CN110187391A - 一种利用声波时差确定地层层序界面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用声波时差确定地层层序界面的方法，包括：获取测井曲线中的声波曲线的测井值；将测井曲线的声波值以对数形式显示；利用深度和对数形式的声波时差值绘制交会图；根据交会图中曲线在层序界面上下的变化规律，识别层序界面。本发明根据不同深度点对应的声波时差的异常情况识别层序界面。参数选择直观可靠，也不需要进行函数的换算，大大提高了层序界面识别的便捷性和客观性。

Description

一种利用声波时差确定地层层序界面的方法
技术领域
本发明涉及油田勘探开发领域，尤其涉及一种利用声波时差确定地层层序界面的方法。
背景技术
现有的层序地层分析还是以地震资料和测井砂泥岩曲线为主，地震资料的品质好坏决定了层序地层划分的精度，通常需要通过对地震资料的振幅强化特征点技术、瞬时相位技术、波阻抗反演技术、时频分析技术和神经网络技术等特殊处理进行层序地层的解释。另外利用地震技术研究层序地层只能对长周期之间如一级、二级、三级层序进行很好的识别，对应短周期或者高频层序的研究就存在问题。
运用测井的砂泥比曲线划分层序，首先通过自然伽马测井曲线计算出泥砂比曲线，然后综合利用这些曲线求出地层基准面变化曲线，划分出不同级别的层序。这种方法比较费时费力。
因此，希望能有改进的方案，通过有效的确定地层层序界面的方法，帮助用户快速、高效地确定地层层序界面。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。
为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种利用声波时差确定地层层序界面的方法，包括获取测井曲线中的声波曲线的测井值；将测井曲线的声波值以对数形式显示；利用深度和对数形式的声波时差值绘制交会图；根据交会图中曲线在层序界面上下的变化规律，识别层序界面。
在一种可能的实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的变化规律，识别层序界面，具体包括：根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面。
在一种可能的进一步实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括；当波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率相同的直线，且层序界面下方的线段相对于上方的线段向声波时差大的方向错动，层序界面的状态为在埋藏较深的地层中湖侵体系域泥岩直接覆盖于不整合面之上。
在一种可能的进一步实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：当波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率相同的直线，且层序界面下方的线段相对于上方的线段向声波时差小的方向错动，层序界面的状态为后期构造下沉,接受新的沉积,处于新的压实作用，层序界面之上地层压实作用弱，界面之下压实作用强。
在一种可能的实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，且层序界面之上斜率要大于界面之下的斜率，层序界面之上构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，界面之下构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显。
在一种可能的实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，且层序界面之上下斜率要大于界面之下上的斜率，层序界面之下构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，界面之上构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显。
在一种可能的实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：当声波时差对数与其深度回归线在层序界面附近存在异常点，层序界面的风化层段由于出露地表遭受了风化。
在一种可能的实施方式中，根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下斜率相同，表现为一条直线，层序界面之上的地层压实强度逐渐增强,而层序界面之下由于异常压力的存在继续保持原状。
本发明根据不同深度点对应的声波时差的异常情况识别层序界面。参数选择直观可靠，也不需要进行函数的换算，大大提高了层序界面识别的便捷性和客观性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种利用声波时差确定地层层序界面的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种声波时差对数与其深度的交会图；
图3为本发明实施例提供的又一种声波时差对数与其深度的交会图；
图4为本发明实施例提供的又一种声波时差对数与其深度的交会图；
图5为本发明实施例提供的又一种声波时差对数与其深度的交会图；
图6为本发明实施例提供的又一种声波时差对数与其深度的交会图；
图7为本发明实施例提供的又一种声波时差对数与其深度的交会图；
图8为本发明实施例提供的准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区风南4井风城组声波时差与深度交会图；
图9为准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区艾克1井风城组声波时差与深度交会图。
具体实施方式
