CN111812743B - 一种储层单砂体的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储层单砂体的识别方法。该储层单砂体的识别方法包括以下步骤：1)选取多口标准井；2)对各标准井的测井曲线进行分形重构，得到分形重构曲线；3)确定各标准井的单砂体识别分形曲线，剔除单砂体识别分形曲线上不符合的特征点，得到单砂体精细识别分形曲线；4)确定敏感测井曲线类型；5)确定非标准井的单砂体识别分形曲线，再与本井测井曲线进行对比修正，剔除错误界面，识别出非标准井的单砂体。本发明提供的储层单砂体的识别方法，通过分形重构方法放大了测井数据资料对岩性变化的响应强度，弥补了单纯利用测井曲线识别储层单砂体的精度低的缺陷，对单砂体的识别更加简便，刻画更加精细。

Description

一种储层单砂体的识别方法

技术领域

本发明属于石油勘探开发领域，具体涉及一种储层单砂体的识别方法。

背景技术

河流沉积储层是主要的储层类型，其油气储量已占到了我国油气田动用储量的65％左右，随着此类油气田开发的不断深入，油气资源和储量日益减少，剩余油气的分布更加分散、复杂，挖潜难度越来越大。储层非均质性造成的井间砂体连通性不清，物性分布难以预测等都制约着剩余油气的挖潜和油气田的高效开发。

剩余油气挖潜预测的效果在很大程度上取决于对开发区地质体认识的精度。传统的沉积微相研究模式已经不能满足油气田精细开发的需求，对于单砂体的识别研究逐渐引起重视。多年研究实践表明，单砂体的精细刻画对于预测剩余油气的分布、提高储层动用程度起到了极其关键的作用，在河流沉积储层中，精细刻画河道内部单砂体，为井间砂体的连通性研究、描述剩余油气的分布、精细开发调整、提高油气采收率等提供了重要的地质依据。

河流相沉积由于平面上河道摆动频繁，同期平面变化多样，纵向上具有多期河道切割叠置的特点。对于此类储层单砂体的刻画，现有的方法对岩心资料的要求较高，需要从取心井的单砂体刻画入手精确划分岩相，通过大量岩心资料和常规测井曲线的对比，总结各期河道单砂体对应曲线的形态特征；对于非取心井，则需要分析常规测井曲线套用总结得出的曲线特征进行各期次界面划分。然而，对于岩心及特殊测井资料有限的开发区块，对比总结得出单砂体对应的常规测井曲线形态特征是难以实现的。

对于河流相储层，多期河道切割叠置程度与测井曲线特征的对应图如图1所示，多期河道切割叠置程度中等，单期砂体(单砂体)对应的测井曲线具有回返特征(左)，多期河道切割叠置程度高，单砂体对应的测井曲线回返特征不明显，难以识别(右)。由于多期河道切割叠置，常规测井曲线识别单砂体的精度较低，只能大致对测井曲线具有明显回返特征的部分进行砂体界面划分，不能完全细分到各单期砂体，并且具有多解性，很难精细全面的对各期河道单砂体进行识别和刻画。

公告号为CN105372703B的中国发明专利公开了一种河道砂体精细识别方法，该方法首先确定不同砂体沉积模式对应的地震响应特征，以识别河道特征；然后通过去砂试验确定砂层在时间剖面上的相位关系，针对河道地震响应特征，识别河道砂体的包络面；自上而下等时间间隔切取地层切片，以得到不同期次河道的叠置关系；开展五类基本属性和其它非常规属性聚类分析，确定河道砂体的边界；开展精细地层对比确定砂体内部空间叠置关系，确定开发井网部署范围。该方法解决了在多物源交汇区储层平面展布复杂，砂体非均质性强，地震资料分辨率达不到预测薄储层需求等问题，但对储层单砂体的识别精度仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储层单砂体的识别方法，以解决现有识别方法对单砂体的识别精度低的问题。

