CN108798661A - 利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，包括：通过逐米递推计算气测组分之间关系，利用C3组分和C2组分差值结合钻时参数建立油指数计算模型、利用IC5和IC4组分差值和钻时参数建立水风险指数计算模型，利用C3组分变化情况建立油优势指数计算模型，再进行图道刻度设置，最后根据判别模式分别从含油可能性、含水可能性和含油特征参数变化特征三方面表征油层储层发育情况及其含流体性质。本发明提出了逐米计算和比较录井气测组分及其内在联系，并用以判断储层含油性和含水特征，具备在油井录井过程中随钻识别储层是否含油、是否含水的能力，并在一定程度上具有判断储层是否欠发育是否为干层的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用包括但不限于录井气测仪等能够检测气测组分的分析仪的结果进行油井储层及其含流体性质识别的方法，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
录井解释方法是地质基础认识和理论的抽象和数化，是经验科学的浓缩和总结。除开油品分析、成熟度确定和成因分析等方面，油井录井解释的首要任务是充分利用现场资料随钻识别钻遇储层流体性质，快速解释评价并对试油方案提出录井观点的分析和建议，为试油提供决策依据。
中石油方面，长于天然气藏勘探服务的川庆地研院开发了一系列录井解释方法，既有数值模拟类的录井孔隙度解释法（专利授权号：ZL201210427291.3）、图版法类的曲线类的处理气测图版原始数据的方法（利用判别分析建立气测图版对储层流体进行判断的方法，专利号：201210427314.0），又有正演范畴的流体解释法（专利授权公告号：CN103806911 B），此外，也有一批基于大数据处理的基于判别分析、神经网络和支持向量机的机器深度学习解释法，上述方法在利用录井参数进行流体性质识别方面取得了一定成效，但在油井录井解释方面仍然存在不少问题。
过去在川渝地区产油层少，油品单一，通常为浅色系轻质原油和凝析油，常规神开SK设备和CMS设备配置的SQ系列色谱通常表现出重组分iC4以后正构烷烃和异构烷烃均出现显著增加的特征。
但通过对长庆地区部分油探井的观测分析可发现，随钻色谱仪数据的相对关系能从一定程度上表征储层流体性质，其规律可简单总结为“重峰不起很平常，至少油花丙往上，碳四以后顺序乱，测试流体水满满”，丙烷（C3）组分增加且相对含量大于乙烷组分（C2）是决定含油级别的重要特征。符合乙、丙烷相对含量关系的井经测试验证，至少为见油花级别。而决定含水特征和级别的则是C4及C5正构烷烃和异构烷烃的相对含量变化情况，经与测试结论和测井解释成果对比，碳数多的组分若显著高于碳数低的组分时，产水可能性较大（测试结论100%）。但存在的主要问题是，这仅仅是少数能够通过肉眼观测的井，大部分井各组分间相对含量变化情况受制于仪器量程和观测人员，难以标准、清晰和全面的展示，影响解释人员判断。
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，提供一种利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法。本发明提出了逐米计算和比较录井气测组分及其内在联系，并用以判断储层含油性和含水特征，具备在油井录井过程中随钻识别储层是否含油、是否含水的能力，并在一定程度上具有判断储层是否欠发育是否为干层的能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：通过逐米递推计算气测组分之间关系，利用C3组分和C2组分差值结合钻时参数建立油指数计算模型、利用IC5和IC4组分差值和钻时参数建立水风险指数计算模型，利用C3组分变化情况建立油优势指数计算模型，再将计算出的油指数、水风险指数和油优势指数进行图道刻度设置，最后根据判别模式分别从含油可能性、含水可能性和含油特征参数变化特征三方面表征油层储层发育情况及其含流体性质。
所述水指数WF计算模型通过下述方法建立：
设碳数5直链异构戊烷烷烃iC5百分比含量为ICP, 碳数4异构烷的iC4百分比含量为ICB，设待分析井段具有i个数据点，且数据序号为正整数数列Z，i=1、2、3、…、n,n∈Z，则：
其中， 为岩屑可钻性算式A， 为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值， 为不同粒度值对应概率。
所述油指数OF计算模型通过下述方法建立：
设随钻色谱仪探测到的丙烷百分比含量为ICI，乙烷百分比含量为ICE，则：
其中， 为岩屑可钻性算式B，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值，为不同粒度值对应概率。
所述油优势指数OSF计算模型通过下述方法建立：
设井深为待计算井段第im时对应乙烷、丙烷相对含量分别为TC i 和SC i ，则：
其中， 为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值， 为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值。
所述油指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0， ）。
所述水风险指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最大的限制的非零区间：（0，- ）。
所述油优势指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）。
所述判别模式如下：
水层-水风险指数幅度大于或者显著高于油指数和油优势指数两者中最大者；
油层-水风险指数幅度无显著响应或值小于油指数和油优势指数两者中最大者；
