CN111577263B - 一种凝灰岩测井识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凝灰岩测井识别方法，包括以下步骤：(1)建立地层凝灰岩综合识别模型；(2)根据地层凝灰岩综合识别模型，获取地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数；(3)根据地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数的大小，确定地层中是否存在凝灰岩。本发明能够利用测井手段在宏观层面进行地层凝灰岩高精度识别，避免单一测井曲线在识别凝灰岩过程中存在的容易误判和识别准确率低的弊端，准确快速地识别地层中的凝灰岩层。
Description
技术领域
本发明涉及一种凝灰岩测井识别方法，属于测井领域。
背景技术
在地层岩性特征简单的情况下，利用自然伽马、电阻率和三孔隙曲线进行岩性识别是测井技术划分岩性的主要方法。但是，对于具有复杂矿物成分和特殊岩性的地层，如果仅利用上述曲线进行岩性识别，则存在容易误判和识别准确率低的弊端。
凝灰岩属火山碎屑岩类，由于富含放射性铀元素，矿物成分以石英、长石、粘土和黄铁矿为主，兼具有火成岩和沉积岩的特性，含油气性好，因此是致密-页岩油勘探开发的目标之一。然而，由于凝灰岩的测井响应特征复杂多变，如在自然伽马曲线上，凝灰岩表现为高伽马特征，与泥页岩相似；在电阻率曲线上，凝灰岩表现为相对高电阻，与页岩、含油砂岩相似；在三孔隙度曲线上，凝灰岩表现为相对低声波、低中子、高密度，与致密砂岩类似，因此，利用单一测井曲线难以将凝灰岩与页岩和砂岩区分，识别精度无法达到令人满意的效果，给以凝灰岩为目标的致密-页岩油勘探开发带来很大困难。
焦立新在《三塘湖盆地沉凝灰岩致密油藏测井评价技术与应用》(岩性油气藏，2015年4月)一文中提到，三塘湖盆地条湖组二段沉凝灰岩在测井曲线上表现为“三高一低”的特征，即高自然伽马、高声波时差、高补偿中子和低密度。沉凝灰岩与泥岩在测井曲线上的响应特征相似，差别在于沉凝灰岩具有中等电阻率，而泥岩为低电阻率；沉凝灰岩在自然伽马能谱中表现出钾的含量比泥岩要高。利用对岩性变化响应敏感的自然伽马、电阻率和声波时差3种测井资料，经过岩心归位，建立条湖组二段岩性识别图版，确定典型岩性的识别标准，其中沉凝灰岩的声波时差通常在230-310μs/m(微秒每米)之间，自然伽马大于40API(自然伽马测井刻度井中测得的高放射性地层和低放射性地层的读数差的1/200)，电阻率在10-100Ω.m(欧米伽.米)之间。此标准虽然能够将条湖组二段的沉凝灰岩与泥岩以及玄武岩区大致分开，但是通过图版法所建立的测井识别标准为定性识别标准，精度有限，且仅适用于三塘湖盆地条湖组二段沉凝灰岩的识别，具有强烈的地区特征，导致该沉凝灰岩识别标准难以在其它地区推广。
申请号为CN201610256740.0的中国专利文件涉及一种基于偏光显微镜反射光系统识别黑色含油凝灰岩类的方法。该方法公开了利用偏光显微镜反射光系统识别凝灰岩类的方法，包括以下步骤：第一步，磨制电子探针薄片或不加盖片的普通岩石薄片；第二步，将电子探针薄片或不加盖片的普通岩石薄片置于偏光显微镜下，分别在透射光下、反射光下进行观察和鉴别。但是，该方法属于镜下微观岩性识别范畴，视域窄，在宏观凝灰岩识别能发挥的作用有限。
申请号为CN201310389139.5的中国专利文件涉及一种微粒级火山尘凝灰岩的鉴定方法。该方法公开了利用正交偏光显微镜鉴定微粒级火山尘凝灰岩的方法，然而，由于该方法属于镜下微观岩性识别范畴，因此在宏观凝灰岩识别能发挥的作用依然有限。
