CN112392471B - 一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳酸盐岩储层评价领域，特别涉及一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法及装置，这种计算方法包括开展岩心标定实验，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征；建立碳酸盐岩储层体积模型和测井响应方程，其中，对于非线性特征，建立非线性方程；上述的测井响应方程联立形成方程组；迭代求解方程组，得到储层孔隙度。本发明提供的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法通过岩心标定实验，确定非线性参数，然后建立测井响应非线性方程组，能够减小孔隙度的计算误差，扩大孔隙度的数据量，更加适用于储层情况复杂的碳酸盐岩地层。
Description
技术领域
本发明涉及碳酸盐岩储层评价领域，特别涉及一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法及装置。
背景技术
碳酸盐岩储层是三大重要的油气储层之一，世界油气资源主要集中分布于碳酸盐岩储层，目前我国碳酸盐岩油气勘探进入新的时代，碳酸盐岩储层具有埋深大、储层致密、非均质性强、厚度薄的典型特征。碳酸盐岩储层复杂的地质特征对储层孔隙度准确计算提出新的要求，目前对于碳酸盐岩储层孔隙度计算，主要有交会法、多矿物模型两种，这方法虽有一定的差异，但其原理均是基于碳酸盐岩孔隙度测井的线性响应方程，计算储层岩石孔隙度。上述两种方法对于储层孔隙高、非均质较小、单层厚度大的碳酸盐岩储层孔隙度计算应用效果和计算精度通常能满足储层评价的要求，但对于目前大多数埋深大、储层致密、非均质性强、厚度薄的碳酸盐岩储层孔隙度计算精度和效果达不到储层评价要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的：针对复杂的碳酸盐岩储层，现有的孔隙度计算方法存在误差较大的问题，提供一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法及装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，包括以下步骤：
开展岩心孔隙度实验数据标定，交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井相应非线性特征，对于测井响应非线性特征，找出适合于描述该测井曲线-孔隙度散点分布规律的非线性函数关系；
建立碳酸盐岩储层体积模型和测井响应方程，其中，对于非线性特征，基于非线性函数关系，建立非线性方程；
上述的测井响应方程联立形成方程组；
迭代求解方程组，得到储层孔隙度。
发明人在进行本申请的研究的过程中发现，经综合分析，现行方法对于埋深大、储层致密、非均质性强、厚度薄的碳酸盐岩储层孔隙度计算不适用的主要原因包括：第一、对于碳酸盐岩储层，各种测井响应曲线与孔隙度之间的关系并不完全一致，可能存在部分的测井响应曲线与孔隙度之间的关系不能通过线性关系表征、部分的测井响应曲线与孔隙度之间的关系可以通过过线性关系表征的情形，现有技术中没有对这些测井响应曲线与孔隙度之间的关系分别处理；第二、部分碳酸盐岩储层岩石孔隙度测井响应只在一定的孔隙度范围内满足近似线性关系；第三、碳酸盐岩储层孔隙空间主要以孔、洞为主，孔隙度级差异较大，测井响应非线性关系越突出，则线性方程或方程组求解误差越大；第三、单层厚度越薄测井响应特征受上、下围岩影响越大，测井响应非线性特征越明显，则线性方程或方程组求解误差越大。
本发明提供的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法通过岩心标定实验，交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的关系，从而确定非线性参数，然后建立测井响应非线性方程组，能够消除减小孔隙度的计算误差，更加适用于储层情况复杂的碳酸盐岩地层。
作为本发明的优选方案，在所述步骤迭代求解方程组之后，还包括以下步骤：
误差分析，在误差值满足预设要求的情况下，认为计算结果中的储层孔隙度符合要求，在误差值不满足预设要求的情况下，继续迭代求解方程组。
作为本发明的优选方案，在所述误差分析中：
将求解结果带入到方程组中，得到正演测井响应值，令测井得到的测井响应值与正演测井响应值之间的差值为求解误差；
所述预设要求为：
设定误差值标准，求解误差的绝对值小于误差值标准时，满足预设要求。
作为本发明的优选方案，在所述迭代求解方程组中：
利用牛顿法对方程组进行数值求解。
作为本发明的优选方案，在所述开展岩心孔隙度实验数据标定中：将测井曲线和已有的岩心孔隙度置于同一坐标系中，调整岩心孔隙度数据的位置，使得岩心孔隙度随地层深度的变化趋势与测井曲线的变化趋势一致或基本一致。
作为本发明的优选方案，在所述交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征中：
取同一深度下的孔隙度值和测井曲线值，以孔隙度值为横坐标，测井曲线值为纵坐标，在坐标系中标注出不同深度下的孔隙度值和测井曲线值所对应的散点，若散点的分布规律呈现非线性特点，则该测井曲线即为碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征。
