CN105301657A - 一种基于岩石物理意义的曲线校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于岩石物理意义的曲线校正方法，包括：根据实际测试资料，建立岩石物理模型；正演获得初始纵波速度与密度曲线交汇模板，配合井径曲线判断获得需要校正的纵波速度与密度曲线；将需要校正的曲线分为多个时窗段；设定一校正系数，利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法，分别对多个时窗段内的曲线进行校正，获得变系数加权校正结果；针对变系数加权校正结果，采用井震相关系数为依据，并参考异常点的收敛情况，来判断校正结果是否合理；当井震相关系数低于设定的阈值，或异常点未收敛，修正校正系数重新进行变系数加权校正结果的计算；当井震相关系数等于或高于设定的阈值且异常点收敛，校正结果合理，输出校正后的曲线。

Description

一种基于岩石物理意义的曲线校正方法

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探领域，尤指一种基于岩石物理意义的曲线校正方法。

背景技术

在石油勘探的地震解释和储层预测过程中，需要高质量的声波时差、密度测井曲线，用来制作高精度的合成地震记录或者建立较为准确的低频模型。但很多情况下是实际的声波时差和密度测井曲线均存在严重失真，影响了井震标定和反演的准确性。尤其是浅探测测井系列(声波、密度等)易受到井筒环境的影响，扩径对测井曲线质量的影响较大，易使得测井数据失真。基于这些问题，特别需要一种合理的曲线校正方法，进行测井曲线质量控制并校正，使之能反映真实的地层信息。

大体上，有两类测井曲线校正方法：一种是经验公式法，利用较少受井径垮塌影响的电阻率曲线，采用Faust公式，计算声波曲线；然后采用Gardner公式输入声波曲线计算密度曲线；另一种是岩石物理法，通过建立地区性的岩石物理模型，进而正演声波曲线和密度曲线，从而实现曲线校正。

上述第一种方法，当井径垮塌非常严重的时候，深电阻率曲线也会失真，这样通过经验公式进行曲线校正也存在误差；而第二种方法，受控于岩石建模的输入参数较难取得，有时候精度也较低，误差也较大。

综上所述，现有曲线校正方法各有优缺点，一种方法往往难以完整的进行曲线校正。

发明内容

为解决单一曲线校正方法难以满足需求，且校正误差较大的问题，本发明提供一种岩石物理意义下的综合曲线校正方法，以提高曲线校正精度和稳定度。

本发明提出的基于岩石物理意义的曲线校正方法包括：步骤1，根据实际测试资料，建立岩石物理模型；步骤2，利用所述岩石物理模型正演获得初始纵波速度与密度曲线交汇模板，基于该初始纵波速度与密度曲线交汇模板配合井径曲线判断获得需要校正的纵波速度与密度曲线；步骤3，将所述需要校正的纵波速度与密度曲线分为多个时窗段；步骤4，设定一校正系数，利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法，分别对所述多个时窗段内的需要校正的纵波速度与密度曲线进行校正，获得变系数加权校正结果；步骤5，对变系数加权校正结果做地震合成记录，获得井震相关系数，将井震相关系数与一设定的阈值进行比较，并参考所述初始纵波速度与密度曲线交汇模板上的异常点的收敛情况，判断校正结果是否合理；当井震相关系数低于所述设定的阈值，或异常点未收敛，判断校正结果不合理，执行步骤4，修正所述校正系数重新进行变系数加权校正结果的计算；当井震相关系数等于或高于所述设定的阈值，且异常点收敛，判断校正结果合理，输出校正后的曲线。

进一步的，步骤1包括：利用改进的Raymer方程构建低-中孔隙度固结岩石物理模型，其中，纵波速度及密度的计算公式为：

V_p＝(1-φ)^kV_ma+φV_fl；(1)

ρ＝(1-φ)^lρ_ma+φρ_fl；(2)

其中，V_p、V_ma、V_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的纵波速度，V_ma通过Voigt-Reuss-Hill模型确定的砂泥岩骨架体积模量、剪切模量和密度来计算获得，V_fl通过Wood公式计算的混合流体弹性分量体积模量和密度来计算获得；ρ、ρ_ma和ρ_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的密度；φ为岩石的孔隙度；k、l取值范围分别为1.9-2.1和0.9-1.1。

进一步的，步骤4包括：设定时窗Wi内的校正系数m_Wi、n_Wi，m_Wi+n_Wi＝1；根据步骤1获取的岩石物理模型，正演整条曲线的纵波速度与密度，计算得到改进型Raymer方程岩石物理校正结果V_{p_Raymer}和ρ_{_Raymer}；根据步骤1获取的岩石物理模型，基于Faust公式，由电阻率曲线重构声波时差曲线计算得到校正结果为V_{p_Faust}，基于Gardner公式，由声波曲线重构密度曲线计算得到校正结果ρ_{_Gardner}；利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法计算变系数加权校正结果，公式如下：

[V_p]_Wi＝m_WiV_{p_Raymer}+n_WiV_{p_Faust}；(3)

[ρ]_Wi＝m_Wiρ_{_Raymer}+n_Wiρ_{_Gardner}；(4)

