CN114706141B - 一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其包括：步骤一、建立现代沉积的曲流河参数数据库；步骤二、确定复杂曲流河带宽度的控制参数及拟合公式；步骤三、拟合公式误差分析及优选，对比两个拟合公式的平均相对误差，选取平均相对误差小的拟合公式作为密集点区复杂曲流带宽度的计算公式；步骤四、将步骤三中建立的拟合关系类比于地下曲流河沉积储层中，计算地下复杂曲流带宽度。本发明采用沉积类比的思想，构建了多拟合关系曲流河带宽度定量表征模型，大幅提高了储层预测精度，并且为复杂曲流带的沉积相绘制提供了分布范围控制。

Description

一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法

技术领域：

本发明涉及的是石油天然气勘探领域，具体涉及的是一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法。

背景技术：

河流相储层是油气富集的优质砂体，河流相储层中约有60％的地质储量赋存于曲流河相储层中。曲流河沉积按沉积期次可划分为单一曲流河及多期曲流河带。随着油田开发的逐渐深入，单一曲流河道内的油气储量已被大规模开采，为满足油田增储上产需要，油气勘探方向逐渐向复杂曲流带倾斜。而曲流带宽度作为储层评价的重要参数，关乎地质储量的计算及探评井的部署，更影响着油田开发方式的选择，所以明确复杂曲流带储层分布范围成为目前亟待解决的问题，因此急需一种能定量表征地下复杂曲流带宽度的方法。

对曲流河带的定量表征存在几点不足：(1)缺少大尺度复杂曲流河带的定量表征类比方法。目前对曲流河参数表征多集中在中小尺度上，如侧积体级次、点坝级次或单一曲流河级次，由于复杂曲流河带的边界难以确定，所以对复杂曲流河带的定量表征方法鲜有报道；(2)目前预测地下复杂曲流带宽度的方法精度较低。例如利用地震属性切片可以大致清楚曲流带分布范围，但受到不同地区地震资料品质及砂泥比的影响，该方法难以广泛应用。又或者利用水平井测井及录井信息判断复杂曲流带分布范围，但水平井资料只能反映井周边地质信息，并且由于钻井成本高导致井资料稀少，易造成以偏概全的现象；(3)以往进行沉积类比时，都是直接利用全部数据的拟合公式进行计算。虽然全数据拟合程度高，但对于不同范围的自变量，单独建立各自范围内的拟合关系，其相对相差与全数据拟合关系有些许差别。这导致单一拟合关系预测效果较差，因此需要进行误差分析进而选择不同的拟合关系进行类比。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，这种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法用于解决地下复杂曲流河带宽度表征问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法包括以下步骤：

步骤一、建立现代沉积的曲流河参数数据库：

步骤二、确定复杂曲流河带宽度的控制参数及拟合公式：

(1)以复杂曲流带宽度为因变量，河道宽度、点坝长度和点坝宽度为自变量，利用最小二乘法进行因变量和各自变量的拟合；

(2)通过参数拟合得出点坝长度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.85，点坝宽度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.88，河道宽度与复杂曲流河带宽度的拟合系数为0.98；

