CN107762490A - 一种水平井基于双侧向测井真电阻率反演方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平井基于双侧向测井真电阻率反演方法，包括：获取水平井双侧向测井曲线资料与辅助测井曲线资料；根据邻井或导眼井的测井曲线资料对测量的目的井段进行分层，确定地层界面并反演出各分层的初始的地层电阻率；根据水平井双侧向测井曲线资料和辅助测井曲线资料对比邻井或导眼井的测井曲线资料，确定水平井钻遇的层段并建立初始的地层模型；根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数生成各分层的双侧向模拟曲线；判断双侧向模拟曲线与双侧向测井曲线是否一致，如果不一致，根据双侧向测井曲线以及地质特征，修改初始的地层电阻率和地层模型，输出最终的地层电阻率。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理测井技术领域，尤其涉及一种基于双侧向测井资料快速反演地层真电阻率的方法。
背景技术
随着我国致密油气、非常规油气的勘探开发程度日渐深入，水平井钻井技术的不断发展，我国每年水平井的数量呈现成倍增长的良好态势。在当前国内水平井中，电缆双侧向测井仍然是获取地层电阻率的一种重要手段。然而在水平井中，由于仪器测量环境的改变，水平井或大斜度井受到的影响因素比直井更多，因此导致测量的电阻率偏离真实的电阻率，进而使得通过电阻率曲线进行流体识别的能力降低，计算的含油饱和度误差较大。因此，亟需一种科学的水平井双侧向电阻率校正方法来达到还原真实地层面的目的。
数值模拟方法在电测井研究与应用中占有重要地位，针对水平井和大斜度井(在本文中可统一用水平井指代大斜度井)双侧向的数值模拟和真电阻率反演的研究，肖加奇等(1996)讨论了三维元素法正演计算双侧向测井响应的技术要求，得出水平井和大斜度井中双侧向测井的模拟计算结果，详细分析了水平井和大斜度井中双侧向受井眼、侵入带、围岩、仪器偏心和井斜等情况下的响应特征。谭永基等(1997)研究了水平井和大斜度井双侧向计算的三维有限元分析法，提出了一种刻分方法，对不同角度情况自动生成网格，并模拟了不同斜度地层的响应。高杰等(2000)在研究利用三维有限元正演方法的基础上，提出了双侧向测井的快速反褶积处理方法，该方法虽然对于厚层且倾斜角较小的情况比较合理，但是对于薄层以及倾角较大的情况，反褶积处理结果与真实地层差距较大。邓少贵等(2009)采用三维有限元素法，模拟不同层厚及围岩条件下双侧向响应，并据此建立了相应校正图版实现快速围岩校正。谭茂金等(2012)通过三维有限元素法模拟了盐水泥浆条件下，井眼、围岩、侵入深度等对双侧向的影响，并建立相应校正图版，实现电阻率的校正。
综合分析前人已有的研究成果，目前针对水平井双侧向真电阻率反演存在以下问题：(1)前人主要通过数值模拟方法考察水平井大斜度井各种情况下双侧向的测井响应，部分研究人员通过制作图版来达到校正目的，然而这种校正方法需要运用大量的图版，并且图版只能进行单一校正，无法满足水平井的要求；(2)水平井中影响因素多，目前严格的电测井三维反演处理过于理想化，并且传统的反演方法对于三维空间反演运算速度慢，无法考虑地层电各向异性，或者考虑的因素单一；另一方面这些方法大部分都是纯数学方法，应用时只要满足模拟出的测井曲线与实测曲线误差小于给定的阈值ε即可，而没有考虑对于岩石物理、地质环境及工程条件等方面是否合理。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种基于双侧向测井资料快速反演地层真电阻率的方法，用以最大限度地恢复地层真实面目。该方法包括以下步骤：
S10，获取水平井双侧向测井曲线资料与辅助测井曲线资料以及邻井或导眼井的测井曲线资料；
S20，根据邻井或导眼井的测井曲线资料对测量的目的层井段分层，确定地层界面并反演出各分层的初始的地层电阻率；
S30，根据水平井双侧向测井曲线资料和辅助测井曲线资料对比邻井或导眼井的测井曲线资料，确定水平段所钻遇的分层段，并建立目的层的初始的地层模型；
S40，根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数生成各分层的双侧向模拟曲线；
S50，判断步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线是否一致；
若不一致，根据步骤S10获得的双侧向测井曲线，结合地质特征修改初始的地层电阻率和/或初始的地层模型，重复步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致，输出最终的地层电阻率；
否则，输出初始的地层电阻率。
根据本发明的实施例，上述步骤S20包括以下步骤：
S20.1根据邻井或导眼井的电阻率曲线的斜率变化趋势对目的层井段分层，确定地层界面；
S20.2根据邻井或导眼井的电阻率曲线反演出各分层的初始的地层电阻率。
根据本发明的实施例，在上述步骤S20.2中，所述各分层为电阻率曲线特征明显的地层。
进一步地，所述各分层优选为非泥岩夹层、非致密层和非垮塌层。
根据本发明的实施例，地层电阻率包括水平电阻率和垂直电阻率参数；地层模型包括地层倾向、地层倾角和地层厚度信息。
根据本发明的实施例，在上述步骤S40中，根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数，采用三维有限元素法生成各分层的双侧向模拟曲线。
进一步地，所述双侧向仪器参数包括双侧向仪器的长度、半径、电极长度和电极间距。
根据本发明的实施例，在上述步骤S50中，当步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线不一致时，执行以下步骤：