本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1，本发明实施例提供一种利用声波时差确定地层层序界面的方法，包括：
S101，获取测井曲线中的声波曲线的测井值。
S102，将测井曲线的声波值以对数形式显示。
S103，利用深度和对数形式的声波时差值绘制交会图。
S104，根据交会图中曲线在层序界面上下的变化规律，识别层序界面。
原理介绍：
压实作用强度与地层埋藏深度成正比关系，孔隙度与声波时差也成正比线性关系。随着埋深增大，压实作用增强，地层孔隙度减小，声波时差也随之减小，声波时差对数显示与深度的线性关系整体表现为一个随深度增加，声波时差逐渐减小的连续的统一斜率的直线。
具体的，在具有均匀分布的小孔隙的固结地层中,孔隙度与声波时差存在线性关系。在正常埋藏压实条件下,泥页岩声波时差与其深度的关系式为
Δt＝Δt0exp(-CH)，
式中,Δt为泥页岩在深度H处的声波时差，Δt0为外推至地表的声波时差，C为泥页岩正常压实趋势斜率(称作压实校正系数)，H为埋深。
由此可以看出,沉积地层的声波时差对数与其深度呈线性关系,并且随埋深增大,孔隙度减小,声波时差也减小。但是,声波时差是沉积地层的岩性、物性(孔隙度大小、孔隙结构、裂缝密度和开启度等)以及孔隙和裂缝中的流体性质等因素的综合响应。在地层垂向剖面中,由于不整合的存在,引起沉积地层缺失、风化壳形成,出现湖侵泥岩覆盖形成超压带抑制压实作用等现象,这些均导致在声波时差对数与深度的线性回归图上出现一系列异常,如层序界面(不整合面)上下的回归线明显错开、回归线的斜率存在差异、界面之下出现异常高值点或异常段等。
本发明对测井声波曲线通过对数处理，通过声波时差与深度散点图在层序界面上下的特征不同来识别层序界面的方法，在获取不同深度处测井声波时差值的基础上，根据沉积地层的声波时差对数与其深度呈线性的对应关系建立声波时差与深度交会图，根据不同深度点对应的声波时差的异常情况识别层序界面。参数选择直观可靠，也不需要进行函数的换算，大大提高了层序界面识别的便捷性和客观性。
下面结合图2-图7，对几种具体声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下的基本接触类型进行介绍：
如图2，声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下表现为斜率相同的直线，其间有明显错动，并且，错动类型为：层序界面下方线段相对于上方的线段向声波时差大的方向错动。
分析：反应了在埋藏较深的地层中湖侵体系域泥岩直接覆盖于不整合面之上，易形成致密的封堵层，抑制了下伏地层水的排出,导致层序界面之下发育异常压力，层序界面之上地层压实作用强，孔隙度变小，声波时差变小，界面之下压实作用弱，孔隙度变大，声波时差变大，层序界面上下的沉积地层处于不同压实背景条件,不同位置并存在不同程度的压实间断，所以导致层序界面下方的线段向声波时差大的方向错动。
如图3，声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率相同的直线，其间有明显错动，错动类型为：层序界面下方线段相对于上方的线段向声波时差小的方向错动。
分析：反应了后期构造下沉,接受新的沉积,处于新的压实作用，层序界面之上地层压实作用弱，孔隙度变大，声波时差变大，界面之下压实作用强，孔隙度变小，声波时差变小，所以导致层序界面下方的线段向声波时差小的方向错动。
如图4，声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，并且，层序界面之上的声波时差对数与其深度回归线斜率要大于界面之下的声波时差对数与其深度回归线斜率。
分析：反应了受沉积环境变化、沉积物供给量及构造运动强弱的影响，层序界面上下沉积速率存在差异导致界面上下出现不同的压实效应，导致声波时差变化程度有所不同。界面之上构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，孔隙度随深度变化的慢，因此声波时差随深度变化的慢，界面之下构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显，孔隙度随深度变化的快，因此声波时差随深度变化的快，由沉积速率差异导致孔隙度的变化，从而声波时差的斜率也有所不同，层序界面对应的是斜率由大变小的转折点，所以层序界面之上的回归线斜率要大于界面之下的回归线斜率。
如图5，声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，层序界面之上的声波时差对数与其深度回归线斜率要小于界面之下的声波时差对数与其深度回归线斜率
分析：界面之上构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显，孔隙度随深度变化的快，因此声波时差随深度变化的快，界面之下构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，孔隙度随深度变化的慢，因此声波时差随深度变化的慢，层序界面对应的是斜率由小变大的转折点，所以层序界面之上的回归线斜率要小于界面之下的回归线斜率。
如图6，声波时差对数与其深度回归线在层序界面附近存在异常点
分析：反应了在层序界面的风化层段由于出露地表遭受风化，使岩石矿物成分、含量发生变化，导致声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下表现为异常点发育。由于异常压力保存较高的孔隙度，声波时差表现出异常高值段，图上的响应特征为层序界面对应的是声波时差异常高值的顶部。
如图7，声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下斜率相同，表现为一条直线。
在湖盆边缘的斜坡带或洼陷中相对隆起地带，随着埋藏深度增大,界面之上的地层压实强度逐渐增强,而界面之下由于异常压力的存在继续保持原状。当埋深达到某一深度时,界面之上的压实强度的趋势线与界面之下的趋势线重合，表现为界面上下的斜率趋于一致，图上的响应特征为层序界面之上的声波时差对数与其深度回归线斜率大致等于界面之下的声波时差对数与其深度回归线斜率。