为实现上述目的，本发明的储层单砂体的识别方法的技术方案是：

一种储层单砂体的识别方法，包括以下步骤：

1)选取目标区内多口标准井；

2)对各标准井的至少两种测井曲线分别进行分形重构，得到分形重构曲线；

3)对某一标准井，将其分形重构曲线上的特征点所反映的界面数据，与该标准井岩心数据或成像测井数据所反映的各期次单砂体的界面数据相比对，选取符合度最高的分形重构曲线为该标准井的单砂体识别分形曲线；然后确定其余标准井的单砂体识别分形曲线；所述各期次单砂体的界面数据包括岩心数据或成像测井数据中反映的单砂体的界面深度数据；

剔除各标准井的单砂体识别分形曲线上与相应标准井各期次单砂体的界面数据不符合的特征点，实现对单砂体识别分形曲线的修正，得到单砂体精细识别分形曲线；依据各标准井的单砂体精细识别分形曲线对相应标准井的单砂体进行识别；

4)统计各标准井的单砂体识别分形曲线所对应的测井曲线类型，选择出现次数最多的测井曲线类型为反映目标区岩性变化的敏感测井曲线类型；

5)依据步骤4)确定的敏感测井曲线类型，对目标区非标准井的敏感测井曲线进行分形重构，得到非标准井的单砂体识别分形曲线，依据非标准井的单砂体识别分形曲线上的特征点划分各期次单砂体的界面，针对划分出的界面与本井测井曲线进行对比修正，剔除错误界面，识别出非标准井的单砂体。

本发明提供的储层单砂体的识别方法，通过分形重构方法充分放大了测井数据资料对岩性变化的响应强度，弥补了常规方法单纯利用测井曲线识别储层单砂体的精度低的缺陷，对单砂体的识别更加简便，刻画更加精细。同时，该方法对所需数据资料要求较低，弥补了地震资料品质差异及具有多解性的问题。

本发明提供的储层单砂体的识别方法，从最常用的测井数据着手，通过构建新的单砂体识别分形曲线，有效解决了对于岩心资料缺乏的开发区块难以有效识别非取心井各期单砂体的问题，弥补了测井曲线对单砂体岩性变化响应弱、多解性强，单砂体识别精度低的不足。该方法通过全面拾取岩性变化的特征点，确保曲线波动和岩心数据或成像测井数据具有较好的匹配关系，对所需数据资料要求较低，实现利用最常用的测井资料更精细的识别储层单砂体，重构地下认识体系，实现油气田精细开发，具有良好的推广和应用价值。

为进一步优选对岩性变化更加敏感的测井曲线，进而能够进一步增强单砂体识别曲线对岩性变化的响应强度，优选的，步骤2)中，所述测井曲线包括自然伽玛测井曲线、自然电位测井曲线、微电极电阻率测井曲线中的至少两种。

为更直观表现由于储层砂体分布导致的测井波动变化，优选的，步骤2)中，采用R/S分形统计算法对测井曲线进行分形重构。R/S分形统计算法可以表示砂泥岩互层中岩性变化等非均质特征造成的测井波动响应，通过分形重构后放大响应强度。

优选的，还包括步骤6)：根据目标区内各单井的单砂体识别结果，刻画目标区内储层的单砂体分布。通过对各单井的单砂体的精细识别，可以更精细的落实单砂体的连通关系和侧向变化，最终从纵向和平面上精细刻画全区的储层单砂体，实现油气井的精细开发。

附图说明

图1为现有技术中多期河道切割叠置程度与测井曲线形态的对应示意图；

图2为本发明的储层单砂体的识别方法的流程图；

图3为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，标准井X的敏感分形重构曲线上的特征值与岩心数据的对比图；

图4为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，标准井Y的敏感分形重构曲线上假特征点的确认图；

图5为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，利用测井曲线对假特征点的分析图；

图6为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，利用古地貌相对低洼地区判断河道水流方向图；

图7为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，利用自然伽玛曲线形态判断单期河道水流方向、连通关系及河道规模图；

图8为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，利用识别出的单砂体厚度判断单期河道水流方向、连通关系及河道规模图；

图9为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，结合测井曲线与水平井实钻情况确定单砂体规模对比图；

