CN105607146B - 一种曲流河砂体规模的定量表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲流河砂体规模的定量表征方法，其包括以下步骤：1)识别曲流河砂体中保存完整的单一点坝，以该单一点坝所在的河道砂体作为曲流河砂体规模的表征对象；2)根据测井结果确定单一点坝砂体的厚度；3)计算单一点坝砂体所处深度处砂岩的压实率，对单一点坝砂体厚度进行去压实校正，得到河道满岸深度；4)根据河道满岸深度，利用计算河道满岸宽度理论值和上、下限值的经验公式，分别计算河道满岸宽度的理论值和上、下限值；5)根据河道满岸宽度的理论值和上、下限值，利用计算曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式，分别计算曲流河不同级次砂体和夹层的规模。

Description

一种曲流河砂体规模的定量表征方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域中一种曲流河砂体规模的定量表征方法，尤其涉及一种基于不确定性的曲流河砂体规模的定量表征方法。

背景技术

河流相储层是最重要的陆相碎屑岩储层之一，在我国陆相储层类型中占42.6％。曲流河砂体是常见的河流相储层砂体类型，具有横向变化快、非均质性强等特点，定量认识曲流河砂体规模对于分析砂体连通性、砂体展布规律以及剩余油分布等有重要意义。

曲流河的形成和演化受地形坡度、物源供给量、水动力条件等因素控制，其形态和规模遵循一定的规律，国内外对曲流河砂体规模的定量研究给予了高度重视。早在上世纪的70年代至80年代中期，国外学者就注意到了曲流河砂体规模的规律性，讨论了高弯度曲流河满岸深度、满岸宽度和单河道带宽度等参数间的相关性，形成了曲流河砂体规模定量研究的初步认识；80年代中后期，国外学者针对河流相储层表征提出了储层构型的概念，描述不同级次构型单元的形态、规模、叠置关系等；90年代以后国内学者将储层构型的理论用于指导中国东部河流相油田开发，认为河道砂内部沉积结构复杂，由不同级次的沉积界面和结构单元构成，将曲流河砂体储层开发单元由复合河道带、单河道带细化到点坝、侧积体级别；进入本世纪以来，储层构型分析方法逐渐成为曲流河储层表征的主流技术，2005年Google Earth软件的推出使得快速测量地质体规模、宏观观察地质体形态成为可能，沉积学和储层构型理论指导下的曲流河砂体规模定量表征成为国内学者研究的热点，通过拟合现代曲流河数据建立经验公式，集中讨论了现代曲流河宽度与点坝长度等参数的相关性，并尝试对不同级次的地下曲流河砂体储层构型单元规模进行定量表征。

曲流河砂体的形成受多种外界条件影响，任何条件的变化均可导致曲流河的形态和砂体规模发生改变，同时用于拟合经验公式的现代曲流河数据在测量过程中难以避免误差，以上因素都将导致曲流河砂体规模的不确定性。因此，描述曲流河砂体规模的参数间具有高相关性的同时，也存在一定的不确定性。而目前的表征方法均局限在对砂体规模理论值的刻画，而忽略了对其不确定性的表征，表征结果较片面。

定量表征曲流河砂体规模的经验公式通常源于对现代曲流河沉积数据的拟合，而现代曲流河砂体在埋藏成岩过程中，受压实作用影响，其规模逐渐减小，且压实程度随埋藏时间和深度的增加而增大。曲流河砂体的去压实校正是对地下曲流河砂体进行定量表征的重要环节，但现有的曲流河砂体规模的定量表征方法中，均将曲流河砂体的压实程度作为一个常数，使得表征结果难以做到客观合理。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种曲流河砂体规模的定量表征方法，通过合理的去压实校正，构建现代曲流河沉积与地下曲流河砂体的定量联系，同时基于不确定性，给出曲流河砂体规模的理论值和可能取值范围，形成对地下曲流河砂体规模的全面、客观、合理的定量表征。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种曲流河砂体规模的定量表征方法，其包括以下步骤：

1)识别曲流河砂体中保存完整的单一点坝，以该单一点坝所在的河道砂体作为曲流河砂体规模的表征对象；

2)确定步骤1)选取的单一点坝砂体的厚度：根据测井资料的岩性解释成果，将地层根据岩性分层，包括砂岩和泥岩；通过自然电位测井曲线半幅点区分出砂岩和泥岩的分界点，确定出砂岩的厚度；将砂岩的厚度作为该单一点坝砂体的厚度；

