CN118011509A - 地层裂缝有效性评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气地质勘探技术领域，本发明涉及一种地层裂缝有效性评价方法及系统，综合考虑裂缝类型、裂缝宽度和裂缝密度，在评价过程中，一方面通过赋予不同裂缝类型裂缝宽度不同的权系数突出溶蚀裂缝对地层渗透性的贡献，另一方面，采用裂缝宽度三次方的几何平均值突出裂缝宽度对裂缝有效性的影响，进而根据裂缝宽度三次方的几何平均值和裂缝密度得到裂缝有效性评价指数，建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解响应方程中的产气量，根据产气量评价裂缝有效性，进而准确评价裂缝有效性。
Description
技术领域
本发明属于油气地质勘探技术领域，涉及储集层测井评价技术，具体地说，涉及一种地层裂缝有效性评价方法及系统。
背景技术
在油气地质勘探领域，对于有裂缝发育的油气藏而言，准确判断裂缝系统的有效性，对于判断油气层产能大小、确定采收率和制定开发方案等都有重要作用。目前主要通过以下两种方法来判断井筒裂缝的有效性。第一种方法是利用电阻率测井资料计算地层中裂缝的密度，然后统计目的层段内裂缝密度的大小来判断井筒裂缝系统的有效性。第二种方法是利用电成像测井资料就散裂缝的宽度和裂缝密度，然后通过计算一定窗长内裂缝宽度平均值和裂缝密度平均值的乘积来表征裂缝系统的有效性。第一种方法仅仅考虑裂缝密度对裂缝系统的贡献，忽略了裂缝宽度的影响。第二种方法虽然考虑了裂缝宽度的影响，但仅仅将其与裂缝密度进行等效处理。因此在实际裂缝系统有效性评价中往往出现与地层产能不匹配的现象。在实际地层中，裂缝宽度对于裂缝储层渗透性的贡献要明显大于裂缝密度。此外，在相同裂缝宽度的条件下，不同的裂缝类型对于地层渗透性的影响也不一样，比如：溶蚀缝由于受到后期溶蚀改造作用的影响，其与孔隙之间的连通性明显要好于未受溶蚀改变影响构造裂缝。因此，上述两种方法在实际裂缝系统有效性评价中往往出现与地层产能不匹配的现象，不能准确评价裂缝有效性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的等上述问题，提供一种地层裂缝有效性评价方法及系统，能够准确评价裂缝有效性。
本发明第一方面，提供了一种地层裂缝有效性的评价方法，其具体步骤为：
测量步骤：测量待评价井段的电成像测井数据；
裂缝拾取步骤；对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝；
裂缝划分步骤：将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝；
裂缝筛选步骤：剔除高阻裂缝和诱导裂缝；
参数计算步骤：分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度；
综合裂缝宽度计算步骤：赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，根据赋予的权系数计算1米窗长内综合裂缝宽度，所述1米窗长内综合裂缝宽度表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数；
几何平均值计算步骤：计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值；
裂缝有效性评价指数计算步骤：将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数；
参数求解步骤：建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数；
评价步骤：根据产气量评价裂缝有效性。
在一些实施例中，在所述参数计算步骤中，根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；R xo为电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
在一些实施例中，在所述几何平均值计算步骤中，所述地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值表示为：
式中，为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；为地层测试层段内第1米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第2米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第d米综合裂缝宽度，单位：μm；d为地层测试层段的总厚度和1米的比值。
在一些实施例中，在裂缝有效性评价指数计算步骤中，所述裂缝有效性评价指数表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm。
在一些实施例中，采用最优化求解法或粒子群算法求解响应方程中的产气量。
本发明第二方面，提供了一种地层裂缝有效性评价系统，用于实现本发明第一方面所述裂缝有效性评价方法，包括：
存储模块，用于存储不同类型裂缝图像特征图；
电成像测井仪器，用于测量待评价井段的电成像测井数据；
裂缝拾取模块，用于对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝；
裂缝划分模块，用于将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝；
裂缝筛选模块，用于剔除高阻裂缝和诱导裂缝；
参数计算模块，用于分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度；
综合裂缝宽度计算模块，用于赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，计算1米窗长内综合裂缝宽度；所述1米窗长内综合裂缝宽度的计算公式表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数；
几何平均值计算模块，用于计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值；
裂缝有效性评价指数计算模块，用于将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数；
参数求解模块，用于建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数；
评价模块，根据产气量评价地层裂缝有效性。
在一些实施例中，所述参数计算模块根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