其中，[V_p]_Wi、[ρ]_Wi为时窗Wi内曲线的综合校正结果。

本发明提出的基于岩石物理意义的曲线校正方法，在利用区域性Raymer声波曲线和密度曲线交会模板和井径曲线判断曲线失真的基础上，对曲线进行分时窗校正，并针对不同时窗，创新性地采用不同系数加权平均改进型Raymer岩石物理校正法和经验公式法结果，得到一个综合校正结果。克服了以往单一曲线校正方法校正误差大的问题，大大提高了曲线校正的精度和稳定度，是一种岩石物理意义控制下的综合曲线校正方法。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的基于岩石物理意义的曲线校正方法流程图；

图2为本发明一具体实施例的QT1井盒8段纵波速度与密度校正前交会图；

图3为本发明一具体实施例的QT1井需要校正井段分时窗结果示意图；

图4为本发明一具体实施例的QT1井盒8段纵波速度与密度校正后交会图；

图5A及图5B分别为本发明一具体实施例的QT1井校正前、后曲线合成记录示意图。

具体实施方式

以下配合图示及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

图1为本发明一实施例的基于岩石物理意义的曲线校正方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤1，根据实际测试资料，建立岩石物理模型。

其中，步骤1的具体步骤包括：

从实际测试资料中获取温压参数、流体参数等资料，具体包括：岩矿分析资料、岩心分析资料及流体化验分析资料、地区温度压力资料、地层水类型、矿化度、气比重等。

岩石骨架参数较难取得，本发明通过选取多口已知井井径好且测井质量好的井段计算目的层段岩石矿物模量值从而确定建模岩石骨架参数，主要包括粘土和石英的体积模量、剪切模量和密度。

进一步的，利用改进的Raymer方程构建低-中孔隙度固结岩石物理模型，其中，纵波速度及密度的计算公式为：

V_p＝(1-φ)^kV_ma+φV_fl；(1)

ρ＝(1-φ)^lρ_ma+φρ_fl；(2)

其中，V_p、V_ma、V_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的纵波速度，V_ma通过Voigt-Reuss-Hill模型确定的砂泥岩骨架体积模量、剪切模量和密度来计算获得，V_fl通过Wood公式计算的混合流体弹性分量体积模量和密度来计算获得；

ρ、ρ_ma和ρ_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的密度；

φ为岩石的孔隙度；

k、l取值范围分别为1.9-2.1和0.9-1.1，本发明将原始Raymer方程的常指数项改进为变指数k、l，可以控制校正结果的稳定性。

步骤2，利用岩石物理模型正演获得初始纵波速度与密度曲线交汇模板，基于该初始纵波速度与密度曲线交汇模板配合井径曲线判断获得需要校正的纵波速度与密度曲线。图2为本发明一具体实施例的QT1井盒8段纵波速度与密度校正前交会图，如图2所示，结合井径曲线，可以判定纯砂岩线和纯泥岩线之外的圆圈区域为异常点，需要校正，并将异常点反投回测井曲线标记，可以得到需要校正的曲线段。

步骤3，将需要校正的纵波速度与密度曲线分为多个时窗段，以便于下一步针对不同时窗段进行校正。图3为本发明一具体实施例的QT1井需要校正井段分时窗结果示意图，这一段分为四个时窗：W1、W2、W3、W4。

步骤4，设定一校正系数，利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法，分别对所述多个时窗段内的需要校正的纵波速度与密度曲线进行校正，获得变系数加权校正结果。

其中，步骤1的具体步骤包括：

设定时窗Wi内的校正系数m_Wi、n_Wi，m_Wi+n_Wi＝1；

根据步骤1获取的岩石物理模型，正演整条曲线的纵波速度与密度，计算得到改进型Raymer方程岩石物理校正结果V_{p_Raymer}和ρ_{_Raymer}；

根据步骤1获取的岩石物理模型，基于Faust公式，由电阻率曲线重构声波时差曲线(陈钢花，王永刚.Faust公式在声波曲线重构中的应用.勘探地球物理进展，2005,28(2)：125-128)，计算得到校正结果为V_{p_Faust}，基于Gardner公式，由声波曲线重构密度曲线(袁晓宇，张哨楠，孟祥豪，等.一种添加修正项的Gardner公式.石油地球物理勘探，2013,48(2)：279-282)，计算得到校正结果ρ_{_Gardner}；

利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法计算变系数加权校正结果，公式如下：

[V_p]_Wi＝m_WiV_{p_Raymer}+n_WiV_{p_Faust}；(3)

[ρ]_Wi＝m_Wiρ_{_Raymer}+n_Wiρ_{_Gardner}；(4)

其中，[V_p]_Wi、[ρ]_Wi为时窗Wi内曲线的综合校正结果。

步骤5，针对变系数加权校正结果，采用井震相关系数为依据，并参考声波密度交会模板异常点的收敛情况，来确定校正结果是否合理，如果不合理，需要修正校正系数再进行重新校正。

