CN112147697A - 利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发领域领域,更具体地,涉及一种利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的方法和一种利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的装置。
背景技术
裂缝性储层油气藏是一种极为重要的隐蔽型油气藏,由于其非均质性严重及裂缝分布的复杂性,这类油气藏的测井评价难度较大。双侧向测井被认为是目前常规测井中进行储集层裂缝识别和评价的最有效的测井方法之一。
裂缝孔隙度是评价裂缝性储集层的关键参数。FMI成像测井评价裂缝孔隙度较为精确,但其成本较高,应用受限。常规测井资料具有经济实用、应用广泛的特点,因此采用双侧向来求解裂缝孔隙度是目前主要的研究方向,常用方法包括以下几种。
一是根据经验公式求解。该方法存在的主要问题是,在一些情况下,根据双侧向计算出裂缝孔隙度偏大,影响裂缝孔隙度计算精度。
第二大类方法利用裂缝的双侧向测井响应反演裂缝孔隙度。Sibbit等(1985)用三维有限元素方法计算了单一裂缝在倾角为0°和90°两种极端情况下的双侧向测井响应,给出了这两种情形下计算单一裂缝张开度的公式。Philippe等(1990)将等间距平行裂缝组的地层等效为宏观均匀各向异性介质,在此基础上提出3种假设并推导出任意倾角条件下裂缝的双侧向测井响应,给出了用于计算低角度裂缝和高角度裂缝孔隙度的计算公式。由于3个假设都做了很大的近似,这使裂缝孔隙度的计算值有较大的误差。Philippe等没能给出用于计算中间角度裂缝的张开度及孔隙度的计算公式和判断裂缝倾角所在范围的方法。李善军等(1997)吸取了Sibbit和Philippe的优点,分别从理论和数值模拟两方面证明了在一定条件下宏观与微观的统一性,全面讨论了裂缝的双侧向测井响应的变化规律,根据各向异性介质的双侧向测井响应与裂缝倾角之间的关系,将裂缝分为低角度裂缝、倾斜裂缝、高角度裂缝3种状态,给出了判别裂缝状态的方法,建立了裂缝的双侧向测井响应与裂缝的地层参数之间的函数关系,得出裂缝孔隙度的解释公式及相应计算方法。该方法取得了较好的效果,但其计算速度较慢,不能很好地应用到实际资料处理中。
发明内容
有鉴于此,本申请提出了能消除含气测井影响、得到裂缝型气层孔隙度的技术方案。
根据本申请的一方面,提出了一种利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的方法,其特征在于,所述方法包括:
确定目标储层为裂缝型气层;
根据下列计算公式计算针对裂缝型气层的双侧向响应校正参数Δg:
其中,Rd为深侧向侧井值,Rd为浅侧向测井值,avg(Rd/Rs)无裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值,avg(Rd/Rs)有裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值;
可选地,所述方法还可以包括:基于裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层双侧向曲线的特征对比,得到双侧向响应校正参数Δg的计算公式和的深侧向测井值校正公式,其中,所述特征对比包括:对于高角度裂缝型气层,双侧向曲线具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于中低角度裂缝型气层,双侧向曲线电阻利率降低,具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于高角度裂缝型干层,双侧向曲线具有正差异,且其正差异具有收敛性;对于中低角度裂缝型干层,双侧向曲线基本重合,局部偶见收敛性差异。
可选地,所述方法还可以包括:根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层的双侧向曲线的特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。
可选地,所述方法还可以包括:根据下式计算裂缝状态Y:
根据裂缝状态Y确定对应的常数A1、A2、A3。
根据本申请的另一方面,还提供了一种利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的装置,其特征在于,所述装置包括:
储层筛选单元,用于确定目标储层为裂缝型气层;
校正参数计算单元,用于根据下列计算公式计算针对裂缝型气层的双侧向响应校正参数Δg:
其中,Rd为深侧向侧井值,Rd为浅侧向测井值,avg(Rd/Rs)无裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值,avg(Rd/Rs)有裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值;
可选地,所述装置还包括:对比关系标定单元,所述对比关系标定单元用于基于裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层双侧向曲线的特征对比,得到双侧向响应校正参数Δg的计算公式和的深侧向测井值校正公式,其中,所述特征对比包括:对于高角度裂缝型气层,双侧向曲线具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于中低角度裂缝型气层,双侧向曲线电阻利率降低,具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于高角度裂缝型干层,双侧向曲线具有正差异,且其正差异具有收敛性;对于中低角度裂缝型干层,双侧向曲线基本重合,局部偶见收敛性差异。
可选地,所述装置还可以包括储层识别单元,用于根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层的双侧向曲线的特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。
可选地,在所述孔隙度计算单元中,可以根据下式计算目的储层的裂缝孔隙度φf:
可选地,所述孔隙度计算单元还可以包括常数确定子单元,用于根据下式计算裂缝状态
Y:
根据裂缝状态Y确定对应的常数A1、A2、A3
本申请提出的技术方案,针对致密储层,利用裂缝与储层含气在双侧向测井曲线的标定研究,提出一种消除双侧向含气测井响应的方法,达到准确计算致密储层双侧向裂缝孔隙度的目的,理论依据强,实施成本低,为致密储层评价及生产测试层优选提供了可靠的依据。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述,本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本申请示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了一高角度裂缝气层测井曲线图。
图2示出了一高角度裂缝干层测井曲线图。
图3示出了一中低角度气层裂缝测井曲线图。
图4示出了一中低角度干层裂缝测井曲线图。
图5示出了根据本申请的一个实施例的利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的方法的流程图。
图6示出了一双侧向差异交会图。
图7示出了根据本申请的一个实施例的利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的装置的结构框图。
图8示出了根据现有技术得到的双侧向裂缝孔隙度与成像裂缝孔隙度比较图。
图9示出了根据本申请的得到的干扰校正后双侧向裂缝孔隙度与成像裂缝孔隙度比较图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整,并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如背景技术中所述,根据现有经验公式计算孔隙度时,往往出现孔隙度偏大的问题。发明人经过深入研究,将裂缝型储层分为裂缝型气层和裂缝型干层,并对二者的测井响应进行标定。标定结果表明,裂缝型气层和裂缝型干层的双侧向测井响应具有不同特征,其差异与角度也相关。对于高角度裂缝型气层,双侧向曲线明显正差异,具有“双轨”现象;对于高角度裂缝型干层,双侧向曲线也具明显正差异,与气层明显不同的是,该差异具有收敛性;对于中低角度裂缝气层,双侧向电阻率降低,具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于中低角度裂缝干层,双侧向基本重合,局部偶见收敛性差异。发明人对大量样本进行标定后得到上述结果。以下图1~图4分别给出了相应示例。
图1示出了一高角度裂缝气层测井曲线图。从右侧圆圈内的标定角度可以看出,其裂缝类型以高角度裂缝为主,偶有中低角度缝发育;从左侧圆圈内的双侧向曲线可以看出,其具有明显正差异,具有“双轨”现象。
图2示出了一高角度裂缝干层测井曲线图。从右侧圆圈内的标定角度可以看出,其裂缝类型以高角度裂缝为主;从左侧圆圈内的双侧向曲线可以看出,与气层(如图1)明显不同的是,其正差异具有收敛性。