油水同层-水风险指数及油指数或油优势指数较为接近，比例在相邻井段相当；
含油水层-油指数或油优势指数有一定响应，但远远小于水风险指数；
水层-油指数或油优势指数不明显，甚至难以观测，图道上水风险指数变化剧烈，呈峰状或峰簇状；
干层-三种指数均无显著峰响应，响应值平缓绝对值很低。
所述判别模式中，油优势指数优先级低于油指数。
采用本发明的优点在于：
1、首次针对气测组分特征参数丙烷、乙烷、iC4及iC5进行计算和分析，现有技术针对气测组分值进行了很多研究，专利方面比较有代表性的是一种用烃比值曲线识别气藏含油特征的方法（专利号201210427315.5），过去的方法主要按照丙烷为界分成轻组分和重组分进行比较和分析，信息较为笼统，本发明首次针对气测组分特征参数丙烷、乙烷、iC4及iC5进行计算和分析，通过提取特征值进行分析比较，计算效率更高，有用信息更突出，同时采用适应随钻实时解释的递推计算，随时跟上钻头进度，钻进至某一米解释数据就能更新到某一米，且逐步推进不影响，便于随钻实时应用和决策辅助。
2、本发明通过组分特征值之间的运算比较，提取有用信息计算量小，计算效率更高，且充分考虑到关联值去趋势化，防止部分高值不落峰造成计算值异常的情况。此外，通过计算油指数、水风险指数和油优势指数，分别从含油可能性、含水可能性和含油特征参数变化特征三方面表征油层储层发育情况及其含流体性质，地质信息更为丰富。
3、理论基础牢：随着碳数增加，烷烃异构、正构体物理化学性质是愈发接近的，水洗敏感性方面，轻烃组分对水洗作用均敏感，其敏感程度芳烃族>异构烷烃>正构烷烃>环烷烃，显然随钻气测分析的异构烷烃iC series 水洗敏感性均高于对应同碳数的正构体nCseries。综上，选择碳数4异构体iC4和碳数5异构体iC5进行比较具有合理性和科学性，也是目前因地制宜不改变陕北油探地质录井规模的前提下较为经济实用的技术手段。
4、应用效果好：目前在2016年能够收集试油结论的井中，水层解释符合率100%，含油层（包括油水同层、见油花层）解释符合率（不考虑含油级别）70%以上，具有稳定的解释符合率表现，目前试验5井10层，效果比较突出。
5、应用范围广：地质录井占地研院2016年～2017年总体油井工作量的一半以上，市场份额大、现场条件差，应用该技术能够与现有油井解释技术密切配套，形成有力支撑，在填补地研院油水可视化判别法的空白，对现有录井解释技术有良好的补完和提升效果，有望成为下一代地质录井解释方法的基石和支柱。
6、市场前景广：取得了高符合率、高适应性和高部署率的较好应用效果，基本具备全面覆盖地质（气测）录井油井，覆盖长庆油区全域的能力。
附图说明
图1为本发明判别模式图。
具体实施方式
实施例1
一种利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，包括：通过逐米递推计算气测组分之间关系，利用C3组分和C2组分差值结合钻时参数建立油指数计算模型、利用IC5和IC4组分差值和钻时参数建立水风险指数计算模型，利用C3组分变化情况建立油优势指数计算模型，再将计算出的油指数、水风险指数和油优势指数进行图道刻度设置，最后根据判别模式分别从含油可能性、含水可能性和含油特征参数变化特征三方面表征油层储层发育情况及其含流体性质。
所述水指数WF计算模型通过下述方法建立：
设碳数5直链异构戊烷烷烃iC5百分比含量为ICP, 碳数4异构烷的iC4百分比含量为ICB，设待分析井段具有i个数据点，且数据序号为正整数数列Z，i=1、2、3、…、n,n∈Z，则：
其中， 为岩屑可钻性算式A，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值， 为不同粒度值对应概率。
所述油指数OF计算模型通过下述方法建立：
设随钻色谱仪探测到的丙烷百分比含量为ICI，乙烷百分比含量为ICE，则：
其中， 为岩屑可钻性算式B，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值，为不同粒度值对应概率。
所述油优势指数OSF计算模型通过下述方法建立：
设井深为待计算井段第im时对应乙烷、丙烷相对含量分别为TC i 和SC i ，则：
其中，为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值， 为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值。
所述油指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）。
所述水风险指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最大的限制的非零区间：（0，-）。
所述油优势指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）。
所述判别模式如下：
水层-水风险指数幅度大于或者显著高于油指数和油优势指数两者中最大者；
油层-水风险指数幅度无显著响应或值小于油指数和油优势指数两者中最大者；
油水同层-水风险指数及油指数或油优势指数较为接近，比例在相邻井段相当；
含油水层-油指数或油优势指数有一定响应，但远远小于水风险指数；
水层-油指数或油优势指数不明显，甚至难以观测，图道上水风险指数变化剧烈，呈峰状或峰簇状；
干层-三种指数均无显著峰响应，响应值平缓绝对值很低。
所述判别模式中，油优势指数优先级低于油指数。
实施例2
本发明系一种在数据预处理计算基础上采用集成图版法进行地层储层及其含流体性质识别的解释方法。
（1）nCs油井录井解释法思路
该解释法基于两个考虑，其一为适应逐米计算和分析的递推计算，其二为烷烃族相对含量变化的刻画和表征。计算参数均无量纲，分别为油指数（Oil Figure，简称OF指数）、水风险指数（WF指数）和油优势指数（OSF）
（2）模型建立及判别模式