传统的测井图版法进行凝灰岩识别，具有精度低和推广性差的缺点。通过显微镜进行凝灰岩识别的方法虽然具有精度高的优点，但是镜下微观鉴定依然具有视域窄，难以在宏观层面推广，对凝灰岩宏观识别作用有限的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种凝灰岩测井识别方法，其能够利用测井手段在宏观层面进行地层凝灰岩高精度识别，避免单一测井曲线在识别凝灰岩过程中存在的容易误判和识别准确率低的弊端，准确快速地识别地层中的凝灰岩层。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立地层凝灰岩综合识别模型；(2)根据地层凝灰岩综合识别模型，获取地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数；(3)根据地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数的大小，确定地层中是否存在凝灰岩。
在一个具体实施例中，地层凝灰岩综合识别指数值在0.01～0.5之间，确定地层中存在凝灰岩。
在一个具体实施例中，地层凝灰岩综合识别模型包括地层凝灰岩综合识别指数。
在一个具体实施例中，确定地层凝灰岩综合识别指数所依据的公式为：
式中，LITH为地层凝灰岩综合识别指数，ΔGR为地层自然伽马相对值，
为地层纯岩石骨架的视声波孔隙度值，/>
为地层纯岩石骨架的视密度孔隙度值。
在一个具体实施例中，根据地层自然伽马曲线计算获得地层自然伽马相对值，确定地层自然伽马相对值所依据的公式为：
式中，GRmax为地层自然伽马值的最大值，GRmin为地层自然伽马值的最小值，GR为地层各深度采样点对应的凝灰岩自然伽马值。
在一个具体实施例中，根据地层声波曲线计算获得地层纯岩石骨架的视声波孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视声波孔隙度所依据的公式为：
式中，AC砂岩ma为地层纯砂岩声波骨架值，AC页岩ma为地层纯页岩声波骨架值，AC砂岩ma和AC页岩ma均为常数，AC为地层各深度采样点对应的凝灰岩声波时差值。
在一个具体实施例中，根据地层密度曲线计算获得地层纯岩石骨架的视密度孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视密度孔隙度所依据的公式为：
式中，DEN砂岩ma为地层纯砂岩密度骨架值，DEN页岩ma为地层纯页岩密度骨架值，DEN砂岩ma和DEN页岩ma均为常数，DEN为测试区储层各深度采样点对应的凝灰岩密度值。
在一个具体实施例中，地层凝灰岩自然伽马值大于地层纯砂岩自然伽马值且小于地层纯页岩自然伽马值。
在一个具体实施例中，地层凝灰岩声波时差值大于地层纯砂岩声波骨架值且小于地层纯页岩声波骨架值。
在一个具体实施例中，地层凝灰岩密度值小于地层纯砂岩密度骨架值且大于地层纯页岩密度骨架值。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明利用自然伽马相对值、视声波孔隙度和视密度孔隙度，构建地层凝灰岩综合识别指数判别地层中是否含有凝灰岩，简单高效，能够避免单条测井曲线在识别凝灰岩过程中存在的容易误判和识别准确率低的弊端，为凝灰岩油气层的勘探开发提供技术支持。2、本发明建立了凝灰岩识别定量标准，能够提高识别凝灰岩的准确度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的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
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是本发明的一种凝灰岩测井识别方法的一个具体实施例的流程示意图；
图2是本发明的一个具体实施例的中国鄂尔多斯盆地泾河油田彬1井长7凝灰岩的识别效果图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明提出的凝灰岩测井识别方法，包括以下步骤：
(1)建立地层凝灰岩综合识别模型
建立地层凝灰岩综合识别模型，包括地层凝灰岩综合识别指数。
确定地层凝灰岩综合识别指数所依据的公式为：
式中，LITH为地层凝灰岩综合识别指数，ΔGR为地层自然伽马相对值，
为地层纯岩石骨架的视声波孔隙度值，/>
