CN114814942A - 水平井段含油饱和度快速解释方法 - Google Patents

水平井段含油饱和度快速解释方法 Download PDF

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CN114814942A CN202110093874.6A CN202110093874A CN114814942A CN 114814942 A CN114814942 A CN 114814942A CN 202110093874 A CN202110093874 A CN 202110093874A CN 114814942 A CN114814942 A CN 114814942A
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许彦群
季雅新
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陶国华
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Exploration and Development Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
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Abstract

本发明提供一种水平井段含油饱和度快速解释方法，包括：步骤1，对测井原始数据进行处理，去除异常值；并运用密度测井和中子测井计算孔隙度曲线；步骤2，建立直井段或垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系获取水平井段的两条新的电阻率曲线；步骤3，对水平井段电阻率测井曲线进行校正，得到新的电阻率曲线；步骤4，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含油饱和度曲线；步骤5，确定权重值，计算得到最终的水平井段含油饱和度曲线。该水平井段含油饱和度快速解释方法能够快速解释地层水平井段含油饱和度，为投产方案的编制、井网的调整、注采井的配产配注提供可直接利用的数据。

Description

水平井段含油饱和度快速解释方法
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别是涉及到一种水平井段含油饱和度快速解释方法。
背景技术
近年来，水平井技术在各类油气田中得到广泛应用，已成为油田开发的重要技术手段。由于水平段延伸距离较长，获取的信息较多，水平井段资料的充分利用对区块认识、投产方案的编制以及注采井的配产配注等有着重要的决策指导作用。但是水平井在钻探过程中并不是钻遇均质地层，水平段在穿越地层过程中会钻遇上下泥岩或者页岩的情况，因此水平井测井解释过程中储层的识别、含油性的确定至关重要。由于水平井中介质并不是以井轴为中心呈径向对称的，在测井解释过程中需要消除各向异性的影响。
目前对水平井的测井解释多数是沿用垂直井的解释方法，由于水平井井眼在地层中与地层界面几乎呈水平状态，地层的各向异性不同于垂直井，垂直井的测井解释方法不适于水平井。个别地区是利用已有资料建立解释图版，另外有些学者运用计算机编程进行校正和解释，这样的缺点一是往往工区内完钻井较少，资料有限，很难建立解释图版，二是解释程序的适应性有限，解释程序往往在特定目标区适合，对其他区会有较大差异。而对于完钻井较少的区域，想快速对水平段进行测井解释就比较困难。
在申请号：CN201910856286.6的中国专利申请中，涉及到一种基于井震结合的含油饱和度预测方法。主要解决了现有预测方法含油饱和度预测结果精度较低的问题。其特征在于：1)对目标工区进行地震采集，获取角度叠加地震数据、岩芯资料和测井数据；2)利用岩芯资料试验得到井点含油饱和度数据；3)建立与井点含油饱和度数据的关系图版；4)分别统计井点纵波速度、横波速度、密度的变差函数；5)输入纵波速度、横波速度、密度测井数据和角度叠加地震数据，建立纵波速度、横波速度、密度数据模型；6)根据含油饱和度与纵横波速度比、纵波速度×密度关系图版，将纵波速度、横波速度、密度数据模型转换生成含油饱和度模型。
在申请号：CN201610625723.X的中国专利申请中，涉及到一种用测井合成曲线修正岩心含油饱和度的方法，包括：根据初次修正好的岩心含油饱和度数据So，编制So-深度图；根据工区含油饱和度的拟合公式，得到测井合成曲线Sy，对其等比例缩放平移得到新测井曲线Sy'；将岩心含油饱和度数据So，向该新测井曲线Sy'水平投影，得到新含油饱和度数据So'；取投影前数据点So、投影后数据点So'的平均值So”，作为最终校正过相对大小的岩心油饱和度。