在一些实施例中，所述电成像测井仪器采用微电阻率成像仪。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明提供的地层裂缝有效性评价方法及系统，综合考虑裂缝类型、裂缝宽度和裂缝密度，在评价过程中，一方面通过赋予不同裂缝类型裂缝宽度不同的权系数突出溶蚀裂缝对地层渗透性的贡献，另一方面，采用裂缝宽度三次方的几何平均值突出裂缝宽度对裂缝有效性的影响，进而根据裂缝宽度三次方的几何平均值和裂缝密度得到裂缝有效性评价指数，建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解响应方程中的产气量，根据产气量评价裂缝有效性，进而准确评价裂缝有效性。
附图说明
图1为本发明实施例所述地层裂缝有效性评价方法的流程图；
图2为本发明实施例所述地层裂缝有效性评价系统的结构框图；
图3为本发明实施例所述B井微电阻率成像测井拾取裂缝示意图；
图4为本发明实施例所述B井微电阻率成像测井裂缝类型划分示意图；
图5为本发明实施例珠江口盆地裂缝有效性评价指数与产气量交会图；
图6为本发明实施例B井井筒裂缝有效性评价指数效果图。
图中，1、存储模块，2、电成像测井仪器，3、裂缝拾取模块，4、裂缝划分模块，5、裂缝筛选模块，6、参数计算模块，7、综合裂缝宽度计算模块，8、裂缝有效性评价指数计算模块，9、参数求解模块，10、评价模块。
具体实施方式
下面，结合附图通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
现有裂缝有效性评价方法在实际裂缝系统有效性评价过程中，往往出现与地层产能不匹配的现象，不能准确评价裂缝有效性。本发明提供了一种裂缝有效性的评价方法及系统，综合考虑裂缝类型、裂缝宽度和裂缝密度，在评价过程中，一方面通过赋予不同裂缝类型裂缝宽度不同的权系数突出溶蚀裂缝对地层渗透性的贡献，另一方面，采用裂缝宽度三次方的几何平均值突出裂缝宽度对裂缝有效性的影响，进而根据裂缝宽度三次方的几何平均值和裂缝密度得到裂缝有效性评价指数，建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解响应方程中的产气量，根据产气量评价裂缝有效性，进而准确评价裂缝有效性。以下结合附图对本发明上述地层裂缝有效性评价方法及系统进行详细说明。
参见图1，本发明实施例第一方面提供了一种地层裂缝有效性的评价方法，其具体步骤为：
S1、测量步骤：测量待评价井段的电成像测井数据。
在一些实施例中，采用电成像测井仪器测量待评价井段的电成像测井数据，具体地，电成像测井仪器采用现有市面上的微电阻率成像测井仪（英文：FormationMicroScanner Image，简称：FMI）。
S2、裂缝拾取步骤：对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝。
具体地，首先，对采集的电成像测井数据执行质量检测。质量合格的数据需经过一系列预处理步骤，包括但不限于加速度校正、电扣深度对齐重排、均衡处理、增益校正以及剔除损坏的电扣，以确保生成的极板图像合理规范。完成图像生成处理后，能够得到清晰可辨的电成像动静态图。进一步地，通过深度校正及电阻率刻度，可以获得沿着井筒方向延伸反映真实地层特征的电成像图像数据。最后，根据电成像图像变化规律通过人工交互手段精确地拾取目的层段内存在的裂缝。
S3、裂缝划分步骤：将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝。
S4、裂缝筛选步骤：剔除高阻裂缝和诱导裂缝。需要说明的是，由于高阻裂缝已经被钙质或其他高阻物质充填，已无渗透性，诱导裂缝是在钻井过程中产生的裂缝，两者在实际地层中对储层的渗透率已无贡献，因此，对高阻裂缝和诱导裂缝进行剔除，不予考虑。
S5、参数计算步骤：分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度。
具体地，在一些实施例中，根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；R xo为电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
S6、综合裂缝宽度计算步骤：赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，根据赋予的权系数计算1米窗长内综合裂缝宽度，所述1米窗长内综合裂缝宽度表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数。
S7、几何平均值计算步骤：计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，所述地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值表示为：
式中，为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；为地层测试层段内第1米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第2米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第d米综合裂缝宽度，单位：μm；d为地层测试层段的总厚度和1米的比值。
S8、裂缝有效性评价指数计算步骤：将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数，所述裂缝有效性评价指数表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm。
S9、参数求解步骤：建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数。
需要说明的是，不同地层存在差异，可以根据实际情况选取与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，拟合函数可以选取指数函数、多项式函数、幂函数中的任意一种。
具体地，在一些实施例中，采用最优化求解法（例如：最小二乘法）求解响应方程中的产气量。在另一些实施例中，采用粒子群算法求解响应方程中的产气量。还可以选择其他能够求解响应方程最优解的算法，不限于最优化求解法和粒子群算法。
S10、评价步骤：根据产气量评价裂缝有效性。
参见图2，本发明第二方面，提供了一种地层裂缝有效性评价系统，用于实现本发明第一方面所述裂缝有效性评价方法，包括：
存储模块1，用于存储不同类型裂缝图像特征图，所述裂缝图像特征图包括溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝图像特征图；
