勘探評價井連續(xù)巖性剖面測井分層取值技術(shù).docx

1、大慶石油學院學報JOURNALOFDAQINGPETRO1.EUMINSTITUTE第33卷Vol.33第5所No.5Oct,2009勘探評價井連續(xù)巖性剖面測井分層取值技術(shù)張美玲'，林麗麗】，杜貴彬之，邵陽I,劉壯（1.大慶石油學院地球科學學院.黑龍江大慶163318,2.大慶鉆探工程公司測井一公司.黑龍江大慶163412，3.孀皇島中油華奧俏俾有限,任公司，河北秦皇島066100）摘萋：闡述了測弁曲線分層取值方法原理.分析了錄井蹤合巖性剖面的層邊界與測井資料分層界面間的關(guān)系確定二者相統(tǒng)一的分層取值標準.研究結(jié)果使部分在測井曲線上反映不技感的薄層、過渡巖性的分層?。╢t效果更合理；同時

2、針對幾類巖性的含油儲層分別建立電阻率含油性校正圖版使電阻率曲線取值更好炮反映巖性特征.分層取值技術(shù)給出的測井曲線值更能反映出巖性剖而的變化趨勢.關(guān)鍵詞：分層技術(shù)；?。╢t技術(shù)；巖性剖面；測井曲線；瑯井中圖分類號:P631.8文獻標識媽：A文章境號：1000-1891（2009）05-0041-060引言測井資料能連續(xù)反映地層沿著井筒方向的變化狀況.但由于測井儀器縱向分辨能力具有一定的局限性，因此在地層性質(zhì)（巖性、物性、含油性等）出現(xiàn)較明顯的更迭時，才會引起測井曲線的突變.在研究實際地球物理問題時.將地下巖層視為不同厚度的層狀介質(zhì)，按層給出相關(guān)的巖性、物性解釋.分層取值包括利用測井資料對地層進行

3、分層和對已分層的地層進行取值2部分.目前，測井分層技術(shù)已從人工方式發(fā)展到計算機自動實現(xiàn)階段口3.林海燕等提出基于沃希變換的測井自動分層方法，該方法應用過程中需要針對不同的曲線設(shè)計低通濾波的截止頻率、移動窗長以及截止值等參數(shù)，而這些參數(shù)的選取與儀器自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)及曲線的測扭:質(zhì)母有關(guān).閆建平等采用多測井曲線融合方法克服了單條曲線對實際地質(zhì)情況反映存在一定局限性的問題，但在應用過程中同樣需要確立與各測井儀器縱向分辨率相一致的權(quán)因子.紀榮藝等提出了“取峰值、取中心均值、取加權(quán)值”等取值方式，但未針對各曲線給出具體的相適應的取值方式.筆者依據(jù)分層取值技術(shù)，有先針對測井曲線進行分層取值，以深側(cè)向測井曲線

4、為基準曲線，采用模擬手工分層與理論分層相結(jié)合的方法確立儲層邊界，在此邊界基礎(chǔ)上針對各條曲線進行取值.為突出測井信息中的巖性顯示.針對深側(cè)向取值進行了含油性校正，再考察分析測井分層與錄井分層界面之間的關(guān)系,建立測井分層與錄井巖性界面的統(tǒng)一規(guī)則，最后，進行軟件設(shè)計與實現(xiàn).1測井曲線分層取值原理1.1分層原理分層方法分2種：一是模擬手工分層方法（如半幅點法、根部1/3法等），二是理論分層方法（如活性法、微商法、聚類分析法等）.文中分層方法結(jié)合了手工分層方法和理論分層2部分.理論分層的基本原理如F.（1）活性法分層.活性法反映某一點測井曲線的活躍程度.利用推導出的標準化后的活性函數(shù)計算曲線的活性值：A

5、(d)=tg3E(d)：Bn(n4-1)(2n4-1)CILK|Mr,evDP.(1)收稿日期:2OO9-O3-19；審稿人：朱延杰i編輯：陸雅玲作者簡介：張美玲（1967-.女.博士.教授.主要從弊地球物理刑井理論及資料解件評價方法方面的研究.式中：B為曲線圖上的道寬；Gl_r為左右刻度差的絕對值;M心為采樣間距；D.為每個深度單位在曲線圖上的距離；E(d)為個采樣點組成的一段曲線的平均幅度；為采樣點的個數(shù).實際應用時，取泥巖的活性值為2，當A(d)>S時，進行分層取值，£一般取為0.35.(2) 微商法分層.反映測井曲線隨深度的幅度變化特征模式.假定每一層將顯示出2個特征：

6、如果由點組成的一段曲線的平均幅度與相鄰段(也是由點組成)相比時，其差值在跨越界面時最大.上述的2個平均幅度的差異需超過每一個層界面上的門檻值，其表達式為X'T/Yl段，X*>X*-!,(2)X*>X+,-式中：為參與計算的采樣點數(shù)，依據(jù)最低分層厚度和采樣間隔給出，一般取4；X,為第i個采樣點的微商值；W取°25.1.2取值原理測井曲線分層后，可在已分出的層內(nèi)讀取幅度值.取值方法主要有3種.(1) 形態(tài)取值.測井曲線的基本形態(tài)為谷、峰、單向遞增、單向遞減、平直段(層內(nèi)變化不超過10%).針對不同的形態(tài)，采用不同的取值方式.其中.谷取該層的讀值為曲線的極小值；峰取該層