在申请号：CN201910080008.6的中国专利申请中，涉及到一种确定水平井储层含水饱和度的方法及装置，该方法包括：根据储层的电阻率数据确定出所述储层的垂直电阻率和水平电阻率；根据所述垂直电阻率和水平电阻率确定出所述储层的各向异性系数；根据所述储层在水平方向和垂直方向的岩石物理参数以及所述各向异性系数计算出所述储层的含水饱和度；其中，所述岩石物理参数包括：岩性系数、岩性指数、胶结指数、饱和度指数。
以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的水平井段含油饱和度快速解释方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单，快速的针对水平段含油饱和度解释，为投产方案的编制、井网的调整、注采井的配产配注提供可直接利用的数据的水平井段含油饱和度快速解释方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：水平井段含油饱和度快速解释方法，该水平井段含油饱和度快速解释方法包括：
步骤1，对测井原始数据进行处理，去除异常值；并运用密度测井和中子测井计算孔隙度曲线；
步骤2，建立直井段或垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系获取水平井段的两条新的电阻率曲线；
步骤3，对水平井段电阻率测井曲线进行校正，得到新的电阻率曲线；
步骤4，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含油饱和度曲线；
步骤5，确定权重值，计算得到最终的水平井段含油饱和度曲线。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，对要解释的水平井及该井场的垂直井收集自然伽马、密度、中子、电阻率测井曲线，根据区块地质认识，划分砂岩与泥岩，饱和度解释只针对砂岩进行，对砂岩测井曲线进行分析，若出现奇异点或灰质高尖峰，则去除这些点的测井值，然后根据邻近曲线重新赋值。
在步骤1中，运用该区块直井建立的密度与孔隙度的关系，计算得到密度孔隙度曲线Φ1，运用该区块直井建立的中子与孔隙度的关系，计算得到中子孔隙度曲线Φ2，运用下面的算术平均法得到水平井段的孔隙度曲线Φ：
Figure BDA0002912287000000031
在步骤2中，建立垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系重构水平井段的两条新的电阻率曲线R1、R2。
在步骤3中，读取水平井周围最近的直井的同层位电阻率值R垂直，读取对水平井段电阻率R水平，则校正系数为F，运用校正系数F对水平段电阻率进行校正，得到校正后的水平段新电阻率曲线R3。
在步骤3中，校正系数F的计算公式为：
Figure BDA0002912287000000032
其中：F—校正系数；
R水平—水平段电阻率值，Ω·m
R垂直—与水平段层位一致的垂直电阻率值,Ω·m。
在步骤4中，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含水饱和度曲线SW1、SW2、RW3；
Figure BDA0002912287000000041
a,b,m,n为研究区岩电试验获取；
SW—含水饱和度曲线，％
RW—地层水电阻率值，Ω·m；纯水层测井曲线获取；
Φ—孔隙度曲线，％；
Rt—水平段地层电阻率曲线，Ω·m；
在此基础上运用SO＝1-SW，计算含油饱和度SO1、SO2、SO3。
在步骤5中，运用层次分析法计算各参数的权重值，3个参数权重综合为1，公式为：指标权重＝单个指标得分模型系数/三个指标综合得分模型之和。
在步骤5中，计算最终含油饱和度曲线SO的计算公式为：
Figure BDA0002912287000000042
其中：Soi—含油饱和度曲线值；
ωi—权重；
N—1～3；
通过该公式计算出水平井段的含油饱和度曲线。
在步骤5中，采用模糊层次分析法、变异系数法或熵权法计算各参数的权重值。
在步骤5中，计算最终含油饱和度曲线SO的计算公式为：
Figure BDA0002912287000000043
其中：Soi—含油饱和度曲线值；
ωi—权重；
N—1～3；
通过该公式计算出水平井段的含油饱和度曲线。
本发明中的水平井段含油饱和度快速解释方法，对于油层为水平井的含油饱和度可以快速获得，对区块认识、投产方案的编制、油藏三维建模及注采井的配产配注等提供可靠的数据。该方法涉及砂泥岩储层水平井段含油饱和度解释方法，技术思路清楚、应用简单，降低了含油饱和度解释需要建立解释模型的复杂性，对水平段电阻率进行了校正，三种电阻率获得的含油饱和度，应用加权平均的方法，消除了运用某一单方法产生的误差，结果更可靠。与以往方法相比具有更好的操作性，具有创新性、实用性，利于推广。为砂泥岩水平井段含油饱和度解释提供了简单、快速、切实可行的方法。该方法在胜利海上某油田获得应用，成功解释研究区23口水平井段含油饱和度。
