CN114252935A - 火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法及装置，该方法包括：基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；根据相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据建立关系模型；利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。本发明可以找到沉积间断时间的替代参数，克服已钻井数据量少的限制，保证后续利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法及装置。
背景技术
火山岩风化壳是指在抬升背景下，火山岩在表生环境中经风化淋蚀等物理、化学风化后形成的似层状地质体，深部火山岩储层由于埋藏较深，储层后期成岩作用强烈，物性多为低孔低渗，未风化时，一般难以作为有效储层，而在强风化淋滤作用下，火山岩均能够被改造，从而发育溶蚀孔缝，进而形成有效储层。可以说风化淋滤作用是火山岩次生孔隙形成的最主要的作用，对改善储层物性意义重大。通常认为，在其他条件相同的情况下，离风化壳顶面越远，风化淋滤作用越弱，孔隙和裂缝的充填程度就越高，且越难形成良好的储层。因此，风化淋滤的波及深度控制了火山岩风化壳储层的纵向分布，为了改善火山岩风化壳储层物性，对火山岩风化壳储层中风化淋滤的波及深度进行预测是十分必要的。
现有技术常用的方法为建模法，即在地震解释基础上，通过确定凹陷中心区未遭受剥蚀的石炭系厚度及其对应的沉积时间，以此与构造圈闭处的石炭系的实际厚度进行类比，估算圈闭遭受风化的时间，依据不同类型火山岩的水岩反应实验，推算出地质历史时期的火山岩风化时间及风化壳厚度，进而估算火山岩风化壳储层中风化淋滤的波及深度。
但是，现有技术受已钻井取样数据量限制，通过样品测年得到的火山岩年代数据有限，推断出的沉积间断时间数据也有限，不能准确地预测未钻井区的风化壳风化淋滤波及深度。
发明内容
本发明实施例提供一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法，用以找到沉积间断时间的替代参数，克服已钻井数据量少的限制，保证后续利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据的准确性，该方法包括：
基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；
根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；
根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；
根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型；
利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
本发明实施例还提供一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置，用以找到沉积间断时间的替代参数，克服已钻井数据量少的限制，保证后续利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据的准确性，该装置包括：
古地貌图获取模块，用于基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；
海拔深度数据获取模块，用于根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；
风化淋滤波及深度数据获取模块，用于根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；
关系模型建立模块，用于根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型；
波及深度数据获取模块，用于利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
本发明实施例中，通过基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图，根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据，根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据，再根据相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型，寻找到了沉积间断时间的替代参数，克服了已钻井数据量少的限制，保证了后续利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法的流程图；
图2为本发明实施例中火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中沉积间断时间与风化淋滤波及深度关系模型示例图；
图4为本发明实施例中预设工区的古地貌相对海拔深度平面示例图；
图5为本发明实施例中相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据的关系模型示例图；
图6为本发明实施例中目标未钻井井点风化淋滤波及深度预测示例图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
火山岩风化壳是指在抬升背景下，火山岩在表生环境中经风化淋蚀等物理、化学风化后形成的似层状地质体，深部火山岩储层由于埋藏较深，储层后期成岩作用强烈，物性多为低孔低渗，未风化时，一般难以作为有效储层，而在强风化淋滤作用下，火山岩均能够被改造，从而发育溶蚀孔缝，进而形成有效储层。可以说风化淋滤作用是火山岩次生孔隙形成的最主要的作用，对改善储层物性意义重大。通常认为，在其他条件相同的情况下，离风化壳顶面越远，风化淋滤作用越弱，孔隙和裂缝的充填程度就越高，且越难形成良好的储层。因此，风化淋滤的波及深度控制了火山岩风化壳储层的纵向分布，为了改善火山岩风化壳储层物性，对火山岩风化壳储层中风化淋滤的波及深度进行预测是十分必要的。
