CN118113980A - 一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法及其系统，属于储层评价技术领域。首先统一声波时差测井曲线到海拨深度域，建立声波时差统计直方图，提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值；根据得到的声波时差测井几何平均值，建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版，再建立不同相对夹角下，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式；根据线性关系式构建大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，最后根据大斜度井井斜曲线和相对夹角，结合大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。该方法直观简洁，具有良好的普适性和推广价值。

Description

一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法及其系统

技术领域

本发明属于储层评价技术领域，具体涉及一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法及其系统。

背景技术

随着页岩油气勘探开发的不断发展，页岩油气储层往往采用大斜度井、水平井的开发模式，目的是提高页岩油气藏的油气采收率和单井产量。页岩油气储层泥质含量高、薄互层状页岩层理发育，导致储层非均质性强、声波时差各向异性严重，大斜度井、水平井与直井声波时差差异大，影响储层孔隙度计算精度，导致页岩油气甜点分布规律不明确。

前人针对声波时差各向异性校正方法通常有岩石物理实验分析法、直井与水平井声波时差差异平移法以及数值模拟法等各向异性方法。其中，岩石物理实验分析法是对直井的同一深度点沿水平与垂直方向取心，在实验室里测量岩心声波速度，根据水平方向与垂直方向岩心声波速度的比值确定这一深度点的地层各向异性系数，这类各向异性校正方法中，静态实验方法在动态测井解释中适应性差；直井与水平井声波时差差异平移法是对比多口水平井的声波时差平均值与对应导眼井的声波时差平均值，然后根据直井与水平井声波时差差异的平均值建立水平井的校正平移量，这类方法只考虑垂向和水平向的各向异性，没有考虑不同井斜角条件下的校正，在大斜井声波时差校正中存在局限性；数值模拟法是基于多层地层模型，在确定地层倾角或者地层各向异性等单一物理量的前提条件下采用地球物理正演的方法模拟声波时差校正图版，然后确定校正图版中校正关系式类型，再通过岩石物理实验或者地层对比的方法确定关系式中的多个系数，这类方法得出来的图版关系式类型中的系数难确定，校正过程复杂且缺少应用的普适性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法及其系统，解决现有的各向异性校正方法存在的校正复杂以及普适性差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，包括如下步骤：

1)统一声波时差测井曲线到海拨深度域；

2)建立声波时差统计直方图，提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值；

3)根据得到的声波时差测井几何平均值，建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版；

4)根据导眼井与大斜度井声波时差校正图版，建立不同相对夹角下，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式；

5)根据导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，构建大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式；

6)根据大斜度井井斜曲线和相对夹角，结合得到的大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。

优选地，步骤1)的具体步骤为：利用井斜角、方位角以及斜深数据计算大斜度井与导眼井的垂直深度，通过垂直深度与井口补心海拨计算得到海拨深度，从而将声波时差测井曲线统一到海拨深度域。

进一步优选地，垂直深度与海拨深度的计算公式如下：

TMP＝Kb-TVD

式中，TVD为垂直深度；TMP为海拨深度；L_a为起点斜深；Z_a为起点垂深；L_b为待计算点斜深；A_a为起点井斜角；A_b为待计算点井斜角；θ_i为深度段内i点的井斜角；Kb为井口补心海拨。

优选地，步骤2)中，相对夹角的值为井斜角与地层倾角的差值。

优选地，步骤2)中建立声波时差统计直方图的具体步骤为：结合大斜度井井轨迹与地层的相对夹角对应的海拨深度值，根据地层倾角确定导眼井同一地层中相对应大斜度井的海拨深度值，固定直方图中声波时差最大值与直方图中声波时差最小值，确定直方图的区间间隔和每个区间的统计频率，建立声波时差统计直方图。

优选地，步骤2)中，声波时差测井几何平均值计算公式如下：

n＝(CNL_m-CNL_n)/SP

式中，AC_ave为计算出的声波时差直方图几何平均值；CNL_m为直方图中声波时差最大值；CNL_n为直方图中声波时差最小值；SP为直直方图统计的区间间隔；n为直方图内每个区间大小为SP的区间个数；AC_i为i区间的声波时差大小；BL_i为i区间的频率。

优选地，步骤4)的具体步骤为：根据导眼井与大斜度井的声波时差交会图版，采用最小二乘法拟合的方法分别建立在不同相对夹角条件时，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，线性关系式公式为：

Y＝a_β×X+b_β

式中，a_β为相对夹角为β时线性关系式的斜率；b_β为对夹角为β时线性关系式的截距。

优选地，步骤5)具体步骤为：提取导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式中的斜率与截距，建立斜率、截距与相对夹角的关系式，得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，公式如下：

