CN116335648A - 基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，由于有些井没有完井电测数据和偶极声波资料，不能直接得到密度、纵波时差和横波时差数据。需要利用随钻测井和气测数据建模获得，有效的对密度、声波、横波时差的建模，根据计算得到的密度、声波、横波时差，就可以计算孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数，根据横波时差、密度、纵波时差可以计算杨氏模量、泊松比、脆性指数、最大最小主应力等储层工程参数，综合利用地质甜点与工程甜点参数对水平井甜点品质进行定量评价。

Description

基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法

技术领域

本发明涉及致密油气地质综合评价技术领域，具体为基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法。

背景技术

在地质勘探领域中，页岩地层中“甜点”是页岩地层具有较好的储层地质品质和可压裂工程改造特点。页岩地层“甜点”对页岩地层开发非常重要，找到“甜点”有利于降低页岩勘探开发成本、提高含气页岩地层产能。

部分地区近年勘探不断获得突破，展现出良好的资源前景。部分地区油藏与国内其他致密油相比，地质条件复杂，钻井提效面临挑战部分盆地水平井受井眼情况、降本增效等影响，部分井采用水平段不进行完井电测，这类井一般都进行气测录井以及随钻地质导向施工，在水平段获取了气测、岩屑等资料，随钻地质导向获取了伽马、随钻电磁波测井电阻率等资料，在水平井后续分段分簇压裂施工中需要储层综合甜点评价资料(包括地质甜点、工程甜点)，而完钻水平井因特殊原因没有进行完井电测，水平段无地层补偿密度、补偿声波、地层横波等资料。因此，需要基于多口井气测录井及随钻测井大数据资料，开展的玛湖致密砾岩甜点评价研究。水平井测井评价技术是目前开发非常规油气藏的关键技术，(专利号CN108875122A)已形成了利用随钻测井数据进行地质参数的人工智能方法和系统，该方法通过井下测井数据地质参数计算，获得可描述地质产状的地层结构参数和电性参数，大大减少了钻井过程中数据传输量,同时也使得测井数据反映的地质信息可视化和定量化，对地质导向和测井解释都有重要意义。会议文章《基于气测录井及随钻测井资料的甜点评价研究》只是简单介绍了密度、声波含油饱和度曲线拟合。

但是专利CN108875122A中的参数评价存在以下几个缺点：1.仅为储层地质参数，现在储层评价采用地质工程一体化综合评价，本专利缺少工程参数的计算；2.仅依靠随钻测井数据计算参数可能数据不够详实，缺少气测录井资料的应用；3.专利中的随钻测井数据计算地质参数是在本井有完井电测数据的前提下，缺少由于井况复杂、节约成本都原因而没有完井电测水平井的解释评价内容。

会议文章《基于气测录井及随钻测井资料的甜点评价研究》只是简单介绍了密度、声波含油饱和度曲线拟合，缺少工程甜点评价必须的横波速度拟合，不够全面。本发明专利利用气测和随钻测井数据，通过建立声波、密度、横波速度模型，对完钻水平井进行地质甜点、工程甜点精细评价，节省了测井成本，解释结果满足后期压裂分段分簇需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，该方法利用已有测井资料反演未知测井曲线方法，应用实例表明对储层甜点评价精度高、效果显著，对矿场实践具有一定的应用价值。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，包括如下步骤：

步骤1，获取随钻测井和气测录井的参数，并对参数进行标准化处理；

步骤2，经过标准化后的参数进行数据相关性分析，并选取相关数据通过多元非线性拟合分别建立水平井密度模型和横波预测模型；

步骤3，通过水平井密度模型计算的密度值后，计算得到储层地质参数；通过横波预测模型计算得到纵波时差，计算得到储层工程参数；

步骤4，综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价。

优选的，步骤1中，对参数进行标准化计算公式：

设定需要标准化的变量：X＝(x_ij)_n×p；

对需要标准化的变量进行标准化得到测井参数值：

其中，

是x_j的样本均值；/>

是x_j的样本标准差，X是测井参数；/>

是归一化后的测井参数值；x_ij是归一化之前的测井参数值。

优选的，步骤2中，经过标准化后的参数进行密度和气测录井及随钻测井数据分析，其中包括气测数据和随钻测井数据，其中气测数据包括C1甲烷、C2乙烷、C3丙烷、IC4异丁烷、IC5异戊烷、NC4正丁烷、QT全烃；随钻测井数据包括GR随钻自然伽马、P34H随钻相移电阻，T-R：34in，高频和P28H随钻相移电阻，T-R：28in，高频。

