CN106154342B - 一种确定洞穴充填物电阻率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定洞穴充填物电阻率的方法，包括模拟计算浅侧向测井响应数值；获得洞穴充填物的电阻率模型；实际测井获得地层中洞穴半径、基岩电阻率和浅侧向测井响应数值，并基于洞穴充填物电阻率模型计算洞穴充填物电阻率。本发明可准确提供洞穴充填物电阻率，为储层充填程度和充填物评价提供准确数据。所采用的测井方法经济实用且应用范围广，所需参数的提取操作简易，可操作性和实用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及石油与地质领域，具体地说，涉及一种确定洞穴充填物电阻率的方法。
背景技术
碳酸盐岩等岩性的缝洞型储层具有丰富的油气资源，该类储层最主要的储集空间是由岩溶作用所形成的溶蚀洞穴。而洞穴储渗性能的高低直接由洞穴的充填程度及其充填物来决定。洞穴充填程度包括未充填、半充填和全充填三种情形；充填物有多种岩性，包括泥岩、砂泥岩、砾岩、灰岩。每种岩性中包含不同性质的流体，如泥浆、水和油气。因此，准确评价洞穴内充填程度和充填物是碳酸盐岩等岩性的缝洞型油气藏稳产和增产的重要保障。洞穴充填物电阻率是评价洞穴充填程度和识别充填物的重要参数。
在碳酸盐岩中表征电性所应用的电测井方法包括：双侧向测井、微电阻率成像测井、阵列感应和阵列侧向等。微电阻率成像测井方法可以直观地显示井壁裂缝、洞穴的分布特征，但该方法探测范围所限，仅能提供井壁的缝洞信息。而阵列感应和阵列侧向等测井新方法资料应用有限。因此，目前在碳酸盐岩等岩性中应用的电测井方法仍然是以双侧向测井为主。
以往应用双侧向测井评价碳酸盐岩等岩性时，主要是对裂缝的双侧向测井响应的正反演开展大量研究，但对洞穴的双侧向测井响应的正反演研究很少。谭茂金、邓少贵等通过数值模拟洞穴的双侧向测井响应考察了不同尺寸的洞穴对电测井响应的影响，得出了电阻率与充填程度之间的关系和双侧向测井响应对离开井壁洞穴的敏感范围。但现有的双侧向测井方法均未对充填物电阻率进行定量表征研究。
由于受到洞穴大小、基岩电阻率等多种因素的影响，电测井响应虽然能够定性反映洞穴充填物电阻率的大小，但并不能直接提供电阻率具体数值。这极大影响了洞穴充填性质识别的准确性，无法满足定量评价洞穴充填物和充填程度的需求，制约了碳酸盐岩等岩性的缝洞油气藏的高效勘探与开发。
因此，亟需一种定量确定洞穴充填物电阻率的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术无法定量确定洞穴充填物电阻率的不足。
为此，本发明提供一种确定洞穴充填物电阻率的方法，包括：
在预设洞穴模型的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下模拟计算浅侧向测井响应数值；
基于浅侧向测井响应数值与预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系构建浅侧向测井响应模型，进而得到洞穴充填物电阻率模型；
根据实际测井资料识别地层中洞穴半径和基岩电阻率，并提取实际测井资料中的浅侧向测井响应数值；
按照地层中洞穴半径、基岩电阻率和浅侧向测井响应数值，基于所述洞穴充填物电阻率模型计算洞穴充填物电阻率。
在本发明的一个实施例中，所述在预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下模拟计算浅侧向测井响应数值的步骤包括：
采用网格剖分法对洞穴模型进行剖分；
利用有限元数值模拟法计算在不同的预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下的浅侧向测井响应数值。
在本发明的一个实施例中，在浅侧向测井响应数值与预设洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系中：
在洞穴模型的洞穴半径和基岩电阻率均为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴充填物电阻率的增大而增大；
在基岩电阻率和洞穴充填电阻率均为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴半径的减小而增大；
在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径大于预设半径阈值的情况下，在预设基岩电阻率变化时，浅侧向测井响应数值的变化较小；