AC_Py＝(cβ²+dβ+e)XAC_PH+(fβ²+gβ+h)

式中，AC_PV为导眼井声波时差值；AC_PH为大斜度井声波时差值；β为井轨迹与地层的相对夹角；c、d、e、f、g和h为公式中的相关系数。

优选地，选取不同夹角的数量≥3个。

本发明还公开了上述一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正系统，包括：

统一模块，用于将声波时差测井曲线统一到海拨深度域；

提取模块，用于在声波时差统计直方图中提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值；

声波时差校正模块，用于结合声波时差测井几何平均值，建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版；

声波时差曲线各向异性校正模块，用于结合导眼井与大斜度井声波时差校正图版得到导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，根据导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，构建得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式；根据大斜度井井斜曲线和相对夹角，结合得到的大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，首先将声波时差测井曲线统一到海拨深度域，便于下一步的地层对比与取几何平均值。然后利用声波时差统计直方图提取声波时差测井几何平均值，通过提取导眼井与大斜度井相对应的箱体值，将得到的特征点投影到导眼井与大斜度井声波时差校正图版中所需要的不同角度的点，从而得到导眼井与大斜度井声波时差校正图版。再根据导眼井与大斜度井声波时差校正图版，提取不同角度对应的特征点子得到线性关系式，进而得到斜率与截距，校正公式的建立做准备。最后根据前面得到的数据构建大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式。该方法在已有导眼井与大斜度井测井曲线的基础上，采用的不同角度对应的特征值容易获取，投影到交会图版后线性关系式、斜率等参数容易计算，同时后面的校正关系式也容易计算，能够快速应用于实际解释评价中，方法简单，具有良好的普适性和推广价值，且有效避免了“岩石物理实验分析法实验周期长、实验费用高，测井解释中适应性差”、“直井与水平井声波时差差异平移法在大斜井声波时差校正中存在局限性”、“数值模拟法关系式类型中的系数难确定，校正过程复杂且缺少应用的普适性”等问题。经研究区大斜度井各向异性校正后，校正后的声波时差曲线与之对应的导眼井声波时差曲线平均值绝对误差小于1μs/m，说明该方法能够快速有效地对大斜度井各向异性校正，满足生产需求。该方法能有效解决页岩油气储层大斜度井声波时差曲线因各向异性导致直井解释模型在水平井中不适用的问题，直观简洁，具有良好的普适性和推广价值。

进一步地，选择的不同夹角的数量≥3个，使大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式有足够的特征点用于公式拟合。

附图说明

图1为本发明的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法的流程图；

图2为本发明的声波时差统计直方图；

图3为本发明的大斜度井各向异性校正图；

图4为本发明的导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式图；其中，A为斜率与相对夹角的关系式，B为截距与相对夹角的关系式；

图5为本发明的H1大斜度井声波时差各向异性校正解释成果图；其中，A为导眼井测井图，B为水平井测井图，C为导眼井储层箱体声波时差统计直方图与几体平均值，D为大斜度井储层箱体声波时差统计直方图与几体平均值。

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：

参见图1，本发明提供的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，具体步骤如下：

1.统一声波时差测井曲线到海拨深度域

利用井斜角、方位角和斜深数据，采用微分累加的方法计算大斜度井与导眼井的垂直深度，通过垂直深度与井口补心海拨计算得到海拨深度，从而将声波时差测井曲线统一到海拨深度域；其中，垂直深度与海拨深度计算公式如下：

TMP＝Kb-TVD

式中，TVD为垂直深度，m；TMP为海拨深度，m；L_a为起点斜深，m；Z_a为起点垂深，m；L_b为待计算点斜深，m；A_a为起点井斜角，°；A_b为待计算点井斜角，°；θ_i为深度段内i点的井斜角，°；Kb为井口补心海拨，m。

2.建立声波时差统计直方图，提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值

结合大斜度井井轨迹与地层的相对夹角对应的海拨深度值，根据地层倾角确定导眼井同一地层中相对应大斜度井的海拨深度值，固定直方图中声波时差最大值与直方图中声波时差最小值，确定直方图的区间间隔和每个区间的统计频率，根据海拨深度值建立声波时差统计直方图；其中，相对夹角是假设当地层倾向与大斜度井沿伸方向一致时，地层倾角为正值，当地层倾向与大斜度井沿伸方向相反时，地层倾角为负值，相对夹角的值为井斜角与地层倾角的差值，相对夹角值的计算公式为：

