CN112031742B - 一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法。本发明通过编写自动建模软件,结合实际碳氧比能谱测井仪器参数,自动建立蒙特卡罗数值计算模型,形成井眼‑地层数值计算模型库;建立数据库,利用井眼‑地层数值计算模型库中计算模型模拟,确定各种条件下的非弹谱、俘获谱和碳氧比值并存入数据库中,并用插值方法对数据库中未包括情况进行补充;根据实测碳氧比曲线,对比实测值与数据库内模拟值,若相同,则直接输出该实测曲线对应的含油饱和度曲线,若不同,则修改计算模型内的仪器参数,继续模拟直至与实测值相同,输出含油饱和度曲线。本发明将数值模拟与数据库相结合,快速获取饱和度曲线,提高了地层含油饱和度处理的准确度。
Description
技术领域
本发明属于矿场地球物理测井技术领域,具体涉及一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法。
背景技术
油气资源在我国占有重要战略地位,在油气开采的中后期,如何准确监测油气产量、确定剩余油饱和度是各油田关注的重点。目前常用的套后油气饱和度监测技术主要有过套管电阻率测井、碳氧比能谱测井以及中子寿命测井。
碳氧比能谱测井基于快中子的非弹散射理论,利用脉冲中子源发射高能快中子,高能快中子进入地层与地层元素发生非弹性散射,释放出非弹性散射伽马射线。由于不同元素产生的伽马射线能量存在差异,因此,分别选取石油中的碳元素与水中的氧元素作为油和水的指示元素,利用两者计数比C/O反应地层的流体性质。相比于中子寿命测井,该方法受地层水矿化度影响小。
常规碳氧比能谱测井通常利用经验公式法评价地层含油饱和度,即利用碳氧比(C/O)与俘获能谱计算得到硅钙比(Si/Ca)并形成交会图,根据交会图读取水线的斜率与截距,代入经验公式计算得到地层含油饱和度。但是,该方法严重依赖现场人员的实测资料解释经验,并且处理时需要利用标准水层进行标定,解释流程复杂且精度较低。
发明内容
本发明旨在克服上述不足,提出了一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,该方法利用蒙特卡罗数值模拟方法建立碳氧比能谱测井对应的地层含油饱和度数据库,在实际测井资料处理过程中,通过输入井眼及地层参数,直接根据实测碳氧比曲线获取地层含油饱和度信息。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤一:获取待测井基本信息,将实际碳氧比能谱测井仪器下井测量,得到实测碳氧比曲线;
步骤二:编写蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,在蒙特卡罗数值模拟自动建模软件中输入管柱组合、井径、井眼持率、地层岩性和地层含油饱和度,结合碳氧比能谱测井仪器参数,利用蒙特卡罗数值模拟自动建模软件建立蒙特卡罗数值计算模型,得到各条件下对应的蒙特卡罗数值计算模型及其编号,形成井眼-地层数值计算模型库;
步骤三:基于SQL Server数据库系统建立数据库,根据蒙特卡罗数值模拟方法,通过对井眼-地层数值计算模型库中的各蒙特卡罗数值计算模型进行模拟,得到各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱和俘获能谱,计算各蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值,确定碳氧比值与地层含油饱和度间的对应关系;
步骤四:将井眼-地层数值计算模型库中各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱、俘获能谱和碳氧比值导入数据库中,对于井眼-地层数值计算模型库中不存在的地层及井眼条件,通过在数据库内部利用线性插值方法获取对应的碳氧比值;
步骤五:根据实测碳氧比曲线,对比实测碳氧比值与数据库中相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值,若两者碳氧比值相同,则数据库直接输出该实测碳氧比值对应的地层含油饱和度,若两者碳氧比值不同,则修改蒙特卡罗数值计算模型的碳氧比能谱测井仪器参数,使得相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值与实测碳氧比值相同,将修改后的碳氧比能谱测井仪器参数输入蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,重复步骤二至步骤五;
步骤六:输出实测碳氧比曲线对应的地层含油饱和度曲线。
优选地,所述步骤一中,待测井基本信息包括管柱组合、井径、井眼持率和地层岩性。
优选地,所述步骤二中,基于C#语言编写蒙特卡罗数值模拟自动建模软件。