图10为本发明的储层单砂体的识别方法实施例所得X井的单砂体识别图；

图11为本发明的储层单砂体的识别方法实施例中，目标区各期次单砂体的平面展布图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于分形理论的储层单砂体识别方法，包括以下步骤：选取标准井，针对反应岩性变化的测井曲线采用分形统计算法进行曲线重构；对比岩心数据或成像测井数据，得到单砂体识别分形曲线；通过标准井的标定以及非标准井识别出的单砂体界面，结合全区油气井砂体连通关系和侧向变化，实现目标区储层单砂体的精细识别和刻画。

标准井为目标区内具有岩心数据和/或成像测井数据且能反映目标区岩性特征、砂体叠置关系、岩石组分等储层特征、完整无缺失的油气井。

测井曲线优选能够更好反映岩性变化的测井曲线类型，这样有利于进一步凸显后续的曲线重构优势，测井曲线可以为自然伽玛测井曲线、自然电位测井曲线、微电极电阻率测井曲线中的至少两种。选择多种测井曲线的好处在于通过特征点符合度的优选，确定对岩性变化更为敏感的测井数据。

各标准井可以依据单砂体精细识别分形曲线对相应标准井的单砂体进行精细识别，对于非标准井，依据选取的敏感测井曲线进行分形重构，得到非标准井的单砂体识别分形曲线，依据非标准井的单砂体识别分形曲线上的特征点划分各期次单砂体的界面，针对划分出的界面与本井测井曲线进行对比修正，剔除钻井过程中井径扩大等因素造成的错误界面，最终更精细的识别出非标准井的单砂体，进而保证全区砂体连通关系和侧向变化的精细刻画。

经测井曲线分形重构后得到分形重构曲线，分形重构曲线上的特征点是指由于井壁周围岩性的变化引起的分形重构曲线的波动，在曲线上呈现跳点的响应。假特征点是指不符合单砂体界面的特征点。通过将假特征点与井径、中感应电阻率、深感应电阻率、声波时差等测井数据进行比对分析，可分析假特征点出现的原因，如井壁失稳井径扩大、钻井液污染储层、测井过程中仪器问题等。

在确定敏感测井曲线类型时，统计各标准井的单砂体识别分形曲线所对应的测井曲线类型，选择出现次数最多的测井曲线类型即可。极端情况下，如两种测井曲线类型的出现次数同为最多，可选择其中符合度相对较高的测井曲线类型为敏感曲线类型。

采用R/S分形统计算法对测井曲线进行分形重构包括将标准井的测井数据代入如式I所示的分形公式中，建立对应的分形重构曲线：

式I中，R(n)-过程序列全层段极差，代表采样点间的复杂程度；S(n)-过程序列全层段标准差，代表采样点的平均趋势；n-逐点分析层段的测井采样点数(分形序列)；Z-随0～n变化的测井数据；u-由端点开始在0～n之间依次增加的采样点数；i，j-采样点个数的变量。

在标准井和非标准井单砂体识别的基础上，可利用相关现有技术来刻画目标区内储层的单砂体分布。优选的，刻画目标区内储层的单砂体分布包括确定单期河道的方向和单期河道的规模：首先通过古地貌的刻画，分析相对低洼部位控制河道水流方向；再进行单期河道的刻画，由于河道中心水动力较强，自然伽玛曲线呈现箱型特征，河道边部水动力弱砂体变薄，自然伽玛曲线齿化明显，利用标准井和非标准井的单期砂体自然伽玛形态变化，将箱型特征串联可判断水流方向，横向曲线变化可判断砂体的连通关系和单期河道规模；河道中心砂体沉积厚度大，根据标准井和非标准井划分的单砂体沉积厚度确定河道部位，砂体中心连线确定水流方向，横向砂体厚度的变化确定砂体连通关系和单期河道的规模。同时可结合小井距井的连井剖面，对比其实际钻遇砂层的特征，修正刻画的单期河道规模，采用上述方法可综合判断单期河道的方向和单期河道的规模。

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的储层单砂体的识别方法的具体实施例，流程图如图2所示，对鄂尔多斯盆地北缘某河流相储层开发区进行单砂体识别和精细刻画，采用以下步骤：