β＝θ-α

式中，β为井轨迹与地层的相对夹角，°；θ为井斜角，°；α为地层倾角，°。

根据建立的声波时差统计直方图，分别提取大斜度井与导眼井在同一地层不同井轨迹与地层的相对夹角的海拨深度值对应储层箱体的声波时差测井几何平均值，声波时差测井几何平均值计算公式如下：

n＝(CNL_m-CNL_n)/SP

式中：AC_ave为计算出的声波时差直方图几何平均值，μs/m；CNL_m为直方图中声波时差最大值，μs/m；CNL_n为直方图中声波时差最小值，μs/m；SP为直方图统计的区间间隔，μs/m；n为直方图内每个区间大小为SP的区间间隔，无纲量；AC_i为i区间的声波时差大小，μs/m；BL_i为i区间的频率，％。

3.建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版

根据提取的声波时差测井几何平均值，建立导眼井与大斜度井的声波时差交会图版；根据导眼井与大斜度井的声波时差交会图版，采用最小二乘法拟合的方法分别建立在不同相对夹角条件时，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，线性关系式公式为：

Y＝a_β×X+b_β

式中，a_β为相对夹角为β时线性关系式的斜率，无纲量；b_β为对夹角为β时线性关系式的截距，无纲量。

4.构建大斜度井声波时差曲线校正公式

提取导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式中的斜率与截距，建立斜率、截距与相对夹角的关系式，得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，公式如下：

AC_Py＝(cβ²+dβ+e)XAC_PH+(fβ²+gβ+h)

式中，AC_PV为导眼井声波时差值，μs/m；AC_PH为大斜度井声波时差值，μs/m；β为井轨迹与地层的相对夹角，°；c、d、e、f、g和h为公式中的相关系数，无纲量。

5.校正

根据大斜度井井斜曲线、井轨迹与地层倾角确定的相对夹角，结合得到的大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。

实施例1

步骤一，确定起点a和待计算点b，根据起点与待计算点的斜深与测井采样间隔确定深度段内的采样点数n，采用微分累加的方式计算大斜度井与导眼井的垂直深度，再根据井口补心海拨计算海拨深度；其中，垂直深度与海拨深度计算公式如下：

TMP＝Kb-TVD

式中，TVD为垂直深度，m；TMP为海拨深度，m；L_a为起点斜深，m；Z_a为起点垂深，m；L_b为待计算点斜深，m；A_a为起点井斜角，°；A_b为待计算点井斜角，°；θ_i为深度段内i点的井斜角，°；Kb为井口补心海拨，m。

步骤二，相对夹角是假设当地层倾向与大斜度井沿伸方向一致时，地层倾角为正值，当地层倾向与大斜度井沿伸方向相反时，地层倾角为负值，相对夹角值大小等于井斜角减去地层倾角，然后根据储层箱体深度范围内声波时差测井值做直方图统计，直方图中声波时差统计的最大与最小值[CNL_m＝250，CNL_n＝150]，然后再确定直方图统计的区间间隔SP＝5，每个区间的统计频率BL，如图2所示；其中，相对夹角值的计算公式为：

β＝θ-α

式中，β为井轨迹与地层的相对夹角，°；θ为井斜角，°；α为地层倾角，°。

步骤三，在相对夹角β分别为30°、60°和90°时，利用直方图统计法分别提取大斜度井与导眼井相对应的储层箱体声波时差测井几何平均值；其中，声波时差测井几何平均值计算公式：

n＝(250-150)/5

式中：AC_ave为计算出的声波时差直方图几何平均值，μs/m；n为直方图内每个区间大小为SP的区间间隔，无纲量；AC_i为i区间的声波时差大小，μs/m；BL_i为i区间的频率，％；

步骤四，根据步骤3中提取的声波时差测井几何平均值，建立导眼井与大斜度井的声波时差交会图版；根据导眼井与大斜度井的声波时差交会图版，采用最小二乘法拟合的方法分别建立在相对夹角为30°、60°和90°时导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，如图3所示，红色直线、蓝色直线和黑色直线分别为β分别为30°、60°和90°建立的导眼井与大斜度井声波时差线性关系，线性关系式为：

30°：Y＝0.923X+16.11

60°：Y＝0.909X+22.86

90°：Y＝0.668X+72.91

步骤五，根据步骤四的线性关系式中的斜率与截距值建立斜率、截距与相对夹角的关系式，如图4所示，得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，公式如下；

AC_PV＝(-0.0001β²+0.0109β+0.7100)×AC_PH+(0.0241β²-1.940β+52.660)