进一步的，通过密度和气测录井及随钻测井数据相关性分析，选取相关数据包括P34H随钻深电阻、P28H随钻浅电阻、GR随钻伽马、QT全烃、NC5正戊烷、NC4正丁烷和IC4异丁烷。

更进一步的，水平井密度模型计算公式如下：

DEN＝2.277-0.0017×IC4+0.0011×NC4+0.0009×iC5+0.0005×QT+0.0124×P28H-0.0057×GR-0.0006×P34H²+0.0001×P28H²；

其中DEN是密度数值。

更进一步的，通过水平井密度模型计算得到的密度值依次进行孔隙度模型、含油饱和度模型和渗透率的计算得到孔隙度、含油饱和度和渗透率的储层地质参数。

优选的，步骤2中，经过标准化后的参数进行实测横波时差和常规测井数据相关性分析，选取相关数据包括密度DEN、纵波时差AC、深侧向电阻率RT、冲洗带电阻率RXO、自然伽马GR和测井深度DEPTH。

进一步的，横波预测模型计算公式如下：

其中，DTSM为横波时差；Depth为测井深度；GR为自然伽马；RXO为冲洗带电阻率；RT为深侧向电阻率；AC为纵波时差。

更进一步的，通过横波预测模型计算得到纵波时差，根据横波数据，可以计算得到杨氏模量、泊松比、脆性指数和最大最小水平井主应力的储层工程参数。

优选的，步骤4中，综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价的方法如下：

通过水平井密度模型拟合密度，可以计算储层孔隙度，进而计算储层含油饱和度，对储层进行地质甜点评价，利用孔隙度和含油饱和度建立含油孔隙度参数，对油层进行一、二、三类划分；通过横波预测模型拟合纵波时差、横波时差、密度，计算岩石物理参数杨氏模量、泊松比、脆性指数及最大最小水平主应力参数，对储层进行工程甜点评价，结合脆性指数、最小主应力对工程甜点对油层进行可行性分类。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，由于有些井没有完井电测数据和偶极声波资料，不能直接得到密度、纵波时差和横波时差数据。需要利用随钻测井和气测数据建模获得，有效的对密度、声波、横波时差的建模，根据计算得到的密度、声波、横波时差，就可以计算孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数，根据横波时差、密度、纵波时差可以计算杨氏模量、泊松比、脆性指数、最大最小主应力等储层工程参数，综合利用地质甜点与工程甜点参数对水平井甜点品质进行定量评价。

进一步的，鉴于实际资料获取情况，基于大数据分析原理选择未完井电测水平井的周围已经测井的水平井建立气测录井、随钻测井资料与储层密度、纵波时差的多元非线性关系，利用多重回归方法对未完井电测水平井储层声波、密度进行预测，之后利用多元非线性拟合方法建立横波预测模型，在此基础上对玛湖致密砾岩进行综合甜点评价。该利用已有测井资料反演未知测井曲线方法，应用实例表明对储层甜点评价精度高、效果显著，对矿场实践具有一定的应用价值。本技术方法适用于缺少完井电测资料的水平井。

进一步的，横波预测模型，可以节省偶极声波测井费用。基于随钻测录井资料的密度、声波模型可以节省完井测井费用，有效的降低了成本应用，适用性广。

附图说明

图1为本发明中基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法的流程图；

图2为本发明中MaHW6105计算和拟合含油饱和度对比图；

图3为本发明中MaHW6105实测密度和拟合密度对比图；

图4为本发明中MaHW6105实测声波和拟合声波对比图；

图5为本发明中玛18井区横波时差多元非线性拟合；

图6为本发明中MaHW6110综合解释与拟合解释对比图；

图7为本发明中MaHW6109综合解释成果图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明一个实施例中，提供了一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，该方法利用已有测井资料反演未知测井曲线方法，应用实例表明对储层甜点评价精度高、效果显著，对矿场实践具有一定的应用价值。

准噶尔盆地钻井平台第1口水平井进行中完测井和完井电测，同一平台其余井中完测井只测伽马(GR)，井段从井底至百口泉组顶界以上30m，不进行完井电测。利用水平井周围直井资料，结合水平井地质导向井眼轨迹参数，确定钻遇直井层段，通过直井钻遇层段储层测井特征分布与未测水平井拟合出的测井特征进行比较，对未测水平段预测资料进行质量控制。

利用随钻测井数据直接拟合含油饱和度，首先在直井上进行验证，选取玛湖地区M1井的伽马(GR)、深电阻率(RT)、浅电阻(RI)与根据实际完井电测数据解释含油饱和度建立多元回归模型，吻合度较好。建立的模型应用到水平井M125，可以看出拟合的含油饱和度与原始计算值误差很小如图2所示。因此，根据多井平台进行完井电测水平井气测录井及随钻测井数据建立模型，在没有测井系列的情况下可以预测水平井的含油饱和度。