图3示出了一中低角度气层裂缝测井曲线图。从右侧圆圈内的标定角度可以看出,其裂缝类型以中低角度裂缝为主;从左侧圆圈内的双侧向曲线可以看出,双侧向电阻率降低,具有明显正差异,具有“双轨”现象。
图4示出了一中低角度干层裂缝测井曲线图。从右侧圆圈内的标定角度可以看出,其裂缝类型以中低角度裂缝为主;从左侧圆圈内的双侧向曲线可以看出,双侧向曲线基本重合,局部偶见收敛性差异。
从上述标定结果可以看出,裂缝型气层(无论高中低角度)其双侧向曲线均具有明显正差异,具有“双轨”现象;而裂缝型干层(无论高中低角度),其双侧向曲线不具“双轨”现象。发明人认识到当裂缝测井响应与含气测井响应的因素叠加时,会导致双侧向计算的裂缝孔隙度偏大,影响裂缝孔隙度计算精度,因此可考虑通过消除含气测井响应得到更为准确的裂缝孔隙度计算结果。
特别地,在一些实施方式中,可以根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层的双侧向曲线的上述特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。从而为区分这两类储层提供依据,提高两类储层的识别精度。
该标定为识别双侧向差异的成因提供了依据。在开展裂缝孔隙度计算时,为寻找消除双侧向含气测井响应打下良好基础。其应用意义包括:
一、有助于区分储层中双侧向的裂缝响应特征与含气特征,解决了储层含气与含裂缝均造成双侧向差异并长期难以区分的难题;
二、该标定表明,储层含气与发育裂缝均会造成双侧向的差异,而传统理论依据双侧向计算裂缝孔隙度仅仅考虑纯裂缝存在的模型,没考虑到裂缝气层在利用双侧向计算裂缝孔隙度时,会存在含气对裂缝孔隙度计算的干扰问题,而该标定为消除该干扰因素,提供的依据;
三、根据该标定,为进一步结合成像等多种测井资料,细分有裂缝气层与无裂缝气层提供了思路,通过进一步研究二者关系,寻找消除储层含气干扰双侧向裂缝孔隙度计算提供了可行性。
请参见图1。图1示出了根据本申请的一个实施例的利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的方法的流程图。该方法包括步骤101、步骤102、步骤103和步骤104。
步骤101,确定目标储层为裂缝型气层。
本实施例主要针对裂缝型气层进行干扰消除。本领域技术人员可根据适当的技术手段判断目标储层是否为裂缝型气层,并针对裂缝型气层进行如下文所示的干扰消除。
步骤102,根据下列计算公式计算针对裂缝型气层的双侧向响应校正参数Δg:
其中,Rd为深侧向侧井值,Rd为浅侧向测井值,avg(Rd/Rs)无裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值,avg(Rd/Rs)有裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值。
图6示出了一双侧向差异交会图,其横坐标为差值,即(Rd-Rs);纵坐标为比值,即(Rd/Rs)。图中示出了目的工区内不同测井的双侧向差值和比值。流体的存在会明显影响双侧向差异性,其中储层含气会明显导致双侧向差值和比值升高。根据这种差异关系,可以在裂缝孔隙度计算中除去流体信息部分,只保留裂缝响应,从而提高和改善双侧向裂缝孔隙度计算精度。
以图6为例,上式中的avg(Rd/Rs)无裂缝气层可表示图6中所有被标注为YS1无裂缝气层和YS1 01无裂缝气层的(Rd/Rs)的平均值,而avg(Rd/Rs)有裂缝气层可表示图6中所有被标注为YS1有裂缝气层的(Rd/Rs)的平均值。从图6也可以看出,不同测井的(Rd/Rs)是较为稳定的。
可选地,可以根据下式计算目的储层的裂缝孔隙度φf:
可选地,所述方法还可以包括:根据下式计算裂缝状态Y:
根据裂缝状态Y确定对应的常数A1、A2、A3。
表1示出了常用的裂缝状态Y与A1、A2、A3的对应关系。
表1双侧向孔隙度解释模型常数表
裂缝状态 | 角度范围 | Y | A1 | A2 | A3 |
低角度裂缝 | [0°50°] | Y<0 | -0.992417 | 1.97247 | 0.000318291 |
倾斜裂缝 | [50°74°] | 0≤Y≤0.1 | -17.6332 | 20.36451 | 0.00093177 |
高角度裂缝 | [74°90°] | Y>1 | 8.522532 | -8.242788 | 0.00071236 |
上述实施例理论依据强、成本低、易于实施,能计算得到高精度的裂缝孔隙度。
请参加图7。图7示出了根据本申请的一个实施例的利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的装置的结构框图。如图所示,该装置包括储层筛选单元201、校正参数计算单元202、深侧向测井值校正单元203和孔隙度计算单元204。
