CN112147706B - 角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统。该方法可以包括：建立角砾洞穴的等效模型，计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据砂泥岩电阻率，计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；根据角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算角砾洞穴的充填物电阻率；计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、充填物电阻率与角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应。本发明通过计算角砾洞穴地层所有地质情况下的双侧向测井响应，具有很强的可操作性和广泛的适用性，为确定角砾洞穴双侧向测井响应提供了有效手段，在碳酸盐岩等复杂储层勘探开发中具有重大实用价值。

Description

角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统

技术领域

本发明涉及储层勘探开发领域，更具体地，涉及一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统。

背景技术

缝洞体具有丰富的油气资源，应用测井资料分析和表征缝洞体发育情况是缝洞体勘探开发的重要内容之一。缝洞体与砂岩、页岩及常规碳酸盐岩相比，具有孔隙结构复杂，非均质性强等特征，其测井响应研究具有很大的难度。多年来，测井人员不断进行缝洞体常规测井响应的研究，包括：通过建立等效洞穴地层模型，基于有限元泛函和剖分元素对模型的电测井响应进行数值模拟，得到等效洞穴地层模型的电测井响应；通过建立等效缝洞储集体地层模型，基于有限元，对模型进行网格离散和电阻率赋值，获取深浅侧向测井值；根据岩心、测试、生产和电成像等资料，标定常规测井曲线，得到常规测井响应。总结现有技术，以数值模拟得到双侧向测井响应，其基岩电阻率、充填物电阻率等元素电阻率为直接赋值，而不是根据实际地层情况取值，导致无法有明确双侧向测井响应对应的岩性和物性情况，无法确定岩性和物性特征；根据岩心资料标定得到双侧向测井响应的方法，受岩心的限制，无法取到物性好的地层的岩心，导致无法获得物性好的地层(优质储层)的双侧向测井响应；根据测试、生产和电成像等资料标定得到双侧向测井响应，无法给出对应的岩性和物性，导致双侧向测井响应无法反映明确的地质情况。因此，有必要开发一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法及系统，其能够通过计算角砾洞穴地层所有地质情况下的双侧向测井响应，具有很强的可操作性和广泛的适用性，为确定角砾洞穴双侧向测井响应提供了有效手段，在碳酸盐岩等复杂储层勘探开发中具有重大实用价值。

根据本发明的一方面，提出了一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法。所述方法可以包括：建立角砾洞穴的等效模型，计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据所述砂泥岩电阻率，计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；根据所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算所述角砾洞穴的充填物电阻率；计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、所述充填物电阻率与所述角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应。

优选地，通过公式(1)计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率。

优选地，通过公式(2)计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数。

优选地，通过公式(3)计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

优选地，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

根据本发明的另一方面，提出了一种角砾洞穴双侧向测井响应计算系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：建立角砾洞穴的等效模型，计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据所述砂泥岩电阻率，计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；根据所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算所述角砾洞穴的充填物电阻率；计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、所述充填物电阻率与所述角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应。

优选地，通过公式(1)计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率。

优选地，通过公式(2)计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数。

优选地，通过公式(3)计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

优选地，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法的步骤的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法的步骤的流程图。

在该实施例中，根据本发明的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法可以包括：步骤101，建立角砾洞穴的等效模型，计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率；步骤102，根据砂泥岩电阻率，计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；步骤103，根据角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算角砾洞穴的充填物电阻率；步骤104，计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；步骤105，根据基岩的电阻率、充填物电阻率与角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应。

在一个示例中，通过公式(1)计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率。

在一个示例中，通过公式(2)计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数。

在一个示例中，通过公式(3)计算基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

在一个示例中，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

具体地，依据角砾洞穴地层组成部分的导电情况建立角砾洞穴地层等效模型，并明确各部分的导电特性：角砾洞穴地层由洞穴和不发育洞穴时的基岩组成。洞穴中有充填物，充填物骨架包括灰岩角砾、砂岩、泥岩，洞穴中的孔隙包括裂缝和砂岩中的孔隙，其中泥岩、裂缝和砂岩中的孔隙是导电的，灰岩角砾和砂岩是不导电的。设定洞穴充填物中灰岩角砾是原始岩性，砂岩、泥岩、裂缝和砂岩孔隙均为发育的假设孔隙，那么角砾洞穴充填物电阻率可看成受两部分因素影响，一部分是由于角砾洞穴中存在砂岩、泥岩和砂岩孔隙导致的电阻率的变化，另一部分为在角砾洞穴充填物的灰岩角砾、砂岩、泥岩和砂岩孔隙基础上发育裂缝导致的电阻率的变化。基岩包括基岩骨架、基岩孔隙和裂缝；其中基岩孔隙和裂缝是导电的，基岩骨架不导电。那么基岩电阻率可看成受两部分因素影响，一部分是由于基岩孔隙发育导致的电阻率的变化，另一部分是在基岩骨架和基岩孔隙基础上发育裂缝导致的电阻率的变化。

根据本发明的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法可以包括：

建立角砾洞穴的等效模型，通过公式(1)计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据砂泥岩电阻率，通过公式(2)计算计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；以角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率作为基岩电阻率，根据裂缝的充填物电阻率、洞穴汇总裂缝的相对体积、洞穴中裂缝的倾角，通过三维有限元法计算角砾洞穴的充填物电阻率；通过公式(3)计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而根据基岩未发育裂缝时的电阻率、基岩裂缝充填物的电阻率、基岩裂缝的相对体积、基岩裂缝的倾角，通过三维有限元法计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、充填物电阻率与角砾洞穴半径，通过三维有限元法计算深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

