CN114325838A - 基于阵列声波波幅衰减的地层裂缝测井评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于阵列声波波幅衰减的地层裂缝测井评价方法，包括以下步骤：1)收集工区内待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波的波形幅度数据；2)分别计算上述3种波形的波形幅度的平均幅度；3)选择裂缝不发育的致密层段的3种波形平均幅度值作为基值；4)分别计算3种波形平均幅度与基值的比值；5)利用算术平均计算出3种波形的综合相对幅度R，利用3种波形相对幅度大小的乘积计算出裂缝置信度σ；6)绘制工区评价图，结合步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ，综合评价待评价井裂缝发育结果；7)输出裂缝评价结果。本发明方法评价方法简单、直观，成本低，准确性和可靠性好、实用性强，适用范围广。
Description
技术领域
本发明所涉及的技术领域为裂缝型油气藏的勘探开发，具体涉及一种基于阵列声波波幅衰减的地层裂缝测井评价方法。
背景技术
裂缝在岩石中作用重大，不仅可以成为孔隙流体通道，同时可以充当储集体。岩石中裂缝的存在与发育使得多类岩石成为储层，包括碳酸盐岩、岩浆岩、变质岩和致密砂泥岩等。即使在低孔低渗的砂岩储层中，裂缝的存在也对储层产生了较大的影响。因此，开展裂缝型储集层中裂缝识别与评价具有一定的现实意义。
目前，常用的裂缝评价方法包括基于岩心、露头、薄片的裂缝观察描述，基于成像测井和常规测井的裂缝评价，基于地震资料的裂缝识别与预测。岩心是识别裂缝最直观有效的手段，但由于取心风险大、成本高，因此国内基本不进行水平井水平段取心，故无法直接通过岩心评价地层裂缝发育情况。普通微电阻率成像测井在油基泥浆钻井液钻井中无法测量，而斯伦贝谢公司的油基微电阻率成像测井价格昂贵，因此通过微电阻率成像测井资料评价裂缝存在资料少，成本高的缺点。利用地震资料的裂缝识别则存在精度不够的局限性。
利用阵列声波测井进行储层裂缝评价是近年来声波测井技术的重要进展之一。
专利文献111580166A本发明公开一种基于井中声波远探测和岩石力学分析的井外裂缝有效性评价方法，包括：在目标靶区利用声波远探测成像技术对井旁构造进行反射波成像，得到裂缝的走向、倾角等产状信息；结合现场实际资料选取相应模型进行三维地应力及岩石内部孔隙压力的计算；通过阵列声波测井提取到的快横波方位确定最大水平主应力的方位；计算裂缝平面上的应力状态并进行三维莫尔圆分析；结合莫尔-库仑破裂准则，得到裂缝开启的临界应力状态并以此来判断裂缝的渗透性或流体疏导性能。重复步骤至整个靶区处理完毕，获得目标靶区内所有井外地层裂缝的流体疏导性能。该技术方案可用于井外几十米范围内储层裂缝的有效性评价，大大提高了测井资料裂缝评价的有效应用范围。但该方案需要结合岩石力学分析，因此方法较为复杂。
中外学者们通过阵列声波测井横波各向异性、反射斯通利波、流体移动指数、井眼超声成像、能量衰减等方法对裂缝发育类型、方位和有效性、渗透率等进行大量的研究。利用阵列声波能量衰减来识别裂缝是基于充满流体的裂缝其声阻抗显著区别于岩石声阻抗，当声波通过裂缝时，必然引起声波能量的衰减。但目前通过阵列声波波幅衰减法识别裂缝对波幅衰减程度没有明确的界限值，且缺乏对裂缝可靠性的评价。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能准确预测裂缝性地层裂缝发育情况的测井方法，为压裂施工参数优化提供科学依据。
本发明目的的实现方式为，一种基于阵列声波波幅衰减的地层裂缝测井资料评价方法，包括以下步骤：
1)收集工区内待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度数据；
2)分别计算待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度；
3)选择裂缝不发育的致密层段的纵波、横波、斯通利波三种波形平均幅度值作为基值；
4)分别计算3种波形平均幅度与基值的比值；
5)利用算术平均计算出3种波形的综合相对幅度R，利用3种波形相对幅度大小的乘积来计算裂缝置信度σ；
6)根据工区评价标准对步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ进行井裂缝发育程度评价；
7)输出裂缝评价结果。