7、的讀值為曲線的極大值；單向遞增對稱曲線取中間平均值，非對稱曲線取上部極大值；單向遞減對稱曲線取中間平均值.非對稱曲線取上部極小值；平直段取該層的讀值為層內(nèi)的平均值.(2) 幾何加權(quán)平均取值.在一個由多個峰和谷組成的層內(nèi)，對某些曲線取值時，按照某些應用算法的讀值規(guī)則，需要對該層段內(nèi)的測井資料進行厚度幾何加權(quán)平均來讀取曲線值，這時，該層的取值由這些峰和谷的值及其對應的層厚貢獻決定.nx=，(3)lxi-l式中：X為該層的取值結(jié)果；為幾何加權(quán)因子，一般在12之間取值;如為對應的第層峰或谷的厚度e為對應的第層峰或谷的取值;為第i層參與計算標志值，當該層參與計算時，取1;否則，取0.(3) 面積平均取值

8、.在一個由多個峰和谷組成的層內(nèi)，對某些曲線取值時，按照某些應用算法的讀值規(guī)則，需要對該層段內(nèi)的測井資料進行面積平均來讀取曲線值.當所取曲線值和在取值范圍內(nèi)的曲線形成的左右兩側(cè)閉合區(qū)域的面積相等時，所取曲線值即為面積平均值.考慮到深側(cè)向曲線的形態(tài)與儲層巖性和流體性質(zhì)相關(guān)性高，針對深側(cè)向采用形態(tài)取值法，將縱向分辨率與之相當或略低的其它電阻率曲線、自然電位曲線、自然伽馬曲線也按照形態(tài)取值法.并在取值過程中，充分考慮各曲線形態(tài)與深側(cè)向曲線的相關(guān)性，針對負相關(guān)曲線，如自然電位、自然伽馬曲線，其取值點與深側(cè)向相反，即當深側(cè)向取,峰"值時，這些曲線取'谷"值.對于與深側(cè)向正相關(guān)的

9、曲線，如其它電阻率曲線.取值點與深側(cè)向一致.對于縱向分辨率略高于深側(cè)向的曲線.如密度、聲波時差、補償中子等曲線，由于其幅度的變化反映出儲層特性的細微變化，因此應采用厚度幾何加權(quán)平均取值法.對于與深側(cè)向相關(guān)性較弱，受周圍環(huán)境或儲層巖性組分影響較大的井徑、鈾、社、鉀等曲線，采用面積平均值法取值.2測井曲線分層技術(shù)2.1錄井巖性剖面與測井曲線分層界面對比,通常，測井曲線有起伏，錄井剖面都有相應反映.測井曲線起伏與錄井巖性削面一致情形見圖1.圖1曲線包括：自然電位（SP）、井徑（CAL）、自然伽馬（GR）、微球型聚焦電阻率（MSFL）、深側(cè)向電阻率（LLD）、深側(cè)向電阻率的分層取值（ZLLD）,光電吸

10、收截面指數(shù)（PEF）、中子（C、L）、密度（DEN）、聲波時圖1中1729.21732.4m井段深側(cè)向曲線共有4次起伏，對應的錄井剖面也顯示了4個分層,分別顯示為凝灰質(zhì)泥巖、攝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)泥巖和凝灰質(zhì)粉砂巖.針對每一層進行層內(nèi)取值.一口井的錄井巖性剖面包括取心段和非取心段，錄井巖性剖面與測井曲線會出現(xiàn)不對應情況.情況1：取心段的巖性剖面劃分得較細，通常薄于測井資料中深側(cè)向的縱向分辨能力.取心段巖性剖面分層與深側(cè)向電阻率曲線的縱向反映能力對比見圖2.圖2中166801671.4m井段，錄井巖性取心段分11個層，而同樣深度處的深側(cè)向電阻率曲線只反映了4個層.針對這種情況.測井層對應的值是這幾

11、個層測井響應的綜合反映，因此可將厚度最厚層的巖性與該層測井值對應.若各巖性對應的層厚相當，則將位于中部層的巖性與之對應.圖2取心段巖性剖面分屢與深側(cè)向電阻率曲埃的縱向反映能力對比情況2：針對非取心段，會出現(xiàn)測井分層細于錄井巖性剖面分層的情況，見圖3.圖3中1615.004619.85m井段錄井巖性剖面只有1個層，而井曲線分為7個層.針對這種情況，首先要考慮曲線的變化是否由于儲層中流體性質(zhì)不同引起的，訶利用錄井巖性剖面中的流體產(chǎn)狀進行確定.若存在流體性質(zhì)不同情況，應進行儲層含油性校正.其次，結(jié)合孔隙度曲線進行綜合判斷.由于孔隙度曲線的縱向分辨率高于深側(cè)向電阻率曲線，因此若孔隙度曲線也呈現(xiàn)幅值變化