本方法通过计算角砾洞穴地层所有地质情况下的双侧向测井响应，具有很强的可操作性和广泛的适用性，为确定角砾洞穴双侧向测井响应提供了有效手段，在碳酸盐岩等复杂储层勘探开发中具有重大实用价值。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出两个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

根据本发明的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法包括：

建立角砾洞穴的等效模型，通过公式(1)计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据砂泥岩电阻率，通过公式(2)计算计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；以角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率作为基岩电阻率，根据裂缝的充填物电阻率、洞穴汇总裂缝的相对体积、洞穴中裂缝的倾角，通过三维有限元法计算角砾洞穴的充填物电阻率；通过公式(3)计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而根据基岩未发育裂缝时的电阻率、基岩裂缝充填物的电阻率、基岩裂缝的相对体积、基岩裂缝的倾角，通过三维有限元法计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、充填物电阻率与角砾洞穴半径，通过三维有限元法计算深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

对于第1个应用示例的角砾洞穴，其参数为：R_洞穴泥岩为2Ω.m，R_{洞穴砂泥岩孔隙}为0.1Ω.m，m_角砾洞穴为2，R_{洞穴裂缝充填物}为0.1Ω.m，R_基岩孔隙为0.1Ω.m，V_基岩孔隙为0.08，m_基岩为2，n_基岩为2，S_{w基岩孔隙}为1，R_{基岩裂缝充填物}为0.1Ω.m，V_基岩裂缝为4E-04，θ_基岩裂缝为45°，其余参数见表1的1-6列，计算的双侧向测井响应结果见表1的7-8列，其中，RLLD为深侧向测井响应，RLLS为浅侧向测井响应。

表1

对于第2个应用示例的角砾洞穴，其参数为：R_洞穴泥岩为2Ω.m，R_{洞穴砂泥岩孔隙}为0.1Ω.m，m_角砾洞穴为2，R_{洞穴裂缝充填物}为0.1Ω.m，R_基岩孔隙为0.1Ω.m，V_基岩孔隙为0.02，m_基岩为2，n_基岩为2，S_{w基岩孔隙}为1，R_{基岩裂缝充填物}为0.1Ω.m，V_基岩裂缝为2E-04，θ_基岩裂缝为45°，其余参数见表2的1-6列，计算的双侧向测井响应结果见表1的7-8列。

表2

根据上述两个计算算例的结果均与实际测井响应结果符合，根据本发明的方法可以精确简便的计算角砾洞穴双侧向测井响应。

综上所述，本发明通过计算角砾洞穴地层所有地质情况下的双侧向测井响应，具有很强的可操作性和广泛的适用性，为确定角砾洞穴双侧向测井响应提供了有效手段，在碳酸盐岩等复杂储层勘探开发中具有重大实用价值。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

根据本发明的实施例，提供了一种角砾洞穴双侧向测井响应计算系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：建立角砾洞穴的等效模型，计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率；根据砂泥岩电阻率，计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；根据角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算角砾洞穴的充填物电阻率；计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；根据基岩的电阻率、充填物电阻率与角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应。

在一个示例中，通过公式(1)计算角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率。

在一个示例中，通过公式(2)计算角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数。

在一个示例中，通过公式(3)计算基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

在一个示例中，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

本系统通过计算角砾洞穴地层所有地质情况下的双侧向测井响应，具有很强的可操作性和广泛的适用性，为确定角砾洞穴双侧向测井响应提供了有效手段，在碳酸盐岩等复杂储层勘探开发中具有重大实用价值。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，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。

Claims (4)

1.一种角砾洞穴双侧向测井响应计算方法，其特征在于，包括：

建立角砾洞穴的等效模型，计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率；

根据所述砂泥岩电阻率，计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；

根据所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算所述角砾洞穴的充填物电阻率；

计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；

根据基岩的电阻率、所述充填物电阻率与所述角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应；

其中，通过公式(1)计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率；

其中，通过公式(2)计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数；

其中，通过公式(3)计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

2.根据权利要求1所述的角砾洞穴双侧向测井响应计算方法，其中，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

3.一种角砾洞穴双侧向测井响应计算系统，其特征在于，该系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

建立角砾洞穴的等效模型，计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率；

根据所述砂泥岩电阻率，计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率；

根据所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，计算所述角砾洞穴的充填物电阻率；

计算基岩未发育裂缝时的电阻率，进而计算基岩的电阻率；

根据基岩的电阻率、所述充填物电阻率与所述角砾洞穴半径，分别计算深、浅侧向测井响应；

其中，通过公式(1)计算所述角砾洞穴的砂泥岩电阻率：

其中，R_{洞穴砂泥岩}为砂泥岩电阻率，V_洞穴泥岩为泥岩的相对体积，

V_泥岩为泥岩相对体积，V_砂岩为砂岩骨架相对体积，V_砂岩孔隙为砂岩孔隙相对体积，R_洞穴泥岩为泥岩的电阻率，V_{洞穴砂泥岩孔隙}为孔隙相对体积，

R_{洞穴砂泥岩孔隙}为砂泥岩孔隙电阻率；

其中，通过公式(2)计算所述角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率：

其中，R_{角砾洞穴(无缝)}为角砾洞穴的未发育裂缝的电阻率，m_角砾洞穴为角砾洞穴的胶结指数；

其中，通过公式(3)计算所述基岩未发育裂缝时的电阻率：

式中，R_{基岩(无缝)}为基岩未发育裂缝时的电阻率，R_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙电阻率，V_基岩孔隙为基岩的溶蚀孔隙相对体积，m_基岩为基岩的胶结指数，n_基岩为基岩的饱和度指数，S_{w基岩孔隙}为基岩的含水饱和度。

4.根据权利要求3所述的角砾洞穴双侧向测井响应计算系统，其中，通过三维有限元法计算洞穴地层的深侧向测井响应与浅侧向测井响应。

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