优选的，所述步骤1)中，所述纵波波形幅度数据为AMPCn，所述横波波形幅度数据为AMPSn，所述斯通利波波形幅度数据为AMPSTn,单位均为dB；n为接收器的序号，n＝1,2,…m,m为接收器的个数；
所述步骤2)中，按照下述公式分别计算待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度：
所述步骤3)中，选择裂缝不发育的致密层段的3种波形平均幅度值作为基值，分别为AMPC0、AMPS0、AMPST0；
所述步骤4)中，按以下公式分别计算3种波形平均幅度与基值的比值：
所述步骤5)中，按以下公式计算出3种波形的综合相对幅度R：
按以下公式来计算裂缝置信度σ：
σ＝1-RC×RS×RST。
所述步骤6)中绘以制波形综合相对幅度值R作为横坐标、裂缝置信度σ作为纵坐标的工区评价图。
优选的，所述步骤6)中，工区评价标准为：
R≤R1且σ≥σ1，裂缝发育；
R≥R2或σ≤σ2，裂缝不发育；
其他，裂缝可能发育；
其中，R1和R2、σ1和σ2采用以下方法获得：利用工区内已知裂缝发育段的井,依照步骤1)至步骤5)分别计算这些井中裂缝发育段和裂缝不发育段的R和σ的数值,在裂缝发育段数据点中读取R的最大值R1和σ的最小值σ1，在裂缝不发育段数据点中读取R的最小值R2和σ的最大值σ2。
所述步骤6)中，绘制以波形综合相对幅度值R作为横坐标、裂缝置信度σ作为纵坐标的工区评价图，将获得的R1和R2、σ1和σ2值导入图中，绘制裂缝发育、裂缝可能发育和裂缝不发育区域，将步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ数据填入图中，直接依据数据点所在的区域评价待评价井的裂缝发育结果，或按照工区评价标准评价待评价井裂缝发育结果。
本发明不需要结合其它方法进行判断，仅需要依据阵列声波的纵波、横波、斯通利波波形幅度数据进行计算分析，评价方法简单、直观，成本低，准确性和可靠性好、实用性强，适用范围广。
附图说明
图1为绘制的工区评价图。
图2为绘制的M井工区评价图。
图3为填入波形综合相对幅度值R、裂缝置信度σ数据后的M井工区评价图。
图4为M井2915-3100m裂缝评价图。
图5为本发明流程图。
具体实施方式
下面参照附图详述本发明。
本发明的具体步骤为：
1)收集工区内待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度数据：
所述纵波波形幅度数据为AMPCn，所述横波波形幅度数据为AMPSn，所述斯通利波波形幅度数据为AMPSTn,单位均为dB；n为接收器的序号，n＝1,2,…m,m为接收器的个数(所述接收器指测井仪器的声波信号的接收装置)；
2)分别计算待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度：
3)选择裂缝不发育的致密层段的3种波形平均幅度值作为基值，分别为AMPC0、AMPS0、AMPST0；
4)分别计算3种波形平均幅度与基值的比值(波形相对幅度)：
5)利用算术平均计算出3种波形的综合相对幅度R：
利用3种波形相对幅度大小的乘积来计算裂缝置信度σ：
σ＝1-RC×RS×RST
6)绘制工区评价图版(参见图1)：利用工区内已知裂缝发育段的井,依照步骤1)至步骤5)分别计算这些井中裂缝发育段和裂缝不发育段的R和σ的数值,绘制在该图中，在裂缝发育段数据点中读取R的最大值R1和σ的最小值σ1，在裂缝不发育段数据点中读取R的最小值R2和σ的最大值σ2，利用R1、R2、σ1、σ2绘制裂缝发育、裂缝可能发育和裂缝不发育区域，将步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ数据填入图中，直接依据数据点所在的区域评价裂缝发育结果，或按照下述标准综合评价待评价井裂缝发育结果
工区评价标准为：
R≤R1且σ≥σ1，裂缝发育；
R≥R2或σ≤σ2，裂缝不发育；
其他，裂缝可能发育。
7)输出裂缝评价结果。
下面用具体实施例详述本发明。
依据本发明方法，分析F工区M井灰岩地层2915-3100米裂缝发育情况。
1)收集F气田工区M井阵列声波波形幅度测井资料：
收集F气田工区M井阵列声波波形幅度数据，纵波波形幅度数据为AMPCn，横波波形幅度数据为AMPSn，斯通利波波形幅度数据为AMPSTn,单位均为dB，n＝1,2,…8(本实施例中接收器有8个)；
2)分别计算M井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度：
利用公式
计算纵波波形幅度的平均幅度AMPC；
利用公式
