Mi)-min(M₁,M₂,M₃,….M_i)；

σ((M₁,…,M_i)——计算区间深度点次序为第1、2、3、…..n位的标准差，n∈N；

WOB——钻压，kN/m；

ROP——机械钻速，h/m。

5.根据权利要求4所述的利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述步骤c中，制作Q参数图，其数据道量程设定方法为：设定Qi道，对应井段数据值域为(m，n),则图道量程设置规则可表述为(0，n)。

6.根据权利要求5所述的利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述步骤d中，判别方式包括：对绘制的Q参数图进行分析，其一、含气储层Q参数图没有显著响应，其二、若为干层，则Q参数变化幅度较平缓，水层Q参数变化幅度尖锐。

7.根据权利要求6所述的利用随钻录井Q参数进行水层识别的解释评价方法，其特征在于：所述步骤d中，判别方式还包括：对于Q参数响应特征较为显著的井段计算其幅窗比W，

其中，

A——对应井段Q参数最大值，无量纲，

A’——对应井段Q参数最小值，无量纲，

d——窗长度，即对应井段长度，m，

W——幅窗比，无量纲；

即Q参数异常响应井段对应Q参数最大值-最小值/响应窗，W值>0.4则为水层，否则为干层特征。