3)对步骤2)得到的单一点坝砂体厚度进行去压实校正，得到河道满岸深度：根据单一点坝砂体中部的垂直深度和计算曲流河砂体压实率的经验公式，计算单一点坝砂体所处深度处砂岩的压实率；根据计算得到的压实率对单一点坝砂体的厚度进行去压实校正，得到的单一点坝砂体沉积时的原始厚度；将单一点坝砂体沉积时的原始厚度视为河道满岸深度；

4)根据步骤3)得到的河道满岸深度，利用计算河道满岸宽度理论值和上、下限值的经验公式，分别计算河道满岸宽度的理论值和上、下限值；

5)根据步骤4)得到的河道满岸宽度的理论值和上、下限值，利用计算曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式，分别计算曲流河不同级次砂体和夹层的规模。

所述步骤1)中识别单一点坝的方法是：在目的层测井，分析得到的自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态，根据以下方法判断目的层的砂体类型：

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈钟形或低幅箱形，并呈正韵律，且自然电位测井曲线没有明显回返，则认为该砂体是单一点坝；

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈指状，且厚度小于2米，则认为该砂体是非河道砂体；

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈箱形，且自然电位测井曲线在砂岩内部出现明显回返，则认为该砂体是复合点坝。

所述步骤3)中计算曲流河砂体压实率的经验公式为：

n＝-2×10^-8z²+2×10^-4z+0.9996

式中，n为砂岩压实率，z为单一点坝砂体中部的垂直深度；

单一点坝砂体厚度的去压实校正公式为：

H₀＝nH

式中，H₀为单一点坝砂体沉积时的原始厚度，H为单一点坝砂体的厚度。

所述步骤4)中计算河道满岸宽度理论值的经验公式为：

w＝8.94h^1.40

式中，w为河道满岸宽度的理论值，h为河道满岸深度；

计算河道满岸宽度上限值的经验公式为：

w₁＝10.96h^1.49

式中，w₁为河道满岸宽度的上限值；

计算河道满岸宽度下限值的经验公式为：

w₂＝7.25h^1.30

式中，w₂为河道满岸宽度的下限值。

所述步骤5)中计算曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式包括：

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度理论值的经验公式分别为：

w_m＝4.71w^1.12

R_c＝2.11w^1.04

L_P＝6.15w^0.93

w_L＝2/3w

式中，w_m为单河道带宽度理论值，R_c为河弯曲率半径理论值，L_P为点坝长度理论值，w_L为侧积层水平宽度理论值；

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度上限值的经验公式分别为：

w_m1＝6.29w₁ ^1.18

R_c1＝2.57w₁ ^1.09

L_P1＝7.13w₁ ^0.96

w_L1＝2/3w₁

式中，w_m1为单河道带宽度上限值，R_c1为河弯曲率半径上限值，L_P1为点坝长度上限值，w_L1为侧积层水平宽度上限值；

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度下限值的经验公式分别为：

w_m2＝3.55w₂ ^1.06

R_c2＝1.73w₂

L_P2＝5.30w₂ ^0.90

w_L2＝2/3w₂

式中，w_m2为单河道带宽度下限值，R_c2为河弯曲率半径下限值，L_P2为点坝长度下限值，w_L2为侧积层水平宽度下限值。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明提出了一种曲流河砂体规模的定量表征方法，根据单一点坝砂体的厚度和所处深度，通过砂体去压实校正，还原地下砂体的原始沉积状态，从空间变化的角度建立地下砂岩与现代沉积的定量联系，将现代曲流河的经验公式应用到地下曲流河砂体的定量表征，实现了对地下曲流河砂体的直观定量认识。2、本发明的曲流河砂体规模的定量表征方法，以河道满岸深度计算河道满岸宽度，进而计算各级次砂体规模，在计算砂体规模理论值的同时，计算实际砂体规模的上限和下限，使砂体规模的不确定性得到充分体现，表征结果更加全面、客观、合理。3、本发明的曲流河砂体规模的定量表征方法与油田开发普遍采用的储层构型分析方法相结合，能够由粗到细地定量表征单河道带、点坝、侧积单元三个级别的砂体和夹层规模，实用性强。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是曲流河砂体的结构示意图；