储层筛选单元201,用于确定目标储层为裂缝型气层。
校正参数计算单元202,用于根据下列计算公式计算针对裂缝型气层的双侧向响应校正参数Δg:
其中,Rd为深侧向侧井值,Rd为浅侧向测井值,avg(Rd/Rs)无裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值,avg(Rd/Rs)有裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值。
可选地,所述装置还包括:对比关系标定单元,所述对比关系标定单元用于基于裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层双侧向曲线的特征对比,得到双侧向响应校正参数Δg的计算公式和的深侧向测井值校正公式,其中,所述特征对比包括:对于高角度裂缝型气层,双侧向曲线具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于中低角度裂缝型气层,双侧向曲线电阻利率降低,具有明显正差异,具有“双轨”现象;对于高角度裂缝型干层,双侧向曲线具有正差异,且其正差异具有收敛性;对于中低角度裂缝型干层,双侧向曲线基本重合,局部偶见收敛性差异。
可选地,所述装置还可以包括储层识别单元,用于根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层的双侧向曲线的特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。
可选地,在所述孔隙度计算单元中,可以根据下式计算目的储层的裂缝孔隙度φf:
可选地,所述孔隙度计算单元还可以包括常数确定子单元,用于根据下式计算裂缝状态
Y:
根据裂缝状态Y确定对应的常数A1、A2、A3
本申请提出的技术方案,
应用示例
发明人将上述技术方案应用于松南气田等致密储层裂缝孔隙度测井评价中。图8和图9均为双侧向裂缝孔隙度与成像裂缝孔隙度,计算成像裂缝孔隙度对仪器要求较高,其成本远高于本申请所公开的技术方案的应用成本。
图8示出了根据现有技术得到的双侧向裂缝孔隙度与成像裂缝孔隙度比较图。如图8所示,根据现有技术得到的双侧向裂缝孔隙度大于成像(FMI)计算的裂缝孔隙度(FVPA),特别地,其中FMI计算的成像测井和双侧向测井裂缝计算参数趋势和数值非常接近,说明裂缝孔隙度曲线计算比较合理。FMI计算的裂缝孔隙度(FVPA)为零的地方,双侧向计算的裂缝孔隙度均趋于零。不仅如此,相对于成像裂缝孔隙度计算异常偏高的尖峰出,双侧向计算的裂缝孔隙度明显趋合理,说明本方法对于成像测井计算的裂缝孔隙度异常值具有校正作用为零的地方,双侧向得到的裂缝孔隙度远大于零。
图9示出了根据本申请的得到的干扰校正后双侧向裂缝孔隙度与成像裂缝孔隙度比较图。如图所示,成像测井和双侧向测井裂缝计算参数趋势和数值非常接近,说明双侧向测井计算得到的裂缝孔隙度曲线较为合理。FMI计算的裂缝孔隙度(FVPA)为零的地方,双侧向计算的裂缝孔隙度均趋于零。不仅如此,相对于成像裂缝孔隙度计算异常偏高的尖峰出,双侧向计算的裂缝孔隙度明显趋合理,说明本方案对于成像测井计算的裂缝孔隙度异常值具有校正作用。
本申请可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质,其上载有用于使处理器实现本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层的双侧向曲线的特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。
6.一种利用双侧向曲线计算致密储层裂缝孔隙度的装置,其特征在于,所述装置包括:
储层筛选单元,用于确定目标储层为裂缝型气层;
校正参数计算单元,用于根据下列计算公式计算针对裂缝型气层的双侧向响应校正参数Δg:
其中,Rd为深侧向侧井值,Rd为浅侧向测井值,avg(Rd/Rs)无裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值,avg(Rd/Rs)有裂缝气层表示目的工区内所有无裂缝气层测井的(Rd/Rs)的平均值;
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
储层识别单元,用于根据裂缝气层的双侧向曲线和裂缝干层双侧向曲线的特征对比,区分测井为裂缝型气层还是裂缝型干层。
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