附图说明
图1为本发明的水平井段含油饱和度快速解释方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明一具体实施例1中孔隙度成果曲线图；
图3为本发明一具体实施例1中密度与电阻率测井相关关系曲线图；
图4为本发明一具体实施例1中中子与电阻率测井相关关系曲线图；
图5为本发明一具体实施例1中重构的3条电阻率曲线图；
图6为本发明一具体实施例1中3条新的电阻率曲线计算的水平井段含水饱和度曲线图；
图7为本发明一具体实施例1中最终的含油饱和度解释成果图。
图8为本发明一具体实施例2中孔隙度成果曲线图；
图9为本发明一具体实施例2中密度与电阻率测井相关关系曲线图；
图10为本发明一具体实施例2中中子与电阻率测井相关关系曲线图；
图11为本发明一具体实施例2中重构的3条电阻率曲线图；
图12为本发明一具体实施例2中3条新的电阻率曲线计算的水平井段含水饱和度曲线图；
图13为本发明一具体实施例2中最终的含油饱和度解释成果图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
本发明的水平井段含油饱和度快速解释方法包括以下步骤：
步骤1，对测井原始数据进行处理，去除异常值；并运用密度测井和中子测井计算孔隙度曲线；
对要解释的水平井及该井场的垂直井收集自然伽马、密度、中子、电阻率测井曲线，根据区块地质认识，划分砂岩与泥岩，饱和度解释只针对砂岩进行，对砂岩测井曲线进行分析，若出现奇异点或灰质高尖峰，则去除这些点的测井值，然后根据邻近曲线重新赋值。
通过各向异性分析发现，密度和中子各向异性影响非常小，可以不考虑各向异性的影响，而电阻率测井的各向异性影响较大，所以，电阻率曲线要进行校正。运用该区块直井建立的密度与孔隙度的关系，计算得到密度孔隙度曲线Φ1，运用该区块直井建立的中子与孔隙度的关系，计算得到中子孔隙度曲线Φ2。
Figure BDA0002912287000000061
步骤2，建立直井段或垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系获取水平井段的两条新的电阻率曲线(R1、R2)；
步骤3，对水平井段电阻率测井曲线进行校正，得到新的电阻率曲线(R3)；
读取水平井周围最近的直井的同层位电阻率值R直，读取对水平井段电阻率R水，则校正系数为F。
Figure BDA0002912287000000071
其中：F—校正系数
R水平—水平段电阻率值，Ω·m
R垂直—与水平段层位一致的垂直电阻率值,Ω·m
运用校正系数F对水平段电阻率进行校正，得到校正后的水平段新电阻率曲线R3。
步骤4，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含油饱和度曲线(So1、So2、So3)。
Figure BDA0002912287000000072
a,b,m,n为研究区岩电试验获取
SW—含水饱和度曲线，％
RW—地层水电阻率值，Ω·m；纯水层测井曲线获取
Φ—孔隙度曲线，％；由(1)式获取
Rt—水平段地层电阻率曲线，Ω·m；
在此基础上运用SO＝1-SW，计算含油饱和度SO1、SO2、SO3。
步骤5，确定权重值，计算得到最终的水平井段含油饱和度曲线So。
计算各参数的权重值，权重确定方法可以运用层次分析法，但不局限于该方法，还可以采用模糊层次分析法、变异系数法、熵权法等。3个参数权重综合为1。公式为：指标权重＝单个指标得分模型系数/三个指标综合得分模型之和。
计算最终含油饱和度曲线。SO计算公式为：
Figure BDA0002912287000000081
其中：Soi—含油饱和度曲线值
ωi—权重
N—1～3
通过该公式可以计算出水平井段的含油饱和度曲线。
在应用本发明的一具体实施例1中，如图1所示，图1为本发明的一种砂泥岩水平井段含油饱和度快速解释方法的流程图。
胜利海上某油田储集层为馆上段曲流河沉积，2003年投入开发，以定向井+水平井混合井网开发，完钻总井数62口，其中水平井23口，选取50HP水平井进行实例说明。
步骤101，收集50HP水平井及该井场定向井的自然伽马、密度、中子、电阻率测井曲线，根据区块地质认识，划分砂岩与泥岩，对砂岩测井曲线进行分析，若出现奇异点或灰质高尖峰，则去除这些点的测井值，然后根据邻近曲线重新赋值。
进行密度、中子及电阻率各向异性分析，密度和中子各向异性影响非常小，可以不考虑各向异性的影响，而电阻率测井的各向异性影响较大，所以，电阻率曲线要进行校正。如图2所示，运用该区块定向井建立的密度与孔隙度的关系，计算得到密度孔隙度曲线Φ1，运用该区块定向井建立的中子与孔隙度的关系，计算得到中子孔隙度曲线Φ2，最终运用下面的算术平均法得到50HP水平井段的孔隙度曲线Φ。