S50.1，根据目的层所在井的录井资料、气测资料、取芯资料以及邻井资料判断目的层的流体性质和流体性质下的地层电阻率范围；
S50.2，根据目的层的倾角测井资料或地震资料判断目的层的倾角和倾角范围；
S50.3，根据目的层所处区域内地层对比以及地区沉积相特征判断目的层的砂体厚度在径向上的变化；
S50.4，根据步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线的相关程度，结合步骤S50.1至S50.3获得的地层电阻率范围、倾角、倾角范围以及砂体厚度在径向上的变化，修改初始的地层电阻率和初始的地层模型；
S50.5，返回步骤S40，以便重复执行步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致。
根据本发明的实施例，当步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线之间的误差大于预设阈值时，判断两者不一致。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
1)本发明以双侧向测井资料为基础，快速地反演地层真电阻率，提高了水平井中利用双侧向反演地层真电阻率的准确性。
2)本发明依据地层的实际情况人工干预调整模型参数，能够最大程度地反映地层真实信息，为准确求取水平井地层含油饱和度奠定了基础。
3)本发明的方法适用性较强，相比于现有技术，能够同时考虑围岩、层厚、井斜、各向异性、泥浆侵入等多种情况，并且运算速度更快。
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是本发明的实施例中水平井基于双侧向测井真电阻率反演方法的流程图；
图2是图1所示实施例中步骤S20所示的对地层进行分层的方法的流程图；
图3是图1所示实施例中根据双侧向测井曲线和分层地质特征反演修改初始地层电阻率的方法的流程图；
图4是本发明的实施例中利用双侧向测井资料快速反演出地层真电阻率的反演成果图。
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，以下结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。
图1是本发明的实施例中水平井基于双侧向测井真电阻率反演方法的流程图。下面结合图1详细地说明各个步骤及其原理。
步骤S10，获取水平井双侧向测井曲线资料与辅助测井曲线资料以及邻井或导眼井的测井曲线资料。
步骤S20，根据邻井或导眼井的测井曲线资料对测量的目的层井段分层，确定地层界面并反演出各分层的初始的地层电阻率。
图2示出了本发明的一个实施例中对地层进行分层的方法的流程图。在该步骤中：
首先可以根据邻井或导眼井电阻率曲线的斜率变化趋势对目的层井段分层，确定地层界面。
然后为了进一步提高运算速度，可以优选地根据辅助测井曲线资料和确定的地层界面，将其中邻井或导眼井电阻率测井曲线特征不明显的地层划分出来，不做分析。应当说明的是，对于不同地区，用来表征电阻率测井曲线特征的特征参数，其用来衡量特征是否明显的阈值大小不一样，一般为相对数值。在此不做具体限定。在本实施例中，这些电阻率测井曲线特征不明显的地层通常是指泥岩夹层、致密层和垮塌层。
最后对要做分析的地层，根据邻井或导眼井电阻率曲线和确定的地层界面反演出各分层的初始的地层电阻率。
当然，也可以对目的层所有的地层都进行分析，获得所有分层的初始的地层电阻率。
步骤S30，根据水平井双侧向测井曲线资料和辅助测井曲线资料对比邻井或导眼井的测井曲线资料，确定水平段所钻遇的分层段，并建立目的层的初始的地层模型。
在该步骤中，初始的地层模型主要包括地层倾向、地层倾角和地层厚度信息。
步骤S40，根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数生成各分层的双侧向模拟曲线。
在本实施例中，主要根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数，例如双侧向仪器的长度、半径、电极长度和电极间距，优选采用三维有限元素法生成各分层的双侧向模拟曲线。
步骤S50，判断步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线是否一致；
若不一致，根据步骤S10获得的双侧向测井曲线，结合地质特征修改初始的地层电阻率和/或初始的地层模型，重复步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致，输出最终的地层电阻率；
否则，输出初始的地层电阻率。
通常，当步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线之间的误差大于预设的阈值时，判断两者不一致。此时，可以优选地按照图3所示的流程图来依据地层的实际情况人工干预调整模型参数，重新进行反演，以求获得能够反映地层真实信息的地层电阻率。具体过程如下：
步骤S50.1，根据目的层所在井的录井资料、气测资料、取芯资料以及邻井资料判断目的层的流体性质和流体性质下的地层电阻率范围；
步骤S50.2，根据目的层的倾角测井资料或地震资料判断目的层的倾角和倾角范围；
步骤S50.3，根据目的层所处区域内地层对比以及地区沉积相特征判断目的层的砂体厚度在径向上的变化；