计算横波波形幅度的平均幅度AMPS；
利用公式
计算横波波形幅度的平均幅度AMPST；
3)选择M井裂缝不发育的致密层段，井段为2975-2981米，获取3种波形平均幅度值作为基值，分别为AMPC0＝2384dB、AMPS0＝5692dB、AMPST0＝11533dB；
4)分别计算M井3种波形平均幅度与基值的比值，得到三种波形的相对幅度：
RC、RS、RST无量纲；
5)利用算术平均计算出M井3种波形的综合相对幅度
利用3种波形相对幅度大小的乘积来计算M井裂缝置信度σ＝1-RC×RS×RST，R、σ无量纲；
6)绘制F工区评价图版(参见图2)：利用工区内已知裂缝发育段的井,依照步骤1)至步骤5)分别计算这些井中裂缝发育段和裂缝不发育段的R和σ的数值,绘制在该图中，在裂缝发育段数据点中读取R的最大值R1＝0.8和σ的最小值σ1＝0.5，在裂缝不发育段数据点中读取R的最小值R2＝0.9和σ的最大值σ2＝0.3，利用R1、R2、σ1、σ2绘制裂缝发育、裂缝可能发育和裂缝不发育区域，将步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ数据填入图中，直接依据数据点所在的区域评价裂缝发育结果(参见图3)，或按照下述标准综合评价待评价井裂缝发育结果：
F工区评价标准为
R≤0.8且σ≥0.5，裂缝发育；
R≥0.9或σ≤0.3，裂缝不发育；
其他，裂缝可能发育；
7)输出M井裂缝评价结果(参见图4)。
利用此方法评价出的裂缝发育情况与气测显示有较好的一致性，裂缝发育段和裂缝可能发育段，气测显示更明显，说明用此方法评价裂缝比较可靠。
Claims (4)
1.一种基于阵列声波波幅衰减的地层裂缝测井评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)收集工区内待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度数据；
2)分别计算待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度；
3)选择裂缝不发育的致密层段纵波、横波、斯通利波三种波形平均幅度值作为基值；
4)分别计算3种波形平均幅度与基值的比值；
5)利用算术平均计算出3种波形的综合相对幅度R，利用3种波形相对幅度大小的乘积计算出裂缝置信度σ；
6)根据工区评价标准对步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ进行井裂缝发育程度评价；
7)输出裂缝评价结果。
2.如权利要求1所述的基于阵列声波波形幅度衰减的地层裂缝测井评价方法，其特征在于，
所述步骤1)中，所述纵波波形幅度数据为AMPCn，所述横波波形幅度数据为AMPSn，所述斯通利波波形幅度数据为AMPSTn,单位均为dB；n为接收器的序号，n＝1,2,…m,m为接收器的个数；
所述步骤2)中，按照下述公式分别计算待评价井阵列声波纵波、横波、斯通利波波形幅度的平均幅度：
所述步骤3)中，选择裂缝不发育的致密层段的3种波形平均幅度值作为基值，分别为AMPC0、AMPS0、AMPST0；
所述步骤4)中，按照下述公式分别计算3种波形平均幅度与基值的比值：
所述步骤5)中，按照下述公式计算出3种波形的综合相对幅度R：
按照下述公式计算出裂缝置信度σ：
σ＝1-RC×RS×RST
3.如权利要求2所述的基于阵列声波波形幅度衰减的地层裂缝测井评价方法，其特征在于，所述步骤6)中，工区评价标准为：
R≤R1且σ≥σ1，裂缝发育；
R≥R2或σ≤σ2，裂缝不发育；
其他，裂缝可能发育；
其中，R1和R2、σ1和σ2采用以下方法获得：利用工区内已知裂缝发育段的井,依照步骤1)至步骤5)分别计算这些井中裂缝发育段和裂缝不发育段的R和σ的数值,在裂缝发育段数据点中读取R的最大值R1和σ的最小值σ1，在裂缝不发育段数据点中读取R的最小值R2和σ的最大值σ2。
4.如权利要求2或3所述的基于阵列声波波形幅度衰减的地层裂缝测井评价方法，其特征在于，所述步骤6)中，绘制以波形综合相对幅度值R作为横坐标、裂缝置信度σ作为纵坐标的工区评价图，将获得的R1和R2、σ1和σ2值导入图中，绘制裂缝发育、裂缝可能发育和裂缝不发育区域，将步骤5)计算得到的综合相对幅度R和裂缝置信度σ数据填入图中，直接依据数据点所在的区域评价待评价井的裂缝发育结果，或按照工区评价标准评价待评价井裂缝发育结果。
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