Figure BDA0002912287000000082
步骤102，如图3、图4所示，建立定向井同层位的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系。运用这两个相关关系可以重构水平井段的两条新的电阻率曲线(R1、R2)，图5所示。
电阻率与密度的相关关系为：R1＝-136.9*RHOB+330.6
其中：R1—电阻率曲线值，Ω·m；
RHOB—密度曲线值，g/cm3
电阻率与中子测井曲线的相关关系为：R2＝-125.4*NPHI+98.4
其中：R2—电阻率曲线值，Ω·m；
NPHI—中子曲线值，％
在步骤103中，读取水平井周围最近的定向井的同层位电阻率值R直，读取对水平井段电阻率R水，则校正系数为F。
Figure BDA0002912287000000091
运用校正系数F对水平段电阻率进行校正，得到校正后的水平段新电阻率曲线R3，如图5所示。
在步骤104中，如图6所示对R1、R2和R33条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段含水饱和度曲线(SW1、SW2、SW3)。
研究区岩电试验获取：a＝1，b＝1,m＝1.6923,n＝2.015；根据纯水层建立纯水层电阻率与深度关系为：RW＝-0.0025*md+4.4162，获取该储层，埋深1500米对应地层水电阻率Rw＝0.67Ω·m；
在此基础上运用SO＝1-SW，计算含油饱和度SO1、SO2、SO3
在步骤105中，计算含水饱和度参数的权重值，在本实例中应用主成分分析法获得参数So1权重0.24，参数So2权重0.11，参数Ro3权重0.65。
进一步地,计算最终含油饱和度曲线。SO计算公式为：
So＝SO1*0.24+SO2*0.11+SO3*0.65
通过该公式可以计算出水平井段的含油饱和度曲线,结果如图7所示。
在应用本发明的具体实施例2中，以30HP水平井为例，具体描述该井水平井段的含油饱和度曲线计算方法，步骤如下：
步骤101，收集30HP水平井及该井场定向井的自然伽马、密度、中子、电阻率测井曲线，根据区块地质认识，划分砂岩与泥岩，对砂岩测井曲线进行分析，若出现奇异点或灰质高尖峰，则去除这些点的测井值，然后根据邻近曲线重新赋值。
进行密度、中子及电阻率各向异性分析，密度和中子各向异性影响非常小，可以不考虑各向异性的影响，而电阻率测井的各向异性影响较大，所以，电阻率曲线要进行校正。如图8所示，运用该区块定向井建立的密度与孔隙度的关系，计算得到密度孔隙度曲线Φ1，运用该区块定向井建立的中子与孔隙度的关系，计算得到中子孔隙度曲线Φ2，最终运用下面的算术平均法得到30HP水平井段的孔隙度曲线Φ。
Figure BDA0002912287000000101
步骤102，如图9、图10所示，建立定向井同层位的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系。运用这两个相关关系可以重构水平井段的两条新的电阻率曲线(R1、R2)，图11所示。
电阻率与密度的相关关系为：R1＝-93.7472*RHOB+236.299
其中：R1—电阻率曲线值，Ω·m；
RHOB—密度曲线值，g/cm3
电阻率与中子测井曲线的相关关系为：R2＝2.42551*NPHI+44.456
其中：R2—电阻率曲线值，Ω·m；
NPHI—中子曲线值，％
在步骤103中，读取水平井周围最近的定向井的同层位电阻率值R直，读取对水平井段电阻率R水，则校正系数为F。
Figure BDA0002912287000000102
运用校正系数F对水平段电阻率进行校正，得到校正后的水平段新电阻率曲线R3，如图11所示。
在步骤104中，如图12所示对R1、R2和R3 3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段含水饱和度曲线(SW1、SW2、SW3)。
研究区岩电试验获取：a＝1，b＝1,m＝1.6923,n＝2.015；根据纯水层建立纯水层电阻率与深度关系为：RW＝-0.0025*md+4.4162，获取该储层，埋深1448米对应地层水电阻率Rw＝0.79Ω·m；
在此基础上运用SO＝1-SW，计算含油饱和度SO1、SO2、SO3
在步骤105中，计算含水饱和度参数的权重值，在本实例中应用主成分分析法获得参数So1权重0.27，参数So2权重0.10，参数Ro3权重0.63。
进一步地,计算最终含油饱和度曲线。SO计算公式为：
So＝SO1*0.27+SO2*0.10+SO3*0.63
通过该公式可以计算出水平井段的含油饱和度曲线,结果如图13所示。