(3)选取拟合系数最高的作为复杂曲流河带宽度的控制参数，最终确定复杂曲流河带宽度的控制参数为河道宽度，拟合公式为：

W_M＝20.253w+1057.7 (公式1)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度；

步骤三、拟合公式误差分析及优选：

(1)利用公式1计算河道宽度与复杂曲流河带宽度拟合关系中密集点区的复杂曲流河带宽度拟合值，并与实际测量值进行相对误差分析；

(2)单独对密集点区数据建立河道宽度与复杂曲流带宽度的拟合公式，公式为：

W_M＝11.87w+1489.6 (公式2)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度；

利用该公式对密集点区进行复杂曲流河带宽度拟合值计算，并与实际值进行相对误差分析；

(3)对比上述两个拟合公式的平均相对误差，选取平均相对误差小的拟合公式作为密集点区复杂曲流带宽度的计算公式；

步骤四、将步骤三中建立的拟合关系类比于地下曲流河沉积储层中，计算地下复杂曲流带宽度：

(1)在测井或岩心资料中识别出单一点坝厚度D^*；

(2)点坝厚度D^*经去压实校正后得到历史沉积时河道满岸深度D；

(3)利用满岸深度D求取地下曲流河道宽度w；

(4)基于沉积类比思想将地上建立的曲流带经验公式应用于地下复杂曲流带宽度的计算中。

上述方案中步骤一的方法：

(1)曲流河现代沉积实例选取：利用Google Earth选取全球范围内多期沉积的复杂曲流河，这些复杂曲流带宽度范围应在几百米至几千米之间，以确保地下沉积类比的有效性；

(2)曲流河带平面几何参数测量：利用Google Earth软件中的标尺工具对目标曲流河的河道宽度、点坝长度、点坝宽度及复杂曲流河带宽度进行测量，建立曲流河沉积的参数数据库。

上述方案中步骤四(1)方法为：

利用测井曲线读取单一点坝厚度D^*；目的层自然伽马曲线呈现箱型或钟形，具有正韵律特征，高幅度差；若自然电位曲线没有明显回返，则为单一点坝；若目的层自然电位曲线出现回返，则为复合点坝。

上述方案中步骤四(2)方法为：

去压实校正的基本原理是压实过程中骨架厚度不变

即

式中：z₁为地层经压实后顶面埋深；z₂为地层经压实后底面埋深；z₁ ^’为地层沉积时顶面埋深；z₂ ^’为地层沉积时底面埋深；

为深度-孔隙度函数；

正常压实情况下，孔隙度和深度满足公式：

式中：

为初始孔隙度；C为压实系数；Z为深度；

1)通过声波测井曲线读取不同深度声波时差值求取对应孔隙度：

式中：

为孔隙度；Δt为声波时差值；Δt_ma为骨架声波时差；Δt_f为流体声波时差，每个地区Δt_ma与Δt_f为特定常数；

2)将孔隙度与深度值代入公式4中，拟合求取初始孔隙度和压实系数；

3)最后利用公式3求取地层初始埋深厚度，z₁ ^’-z₂ ^’即为历史沉积时河道满岸深度D。

上述方案中步骤四(3)方法为：

利用公式w＝6.8D^1.54对研究区密井网区的河道宽度值进行验证性计算，并与实际宽度值进行比对，将公式修正为适合本区的河宽计算公式。

本发明具有以下有益效果：

1、曲流带宽度是地下油气藏储层预测及储量计算的重要参数。针对现有模型只能计算单一曲流带宽度的问题，本发明采用沉积类比的思想，构建了多拟合关系曲流河带宽度定量表征模型。这大幅提高了储层预测精度，并且为复杂曲流带的沉积相绘制提供了分布范围控制。

2、现代沉积类比方法有效的将沉积的平面连续性展示出来，充分弥补了地下资料获取程度不足的问题。本发明采取地上建模与地下应用的融合，既丰富了现有曲流河参数数据库，同时形成了较完善的地下复杂曲流带宽度的预测方法。

3、本发明通过对复杂曲流带宽度的定量表征，为油田高含水开发后期曲流河相储层剩余油挖潜方法提供了地质依据，同时降低了剩余油挖潜井的布井风险，间接提高了油田开发经济效益。

4、本发明首次基于沉积类比思想构建出定性、半定量河定量的曲流河带几何参数地质数据库，采用分类评价思想，创新性的建立起曲流河带规模定量表征的几何参数相关性模型；实现对地下古曲流河带的定量表征，构建定性、半定量和定量的地下曲流河带宽度、厚度及宽厚比参数，为沉积相的准确绘制提供理论依据。