作为本发明的优选方案，所述测井响应方程包括自然伽玛测井响应方程、中子测井响应方程和声波测井响应方程。
作为本发明的优选方案，所述自然伽玛测井响应方程为：
所述中子测井响应方程为：
所述声波测井响应方程为：
其中，GR、CNL、AC分别为测井得到的自然伽玛、中值、声波测井值；
V1、V2、V3、分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙体积百分比，为待求解的未知数；
GRclay、GRlime、GRdom、GRfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体自然伽玛值，均为已知参数；
CNLclay、CNLlime、CNLdom、CNLfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体中子值，均为已知参数；
ACclay、AClime、ACdom、ACfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体声波值，均为已知参数；
f为岩心标定实验得到的孔隙度与测井响应曲线之间的函数关系。
作为本发明的优选方案，所述自然伽玛测井响应方程为：
所述中子测井响应方程为：
所述声波测井响应方程为：
一种碳酸盐岩储层孔隙度计算装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过岩心标定实验，确定非线性参数，然后建立测井响应非线性方程组，能够消除减小孔隙度的计算误差，更加适用于储层情况复杂的碳酸盐岩地层。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为标定前的孔隙度实验数据与声波测井曲线的匹配关系；
图2为标定后的孔隙度实验数据与声波测井曲线的匹配关系；
图3为孔隙度实验数据与声波测井曲线之间的交会分析图；
图4为计算得到的孔隙度数据与声波测井曲线的匹配关系。
实施例
本发明实施例提供了一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其包括以下步骤：
S100.开展岩心标定实验，交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征；
具体的，步骤S100包括：
S110.开展岩心标定实验；
请参阅图1及图2，将测井曲线和已有的岩心孔隙度置于同一坐标系中，调整岩心孔隙度数据的位置，使得岩心孔隙度随地层深度的变化趋势与测井曲线的变化趋势一致或基本一致。
图1为标定前的数据与测井曲线的匹配关系，图2为标定后的数据与测井曲线的匹配关系。
图1及图2中的纵坐标为深度，曲线为声波测井曲线，右侧的线段为相应深度下的孔隙率。其中，AC表示声波测井值，Core_P表示孔隙度，DEPTH与DEP表示深度。
S120.交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征，对于测井响应的非线性特征，找出适合于描述该测井曲线-孔隙度散点分布规律的非线性函数关系；
请参阅图3，具体的，交会拟合建立孔隙度大小与测井值大小之间的非线性关系：取同一深度下的孔隙度值和测井曲线值，以孔隙度值为横坐标，测井曲线值为纵坐标，在坐标系中标注出不同深度下的孔隙度值和测井曲线值所对应的散点。
碳酸盐岩储层孔隙度测井相应非线性特征是指：若散点的分布规律呈现非线性特点，则该测井曲线即为碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征。
对于测井响应的非线性特征，找出适合于描述该测井曲线-孔隙度散点分布规律的非线性函数关系，即可用于辅助建立非线性响应方程。
在本实施例中，选择自然伽玛测井曲线、中子测井曲线和声波测井响应曲线。
S200.建立碳酸盐岩储层体积模型和测井响应方程，其中，对于非线性特征，基于非线性函数关系，建立非线性方程；
具体的，根据步骤S100中的实验结果，确定非线性特征中，孔隙度和测井相应特征所满足的具体函数关系。
建立所得的自然伽玛测井响应方程为：
中子测井响应方程为：
声波测井响应方程为：
其中：
GR、CNL、AC分别为测井得到的自然伽玛、中值、声波测井值；
V1、V2、V3、分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙体积百分比，V1、V2、V3、/>为需要求解的值；
GRclay、GRlime、GRdom、GRfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体自然伽玛值，为已知参数；
CNLclay、CNLlime、CNLdom、CNLfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体中子值，为已知参数；
ACclay、AClime、ACdom、ACfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体声波值，为已知参数；
f为岩心标定实验得到的孔隙度与测井响应曲线之间的函数关系。