为地层纯岩石骨架的视密度孔隙度值。
进一步地，地层包括单井凝灰岩待识别的页岩储层段。
建立地层凝灰岩综合识别的相关特征参数，具体过程如下：
根据地层自然伽马曲线计算获得地层自然伽马相对值，确定地层自然伽马相对值所依据的公式为：
式中，GRmax为地层自然伽马值的最大值，GRmin为地层自然伽马值的最小值，GR为地层各深度采样点对应的凝灰岩自然伽马值。
具体地，当地层中存在凝灰岩时，由于火山成因的凝灰岩中含有放射性铀元素，在沉积过程中，凝灰岩中的铀元素部分迁移至临近泥页岩中，造成凝灰岩的自然伽马值值远大于砂岩，但小于页岩。相应的，凝灰岩的自然伽马相对值亦远大于砂岩，小于页岩。因此，根据地层自然伽马相对值能够定性地判断凝灰岩的发育程度。
根据地层声波曲线计算获得地层纯岩石骨架的视声波孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视声波孔隙度所依据的公式为：
式中，AC砂岩ma为地层纯砂岩声波骨架值，AC页岩ma为地层纯页岩声波骨架值，AC砂岩ma和AC页岩ma均为常数，AC为地层各深度采样点对应的凝灰岩声波时差值。
其中，地层纯砂岩声波骨架值为181μs/ft(微秒/英寸)。地层纯页岩声波骨架值为400μs/ft。
具体地，当地层中存在凝灰岩时，由于页岩的声波时差值最大，凝灰岩其次，砂岩最低。通过公式(3)计算得到的页岩孔隙度最大，凝灰岩其次，砂岩最低。因此，根据地层纯岩石骨架的视声波孔隙度能够定性地判断凝灰岩的发育程度。
根据地层密度曲线计算获得地层纯岩石骨架的视密度孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视密度孔隙度所依据的公式为：
式中，DEN砂岩ma为地层纯砂岩密度骨架值，DEN页岩ma为地层纯页岩密度骨架值，DEN砂岩ma和DEN页岩ma均为常数，DEN为测试区储层各深度采样点对应的凝灰岩密度值。
其中，地层纯砂岩密度骨架值为2.65g/cm3(克/立方厘米)。地层纯页岩密度骨架值为1.8g/cm3。
具体地，当地层中存在凝灰岩时，由于页岩的密度骨架值最低，凝灰岩其次，砂岩最高。通过公式(4)计算得到的页岩孔隙度最大，凝灰岩其次，砂岩最低。因此，根据地层纯岩石骨架的视密度孔隙度可以定性地判断凝灰岩的发育程度。
(2)根据地层凝灰岩综合识别模型，获取地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数
根据公式(1)，计算获得地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数的数值。
(3)根据地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数的大小，确定地层中是否存在凝灰岩
具体地，确定地层中是否存在凝灰岩的依据下列规则：
如果地层凝灰岩综合识别指数值在0.01～0.5之间，则确定地层中存在凝灰岩。
如果地层凝灰岩综合识别指数值小于0.01或大于0.5，则确定地层中不存在凝灰岩。
本发明方法利用测井手段在宏观层面进行地层凝灰岩高精度识别，避免单一测井曲线在识别凝灰岩过程中存在的容易误判和识别准确率低的弊端，准确快速地识别地层中的凝灰岩层。建立地层凝灰岩识别定量标准，能够大幅度提高测井技术在识别凝灰岩的准确度，为凝灰岩油气层的勘探开发提供技术支持。
实施例一：
在鄂尔多斯盆地延长组长7地层中，最为关注的为凝灰岩储层，目前发现凝灰岩储层含油性好，具有较大的油气潜力。因此，通过地层凝灰岩综合识别指数即能够方便快速地分辨凝灰岩的发育状况，从而为凝灰岩油气层的勘探开发提供指导和依据。
下面以鄂尔多斯盆地泾河油田彬1井为例对本发明中的方法进行说明。其中，上述的测试区为：深度为1420～1460m(米)的凝灰岩待识别的地层段。
如图2所示，第一列中所示曲线为地层自然伽马曲线，第二列中所示曲线为地层声波时差曲线，第三列中所示曲线为地层密度曲线，第四列中所示曲线为地层自然伽马相对值曲线，第五列中所示曲线为地层纯岩石骨架的视声波孔隙度曲线，第六列中所示曲线为地层纯岩石骨架的视密度孔隙度曲线，第七列中所示曲线为地层凝灰岩综合识别指数指示曲线。