优选地,所述步骤二中,井眼-地层数值计算模型库中包括管柱组合、井径、井眼流体类型及密度、地层岩性及孔隙度、泥质含量、地层流体类型及密度、水泥环厚度和地层含油饱和度。
优选地,所述步骤二中,蒙特卡罗数值计算模型按照井径、岩性、地层油密度、井眼持率和水泥环厚度的顺序进行命名。
本发明所带来的有益技术效果:
本发明提出了一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,利用蒙特卡罗数值模拟方法构建井眼-地层数值计算模型库,模拟碳氧比能谱测井仪器的实际测量情况,根据模拟确定的非弹能谱、俘获能谱和碳氧比值,基于SQL Server数据库系统建立数据库,用于碳氧比能谱测井饱和度解释;本发明在处理实测资料时无需进行曲线校正等过程,即可直接获得地层含油饱和度,实现了碳氧比能谱测井饱和度的快速处理,提高了碳氧比能谱测井饱和度的处理精度。
附图说明
图1为本发明一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法的流程图。
图2为模拟非弹能谱与实测非弹能谱对比图,图中井眼及地层条件为8.5in单套管井眼、孔隙度为20.6%的含水砂岩地层。
图3为不同孔隙度和含油饱和度条件下模拟碳氧比值与实测碳氧比值对比图,图中,井眼为8.5in单套管井眼;模拟水点与实测水点的含油饱和度为0%,地层孔隙度分别为33.8%、28.7%、26%、20.4%、16.8%;模拟油点与实测油点的含油饱和度为100%,地层孔隙度分别为33.8%、28.7%、25%、21.4%、15.8。
图4为砂岩地层孔隙度分别为20%与30%时,不同含油饱和度条件下的碳氧比响应规律。
图5为本发明应用于实测资料处理的效果图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
本发明提出了一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,如图1所示,具体包括以下步骤:
步骤一:获取待测井基本信息,包括管柱组合、井径、井眼持率和地层岩性;将实际碳氧比能谱测井仪器下井测量,得到实测碳氧比曲线。
步骤二:基于C#语言编写蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,在蒙特卡罗数值模拟自动建模软件中输入管柱组合、井径、井眼持率、地层岩性和地层含油饱和度,结合碳氧比能谱测井仪器参数,利用蒙特卡罗数值模拟自动建模软件建立蒙特卡罗数值计算模型,得到各条件下对应的蒙特卡罗数值计算模型及其编号,形成井眼-地层数值计算模型库,井眼-地层数值计算模型库中包括管柱组合、井径、井眼流体类型及密度、地层岩性及孔隙度、泥质含量、地层流体类型及密度、水泥环厚度和地层含油饱和度。
步骤三:基于SQL Server数据库系统建立数据库,根据蒙特卡罗数值模拟方法,通过对井眼-地层数值计算模型库中的各蒙特卡罗数值计算模型进行模拟,得到各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱和俘获能谱,计算各蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值,确定碳氧比值与地层含油饱和度间的对应关系;
步骤四:将井眼-地层数值计算模型库中各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱、俘获能谱和碳氧比值导入数据库中,对于井眼-地层数值计算模型库中不存在的地层及井眼条件,通过在数据库内部利用线性插值方法获取对应的碳氧比值;
步骤五:在基于数据库处理实际地层的含油饱和度之前,首先需要保证数值模拟结果的可靠性,将8.5in单套管井眼、地层孔隙度为20.6%的含水砂岩地层条件下,模拟非弹能谱与实测非弹能谱进行对比,如图2所示,发现数值模拟得到的非弹能谱与实测非弹能谱吻合度较高,验证了数值模拟结果的准确性,即模拟结果能否准确反映实际地层的测量结果。
再将8.5in单套管井眼时不同孔隙度和含油饱和度条件下的模拟碳氧比值与实测碳氧比值进行对比,如图3所示,发现数值模拟得到的碳氧比值与实测碳氧比值之间的绝对误差小于0.015,吻合度高。
结合图2和图3所得结论,验证了本发明采用蒙特卡罗数值模拟方法模拟所得结果的准确性。
进一步地,虽然蒙特卡罗数值模拟方法可以根据各参数条件建立对应的计算模型,但是考虑到计算时间和效率,通常仅对主要参数建模计算,其余数值模拟结果需要通过数学插值算法获取。图4所示为砂岩地层孔隙度分别为20%与30%时,不同含油饱和度条件下的碳氧比响应规律,由图4可得,不同含油饱和度下的碳氧比变化规律近似线性函数关系,根据模拟结果拟合得到插值公式,实际测量的碳氧比值通常无法与直接与模拟得到的碳氧比值相对应,因此,利用插值方法能够对数据库进行补充,完善数据库中的数据参数。