通过气测录井及随钻测井数据拟合含油饱和度可以解决地质甜点评价，但是缺少密度和声波无法对工程甜点进行评价。M1储层段这两项参数与GR、RT及气测资料相关联，可以拟合得到密度及声波曲线。密度、声波特征参数选取原则是要求这些参数能尽可能的反映测井曲线幅值、形态变化的规律以及地质变量本身的结构特征。

基于上述所述，该基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，根据图1所示，包括如下步骤：

步骤1，获取随钻测井和气测录井的参数，并对参数进行标准化处理；

步骤2，经过标准化后的参数进行数据相关性分析，并选取相关数据通过多元非线性拟合分别建立水平井密度模型和横波预测模型；

步骤3，通过水平井密度模型计算的密度值后，计算得到储层地质参数；通过横波预测模型计算得到纵波时差，计算得到储层工程参数；

步骤4，综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价。

其中，步骤1中，由于所有的参数量纲不同，实际测试数量级相差较大，需先对测井参数进行标准化处理。设需标准化的变量为X＝(x_ij)_n×p，标准化后的测井参数值为：

(i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，p)式中，/>

是x_j的样本均值；

是x_j的样本标准差；X是测井参数；x～_ij是归一化后的测井参数值；x_ij是归一化之前的测井参数值。

在步骤2中，经过标准化后的参数进行密度和气测录井及随钻测井数据分析，其中包括气测数据和随钻测井数据，其中气测数据包括C1甲烷、C2乙烷、C3丙烷、IC4异丁烷、IC5异戊烷、NC4正丁烷、QT全烃；随钻测井数据包括GR随钻自然伽马、P34H随钻相移电阻，T-R：34in，高频和P28H随钻相移电阻，T-R：28in，高频，如表1所示；通过相关性分析，选择出随钻深电阻(P34H)，随钻浅电阻(P28H)，随钻伽马(GR)，全烃(QT)，正戊烷(NC5)，正丁烷(NC4)，异丁烷(IC4)这7个与密度Pearson相关性大于0.4的变量作为建模的主要分析参数。

表1密度和气测录井及随钻测井数据相关性分析

运用多重回归方法建立L04水平井的密度、声波拟合模型，应用到相近的水平井L05，选择距离最近的已测水平井而不用全区资料是考虑不同井之间储层变化可能会比较大，只采用距离近的水平井可以最大程度避免储层变化对预测结果的影响。利用直井资料进行质量控制在保证预测结果质量的同时，尽可能缩小借用直井模型对水平井储层进行评价造成模型差异产生的影响。

水平井密度模型计算公式如下：

DEN＝2.277-0.0017×IC4+0.0011×NC4+0.0009×iC5+0.0005×QT+0.0124×P28H-0.0057×GR-0.0006×P34H²+0.0001×P28H²；

其中DEN是密度数值。

水平井纵波时差模型计算公式如下：

AC＝82.52-1.35×IC4-66.73×NC4-2.29×iC5+0.04×QT+0.31×P28H-0.13×GR+0.001×P34H²+0.0001×P28H²

其中AC是纵波时差数值。

具体的，得到密度、纵波时差值后。如图3和图4所示，通过水平井密度模型计算得到的密度值依次进行孔隙度模型、含油饱和度模型和渗透率的计算得到孔隙度、含油饱和度和渗透率的储层地质参数。

在步骤2中，横波预测思路利用常规测井资料和少量偶极横波资料建立相应的模型来预测横波时差，之前有针对准噶尔盆地横波预测模型，但是模型实用性不强，具体到本次研究区块，可以进行针对性优化。首先，基于测井资料进行大数据相关性分析，通过多元非线性拟合，建立适用于研究工区的预测模型。

经过标准化后的参数进行实测横波时差和常规测井数据相关性分析，选取相关数据包括密度DEN、纵波时差AC、深侧向电阻率RT、冲洗带电阻率RXO、自然伽马GR和测井深度DEPTH，如表2所示。

表2实测横波时差和常规测井数据相关性分析

运用多元非线性方法建立横波预测模型，相关系数0.85，应用到玛18井区，可以看到本模型计算的横波值与原来准噶尔盆地横波预测模型计算值相比，精度有进一步提高，如图5所示。