以准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区风南4井为例，上述方法包括下列步骤：
1)获取测井曲线中的声波曲线的测井值；如表1所示，所述测井值来自对应声波时差的相应特征。
表1
2)将测井曲线的声波值以对数形式显示。
3)对声波时差值和深度做交会图，并做出区分层序界面的分界线，绘制的交会图如图8所示。
4)根据交会图中曲线在层序界面上下的变化规律，识别层序界面。
识别具体如下：
不同层序的沉积环境不同，反映在声波时差与深度交会图上即为不同层序形成的沉积地层之间存在明显间断点，且同一层序内部声波时差值随地层孔隙度的变化而变化。
因此，参考图8，图8为准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区风南4井风城组声波时差与深度交会图，从中可以看出，在A处4654.0m处对应着风城组底界的位置，B处4524.0m处对应着风城组二段底界的位置，C处4260.0m处对应着风城组三段底界的位置，D处4145.0m处对应着风城组三段顶界的位置，可以很明显地将声波时差值分为三部分，分别代表三个不同的三级层序，即将风南4井风城街组划分为三个三级层序，其与乌尔禾地区本身的层序地层特征相吻合。
参考上述准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区风南4井的案例，选取准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区艾克1井风城组进行验证，绘制出图9的交会图，从中可以看出，在E处5148.0m处对应着风城组底界的位置，F处4951.0m处对应着风城组二段底界的位置，G处4737.0m处对应着风城组三段底界的位置，H处4587.0m处对应着风城组三段顶界的位置，声波时差突变处可对应层序界面、湖泛面以及相转换面，反映沉积环境的变化，图9反映出的层序界面划分结果正好也基本与乌尔禾地区本身的层序地层特征相吻合。
以上的具体实施方式，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，以上仅为本发明的具体实施方式而已，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 (8)

1.一种利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，包括：
获取测井曲线中的声波曲线的测井值；
将测井曲线的声波值以对数形式显示；
利用深度和对数形式的声波时差值绘制交会图；
根据交会图中曲线在层序界面上下的变化规律，识别层序界面。
2.根据权利要求1所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的变化规律，识别层序界面，具体包括：
根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面。
3.根据权利要求2所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括；
当波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率相同的直线，且层序界面下方的线段相对于上方的线段向声波时差大的方向错动，层序界面的状态为在埋藏较深的地层中湖侵体系域泥岩直接覆盖于不整合面之上。
4.根据权利要求2所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：
当波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率相同的直线，且层序界面下方的线段相对于上方的线段向声波时差小的方向错动，层序界面的状态为后期构造下沉,接受新的沉积,处于新的压实作用，层序界面之上地层压实作用弱，界面之下压实作用强。
5.根据权利要求1所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：
当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，且层序界面之上斜率要大于界面之下的斜率，层序界面之上构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，界面之下构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显。
6.根据权利要求1所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：
当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下为斜率不同的直线，且层序界面之下斜率要大于界面之上的斜率，层序界面之下构造活动强烈、沉积物供给充足、沉积速率快，沉积物颗粒对压实作用反映不明显，界面之上构造活动弱、沉积物供给不充足、沉积速率慢，沉积物颗粒对压实作用反映明显。
7.根据权利要求1所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：
当声波时差对数与其深度回归线在层序界面附近存在异常点，层序界面的风化层段由于出露地表遭受了风化。
8.根据权利要求1所述的利用声波时差确定地层层序界面的方法，其特征在于，所述根据交会图中曲线的在层序界面上下的斜率是否相同、有无错动、以及有无异常点，识别层序界面，具体包括：
当声波时差对数与其深度回归线在层序界面上下斜率相同，表现为一条直线，层序界面之上的地层压实强度逐渐增强,而层序界面之下由于异常压力的存在继续保持原状。