电成像测井仪器2，用于测量待评价井段的电成像测井数据；
裂缝拾取模块3，用于对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝；
裂缝划分模块4，用于将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝；
裂缝筛选模块5，用于剔除高阻裂缝和诱导裂缝；
参数计算模块6，用于分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度；
综合裂缝宽度计算模块7，用于赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，计算1米窗长内综合裂缝宽度；所述1米窗长内综合裂缝宽度的计算公式表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数；
几何平均值计算模块，用于计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，所述地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值表示为：
式中，为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；为地层测试层段内第1米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第2米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第d米综合裂缝宽度，单位：μm；d为地层测试层段的总厚度和1米的比值；
裂缝有效性评价指数计算模块8，用于将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数，所述裂缝有效性评价指数表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；
参数求解模块9，用于建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数；
评价模块10，根据产气量评价地层裂缝有效性。
需要说明的是，由于高阻裂缝已经被钙质或其他高阻物质充填，已无渗透性，诱导裂缝是在钻井过程中产生的裂缝，两者在实际地层中对储层的渗透率已无贡献，因此，通过筛选模块对高阻裂缝和诱导裂缝进行剔除，不予考虑。
还需要说明的是，不同地层存在差异，可以根据实际情况选取与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，拟合函数可以选取指数函数、多项式函数、幂函数中的任意一种。
具体地，在一些实施例中，参数求解模块采用最优化求解法（例如：最小二乘法）求解响应方程中的产气量。在另一些实施例中，采用粒子群算法求解响应方程中的产气量。还可以选择其他能够求解响应方程最优解的算法，不限于最优化求解法和粒子群算法。
在一些实施例中，所述参数计算模块根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
在一些实施例中，所述电成像测井仪器采用微电阻率成像仪，具体采用现有市面上的微电阻率成像测井仪（英文：Formation MicroScanner Image，简称：FMI）。
以下结合具体实施例对本发明上述地层裂缝有效性的评价方法和系统的有效性进行说明。
实施例，通过本发明上述地层裂缝有效性评价方法和系统对珠江口盆地A油田B井井筒裂缝系统有效性进行评价。其具体步骤为：
S1、采用微电阻率成像测井仪测量待评价井段的电成像测井数据。
S2、对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝。图3为B井中3767.1～3771.3米、3837.4～3841.6米和3901.1～3905.4米三段地层成像测井识别的裂缝成果图。
S3、将拾取的裂缝与珠江口盆地不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝。
S4、裂缝筛选步骤：剔除高阻裂缝和诱导裂缝。需要说明的是，由于高阻裂缝已经被钙质或其他高阻物质充填，已无渗透性，诱导裂缝是在钻井过程中产生的裂缝，两者在实际地层中对储层的渗透率已无贡献，因此，对高阻裂缝和诱导裂缝进行剔除，不予考虑。
图4是珠江口盆地溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝典型的电成像测井图。
S5、根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；R xo为电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
S6、赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，a1=0.685，a2=0.125，a3=0.035，根据赋予的权系数计算1米窗长内综合裂缝宽度，所述1米窗长内综合裂缝宽度表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数。
S7、计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，所述地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值表示为：
式中，为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；为地层测试层段内第1米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第2米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第d米综合裂缝宽度，单位：μm；d为地层测试层段的总厚度和1米的比值。
S8、将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数，所述裂缝有效性评价指数表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm。
S9、建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数，Exp(*)为指数函数，e、h为系数，e=1.1258，h=0.0256。
采用最优化求解法求解响应方程中的产气量。
S10、评价步骤：根据产气量评价裂缝有效性。