其中，在地层凝灰岩综合识别指数值小于0.01时，地层岩性为砂岩。当地层凝灰岩综合识别指数值在0.01～0.5之间时，地层岩性为凝灰岩。在凝灰岩综合识别指数值大于0.5时，地层岩性为页岩，简捷高效，准确度高。
以上地层凝灰岩综合识别的结果与岩心观察结果一致，充分说明了本发明凝灰岩识别方法的可行性和有效性，因此该结果能够作为以凝灰岩为目标的致密-页岩油勘探开发工作提供技术依据。
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 (9)
1.一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立地层凝灰岩综合识别模型；
(2)根据地层凝灰岩综合识别模型，获取地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数；
(3)根据地层各深度采样点的凝灰岩综合识别指数的大小，确定地层中是否存在凝灰岩；
确定地层凝灰岩综合识别指数所依据的公式为：
式中，LITH为地层凝灰岩综合识别指数，ΔGR为地层自然伽马相对值，
为地层纯岩石骨架的视声波孔隙度值，/>
为地层纯岩石骨架的视密度孔隙度值。
2.根据权利要求1所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，地层凝灰岩综合识别指数值在0.01～0.5之间，确定地层中存在凝灰岩。
3.根据权利要求1所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，地层凝灰岩综合识别模型包括地层凝灰岩综合识别指数。
4.根据权利要求3所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，根据地层自然伽马曲线计算获得地层自然伽马相对值，确定地层自然伽马相对值所依据的公式为：
式中，GRmax为地层自然伽马值的最大值，GRmin为地层自然伽马值的最小值，GR为地层各深度采样点对应的凝灰岩自然伽马值。
5.根据权利要求4所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，根据地层声波曲线计算获得地层纯岩石骨架的视声波孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视声波孔隙度所依据的公式为：
式中，AC砂岩ma为地层纯砂岩声波骨架值，AC页岩ma为地层纯页岩声波骨架值，AC砂岩ma和AC页岩ma均为常数，AC为地层各深度采样点对应的凝灰岩声波时差值。
6.根据权利要求5所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，根据地层密度曲线计算获得地层纯岩石骨架的视密度孔隙度，确定地层纯岩石骨架的视密度孔隙度所依据的公式为：
式中，DEN砂岩ma为地层纯砂岩密度骨架值，DEN页岩ma为地层纯页岩密度骨架值，DEN砂岩ma和DEN页岩ma均为常数，DEN为测试区储层各深度采样点对应的凝灰岩密度值。
7.根据权利要求6所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，地层凝灰岩自然伽马值大于地层纯砂岩自然伽马值且小于地层纯页岩自然伽马值。
8.根据权利要求6所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，地层凝灰岩声波时差值大于地层纯砂岩声波骨架值且小于地层纯页岩声波骨架值。
9.根据权利要求6所述的一种凝灰岩测井识别方法，其特征在于，地层凝灰岩密度值小于地层纯砂岩密度骨架值且大于地层纯页岩密度骨架值。
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