1)选取标准井：选择开发区内的具有完整岩心数据的一组标准井(该目标区内选取标准井的数量为60，非标准井的数量为300)。选择的标准井具有代表性，为反映目标区的储层特征的直井，无地层缺失，岩心资料(或成像测井资料)完整准确，非标准井不具有岩心资料和成像测井资料，或具有岩心数据但不完整，可能存在地层缺失，但均具备常规的测井数据。

2)分形重构曲线：获取步骤1)选择的60口标准井的测井曲线，初步优选反映岩性变化的测井曲线，包括自然伽玛测井曲线、自然电位测井曲线和微电极电阻率测井曲线。

将选取的测井曲线数据，采用R/S分形统计算法进行曲线重构，具体计算公式如下，将测井曲线中每个深度采样点对应的测井数据代入如式I所示的分形公式中，

式I中，R(n)-过程序列全层段极差，代表采样点间的复杂程度；S(n)-过程序列全层段标准差，代表采样点的平均趋势；n-逐点分析层段的测井采样点数；Z-随0～n变化的测井数据；u-由端点开始在0～n之间依次增加的采样点数；i，j-采样点个数的变量。

计算后得到一系列R(n)/S(n)与n对应的数据点，以n值为x轴，R(n)/S(n)值为y轴，在双对数坐标轴中建立起各测井曲线的分形重构曲线图版。该步骤可利用常规计算机编程的方法进行计算。

以下以其中一口标准井X的自然伽玛测井曲线的曲线重构过程为例进行具体说明，将自然伽玛测井数据(表1)代入式I，得到分形重构数据(表2)。

表1标准井X的自然伽玛测井数据表

表2自然伽玛测井数据的R/S分形重构数据

将所得数据采用双对数坐标呈现，得到自然伽玛分形重构曲线，其中x轴为分形序列n，y轴为R/S分形结果。

采用同样的方法，对所有标准井的自然伽玛、自然电位、微电极电阻率测井数据进行分形重构，得到相应的分形重构曲线。

3)确定标准井的单砂体识别分形曲线：将每口标准井的分形重构曲线拾取的特征点与相应标准井的各期次单砂体的界面数据相比对，选取符合度最高的分形重构曲线为该标准井的单砂体识别分形曲线；各期次单砂体的界面数据为岩心数据(或成像测井数据)反映的单砂体的界面深度数据。

图3中，自然伽玛分形重构曲线上呈现跳点的响应即为特征点，特征点反映了由于井壁周围岩性的变化引起的分形重构曲线的波动，各特征点与岩心数据反映的单砂体界面深度数据一一对应。

以X标准井为例，因自然伽玛分形重构曲线的符合度更优，对岩性变化更敏感，故以自然伽玛分形重构曲线作为X标准井的单砂体识别分形曲线，然后依据同样方式确定其余标准井的单砂体识别分形曲线；

4)标准井的单砂体识别：剔除各标准井的单砂体识别分形曲线上与相应标准井各期次单砂体的界面数据不符合的特征点(假特征点)，实现对单砂体识别分形曲线的修正，得到单砂体精细识别分形曲线；依据各标准井的单砂体精细识别分形曲线对相应标准井的单砂体进行识别；

图4和图5中(以标准井Y为例，图5中，CAL-井径，DOLO-白云岩，COAF-煤，SAND-砂体，SH-泥岩)，将不符合的特征点与井径、中感应电阻率、深感应电阻率、声波时差等测井数据进行对比，分析是由井径扩大造成的假特征点。剔除假特征点后，实现对单砂体识别分形曲线的修正，得到单砂体精细识别分形曲线，实现更精细准确的识别标准井的单砂体。

5)非标准井的单砂体识别：统计各标准井的单砂体识别分形曲线所对应的测井曲线类型，60口标准井中，48口标准井的单砂体识别分形曲线对应的测井曲线类型为自然伽玛测井曲线，其余7口标准井的单砂体识别分形曲线对应的测井曲线类型为自然电位，5口标准井的单砂体识别分形曲线对应的测井曲线类型为微电极电阻率，即自然伽玛测井曲线出现的次数最多，以自然伽玛测井曲线为反映目标区岩性变化的敏感测井曲线类型。