图6是B井井筒裂缝有效性评价指数效果图，图中第一道是岩性曲线道，包括三条曲线，分别为井径曲线（CAL）、钻头直径曲线（BIT）、自然伽马曲线（GR），第二道为深度道，第三道为孔隙度曲线道，包括四条曲线，分别为声波时差曲线（DT）、中子孔隙度曲线（CNCF）、密度曲线（RHOB）、光电吸收截面指数曲线（PE），第四道是电阻率曲线道，阵列深侧向电阻率曲线（MLR4C）、阵列浅侧向电阻率曲线（MLR1C），第五道电成像裂缝拾取道，第六道是裂缝宽度计算道，第七道是裂缝密度计算道，第八道是裂缝综合宽度计算道，第九道是本发明方法及系统计算的裂缝有效性指数道，第十道是传统方法计算的裂缝有效性指数道。本井共进行了两次DST测试，其中DST1的测试层段为3590～3816米，日产气75.6万方；DST2的测试层段为3830～4170.75米，日产气5.84万方，即DST1层段的测试产能是DST2测试层段的20倍以上，但运用传统方法计算DST1测试层段的裂缝有效性指数为170.35，DST2测试层段的裂缝有效性指数为262.6。采用本发明方法及系统计算DST1测试层段的裂缝有效性指数为163.1，DST2测试层段的裂缝有效性指数为48.6。显然传统方法计算的结果与DST测试结论明显不符，而本发明计算的结果与DST测试结论基本一致，从而有效解决了井筒裂缝有效性评价的问题。
上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，其具体步骤为：
测量步骤：测量待评价井段的电成像测井数据；
裂缝拾取步骤；对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝；
裂缝划分步骤：将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，将拾取的裂缝划分为溶蚀裂缝、连续裂缝、部分裂缝、高阻裂缝和诱导裂缝五种类型裂缝；
裂缝筛选步骤：剔除高阻裂缝和诱导裂缝；
参数计算步骤：分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度；
综合裂缝宽度计算步骤：赋予溶蚀裂缝宽度的权系数为a1、连续裂缝宽度的权系数为a2、部分裂缝宽度的权系数为a3，其中，1>a1>a2>a3>0，根据赋予的权系数计算1米窗长内综合裂缝宽度，所述1米窗长内综合裂缝宽度表示为：
式中，为1米窗长内综合裂缝宽度，单位：μm；/>为第i条溶蚀裂缝的宽度，单位：μm；/>为第j条连续裂缝的宽度，单位：μm；/>为第k条部分裂缝的宽度，单位：μm；n为1米窗长内溶蚀裂缝的总条数，m为1米窗长内连续裂缝的总条数，p为1米窗长内部分裂缝的总条数；
几何平均值计算步骤：计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值；
裂缝有效性评价指数计算步骤：将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数；
参数求解步骤：建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量，所述响应方程表示为：
式中，HI为钻杆地层测试的产气量，f(FA)为与裂缝有效性评价指数相关的拟合函数，FA为裂缝有效性评价指数；
评价步骤：根据产气量评价裂缝有效性。
2.如权利要求1所述的地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，在所述参数计算步骤中，根据裂缝宽度计算模型和裂缝密度计算模型分别计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度，所述裂缝宽度计算模型表示为：
式中，W为裂缝宽度，单位：μm；R m为裂缝宽度，单位：Ω.m；R xo为电成像测井仪器的电极探测范围内地层的电阻率，单位：Ω.m；A为裂缝引起的附加电流；b、c为电成像测井仪器参数；
所述裂缝密度计算模型表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；M为1米窗长内裂缝的条数，θ为井筒与垂直于裂缝的面之间的夹角，单位：°。
3.如权利要求1所述的地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，在所述几何平均值计算步骤中，所述地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值表示为：
式中，为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm；为地层测试层段内第1米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第2米综合裂缝宽度，单位：μm；/>为地层测试层段内第d米综合裂缝宽度，单位：μm；d为地层测试层段的总厚度和1米的比值。
4.如权利要求1所述的地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，在裂缝有效性评价指数计算步骤中，所述裂缝有效性评价指数表示为：
式中，P为裂缝密度，单位：条/米；为地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值，单位：μm。
5.如权利要求1所述的地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，在所述参数求解步骤中，采用最优化求解法或粒子群算法求解响应方程中的产气量。
6.一种地层裂缝有效性评价系统，用于实现如权利要求1至5任意一项所述地层裂缝有效性评价方法，其特征在于，包括：
存储模块，用于存储不同类型裂缝图像特征图；
电成像测井仪器，用于测量待评价井段的电成像测井数据；
裂缝拾取模块，用于对电成像测井数据进行预处理得到沿井筒方向上清晰的电成像图像数据，根据电成像上的图像变化规律拾取目的层段内的裂缝；
裂缝划分模块，用于将拾取的裂缝与不同类型裂缝图像特征图进行对比，划分拾取的裂缝；
裂缝筛选模块，用于剔除高阻裂缝和诱导裂缝；
参数计算模块，用于计算溶蚀裂缝、连续裂缝和部分裂缝的裂缝宽度和裂缝密度；
综合裂缝宽度计算模块，用于根据赋予的权系数计算1米窗长内综合裂缝宽度；
几何平均值计算模块，用于计算地层测试层段内综合裂缝宽度三次方的几何平均值；
裂缝有效性评价指数计算模块，用于将计算得到的几何平均值与计算得到的裂缝密度相乘得到裂缝有效性评价指数；
参数求解模块，用于建立裂缝有效性评价指数与钻杆地层测试的产气量之间的响应方程，求解所述响应方程得到响应方程中的产气量；
评价模块，用于根据产气量评价裂缝有效性。
7.如权利要求6所述的地层裂缝有效性评价系统，其特征在于，所述电成像测井仪器采用微电阻率成像仪。
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