在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径小于预设半径阈值的情况下，浅侧向测井响应数值随预设的基岩电阻率的增大而增大。
在本发明的一个实施例中，在根据实际测井资料识别地层中洞穴半径的步骤中：
根据实际测井资料读取洞穴的顶深和底深；
将底深与顶深的差值的一半作为地层中的洞穴半径。
在本发明的一个实施例中，地层中的基岩电阻率为实际测井资料中洞穴顶深以上的深侧向测井响应数值与洞穴底深以下的深侧向测井响应数值的平均值。
在本发明的一个实施例中，所述浅侧向测井响应模型为：
其中，
其中，LLS为浅侧向测井响应数值，R为洞穴半径，RB为基岩电阻率，RDX为洞穴充填物电阻率。
在本发明的一个实施例中，所述洞穴充填物电阻率模型为
在本发明的一个实施例中，所述洞穴为球形，井眼穿过洞穴，且测井仪器轴、井轴和球形洞穴的球心三者重合。
在本发明的一个实施例中，所述网格剖分法为自由网格剖分法、映射网格剖分法、扫掠网格剖分法和混合网格剖分法中的任一种。
本发明的实施例通过基于浅侧向测井响应数值与预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系构建浅侧向测井响应模型，并从实际测井资料中获取实际的洞穴半径、基岩电阻率和浅侧向测井响应数值，能够准确提供洞穴充填物电阻率，为碳酸盐岩等岩性的缝洞型储层充填程度和充填物评价提供准确数据信息。
此外，本发明实施例基于常规测井方法进行分析，其中所需的参数均可从常规测井曲线上直接得到。工程应用造价较低，具有较强的可操作性和实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施例的确定洞穴充填物电阻率的方法的步骤流程图；
图2a为在基岩电阻率和洞穴半径恒定的情况下，当洞穴充填物电阻率为不同数值时的浅侧向测井响应曲线图；
图2b为在基岩电阻率和洞穴充填物电阻率恒定的情况下，当洞穴半径为不同数值时的浅侧向测井响应曲线图；
图2c为在洞穴充填物电阻率恒定的情况下，当基岩电阻率和洞穴半径分别为不同数值时的浅侧向测井响应曲线图；
图3是根据本发明实施例的方法对实际井资料的处理成果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
洞穴充填物电阻率是评价洞穴充填程度和识别充填物的重要参数。由于受到洞穴大小、基岩电阻率等多种因素的影响，电测井响应仅仅能够定性反映洞穴充填物电阻率的大小。而双侧向测井在测量碳酸盐岩洞穴充填物电性时，受到基岩和洞穴发育的大小的影响，因此测量值是洞穴充填物电阻率、基岩电阻率和洞穴半径的函数。
由于深侧向测井响应数值受基岩电阻率的影响较大，而浅侧向测井响应数值受基岩电阻率的影响较小，能够反映地层中洞穴电阻率的大小。因此，本发明的实施例利用有限元数值模拟的方法得出不同洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下浅侧向测井响应，建立应用浅侧向测井响应、洞穴半径和基岩电阻率确定洞穴充填物电阻率模型，形成双侧向测井资料确定洞穴充填物电阻率的方法。
以下结合图1对本实施例中的确定洞穴充填物电阻率的方法进行详细说明。
首先，在步骤S101中，在预设洞穴模型的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下模拟计算浅侧向测井响应数值。
在一个具体的实施例中，假设洞穴为球形，井眼穿过洞穴，且测井仪器轴、井轴和球形洞穴球心三者重合。模拟的条件分别为，基岩电阻率取值范围为500～10000Ω.m之间，取值4个点；洞穴充填物电阻率取值范围为1Ω.m～100Ω.m之间，取值5个点；洞穴半径的取值范围为0.5～10m之间，取值7个点。
为更精确模拟洞穴模型，提高计算速度，可采用自由网格剖分法、映射网格剖分法、扫掠网格剖分法或混合网格剖分法等网格剖分法对洞穴模型进行剖分。然后利用有限元数值模拟法计算在不同的预设的洞穴充填物电阻率(RDX)、洞穴半径(R)和基岩电阻率(RB)条件下的浅侧向测井响应(LLS)的数值。其曲线图如图2a、图2b和图2c所示，以下结合具体实施例进行说明。
在这三个图中可以看到浅侧向测井响应数值与预设洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化存在如下关系。
(1)如图2a所示，预设的基岩电阻率(RB)为定值500Ω.m，预设的洞穴半径(R)为定值7.5m，在预设的洞穴充填物电阻率(RDX)分别为1Ω.m、5Ω.m、10Ω.m、50Ω.m和100Ω.m时，浅侧向测井响应数值相应随RDX数值的增大而增大。由此可知，在洞穴模型的洞穴半径和基岩电阻率为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴充填物电阻率数值的增大而增大。