图3是图2中A部的放大结构示意图；

图4是曲流河砂体地层的测井连井图；

图5是曲流河砂体理论规模的示意图；

图6是曲流河砂体上限规模的示意图；

图7是曲流河砂体下限规模的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出了一种曲流河砂体规模的定量表征方法，其包括以下步骤：

1)识别曲流河砂体中保存完整的单一点坝，以该单一点坝所在的河道砂体作为曲流河砂体规模的表征对象。

识别单一点坝的方法是：在包括待表征曲流河砂体储层(即目的层)的地层内进行测井，对得到的自然电位(SP，spontaneous potential)测井曲线和自然伽马(GR，naturalgamma ray)测井曲线的形态进行分析，根据分析结果判断目的层的砂体类型，包括单一点坝、复合点坝和非河道砂体等。

分析自然电位和自然伽马测井曲线的形态，以识别目的层砂体类型的具体方法为：

如图4(a)所示，如果目的层(即图中a小层)内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈钟形或低幅箱形，并呈正韵律，且自然电位测井曲线没有明显回返，则认为该砂体是单一点坝；

如图4(b)所示，如果目的层(即图中a小层)内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈指状，且厚度小于2m，则认为该砂体是非河道砂体；

如图4(c)所示，如果目的层(即图中a小层)内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈箱形，且自然电位测井曲线在砂岩内部出现明显回返，则认为该砂体是复合点坝。

2)确定步骤1)选取的单一点坝砂体的厚度。

如图4(a)～(c)所示，根据测井资料的岩性解释成果，可将地层根据岩性进行分层；如果地层包括砂岩和泥岩，则将砂岩厚度作为该单一点坝砂体的厚度，通过自然电位测井曲线半幅点区分出砂岩和泥岩的分界点，从而确定单一点坝砂体的厚度。

3)对步骤2)得到的单一点坝砂体厚度进行去压实校正，得到河道满岸深度。

基于曲流河砂体的压实程度随埋藏时间和深度的增加而增大的特性，本发明给出了一个计算曲流河砂体压实率的经验公式，如下所示：

n＝-2×10^-8z²+2×10^-4z+0.9996 (1)

式中，n为砂岩压实率，z为单一点坝砂体中部的垂直深度。

首先，将单一点坝砂体所处的深度(即该单一点坝中部的垂直深度)代入式(1)，计算该深度处砂岩的压实率；然后，利用下式(2)对单一点坝砂体的厚度进行去压实校正，得到该单一点坝砂体沉积时的原始厚度，将单一点坝砂体沉积时的原始厚度视为河道满岸深度。

H₀＝nH (2)

式中，H₀为单一点坝砂体沉积时的原始厚度，H为单一点坝砂体的厚度。

4)根据步骤3)得到的河道满岸深度，计算河道满岸宽度的理论值和上、下限值。

基于描述曲流河砂体规模的参数间具有的高相关性和不确定性，本发明给出了计算河道满岸宽度的经验公式，包括：

计算河道满岸宽度理论值的经验公式为：

w＝8.94h^1.40 (3)

式中，w为河道满岸宽度的理论值，h为河道满岸深度。

计算河道满岸宽度上限值的经验公式为：

w₁＝10.96h^1.49 (4)

式中，w₁为河道满岸宽度的上限值。

计算河道满岸宽度下限值的经验公式为：

w₂＝7.25h^1.30 (5)

式中，w₂为河道满岸宽度的下限值。

根据步骤3)得到的河道满岸深度，利用上述公式(3)～(5)，分别计算河道满岸宽度的理论值和上、下限值，从而得到河道满岸宽度的分布范围。

5)根据步骤4)得到的河道满岸宽度的理论值和上、下限值，分别计算曲流河不同级次砂体和夹层的规模。

基于描述曲流河砂体规模的参数间具有的高相关性和不确定性，本发明给出了计算地下曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式，包括：

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度理论值的经验公式分别为：

w_m＝4.71w^1.12 (6)

R_c＝2.11w^1.04 (7)

L_P＝6.15w^0.93 (8)

w_L＝2/3w (9)

式中，w_m为单河道带宽度理论值，R_c为河弯曲率半径理论值，L_P为点坝长度理论值，w_L为侧积层水平宽度理论值。

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度上限值的经验公式分别为：

w_m1＝6.29w₁ ^1.18 (10)

R_c1＝2.57w₁ ^1.09 (11)

L_P1＝7.13w₁ ^0.96 (12)

w_L1＝2/3w₁ (13)