设碳数5直链异构戊烷烷烃iC5百分比含量为ICP, 碳数4异构烷的iC4百分比含量为ICB,设待分析井段具有i个数据点，且数据序号为正整数数列Z，i=1、2、3、…、n,n∈Z。水指数WF算式如下：
其中， 为岩屑可钻性算式A， 为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值， 为不同粒度值对应概率，上述参数取决于区域地质认识，通常根据岩心分析化验确定。
设随钻色谱仪探测到的丙烷百分比含量为ICI，乙烷百分比含量为ICE。油指数OF算式如下：
其中， 为岩屑可钻性算式B，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值，为不同粒度值对应概率。
此外，设井深为待计算井段第im时对应乙烷、丙烷相对含量分别为TCi和SCi、油优势指数OSF计算方式如下：
其中， 为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值，随着深度推进取值可能发生变化；同理，为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值。
（3）图道刻度设置：
油指数采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）；水风险指数采用解释段最小值及最大值之绝对值最大的限制的非零区间：（0，-）；油优势指数采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）
（4）判别模式如图1所示：
水层-水风险指数幅度大于或者显著高于油指数和油优势指数两者中最大者；
油层-水风险指数幅度无显著响应或值小于油指数和油优势指数两者中最大者；
油水同层-水风险指数及油指数或油优势指数较为接近，比例在相邻井段相当；
含油水层-油指数或油优势指数有一定响应，但远远小于水风险指数；
水层-油指数或油优势指数不明显，甚至难以观测，图道上水风险指数变化剧烈，呈峰状或峰簇状；
干层-三种指数均无显著峰响应，响应值平缓绝对值很低；
需要重点指出的是，油优势指数优先级低于油指数。
Claims (9)
1.一种利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：通过逐米递推计算气测组分之间关系，利用C3组分和C2组分差值结合钻时参数建立油指数计算模型、利用IC5和IC4组分差值和钻时参数建立水风险指数计算模型，利用C3组分变化情况建立油优势指数计算模型，再将计算出的油指数、水风险指数和油优势指数进行图道刻度设置，最后根据判别模式分别从含油可能性、含水可能性和含油特征参数变化特征三方面表征油层储层发育情况及其含流体性质。
2.根据权利要求1所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述水指数WF计算模型通过下述方法建立：
设碳数5直链异构戊烷烷烃iC5百分比含量为ICP, 碳数4异构烷的iC4百分比含量为ICB，设待分析井段具有i个数据点，且数据序号为正整数数列Z，i=1、2、3、…、n,n∈Z，则：
其中，为岩屑可钻性算式A，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值，为不同粒度值对应概率。
3.根据权利要求2所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述油指数OF计算模型通过下述方法建立：
设随钻色谱仪探测到的丙烷百分比含量为ICI，乙烷百分比含量为ICE，则：
其中，为岩屑可钻性算式B，为钻遇储层出口返出同名岩屑粒度值，为不同粒度值对应概率。
4.根据权利要求3所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述油优势指数OSF计算模型通过下述方法建立：
设井深为待计算井段第im时对应乙烷、丙烷相对含量分别为TC i 和SC i ，则：
其中，为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值， 为从待解释井段第1个深度点到计算当前井深i对应的丙烷含量值的最大值。
5.根据权利要求4所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述油指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）。
6.根据权利要求5所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述水风险指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最大的限制的非零区间：（0，-）。
7.根据权利要求6所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述油优势指数的图道刻度设置为，采用解释段最小值及最大值之绝对值最小的限制的非零区间：（0，）。
8.根据权利要求7所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述判别模式如下：
水层-水风险指数幅度大于或者显著高于油指数和油优势指数两者中最大者；
油层-水风险指数幅度无显著响应或值小于油指数和油优势指数两者中最大者；
油水同层-水风险指数及油指数或油优势指数较为接近，比例在相邻井段相当；
含油水层-油指数或油优势指数有一定响应，但远远小于水风险指数；
水层-油指数或油优势指数不明显，甚至难以观测，图道上水风险指数变化剧烈，呈峰状或峰簇状；
干层-三种指数均无显著峰响应，响应值平缓绝对值很低。
9.根据权利要求8所述的利用录井气测组分参数识别油井储层及含流体性质的方法，其特征在于：所述判别模式中，油优势指数优先级低于油指数。
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