(2)如图2b所示，预设的基岩电阻率(RB)为定值1000Ω.m，预设的洞穴充填物电阻率(RDX)为定值10Ω.m，当预设的洞穴半径(R)分别为7.5m、5m、3m、2m、1m和0.5m时，浅侧向测井响应数值相应随R数值的减小而增大。由此可知，在基岩电阻率和洞穴充填电阻率为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴半径的减小而增大。
(3)如图2c所示，预设的洞穴充填物电阻率(RDX)为定值10Ω.m，当预设的洞穴半径(R)为7.5m时，预设的基岩电阻率(RB)分别为500Ω.m、1000Ω.m和5000Ω.m，浅侧向测井响应数值的变化很小；当预设的洞穴半径(R)为2m时，预设的基岩电阻率(RB)分别为500Ω.m、1000Ω.m和5000Ω.m，浅侧向测井响应数值随RB数值的增大而增大；当预设的洞穴半径(R)为3m时，预设的基岩电阻率(RB)分别为500Ω.m、1000Ω.m和5000Ω.m，浅侧向测井响应数值随RB数值的增大而增大。
由此可知，在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径大于预设半径阈值的情况下，在预设基岩电阻率变化时，浅侧向测井响应数值的变化较小，也就是说浅侧向测井响应数值受预设的基岩电阻率变化的影响很小；在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径小于预设半径阈值的情况下，浅侧向测井响应数值随预设的基岩电阻率的增大而增大，也就是说浅侧向测井响应数值受预设的基岩电阻率影响较大。
需要说明的是，前述预设的洞穴充填物电阻率(RDX)、预设的洞穴半径(R)和预设的基岩电阻率(RB)的具体数值均是为配合浅侧向测井响应数值与预设洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化之间的关系设定，并不限定以上数值。而预设半径阈值为范围在3m-5m之间，可根据不同应用环境具体设定预设半径，本示例中预设半径阈值为5m。
在步骤S102中，基于浅侧向测井响应数值与预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系构建浅侧向测井响应模型，进而得到洞穴充填物电阻率模型。
浅侧向测井响应模型为：
其中，
其中，LLS为浅侧向测井响应数值，R为洞穴半径，RB为基岩电阻率，RDX为洞穴充填物电阻率。在表达式(1)中，洞穴半径R的预设半径阈值为5m。
根据表达式(1)反推得到洞穴充填物电阻率模型为：
在步骤S103中，根据实际测井资料识别地层中洞穴半径和基岩电阻率，并提取实际测井资料中的浅侧向测井响应数值。
其中，在根据实际测井资料识别地层中洞穴半径的步骤中，可根据实际测井资料读取洞穴的顶深和底深，将底深与顶深的差值的一半作为地层中的洞穴半径。
地层中的基岩电阻率为实际测井资料中洞穴顶深以上的深侧向测井响应数值与洞穴底深以下的深侧向测井响应数值的平均值。
在步骤S104中，按照地层中洞穴半径、基岩电阻率和浅侧向测井响应数值，基于表达式(2)中洞穴充填物电阻率模型计算洞穴充填物电阻率。
由于在步骤S103中采用的测井方法为常规测井方法，造价较低，本发明的实施例具有较强的实用性。并且，本发明实施例中所需的参数均可从常规测井曲线上直接得到，提取方法简单易操作，具有较强的可操作性。
需要说明的是，本发明的实施例仅以碳酸盐岩缝洞型储层为例进行说明，并未限定仅应用于确定碳酸盐岩洞穴充填物电阻率，其他岩性缝洞储层如地质条件符合，也可实施此方法。
应用示例
应用上述方法对某地质区域的实际井资料进行处理，得到图3所示的处理成果图。第一道为自然伽马和井径测井曲线，第二道为深度道，第三道为声波、中子和密度测井曲线，第四道为孔隙度和泥质含量，第五道为双侧向测井曲线，第六道为录井结论，第七道为根据表达式(2)计算的洞穴充填物电阻率曲线和浅侧向测井曲线。
其中，自然伽马曲线、井径曲线、深度曲线、声波曲线、中子曲线、密度曲线、深浅双侧向测井曲线为测井直接测量得到，孔隙度和泥质含量根据现有技术中的CRA程序计算得到。CRA程序是一个处理碳酸盐岩参数时经常使用的程序，此处不再赘述。