进一步的，在本实施例中，根据岩心标定实验结果，孔隙度与自然伽马测井值之间呈线性关系，孔隙度与中子测井值之间呈对数关系，孔隙度与声波测井值之间呈对数关系(请参阅图3)。因此，可知：
S300.联立以上方程形成方程组；
该非线性方程组为：
S400.迭代求解方程组，得到储层孔隙度；
具体的，通过牛顿法迭代求解非线性方程组，得到的值即为孔隙度。
S500.误差分析，在误差值满足预设要求的情况下，认为计算结果中的储层孔隙度符合要求，在误差值不满足预设要求的情况下，继续迭代求解方程组。
具体的，误差分析的方法为：
将非线性方程求解结果V1、V2、V3、带入到方程组中，得到正演自然伽玛测井值、正演中子测井值及正演声波测井值。用测井得到的自然伽玛值减去正演自然伽玛测井值，得到自然伽马求解误差；用测井得到的中子测井值减去正演中子测井值，得到中子求解误差；用测井得到的声波测井值减去正演声波测井值，得到声波求解误差。
根据所需要的计算精度设定自然伽马误差值标准、中子误差值标准和声波求解误差标准。
若自然伽马求解误差小于自然伽马误差值标准，中子求解误差小于中子误差值标准且声波求解误差小于声波求解误差标准，则认为计算结果满足要求，否则再次进行步骤S400。
本发明提供的碳酸盐岩孔隙度计算方法的有益效果在于：
1.通过岩心标定实验，确定非线性参数，然后建立测井响应非线性方程组，能够消除减小孔隙度的计算误差，更加适用于储层情况复杂的碳酸盐岩地层；
2.请参阅图4，图4中的右侧曲线为计算得到的孔隙度曲线，可知，通过计算能够得到连续的储层孔隙度分布曲线，扩大数据量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
开展岩心孔隙度实验数据标定，交会拟合建立孔隙度大小与测井曲线值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征，对于测井响应非线性特征，找出适合于描述测井曲线-孔隙度散点分布规律的非线性函数关系；
建立碳酸盐岩储层体积模型和测井响应方程，其中，对于非线性特征，基于非线性函数关系，建立非线性方程；
上述的测井响应方程联立形成方程组；
迭代求解方程组，得到储层孔隙度；
所述测井响应方程包括自然伽玛测井响应方程、中子测井响应方程和声波测井响应方程；
所述自然伽玛测井响应方程为：
所述中子测井响应方程为：
所述声波测井响应方程为：
其中，GR、CNL、AC分别为测井得到的自然伽玛、中子、声波测井曲线值；
V1、V2、V3、分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙度；
GRclay、GRlime、GRdom、GRfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体自然伽玛值，为已知参数；
CNLclay、CNLlime、CNLdom、CNLfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体中子值，为已知参数；
ACclay、Aclime、Acdom、Acfluid分别为泥质、灰岩、白云岩、孔隙流体声波测井曲线值，为已知参数；
f为岩心标定实验得到的孔隙度与测井曲线之间的函数关系；
所述方程组为：
。
2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，在迭代求解方程组之后，还包括以下步骤：误差分析，在误差值满足预设要求的情况下，则计算结果中的储层孔隙度满足误差要求；在误差值不满足预设要求的情况下，继续迭代求解方程组，直到计算结果中的储层孔隙度满足误差要求。
3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，在所述误差分析中：将求解结果带入到方程组中，得到正演测井响应值，令测井得到的测井响应值与正演测井响应值之间的差值为求解误差；所述预设要求为：根据满足实际要求的误差值标准，当求解误差的绝对值小于误差值标准时，满足预设要求。
4.根据权利要求2所述的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，在所述迭代求解方程组中：利用牛顿法对方程组进行数值求解。
5.根据权利要求1所述的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，在所述开展岩心孔隙度实验数据标定中：将测井曲线和已有的岩心孔隙度置于同一坐标系中，调整岩心孔隙度数据的位置，使得岩心孔隙度随地层深度的变化趋势与测井曲线的变化趋势一致或基本一致。
6.根据权利要求5所述的碳酸盐岩储层孔隙度计算方法，其特征在于，在所述交会拟合建立孔隙度大小与测井曲线值大小之间的关系，确定碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征中：取同一深度下的孔隙度值和测井曲线值，以孔隙度值为横坐标，测井曲线值为纵坐标，在坐标系中标注出不同深度下的孔隙度值和测井曲线值所对应的散点，若散点的分布规律呈现非线性特点，则该测井曲线即为碳酸盐岩储层孔隙度测井响应的非线性特征。
7.一种碳酸盐岩储层孔隙度计算装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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