式中，AC_PV为导眼井声波时差值，μs/m；AC_PH为大斜度井声波时差值，μs/m；β为井轨迹与地层的相对夹角，°。

参见图5的H1大斜度井声波时差各向异性校正解释成果图，图5中A为导眼井测井图，其中第四道为声波时差曲线，图5中B为大斜度井测井图，第四道为井斜曲线、测井声波时差和校正后的声波时差曲线。图5中B的大斜度井声波时差曲线(AC)根据各向异性校正公式校正后，得到如图5中B的校正曲线(AC—JZ)，图5中C显示，导眼井目的层段垂直深度为3250.9～3253.7m，声波时差测井几何平均值为194.1μs/m，图5中D显示，靠近导眼井的水平段垂直深度为3247.15～3268.7m，声波时差测井曲线(AC)测井几何平均值为184.4μs/m，经过测井资料对比法校正后，声波时差(AC—JZ)测井几何平均值为194.8μs/m，与导眼井声波时差测井几何平均值的绝对误差为0.7μs/m。在实际生产应用中，大斜度井声波时差经各向异性校正后与导眼井相比，绝对误差控制在1μs/m以内，这说明该方法针对大斜井能够快速、有效地进行各向异性校正，能够解决因各向异性原因直井测井解释模型在大斜井中不适应的难题。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)统一声波时差测井曲线到海拨深度域；

2)建立声波时差统计直方图，提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值；

3)根据得到的声波时差测井几何平均值，建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版；

4)根据导眼井与大斜度井声波时差校正图版，建立不同相对夹角下，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式；

5)根据导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，构建大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式；

6)根据大斜度井井斜曲线和相对夹角，结合得到的大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。

2.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤1)的具体步骤为：利用井斜角、方位角以及斜深数据计算大斜度井与导眼井的垂直深度，通过垂直深度与井口补心海拨计算得到海拨深度，从而将声波时差测井曲线统一到海拨深度域。

3.根据权利要求2所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，垂直深度与海拨深度的计算公式如下：

TMP＝Kb-TVD

式中，TVD为垂直深度；TMP为海拨深度；L_a为起点斜深；Z_a为起点垂深；L_b为待计算点斜深；A_a为起点井斜角；A_b为待计算点井斜角；θ_i为深度段内i点的井斜角；Kb为井口补心海拨。

4.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤2)中，相对夹角的值为井斜角与地层倾角的差值。

5.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤2)中建立声波时差统计直方图的具体步骤为：结合大斜度井井轨迹与地层的相对夹角对应的海拨深度值，根据地层倾角确定导眼井同一地层中相对应大斜度井的海拨深度值，固定直方图中声波时差最大值与直方图中声波时差最小值，确定直方图的区间间隔和每个区间的统计频率，建立声波时差统计直方图。

6.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤2)中，声波时差测井几何平均值计算公式如下：

n＝(CNL_m-CNL_n)/SP

式中，AC_ave为计算出的声波时差直方图几何平均值；CNL_m为直方图中声波时差最大值；CNL_n为直方图中声波时差最小值；SP为直直方图统计的区间间隔；n为直方图内每个区间大小为SP的区间个数；AC_i为i区间的声波时差大小；BL_i为i区间的频率。

7.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤4)的具体步骤为：根据导眼井与大斜度井的声波时差交会图版，采用最小二乘法拟合的方法分别建立在不同相对夹角条件时，导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，线性关系式公式为：

Y＝a_β×X+b_β

式中，a_β为相对夹角为β时线性关系式的斜率；b_β为对夹角为β时线性关系式的截距。

8.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，步骤5)具体步骤为：提取导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式中的斜率与截距，建立斜率、截距与相对夹角的关系式，得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，公式如下：

AC_PV＝(cβ²+dβ+＝)×AC_PH+(fβ²+gβ+h)

式中，AC_PV为导眼井声波时差值；AC_PH为大斜度井声波时差值；β为井轨迹与地层的相对夹角；c、d、e、f、g和h为公式中的相关系数。

9.根据权利要求1所述的一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正方法，其特征在于，选取不同夹角的数量≥3个。

10.一种大斜度井声波时差曲线各向异性校正系统，其特征在于，包括：

统一模块，用于将声波时差测井曲线统一到海拨深度域；

提取模块，用于在声波时差统计直方图中提取大斜度井与导眼井在同一地层不同相对夹角下对应储层箱体的声波时差测井几何平均值；

声波时差校正模块，用于结合声波时差测井几何平均值，建立不同相对夹角条件下的导眼井与大斜度井声波时差校正图版；

声波时差曲线各向异性校正模块，用于结合导眼井与大斜度井声波时差校正图版得到导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，根据导眼井声波时差与大斜度井声波时差线性关系式，构建得到大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式；根据大斜度井井斜曲线和相对夹角，结合得到的大斜度井声波时差曲线各向异性校正公式，对大斜度井声波时差曲线进行逐点校正。