此外，依据火山岩风化壳结构特征，以准噶尔盆地36口钻遇完整石炭系火山岩风化壳的井为例进行分析，确定36口井的风化淋滤波及深度；根据风化壳顶部年龄和上覆地层年龄时间差，确定缺失地层沉积间断时间；通过已钻井沉积间断时间和对应的风化淋滤波及深度之间的关系，建立沉积间断时间与风化淋滤波及深度关系模型图，参见图3。该沉积间断时间与风化淋滤波及深度的关系模型为H＝109.58ln(T)+74.991，可见风化淋滤波及深度与沉积间断时间呈对数关系，相关系数为0.9405。此模型说明沉积间断时间越长，风化淋滤波及深度越大，当风化壳形成的速率与剥蚀速率近似相同时，风化淋滤波及深度趋于最大。在建立已钻井沉积间断时间及风化淋滤波及深度之间的关系模型时，首先确定已知井缺失地岩经受的沉积间断时间，沉积间断时间为风化壳上部火山岩年龄与上覆新地层年龄之差。地层年龄可以通过锆石测年、同位素测年、古生物、岩性、地震、测井等方法获得。风化淋滤波及深度可以通过分析风化壳结构特征来确定。
现有技术受已钻井取样数据量限制，通过样品测年得到的火山岩年代数据有限，推断出的沉积间断时间数据也有限，不能准确地预测未钻井区的风化壳风化淋滤波及深度，制约了火山岩风化壳油气藏的勘探步伐。
图1为本发明实施例提供的一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法的流程图，所述方法包括：
步骤101、基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图。
在实施例中，本领域技术人员通常认为，在地貌相对高的位置，沉积间断时间越长，在地势相对低的位置，地层缺失时间短。需要说明的是，这个地貌不是现今地貌，后期经过多期构造运动，现今地貌与风化壳顶面沉积期古地貌已不尽相同。因此，应该恢复风化壳顶面沉积期的古地貌。
具体地，可以在地震资料解释的基础上，通过时深转换得到深度域构造图，剥蚀区通过“印模法”恢复，再通过上下层相减即可得到相对古地貌图。
为了进一步提高古地貌图的精度，可以对古地貌图进行校正，校正方法包括倾角校正和压实校正，从该图能迅速读取任何点位置的相对最高点的海拔深度。
步骤102、根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据。
其中，预设工区的古地貌相对海拔深度平面示例图可参见图4。
步骤103、根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据。
在实施例中，风化淋滤波及深度数据获取方法：依据钻遇完整风化壳结构的已知井的取心分析化验资料，根据风化壳结构特征，划分已钻井风化壳结构。这里所说的完整的风化壳结构一般包括6层：土壤层、水解带、淋蚀带、崩解带和母岩。土壤层特征：次生矿物为主，成土状，一般情况孔隙度<3％；水解带特征：泥岩或破碎岩为主，多为风化分解破碎为泥土，以蚀变作用为主，孔隙度3～8％；淋滤带特征：岩石半破碎，溶蚀孔及裂缝发育，风化淋滤蚀变作用强、构造碎裂，孔隙度8～30％；崩解带：岩石半破碎，溶蚀孔和裂缝发育，裂缝和孔隙半充填，结构较完整，孔隙度4～25％；母岩特征：固结岩石，结构完整，孔洞缝不发育，孔隙度<4％。在明确已钻井风化壳结构的基础上，分别读取土壤层和母岩层顶部的深度值，母岩层顶部深度值减去土壤层顶部深度值即为该井的风化淋滤波及深度。
相对最高点指的是：古地貌图的最高点位置。
步骤104、根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型。
具体实施时，可以在风化壳顶面沉积期古地貌图上，确定已钻井的相对最高点海拔深度，已古地貌图上的最高点为0m，其他已钻井点相对最高点的海拔可以读出，结合已钻井风化淋滤波及深度，地质-地震相结合，建立相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据建立关系模型。
以准噶尔盆地36口钻遇完整石炭系火山岩风化壳的井为例，在古地貌图上读取已钻井的相对最高点海拔深度数据，结合已钻井风化淋滤波及深度数据，建立相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据的关系模型，如图5所示，该关系模型为D＝0.0086H2+1.5306H-5779.6，可见风化淋滤波及深度与相对最高点海拔深度之间呈多项式关系，相关系数为0.8847。此模型说明相对最高点海拔深度越小，风化淋滤波及深度越大，当相对最高点海拔深度为最大时，风化淋滤波及深度趋于0。
在实施例中，所述方法还包括：判断所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据的相关系数是否达到预设值，若未达到，则判定所述关系模型不合格。
以上述相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据的相关系数为例，其相关系数0.8847，预设值可以为0.5，其大于预设值，则判定该关系模型合格，可继续进行后续操作，否则判定该关系模型不合格，重新建立关系模型。
步骤105、利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
具体实施时，利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据，包括：
将目标未钻井井点的相对最高点海拔深度数据输入至所述关系模型中，输出目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。目标未钻井井点风化淋滤波及深度预测示例图可参见图6。
由图1可知，本发明实施例提供的火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法，通过基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图，根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据，根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据，再根据相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型，寻找到了沉积间断时间的替代参数，克服了已钻井数据量少的限制，保证了后续利用关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据的准确性。
本发明通过随钻跟踪，井上分析目标井点的风化淋滤波及深度为468m，和通过相对最高点海拔深度数据和风化淋滤波及深度数据建立的关系模型计算出的风化淋滤深度482m基本一致，进而验证了本发明的可靠性，随后又陆续用了一批井验证，风化淋滤波及深度预测数据和实钻数据的符合率达92％。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置，如下面的实施例所述。由于火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置解决问题的原理与火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法相似，因此，火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置的实施可以参见火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2为本发明实施例提供的一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：