以上所述为本申请的几个实施实例，该方法已在胜利油田多个区块中应用，与动态分析方法所得吻合率均达90％以上，吻合率较高。该方法和参数适合于河流相砂体井间平面连通性评价，对其它沉积类型的砂体连通性评价具有参考意义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (11)

1.水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，该水平井段含油饱和度快速解释方法包括：
步骤1，对测井原始数据进行处理，去除异常值；并运用密度测井和中子测井计算孔隙度曲线；
步骤2，建立直井段或垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系获取水平井段的两条新的电阻率曲线；
步骤3，对水平井段电阻率测井曲线进行校正，得到新的电阻率曲线；
步骤4，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含油饱和度曲线；
步骤5，确定权重值，计算得到最终的水平井段含油饱和度曲线。
2.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤1中，对要解释的水平井及该井场的垂直井收集自然伽马、密度、中子、电阻率测井曲线，根据区块地质认识，划分砂岩与泥岩，饱和度解释只针对砂岩进行，对砂岩测井曲线进行分析，若出现奇异点或灰质高尖峰，则去除这些点的测井值，然后根据邻近曲线重新赋值。
3.根据权利要求2所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤1中，运用该区块直井建立的密度与孔隙度的关系，计算得到密度孔隙度曲线Φ1，运用该区块直井建立的中子与孔隙度的关系，计算得到中子孔隙度曲线Φ2，运用下面的算术平均法得到水平井段的孔隙度曲线Φ：
Figure FDA0002912286990000011
4.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤2中，建立垂直井的电阻率与密度、电阻率与中子测井曲线的相关关系，并运用该相关关系重构水平井段的两条新的电阻率曲线R1、R2。
5.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤3中，读取水平井周围最近的直井的同层位电阻率值R垂直，读取水平井段电阻率R水平，则校正系数为F，运用校正系数F对水平段电阻率进行校正，得到校正后的水平段新电阻率曲线R3。
6.根据权利要求5所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤3中，校正系数F的计算公式为：
Figure FDA0002912286990000021
其中：F—校正系数；
R水平—水平段电阻率值，Ω·m
R垂直—与水平段层位一致的垂直电阻率值,Ω·m。
7.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤4中，对3条新的电阻率曲线分别运用阿尔奇公式计算水平井段三条含水饱和度曲线SW1、SW2、SW3；
Figure FDA0002912286990000022
a,b,m,n为研究区岩电试验获取；
SW—含水饱和度曲线，％
RW—地层水电阻率值，Ω·m；纯水层测井曲线获取；
Φ—孔隙度曲线，％；
Rt—水平段地层电阻率曲线，Ω·m；
在此基础上运用SO＝1-SW，计算含油饱和度SO1、SO2、SO3。
8.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤5中，运用层次分析法计算各参数的权重值，3个参数权重综合为1，公式为：指标权重＝单个指标得分模型系数/三个指标综合得分模型之和。
9.根据权利要求8所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤5中，计算最终含油饱和度曲线SO的计算公式为：
Figure FDA0002912286990000031
其中：Soi—含油饱和度曲线值；
ωi—权重；
N—1～3；
通过该公式计算出水平井段的含油饱和度曲线。
10.根据权利要求1所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤5中，采用模糊层次分析法、变异系数法或熵权法计算各参数的权重值。
11.根据权利要求10所述的水平井段含油饱和度快速解释方法，其特征在于，在步骤5中，计算最终含油饱和度曲线SO的计算公式为：
Figure FDA0002912286990000032
其中：Soi—含油饱和度曲线值；
ωi—权重；
N—1～3；
通过该公式计算出水平井段的含油饱和度曲线。
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