建立数据库后,基于数据库对实测碳氧比曲线进行地层含油饱和度解释,对比实测碳氧比值与数据库中相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值;若两者碳氧比值相同,则数据库直接输出该实测碳氧比值对应的地层含油饱和度;若两者碳氧比值不同,则修改蒙特卡罗数值计算模型的碳氧比能谱测井仪器参数,使得相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值与实测碳氧比值相同,将修改后的碳氧比能谱测井仪器参数输入蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,重复步骤二至步骤五。
步骤六:输出实测碳氧比曲线对应的地层含油饱和度曲线,得到实测资料处理效果图,并与国外脉冲中子仪器RPM的地层饱和度解释结果进行对比,如图5所示,图5中左起第一道为深度道;第二道分别为裸眼井自然伽马曲线GR-OH和套后自然伽马曲线GR-CH,其中,实线为套后自然伽马曲线GR-CH,虚线为裸眼井自然伽马曲线GR-OH;第三道为实际测量的碳氧比曲线C/O与硅钙比曲线Si/Ca,其中,虚线为碳氧比曲线,实线为硅钙比曲线,两者反向重叠可以定性指示油气;第四道为饱和度解释结果,其中,SW-OH为裸眼井含油饱和度,SW-RPM为采用RPM仪器解释得到的含油饱和度,SW-CH为本方法的含油饱和度解释结果;第五道为岩性剖面,其中,VCL表示泥岩含量,VXBW表示束缚水含量,VQUA表示石英含量,VORT表示钾长石含量,VCLC表示碳酸盐岩含量,VUOI表示含油量。
由图5可得,采用本发明的含油饱和度解释结果与采用RPM仪器的解释结果基本一致,并且在1855-1857m处,采用RPM仪器进行解释的结果远远低于裸眼井饱和度解释结果,而采用本发明方法解释的结果则与裸眼饱和度保持一致,因此,验证了本发明含油饱和度解释的高精度。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤一:获取待测井基本信息,将实际碳氧比能谱测井仪器下井测量,得到实测碳氧比曲线;
所述待测井基本信息包括管柱组合、井径、井眼持率和地层岩性;
步骤二:编写蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,在蒙特卡罗数值模拟自动建模软件中输入管柱组合、井径、井眼持率、地层岩性和地层含油饱和度,结合碳氧比能谱测井仪器参数,利用蒙特卡罗数值模拟自动建模软件建立蒙特卡罗数值计算模型,得到各条件下对应的蒙特卡罗数值计算模型及其编号,形成井眼-地层数值计算模型库;
所述井眼-地层数值计算模型库中包括管柱组合、井径、井眼流体类型及密度、地层岩性及孔隙度、泥质含量、地层流体类型及密度、水泥环厚度和地层含油饱和度;
步骤三:基于SQL Server数据库系统建立数据库,根据蒙特卡罗数值模拟方法,通过对井眼-地层数值计算模型库中的各蒙特卡罗数值计算模型进行模拟,得到各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱和俘获能谱,计算各蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值,确定碳氧比值与地层含油饱和度间的对应关系;
步骤四:将井眼-地层数值计算模型库中各蒙特卡罗数值计算模型对应的非弹能谱、俘获能谱和碳氧比值导入数据库中,对于井眼-地层数值计算模型库中不存在的地层及井眼条件,通过在数据库内部利用线性插值方法获取对应的碳氧比值;
步骤五:根据实测碳氧比曲线,对比实测碳氧比值与数据库中相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值,若两者碳氧比值相同,则数据库直接输出该实测碳氧比值对应的地层含油饱和度,若两者碳氧比值不同,则修改蒙特卡罗数值计算模型的碳氧比能谱测井仪器参数,使得相同条件下蒙特卡罗数值计算模型对应的碳氧比值与实测碳氧比值相同,将修改后的碳氧比能谱测井仪器参数输入蒙特卡罗数值模拟自动建模软件,重复步骤二至步骤五;
步骤六:输出实测碳氧比曲线对应的地层含油饱和度曲线;
所述步骤二中,蒙特卡罗数值计算模型按照井径、岩性、地层油密度、井眼持率和水泥环厚度的顺序进行命名。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据库的碳氧比能谱测井饱和度解释方法,其特征在于,所述步骤二中,基于C#语言编写蒙特卡罗数值模拟自动建模软件。
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