式中，w_m1为单河道带宽度上限值，R_c1为河弯曲率半径上限值，L_P1为点坝长度上限值，w_L1为侧积层水平宽度上限值。

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度下限值的经验公式分别为：

w_m2＝3.55w₂ ^1.06 (14)

R_c2＝1.73w₂ (15)

L_P2＝5.30w₂ ^0.90 (16)

w_L2＝2/3w₂ (17)

式中，w_m2为单河道带宽度下限值，R_c2为河弯曲率半径下限值，L_P2为点坝长度下限值，w_L2为侧积层水平宽度下限值。

根据步骤4)得到的河道满岸宽度的理论值和上、下限值，利用上述公式(6)～(17)，分别计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度、侧积层水平宽度的理论值和上、下限值，实现对曲流河不同级次砂体和夹层规模的定量表征。

地下曲流河不同级次砂体和夹层的规模在其上限与下限之间变化，构成了实际砂体规模的不确定性。

本发明的曲流河砂体规模的定量表征方法，根据单一点坝砂体的厚度和所处深度，通过砂体去压实校正，还原地下曲流河砂体的原始沉积状态，从空间变化的角度建立地下砂岩与现代沉积的定量联系，将现代曲流河的经验公式应用到地下曲流河砂体规模的定量表征，实现了对地下曲流河砂体的直观定量认识。下面以对如图2和图3所示曲流河砂体的规模进行定量表征为例，具体说明本发明的曲流河砂体规模的定量表征方法：

1)对图2和图3所示的曲流河砂体储层进行测井，得到如图4(a)～(c)所示的连井图，分析连井图上砂体的自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态：如图4(a)中a小层内自然电位和自然伽马测井曲线呈钟形或低幅箱形，并呈正韵律，且自然电位测井曲线没有明显回返，所以该处的砂体为单一点坝；如图4(b)中a小层内自然电位和自然伽马测井曲线呈指状，且厚度小于2m，所以该处的砂体为非河道砂体；如图4(c)中a小层内自然电位和自然伽马测井曲线呈箱形，且自然电位测井曲线在砂岩内部出现明显回返，所以该处的砂体为复合点坝。取图4(a)中a小层内单一点坝所在的河道砂体作为曲流河砂体规模的定量表征对象。

2)如图4(a)所示，测井的岩性解释显示，a小层的岩性为砂岩，自然电位测井曲线的半幅点与砂岩和泥岩的分界面相吻合，可以得出砂岩层的厚度是5.0m，从而确定单一点坝砂体的厚度H＝5.0m。

3)由图4(a)可知，点坝中部的垂直深度z＝1200.0m，则根据压实率的经验公式可以计算得到地下1200米处砂岩的压实率n＝1.21。再根据砂体沉积时原始厚度的计算公式，计算得到单一点坝砂体沉积时的原始厚度H₀＝6.1m，则河道满岸深度h＝H₀＝6.1m。

4)根据步骤3)得到的河道满岸深度和计算河道满岸宽度的经验公式，分别计算得到河道满岸宽度的理论值w＝112.4m，河道满岸宽度的上限值w₁＝162.2m，河道满岸宽度的下限值w₂＝76.1m。

5)根据步骤4)得到的河道满岸宽度的理论值和上、下限值，利用计算地下曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式，分别计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度、侧积层水平宽度的理论值和上、下限值。

其中，单河道带宽度理论值w_m、河弯曲率半径理论值R_c、点坝长度理论值L_P和侧积层水平宽度理论值w_L的计算结果如下表所示：

z/m	H/m	h/m	w/m	wm/m	Rc/m	LP/m	wL/m
								1200	5	6.1	112.4	933.0	286.5	496.7	74.9

如图5所示，根据上表中的数据即可绘出曲流河砂体理论规模的示意图。

单河道带宽度上限值w_m1、河弯曲率半径上限值R_c1、点坝长度上限值L_P1和侧积层水平宽度上限值w_L1的计算结果如下表所示：

z/m	H/m	h/m	w1/m	wm1/m	Rc1/m	LP1/m	wL1/m
								1200	5	6.1	162.2	2549.8	659.0	943.5	108.1

如图6所示，根据上表中的数据即可绘出曲流河砂体上限规模的示意图。

单河道带宽度下限值w_m2、河弯曲率半径下限值R_c2、点坝长度下限值L_P和侧积层水平宽度下限值w_L的计算结果如下表1所示：

z/m	H/m	h/m	w2/m	wm2/m	Rc2/m	LP2/m	wL2/m
								1200	5	6.1	76.1	350.3	131.7	261.5	50.7