具体的，横波预测模型计算公式如下：

其中，DTSM为横波时差；Depth为测井深度；GR为自然伽马；RXO为冲洗带电阻率；RT为深侧向电阻率；AC为纵波时差。

通过横波预测模型计算得到纵波时差，根据横波数据，可以计算得到杨氏模量、泊松比、脆性指数和最大最小水平井主应力的储层工程参数。

综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价的方法如下：如图6和图7所示，通过拟合密度，可以计算储层孔隙度，进而计算储层含油饱和度，对储层进行地质甜点评价，利用孔隙度和含油饱和度建立含油孔隙度参数，对油层进行一、二、三类划分；通过拟合纵波时差、横波时差、密度，计算岩石物理参数杨氏模量、泊松比、脆性指数及最大最小水平主应力等参数，对储层进行工程甜点评价，结合脆性指数、最小主应力对工程甜点对油层进行可行性分类。

本发明中横波预测模型，可以节省偶极声波测井费用。基于随钻测录井资料的密度、声波模型可以节省完井测井费用，在玛湖地区单口井测井费用80余万元。

本发明在未来3年内可以推广到玛湖致密砾岩油藏各个区块，降低测井投入，创造经济效益3.5亿元。

本发明在一定程度上可以避免不必要的投入。创新成果在未来3-5年内可以推广大砂岩、火山岩、碳酸盐油藏，应用前景广阔，创造经济效益不可估量。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，获取随钻测井和气测录井的参数，并对参数进行标准化处理；

步骤2，经过标准化后的参数进行数据相关性分析，并选取相关数据通过多元非线性拟合分别建立水平井密度模型和横波预测模型；

步骤3，通过水平井密度模型计算的密度值后，计算得到储层地质参数；通过横波预测模型计算得到纵波时差，计算得到储层工程参数；

步骤4，综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价。

2.根据权利要求1所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，步骤1中，对参数进行标准化计算公式：

设定需要标准化的变量：X＝(x_ij)_n×p；

对需要标准化的变量进行标准化得到测井参数值：

其中，

是x_j的样本均值；/>

是x_j的样本标准差，X是测井参数；/>

是归一化后的测井参数值；x_ij是归一化之前的测井参数值。

3.根据权利要求1所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，步骤2中，经过标准化后的参数进行密度和气测录井及随钻测井数据分析，其中包括气测数据和随钻测井数据，其中气测数据包括C1甲烷、C2乙烷、C3丙烷、IC4异丁烷、IC5异戊烷、NC4正丁烷、QT全烃；随钻测井数据包括GR随钻自然伽马、P34H随钻相移电阻，T-R：34in，高频和P28H随钻相移电阻，T-R：28in，高频。

4.根据权利要求3所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，通过密度和气测录井及随钻测井数据相关性分析，选取相关数据包括P34H随钻深电阻、P28H随钻浅电阻、GR随钻伽马、QT全烃、NC5正戊烷、NC4正丁烷和IC4异丁烷。

5.根据权利要求4所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，水平井密度模型计算公式如下：

DEN＝2.277-0.0017×IC4+0.0011×NC4+0.0009×iC5+0.0005×QT+0.0124×P28H-0.0057×GR-0.0006×P34H²+0.0001×P28H²；

其中DEN是密度数值。

6.根据权利要求5所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，通过水平井密度模型计算得到的密度值依次进行孔隙度模型、含油饱和度模型和渗透率的计算得到孔隙度、含油饱和度和渗透率的储层地质参数。

7.根据权利要求1所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，步骤2中，经过标准化后的参数进行实测横波时差和常规测井数据相关性分析，选取相关数据包括密度DEN、纵波时差AC、深侧向电阻率RT、冲洗带电阻率RXO、自然伽马GR和测井深度DEPTH。

8.根据权利要求7所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，横波预测模型计算公式如下：

其中，DTSM为横波时差；Depth为测井深度；GR为自然伽马；RXO为冲洗带电阻率；RT为深侧向电阻率；AC为纵波时差。

9.根据权利要求8所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，通过横波预测模型计算得到纵波时差，根据横波数据，可以计算得到杨氏模量、泊松比、脆性指数和最大最小水平井主应力的储层工程参数。

10.根据权利要求1所述的一种基于随钻录测井资料的砾岩水平井甜点品质定量评价方法，其特征在于，步骤4中，综合利用储层工程参数与储层地质参数对水平井甜点品质进行定量评价的方法如下：

通过水平井密度模型拟合密度，可以计算储层孔隙度，进而计算储层含油饱和度，对储层进行地质甜点评价，利用孔隙度和含油饱和度建立含油孔隙度参数，对油层进行一、二、三类划分；通过横波预测模型拟合纵波时差、横波时差、密度，计算岩石物理参数杨氏模量、泊松比、脆性指数及最大最小水平主应力参数，对储层进行工程甜点评价，结合脆性指数、最小主应力对工程甜点对油层进行可行性分类。

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