由第六道的录井结论可以看到，本井在5482.5～5486.8m发育砂泥质充填洞穴。从测井曲线上看，第一道的自然伽马曲线数值增大，井径曲线扩径。第三道中的声波曲线、中子曲线和密度曲线与上下基岩相比，均表现出有一定的孔隙度发育。第四道的经由CRA程序计算得到的泥质含量和孔隙度曲线表明该段具有一定的泥质含量，并有较好的孔隙度，表明在5482.5～5486.8m(第二道)井段发育洞穴。
由于洞穴较小，受到基岩电阻率的影响，浅侧向测井响应主要为50～120Ω.m，深侧向测井响应主要为60～200Ω.m，大于该地区砂泥岩充填洞穴的真实电阻率(通常为2～50Ω.m)。应用本发明实施例的方法对洞穴段测井数据进行处理，第七道中的洞穴充填物电阻率即为得到的洞穴充填物电阻率，主要为10～35Ω.m，符合具有较好孔隙度的砂泥质充填洞穴的电阻率范围，验证了本发明方法有效性。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，包括：
在预设洞穴模型的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下模拟计算浅侧向测井响应数值；
基于浅侧向测井响应数值与预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系构建浅侧向测井响应模型，进而得到洞穴充填物电阻率模型；
根据实际测井资料识别地层中洞穴半径和基岩电阻率，并提取实际测井资料中的浅侧向测井响应数值；
按照地层中洞穴半径、基岩电阻率和浅侧向测井响应数值，基于所述洞穴充填物电阻率模型计算洞穴充填物电阻率；
其中，在浅侧向测井响应数值与预设洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率的变化关系中：
在洞穴模型的洞穴半径和基岩电阻率均为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴充填物电阻率的增大而增大；
在基岩电阻率和洞穴充填电阻率均为恒定数值的情况下，浅侧向测井响应数值随着预设的洞穴半径的减小而增大；
在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径大于预设半径阈值的情况下，在预设基岩电阻率变化时，浅侧向测井响应数值的变化较小；
在洞穴充填物电阻率和洞穴半径恒定且洞穴半径小于预设半径阈值的情况下，浅侧向测井响应数值随预设的基岩电阻率的增大而增大。
2.根据权利要求1所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，所述在预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下模拟计算浅侧向测井响应数值的步骤包括：
采用网格剖分法对洞穴模型进行剖分；
利用有限元数值模拟法计算在不同的预设的洞穴充填物电阻率、洞穴半径和基岩电阻率条件下的浅侧向测井响应数值。
3.根据权利要求1所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，在根据实际测井资料识别地层中洞穴半径的步骤中：
根据实际测井资料读取洞穴的顶深和底深；
将底深与顶深的差值的一半作为地层中的洞穴半径。
4.根据权利要求1所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，地层中的基岩电阻率为实际测井资料中洞穴顶深以上的深侧向测井响应数值与洞穴底深以下的深侧向测井响应数值的平均值。
5.根据权利要求1所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，所述浅侧向测井响应模型为：
其中，
其中，LLS为浅侧向测井响应数值，R为洞穴半径，RB为基岩电阻率，RDX为洞穴充填物电阻率。
6.根据权利要求5所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，所述洞穴充填物电阻率模型为
7.根据权利要求1-6中任一项所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，所述洞穴为球形，井眼穿过洞穴，且测井仪器轴、井轴和球形洞穴的球心三者重合。
8.根据权利要求2所述的确定洞穴充填物电阻率的方法，其特征在于，所述网格剖分法为自由网格剖分法、映射网格剖分法、扫掠网格剖分法和混合网格剖分法中的任一种。
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| CN106154342A (zh) | 2016-11-23 |
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