如图7所示，根据上表中的数据即可绘出曲流河砂体下限规模的示意图。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法实施的各个步骤等都是可以有所变化的，各部件的结构、设置位置、及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种曲流河砂体规模的定量表征方法，其包括以下步骤：

1)识别曲流河砂体中保存完整的单一点坝，以该单一点坝所在的河道砂体作为曲流河砂体规模的表征对象；

2)确定步骤1)选取的单一点坝砂体的厚度：根据测井资料的岩性解释成果，将地层根据岩性分层，包括砂岩和泥岩；通过自然电位测井曲线半幅点区分出砂岩和泥岩的分界点，确定出砂岩的厚度；将砂岩的厚度作为该单一点坝砂体的厚度；

3)对步骤2)得到的单一点坝砂体厚度进行去压实校正，得到河道满岸深度：根据单一点坝砂体中部的垂直深度和计算曲流河砂体压实率的经验公式，计算单一点坝砂体所处深度处砂岩的压实率；根据计算得到的压实率对单一点坝砂体的厚度进行去压实校正，得到的单一点坝砂体沉积时的原始厚度；将单一点坝砂体沉积时的原始厚度视为河道满岸深度；

4)根据步骤3)得到的河道满岸深度，利用计算河道满岸宽度理论值和上、下限值的经验公式，分别计算河道满岸宽度的理论值和上、下限值；

5)根据步骤4)得到的河道满岸宽度的理论值和上、下限值，利用计算曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式，分别计算曲流河不同级次砂体和夹层的规模；

所述步骤3)中计算曲流河砂体压实率的经验公式为：

n＝-2×10^-8z²+2×10^-4z+0.9996

式中，n为砂岩压实率，z为单一点坝砂体中部的垂直深度；

单一点坝砂体厚度的去压实校正公式为：

H₀＝nH

式中，H₀为单一点坝砂体沉积时的原始厚度，H为单一点坝砂体的厚度；

所述步骤4)中计算河道满岸宽度理论值的经验公式为：

w＝8.94h^1.40

式中，w为河道满岸宽度的理论值，h为河道满岸深度；

计算河道满岸宽度上限值的经验公式为：

w₁＝10.96h^1.49

式中，w₁为河道满岸宽度的上限值；

计算河道满岸宽度下限值的经验公式为：

w₂＝7.25h^1.30

式中，w₂为河道满岸宽度的下限值；

所述步骤5)中计算曲流河不同级次砂体和夹层规模的经验公式包括：

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度理论值的经验公式分别为：

w_m＝4.71w^1.12

R_c＝2.11w^1.04

L_P＝6.15w^0.93

w_L＝2/3w

式中，w_m为单河道带宽度理论值，R_c为河弯曲率半径理论值，L_P为点坝长度理论值，w_L为侧积层水平宽度理论值；

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度上限值的经验公式分别为：

w_m1＝6.29w₁ ^1.18

R_c1＝2.57w₁ ^1.09

L_P1＝7.13w₁ ^0.96

w_L1＝2/3w₁

式中，w_m1为单河道带宽度上限值，R_c1为河弯曲率半径上限值，L_P1为点坝长度上限值，w_L1为侧积层水平宽度上限值；

计算单河道带宽度、河弯曲率半径、点坝长度和侧积层水平宽度下限值的经验公式分别为：

w_m2＝3.55w₂ ^1.06

R_c2＝1.73w₂

L_P2＝5.30w₂ ^0.90

w_L2＝2/3w₂

式中，w_m2为单河道带宽度下限值，R_c2为河弯曲率半径下限值，L_P2为点坝长度下限值，w_L2为侧积层水平宽度下限值。

2.如权利要求1所述的一种曲流河砂体规模的定量表征方法，其特征在于，所述步骤1)中识别单一点坝的方法是：在目的层测井，分析得到的自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态，根据以下方法判断目的层的砂体类型：

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈钟形或低幅箱形，并呈正韵律，且自然电位测井曲线没有明显回返，则认为该砂体是单一点坝；

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈指状，且厚度小于2米，则认为该砂体是非河道砂体；

如果目的层内自然电位测井曲线和自然伽马测井曲线的形态呈箱形，且自然电位测井曲线在砂岩内部出现明显回返，则认为该砂体是复合点坝。