附图说明

图1一种基于沉积类比的地下复杂曲流河带定量表征方法流程图。

图2曲流河带平面几何参数测量示意图。

图3复杂曲流带与河道宽度、点坝长度、点坝宽度的拟合公式图。

图4点坝测井曲线识别图。

具体实施方式：

下面对本发明做进一步的说明：

如图1所示，这种基于沉积类比的地下复杂曲流河带定量表征方法：

步骤一、建立现代沉积的曲流河参数数据库：

(1)选取全球典型曲流河沉积实例。利用Google Earth选取全球范围内多期沉积的复杂曲流河，最终确定海拉尔河、托博尔河及乌卡亚利河为测量对象；

(2)曲流河带平面几何参数测量。利用Google Earth软件中的标尺工具对目标曲流河的河道宽度、点坝长度、点坝宽度及复杂曲流河带宽度进行测量，测量示意图如图2。

步骤二、确定复杂曲流河带宽度的控制参数及拟合公式：

(1)以复杂曲流带宽度为因变量，河道宽度、点坝长度和点坝宽度为自变量，利用最小二乘法进行因变量和各自变量的拟合；

(2)通过参数拟合得出点坝长度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.85，点坝宽度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.88，河道宽度与复杂曲流河带宽度的拟合系数为0.98，如图3A、图3C、图3D；

(3)选取拟合系数最高的作为复杂曲流河带宽度的控制参数，最终确定复杂曲流河带宽度的控制参数为河道宽度，拟合公式为：

W_M＝20.253w+1057.7 (公式1)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度。

步骤三、拟合公式误差分析及优选：在以往的研究中发现，拟合关系中数据点较多时，特别是数据点集中出现时，单一拟合公式的误差较大，所以要对数据进行误差分析并选取最合理的拟合公式。

(1)利用公式1计算河道宽度与复杂曲流河带宽度拟合关系中密集点区的复杂曲流河带宽度拟合值，并与实际测量值进行相对误差分析；

(2)单独对密集点区数据建立河道宽度与复杂曲流带宽度的拟合公式，公式为：

W_M＝11.87w+1489.6 (公式2)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度。

利用该公式进行复杂曲流河带宽度拟合值计算，并与实际值进行相对误差分析；

(3)对比上述两个拟合公式的平均相对误差，选取平均相对误差小的拟合公式作为密集点区复杂曲流带宽度的计算公式。如图3B、表1，当河道宽度小于100m时，公式1平均相对误差为0.09，公式2平均相对误差为0.07，故当河道宽度小于100m时，利用W_M＝11.87w+1489.6计算复杂曲流河带宽度。

步骤四、将步骤三中建立的拟合关系类比于地下曲流河沉积储层中，计算地下复杂曲流带宽度：

(1)在测井或岩心资料中识别出单一点坝厚度D^*；

(2)点坝厚度D^*经去压实校正后得到历史沉积时河道满岸深度D；

(3)利用满岸深度D求取地下曲流河道宽度w；

(4)基于沉积类比思想将地上建立的曲流带经验公式应用于地下复杂曲流带宽度的计算中。

表1

按照本发明对松辽盆地喇嘛甸油田北二区萨尔图油层SIII6+7沉积单元进行保密性的验证实验，具体如下：

步骤一：基于单井单一点坝厚度识别与统计(图4)，喇嘛甸油田北二区萨尔图油层SIII6+7沉积单元单一点坝厚度D^*最大为7.2m；

步骤二：利用骨架厚度不变法经去压实校正求取河道满岸深度D最大为8.1m；

步骤三：按同样方法对密井区点坝厚度进行去压实校正，利用w＝6.8D^1.54计算河道宽度值并与实际值进行对比，修正宽度计算公式为w＝6.6D^1.53，求取河道最大宽度w为162m；

步骤四：河道宽度大于100m，所以将河道宽度带入W_M＝20.253w+1057.7中计算得最大曲流带宽度为4338.7m。

按照以上方法得到了喇嘛甸油田北二区萨尔图油层SIII6+7沉积单元复杂曲流带宽度最大值，以SIII6+7沉积单元密井网条件下沉积相带图作为验证标准，表明本发明建立的复杂曲流带宽度表征方法可以实现地下曲流带宽度的计算。所以在稀井区沉积单元储层研究过程中，可以采用本方案对其进行高精度预测。

如上所述，对本发明实施例进行了详细说明，反映了一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法。应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (5)