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Schneider et al. A comparison of controls on freshwater lens morphology of small carbonate and siliciclastic islands: examples from barrier islands in Florida, USA
Huuse et al. Seismic characteristics of large-scale sandstone intrusions in the Paleogene of the South Viking Graben, UK and Norwegian North Sea
CN110187391A (zh) 一种利用声波时差确定地层层序界面的方法
Clemenceau et al. Production results from levee-overbank turbidite sands at Ram/Powell field, deepwater Gulf of Mexico
Solheim et al. A pockmark field in the Central Barents Sea; gas from a petrogenic source?
CN110275210A (zh) 一种碳酸盐岩高频层序格架的沉积微相相模式的识别方法
Della Porta et al. Lithofacies character and architecture across a Pennsylvanian inner-platform transect (Sierra de Cuera, Asturias, Spain)
Renz et al. The Eastern Venezuelan Basin: South America
Neuhaus et al. Quantitative seismic reservoir characterization of an Oligocene Miocene carbonate buildup: Malampaya field, Philippines
Kelly Geology and hydrocarbons in Cook Inlet basin, Alaska
Shtivelman et al. Integration of shallow reflection seismics and time domain electromagnetics for detailed study of the coastal aquifer in the Nitzanim area of Israel
Bauck et al. Late Jurassic to Late Cretaceous canyons on the Måløy Slope: Source to sink fingerprints on the northernmost North Sea rift margin, Norway
Van Hulten Petroleum geology of Pikes Peak heavy oil field, Waseca Formation, Lower Cretaceous, Saskatchewan
Anthony Hydrogeology of selected islands of the Federated States of Micronesia
Eckles et al. Late Quaternary evolution of the wave–storm-dominated central Texas shelf
Brehm The North Brae and Beinn Fields, Block 16/7a, UK North Sea
Ndip et al. Seismic stratigraphic and petrophysical characterization of reservoirs of the Agbada formation in the vicinity of ‘Well M’. Offshore Eastern Niger Delta Basin, Nigeria
Singer et al. Re-saturation targets identified from 4D seismic softening responses in the Forties Field
Dreyer Significance of tidal cyclicity for modelling of reservoir heterogeneities in the lower Jurassic Tilje Formation, mid-Norwegian shelf
Roezin The discovery and development of the Petapahan oil field, Central Sumatra
Montgomery et al. James Limestone, northeastern Gulf of Mexico: refound opportunity in a Lower Cretaceous trend
Bauer et al. Delineation of a sandstone-filled incised valley in the Lower Cretaceous Dina–Cummings interval: implications for development of the Winter Pool, west-central Saskatchewan
Kingston Undiscovered petroleum resources of Indonesia
Schenk et al. EAST TEXAS BASIN PROVINCE (048) AND LOUISIANA-MISSISSIPPI SALT BASINS PROVINCE

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