具体的，该步骤是对变系数加权校正结果做地震合成记录，获得井震相关系数，将井震相关系数与一设定的阈值(比如0.8)进行比较，并参考初始纵波速度与密度曲线交汇模板上的异常点的收敛情况，判断校正结果是否合理；

当井震相关系数低于设定的阈值，或异常点未收敛，判断校正结果不合理，执行步骤4，修正校正系数重新进行变系数加权校正结果的计算；

当井震相关系数等于或高于设定的阈值，且异常点收敛，判断校正结果合理，输出校正后的曲线。

如图4所示，图4为本发明一具体实施例的QT1井盒8段纵波速度与密度校正后交会图。校正后，异常点归位，而且符合岩石物理规律。如图5A及图5B所示，图5A及图5B分别为本发明一具体实施例的QT1井校正前、后曲线合成记录示意图，合成记录与井旁道的匹配关系较校正前有了很大的提高，尤其是能量匹配关系，而这个匹配关系的重大改善正是由于该井目的层段纵波速度、密度异常数据点校正归位的直接结果。

本发明提出的基于岩石物理意义的曲线校正方法，在利用区域性Raymer声波曲线和密度曲线交会模板和井径曲线判断曲线失真的基础上，对曲线进行分时窗校正，并针对不同时窗，创新性地采用不同系数加权平均改进型Raymer岩石物理校正法和经验公式法结果，得到一个综合校正结果。克服了以往单一曲线校正方法校正误差大的问题，大大提高了曲线校正的精度和稳定度，是一种岩石物理意义控制下的综合曲线校正方法。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于岩石物理意义的曲线校正方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，根据实际测试资料，建立岩石物理模型；

步骤2，利用所述岩石物理模型正演获得初始纵波速度与密度曲线交汇模板，基于该初始纵波速度与密度曲线交汇模板配合井径曲线判断获得需要校正的纵波速度与密度曲线；

步骤3，将所述需要校正的纵波速度与密度曲线分为多个时窗段；

步骤4，设定一校正系数，利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法，分别对所述多个时窗段内的需要校正的纵波速度与密度曲线进行校正，获得变系数加权校正结果；

步骤5，对变系数加权校正结果做地震合成记录，获得井震相关系数，将井震相关系数与一设定的阈值进行比较，并参考所述初始纵波速度与密度曲线交汇模板上的异常点的收敛情况，判断校正结果是否合理；

当井震相关系数低于所述设定的阈值，或异常点未收敛，判断校正结果不合理，执行步骤4，修正所述校正系数重新进行变系数加权校正结果的计算；

当井震相关系数等于或高于所述设定的阈值，且异常点收敛，判断校正结果合理，输出校正后的曲线。

2.根据权利要求1所述的基于岩石物理意义的曲线校正方法，其特征在于，步骤1，根据实际测试资料，建立岩石物理模型，包括：

利用改进的Raymer方程构建低-中孔隙度固结岩石物理模型，其中，纵波速度及密度的计算公式为：

V_p＝(1-φ)^kV_ma+φV_fl；(1)

ρ＝(1-φ)^lρ_ma+φρ_fl；(2)

其中，V_p、V_ma、V_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的纵波速度，V_ma通过Voigt-Reuss-Hill模型确定的砂泥岩骨架体积模量、剪切模量和密度来计算获得，V_fl通过Wood公式计算的混合流体弹性分量体积模量和密度来计算获得；

ρ、ρ_ma和ρ_fl分别为流体饱和岩石、岩石骨架和流体的密度；

φ为岩石的孔隙度；

k、l取值范围分别为1.9-2.1和0.9-1.1。

3.根据权利要求1所述的基于岩石物理意义的曲线校正方法，其特征在于，步骤4，设定一校正系数，利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法，分别对所述多个时窗段内的需要校正的纵波速度与密度曲线进行校正，获得变系数加权校正结果，包括：

设定时窗Wi内的校正系数m_Wi、n_Wi，m_Wi+n_Wi＝1；

根据步骤1获取的岩石物理模型，正演整条曲线的纵波速度与密度，计算得到改进型Raymer方程岩石物理校正结果V_{p_Raymer}和ρ_{_Raymer}；

根据步骤1获取的岩石物理模型，基于Faust公式，由电阻率曲线重构声波时差曲线计算得到校正结果为V_{p_Faust}，基于Gardner公式，由声波曲线重构密度曲线计算得到校正结果ρ_{_Gardner}；

利用加权平均Raymer岩石物理校正法和经验公式法计算变系数加权校正结果，公式如下：

[V_p]_Wi＝m_WiV_{p_Raymer}+n_WiV_{p_Faust}；(3)

[ρ]_Wi＝m_Wiρ_{_Raymer}+n_Wiρ_{_Gardner}；(4)

其中，[V_p]_Wi、[ρ]_Wi为时窗Wi内曲线的综合校正结果。

4.根据权利要求3所述的基于岩石物理意义的曲线校正方法，其特征在于，所述时窗Wi内的校正系数m_Wi、n_Wi有以下关系：m_Wi+n_Wi＝1。

5.根据权利要求1所述的基于岩石物理意义的曲线校正方法，其特征在于，在步骤5中，设定的阈值为0.8。