1.一种基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、建立现代沉积的曲流河参数数据库：

步骤二、确定复杂曲流河带宽度的控制参数及拟合公式：

(1)以复杂曲流带宽度为因变量，河道宽度、点坝长度和点坝宽度为自变量，利用最小二乘法进行因变量和各自变量的拟合；

(2)通过参数拟合得出点坝长度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.85，点坝宽度与复杂曲流带宽度的拟合系数为0.88，河道宽度与复杂曲流河带宽度的拟合系数为0.98；

(3)选取拟合系数最高的作为复杂曲流河带宽度的控制参数，最终确定复杂曲流河带宽度的控制参数为河道宽度，拟合公式为：

W_M＝20.253w+1057.7 (公式1)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度；

步骤三、拟合公式误差分析及优选：

(1)利用公式1计算河道宽度与复杂曲流河带宽度拟合关系中密集点区的复杂曲流河带宽度拟合值，并与实际测量值进行相对误差分析；

(2)单独对密集点区数据建立河道宽度与复杂曲流带宽度的拟合公式，公式为：

W_M＝11.87w+1489.6 (公式2)

式中：w为河道宽度，W_M为复杂曲流带宽度；

利用该公式对密集点区进行复杂曲流河带宽度拟合值计算，并与实际值进行相对误差分析；

(3)对比上述两个拟合公式的平均相对误差，选取平均相对误差小的拟合公式作为密集点区复杂曲流带宽度的计算公式；

步骤四、将步骤三中建立的拟合关系类比于地下曲流河沉积储层中，计算地下复杂曲流带宽度：

(1)在测井或岩心资料中识别出单一点坝厚度D^*；

(2)点坝厚度D^*经去压实校正后得到历史沉积时河道满岸深度D；

(3)利用满岸深度D求取地下曲流河道宽度w；

(4)基于沉积类比思想将地上建立的曲流带经验公式应用于地下复杂曲流带宽度的计算中。

2.根据权利要求1所述的基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其特征在于：所述的步骤一的方法：

(1)曲流河现代沉积实例选取：利用Google Earth选取全球范围内多期沉积的复杂曲流河，这些复杂曲流带宽度范围应在几百米至几千米之间，以确保地下沉积类比的有效性；

(2)曲流河带平面几何参数测量：利用Google Earth软件中的标尺工具对目标曲流河的河道宽度、点坝长度、点坝宽度及复杂曲流河带宽度进行测量，建立曲流河沉积的参数数据库。

3.根据权利要求2所述的基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其特征在于：所述的步骤四(1)方法为：

利用测井曲线读取单一点坝厚度D^*；目的层自然伽马曲线呈现箱型或钟形，具有正韵律特征，高幅度差；若自然电位曲线没有明显回返，则为单一点坝；若目的层自然电位曲线出现回返，则为复合点坝。

4.根据权利要求3所述的基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其特征在于：所述的步骤四(2)方法为：

去压实校正的基本原理是压实过程中骨架厚度不变

即

式中：z₁为地层经压实后顶面埋深；z₂为地层经压实后底面埋深；z₁ ^’为地层沉积时顶面埋深；z₂’为地层沉积时底面埋深；

为深度-孔隙度函数；

正常压实情况下，孔隙度和深度满足公式：

式中：

为初始孔隙度；C为压实系数；Z为深度；

1)通过声波测井曲线读取不同深度声波时差值求取对应孔隙度：

式中：

为孔隙度；Δt为声波时差值；Δt_ma为骨架声波时差；Δt_f为流体声波时差，每个地区Δt_ma与Δt_f为特定常数；

2)将孔隙度与深度值代入公式4中，拟合求取初始孔隙度和压实系数；

3)最后利用公式3求取地层初始埋深厚度，z₁’-z₂’即为历史沉积时河道满岸深度D。

5.根据权利要求4所述的基于沉积类比的地下曲流河带定量表征方法，其特征在于：所述的步骤四(3)方法为：

利用公式w＝6.8D^1.54对研究区密井网区的河道宽度值进行验证性计算，并与实际宽度值进行比对，将公式修正为适合本区的河宽计算公式。

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