古地貌图获取模块201，用于基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；
海拔深度数据获取模块202，用于根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；
风化淋滤波及深度数据获取模块203，用于根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；
关系模型建立模块204，用于根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型；
波及深度数据获取模块205，用于利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
在本发明实施例中，所述装置还包括：
校正处理模块，用于对古地貌图进行校正处理。
在本发明实施例中，所述装置还包括：
相关性判断模块，用于判断所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据的相关系数是否达到预设值，若未达到，则判定所述关系模型不合格。
在本发明实施例中，波及深度数据获取模块205进一步用于：
将目标未钻井井点的相对最高点海拔深度数据输入至所述关系模型中，输出目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器、处理器、通信接口以及通信总线，在存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例方法中的步骤。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及单元，如本发明上述方法实施例中对应的程序单元。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及作品数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个单元存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行上述实施例中的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
以准噶尔盆地某区为例，风化淋滤作用是石炭系火山岩次生孔隙形成的最主要作用，对改善储层物性意义重大。在风化壳一定深度范围内，储层十分发育，超过一定深度，物性大为减小。本发明可有效解决风化壳具体多少米深度范围储层发育的问题，为风化壳储层纵向分布深度的预测提供了一种新的有效方法，加快了风化壳油气藏的勘探步伐。
从实际钻探的结果来看，利用火山岩风化壳风化淋滤波及深度预测方法预测的风化壳风化淋滤波及深度与钻井揭示的风化壳风化淋滤波及深度具有很好的吻合关系。勘探实践证实，该思路和方法预测风化淋滤波及深度是现实可行的，值得在类似的地区推广应用。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测方法，其特征在于，包括：
基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；
根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；
根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；
根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型；
利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图之后，所述方法还包括：
对古地貌图进行校正处理。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型之后，所述方法还包括：
判断所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据的相关系数是否达到预设值，若未达到，则判定所述关系模型不合格。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据，包括：
将目标未钻井井点的相对最高点海拔深度数据输入至所述关系模型中，输出目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
5.一种火山岩风化壳风化淋滤的波及深度预测装置，其特征在于，包括：
古地貌图获取模块，用于基于剥蚀量恢复的古地貌刻画技术，对预设火山岩风化壳工区在沉积期的古地貌进行刻画，以获取古地貌图；
海拔深度数据获取模块，用于根据古地貌图获取预设火山岩风化壳工区已钻井的相对最高点海拔深度数据；
风化淋滤波及深度数据获取模块，用于根据预设火山岩风化壳工区已钻井的钻井数据获取所述相对最高点海拔深度数据对应的风化淋滤波及深度数据；
关系模型建立模块，用于根据所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据建立关系模型；
波及深度数据获取模块，用于利用所述关系模型获取目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
校正处理模块，用于对古地貌图进行校正处理。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
相关性判断模块，用于判断所述相对最高点海拔深度数据和所述风化淋滤波及深度数据的相关系数是否达到预设值，若未达到，则判定所述关系模型不合格。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，波及深度数据获取模块进一步用于：
将目标未钻井井点的相对最高点海拔深度数据输入至所述关系模型中，输出目标未钻井井点风化淋滤的波及深度数据。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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