对目标区非标准井的自然伽玛测井曲线进行分形重构，得到非标准井的单砂体识别分形曲线，依据非标准井的单砂体识别分形曲线上的特征点划分各期次单砂体的界面，再与本井的测井数据对应分析，剔除由于井壁失稳井径扩大、钻井液污染储层、测井过程中仪器问题等造成的假特征点，识别出非标准井的单砂体。

6)刻画目标区内储层的单砂体展布：根据目标区内各单井的单砂体识别结果，刻画目标区内储层的单砂体展布。

刻画目标区内储层的单砂体分布包括确定单期河道的方向和单期河道的规模：首先根据目标区的古地貌分析河道水流方向，相对低洼的地方控制水流方向，如图6所示；再进行单期河道的刻画，由于河道中心水动力较强，自然伽玛曲线呈现箱型特征，河道边部水动力弱砂体变薄，自然伽玛曲线齿化明显，利用标准井和非标准井的单期砂体自然伽玛形态变化，将箱型特征串联可判断水流方向，横向曲线变化可判断砂体的连通关系和单期河道规模，如图7所示；河道中心砂体沉积厚度大，根据标准井和非标准井划分的单砂体沉积厚度确定河道部位，砂体中心连线确定水流方向，横向砂体厚度的变化确定砂体连通关系和单期河道的规模，如图8所示。同时可结合小井距井的连井剖面，对比其实际钻遇砂层的特征，修正刻画的单期河道规模，采用上述方法可综合判断单期河道的方向和单期河道的规模。

图9为目标区内一口完钻井实际钻遇砂体情况，通过绘制分析钻遇的砂层特征，可对河道单砂体中的心滩宽度、河道的规模进行修正。

由此形成目标区内每口井的分期单砂体识别图及目标区各期次单砂体平面展布图，如图10和图11所示。图10(图中，GR-自然伽玛，LLD-深侧向电阻率，LLS-前侧向电阻率)为X井主要生产层段的单砂体识别图，相对前期的3期，自下而上增加为7期单砂体。通过单砂体的精细识别，针对识别出的单期砂体心滩位置，在目标区中部署25口井，成功率达到92％。

Claims (3)

1.一种储层单砂体的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取目标区内多口标准井；

2)对各标准井的至少两种测井曲线分别进行分形重构，得到分形重构曲线；采用R/S分形统计算法对测井曲线进行所述分形重构；

3)对某一标准井，将其分形重构曲线上的特征点所反映的界面数据，与该标准井岩心数据或成像测井数据所反映的各期次单砂体的界面数据相比对，选取符合度最高的分形重构曲线为该标准井的单砂体识别分形曲线；然后确定其余标准井的单砂体识别分形曲线；所述各期次单砂体的界面数据包括岩心数据或成像测井数据中反映的单砂体的界面深度数据；

剔除各标准井的单砂体识别分形曲线上与相应标准井各期次单砂体的界面数据不符合的特征点，实现对单砂体识别分形曲线的修正，得到单砂体精细识别分形曲线；依据各标准井的单砂体精细识别分形曲线对相应标准井的单砂体进行识别；

4)统计各标准井的单砂体识别分形曲线所对应的测井曲线类型，选择出现次数最多的测井曲线类型为反映目标区岩性变化的敏感测井曲线类型；

5)依据步骤4)确定的敏感测井曲线类型，对目标区非标准井的敏感测井曲线进行分形重构，得到非标准井的单砂体识别分形曲线，依据非标准井的单砂体识别分形曲线上的特征点划分各期次单砂体的界面，针对划分出的界面与本井测井曲线进行对比修正，剔除错误界面，识别出非标准井的单砂体。

2.如权利要求1所述的储层单砂体的识别方法，其特征在于，步骤2)中，所述测井曲线包括自然伽玛测井曲线、自然电位测井曲线、微电极电阻率测井曲线中的至少两种。

3.如权利要求1或2所述的储层单砂体的识别方法，其特征在于，还包括步骤6)：根据目标区内各单井的单砂体识别结果，刻画目标区内储层的单砂体分布。

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