步骤S50.4，根据步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线的相关程度，结合步骤S50.1至S50.3获得的地层电阻率范围、倾角、倾角范围以及砂体厚度在径向上的变化，修改初始的地层电阻率(包括地层水平电阻率和垂直电阻率)和初始的地层模型(包括地层倾向、地层倾角和地层厚度，乃至地层各向异性等信息)；
S50.5，返回步骤S40，以便重复执行步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致。
具体实施例
下面以某水平井中应用的双侧向测井资料为处理对象，进一步对本发明反演方法的工作过程以及所达到的反演效果进行详细的描述。
图4为利用本发明的基于双侧向测井资料快速反演地层真电阻率的方法，进行地层真电阻率反演生成的双侧向测井反演成果图。图4的上部曲线道为各测井曲线的水平显示，最下部则为地层模型(用深浅来表示地层电阻率值高低，越深代表地层电阻率值越低)。在上部曲线道中：
第一道是自然伽马曲线。
第二道是地层模型道，表示经分层后各分层的地层电阻率，通过该道可以修改地层电阻率值。其中，曲线FRTH(实线)表示经分层后各分层的水平电阻率，曲线FRTV(虚线)表示经分层后各分层的垂直电阻率。
第三道是反演后模拟的双侧向测井曲线与原始的实际测得的双侧向测井曲线的对比结果。从上到下依次表示的是深侧向、浅侧向的对比结果。在这两组曲线中，每一组中的虚线表示模拟曲线，实线表示实际测得的测井曲线。
第四道为经反演后得到的地层真电阻率值。
第五道是深度道，表示测量深度。
最下部表示的是地层模型，显示的是井眼轨迹与地层各分层的接触关系，其中深浅表示地层电阻率值的高低，W表示的是井眼轨迹，T表示的是目的层。
在本实施例中，可以通过修改第三道的地层模型电阻率值(包括水平电阻率、垂直电阻率)、最下部的地层模型层界面、地层厚度、地层倾角倾向，使得第四道的双侧向模拟响应曲线与实测的双侧向原始测井曲线一致并满足相关给定的系数关系时，此时的地层电阻率值即为反映地层真实信息的真实值。
以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替换，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水平井基于双侧向测井真电阻率反演方法，包括以下步骤：
S10，获取水平井双侧向测井曲线资料与辅助测井曲线资料以及邻井或导眼井的测井曲线资料；
S20，根据邻井或导眼井的测井曲线资料对测量的目的层井段分层，确定地层界面并反演出各分层的初始的地层电阻率；
S30，根据水平井双侧向测井曲线资料和辅助测井曲线资料对比邻井或导眼井的测井曲线资料，确定水平段所钻遇的分层段，并建立目的层的初始的地层模型；
S40，根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数生成各分层的双侧向模拟曲线；
S50，判断步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线是否一致；
若不一致，根据步骤S10获得的双侧向测井曲线，结合地质特征修改初始的地层电阻率和/或初始的地层模型，重复步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致，输出最终的地层电阻率；
否则，输出初始的地层电阻率。
2.根据权利要求1所述的反演方法，其特征在于，步骤S20包括以下步骤：
S20.1根据邻井或导眼井的电阻率曲线的斜率变化趋势对目的层井段分层，确定地层界面；
S20.2根据邻井或导眼井的电阻率曲线反演出各分层的初始的地层电阻率。
3.根据权利要求2所述的反演方法，其特征在于：
步骤S20.2中，所述各分层为电阻率曲线特征明显的地层。
4.根据权利要求3所述的反演方法，其特征在于：
所述各分层为非泥岩夹层、非致密层和非垮塌层。
5.根据权利要求1所述的反演方法，其特征在于：
所述地层电阻率包括水平电阻率和垂直电阻率参数。
6.根据权利要求1所述的反演方法，其特征在于：
所述地层模型包括地层倾向、地层倾角和地层厚度信息。
7.根据权利要求1所述的反演方法，其特征在于：
步骤S40中，根据初始的地层电阻率和初始的地层模型，结合双侧向仪器参数，采用三维有限元素法生成各分层的双侧向模拟曲线。
8.根据权利要求7所述的反演方法，其特征在于：
所述双侧向仪器参数包括双侧向仪器的长度、半径、电极长度和电极间距。
9.根据权利要求1所述的反演方法，其特征在于：
步骤S50中，当步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线不一致时，执行以下步骤：
S50.1，根据目的层所在井的录井资料、气测资料、取芯资料以及邻井资料判断目的层的流体性质和流体性质下的地层电阻率范围；
S50.2，根据目的层的倾角测井资料或地震资料判断目的层的倾角和倾角范围；
S50.3，根据目的层所处区域内地层对比以及地区沉积相特征判断目的层的砂体厚度在径向上的变化；
S50.4，根据步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线的相关程度，结合步骤S50.1至S50.3获得的地层电阻率范围、倾角、倾角范围以及砂体厚度在径向上的变化，修改初始的地层电阻率和初始的地层模型；
S50.5，返回步骤S40，以便重复执行步骤S40和S50，直至步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线一致。
10.根据权利要求9所述的反演方法，其特征在于：
当步骤S40获得的双侧向模拟曲线与步骤S10获得的双侧向测井曲线之间的误差大于预设阈值时，判断两者不一致。
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