12、，按照測井分層來確定，每一層的巖性取為相同值.圖3中，1615.001619.85m井段的聲波曲線呈現(xiàn)了7個層，因此，該段應劃分為7個層.圖3測井分層批于錄井巖性制面分層2.2巖性剖面與測井邊界統(tǒng)一的具體實現(xiàn)通過上述分析可見，測井曲線分層邊界與錄井巖心（屑）剖面的邊界不同，有必要建立合理的調(diào)整規(guī)則，使三者統(tǒng)一到同一剖面上.令&、»、（勿（3=1,2,，1訂=1,2,旗=1,2,，K）分別為測井曲線上邊界深度、錄井巖心（屑）剖面的上邊界、最終巖性剖面邊界深度.首先，在起始井段三者相同，即缶=心="其次.若T,Ay,2個集合前i-1個深度統(tǒng)一到婦上,第三，針對存在原始錄

13、井巖心（屑）剖面的情況進行確定.2.2.1有錄井取心井段比較&與或集合，令H）=x,j-.-i,H2=y以_】.若集合在與與間添加點，使集合變?yōu)镕t，y,"，并針對與重新按取值規(guī)則取值，將兩段中較厚的層標記為數(shù)據(jù)層，另一層標記為過渡層梢，集合不變0=勺同時，令而=工”工_1=以，y=y+i,y_】=y繼續(xù)下一層的層邊界確定.若H<H2,參考原始錄井剖面是否存在儲層含油產(chǎn)狀變化.如果有產(chǎn)狀變化，說明側(cè)向曲線變化反應的是儲層流體性質(zhì)，可利用含油性校正公式進行校正，并取與.】一與7=打3.若H3<H2,繼續(xù)取下一個點工+2計算h3=Xi+2J-f-1,直至H3>H

14、2為止，這時，至舊十N點，并針對按厚度幾何平均法重新對測井曲線取值，令缶=以口,=而+N，i，-i=%，y=y+】，繼續(xù)進行下一層的層邊界確定.若無產(chǎn)狀變化且無井徑大幅度垮塌，判斷本層和下一層側(cè)向取值；若本層和下一層側(cè)向取值的比例大于0.5,令缶=工，將M-i，由分割為y-i”否則，將這層與下一層合并，繼續(xù)進行下一層的判斷.*2.2.2錄并非取心井段對比3與成集合，令HiXf-|,H2=y若Hz2H】，即錄井分層厚于測井分層，判斷是否存在產(chǎn)狀變化.如果有產(chǎn)狀變化，說明側(cè)向曲線變化反應的是儲層流體性質(zhì)，這時，利用含油性校正公式進行校正，并取z,+】一Rt=H3.若H3<H2,繼續(xù)取下一個點

15、+2,計算H3=x.+2-x,_,直至H3>H2為止，這時，至工+n點，并針對*1，由，按厚度幾何平均法重新對測井曲線取值，令但=工,與=，+N，e】=y，y=y+i，y-1=y，繼續(xù)進行下一層的層邊界確定.若無產(chǎn)狀變化且無井徑大幅度垮塌，判斷本層和下一層側(cè)向取值，若二者的比例大于0.5,令但=乃，將Lyf,分割為凹-1，劣.0“以,。=劣；否則，將這層與下一層合并，繼續(xù)進行下一層的判斷.若H2<H判斷錄井剖面變化是否由含油產(chǎn)狀變化引起.若有則按照測井分層進行下一層，否則，在E-i,工之間插入y,點；若3-1y)/(y«r,)V0.3,則將Mt,疽的厚度小于y,工層，將*

16、i，y記為巖性過渡層，該層巖性需要利用錄井巖心(屑)的上下兩層的巖性變化關(guān)系進行相應調(diào)整；否則，相反，令,與=w-i=y=.4=y,繼續(xù)進行下一層的判斷.3測井曲線的圍巖和含油性校正方法3.1圍巖在測井中，由于儀器縱向分辨率的限制，薄層的測井響應值受相鄰圍巖的影響較大，使得部分薄、過渡巖性在測井曲線上反映不敏感，而造成取值不合理.目前圍巖校正方法較多""，文中涉及的測井資料為勘探評價井，圍巖校正公式見文獻8.3.2含油性-分析發(fā)現(xiàn)，若儲層為含炷類地層，油氣的存在會造成電阻率曲線的升高，必須開展含油氣校正工作.采用多項式擬合的方法，建立含油性對測井響應影響突出的含油性校正公式

17、分別為細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)礫巖，即Jg(LLDc)=0.0014Dr一0.2266DT+10.076.膏=o.9723,(4)lg(LLDQ=0.0017DT2-0.3024DT+14.358,V=0.9911,(5)lg(LLDQ=0.0023DT2-0.3735DT+16.272,龐=o.9992,(6)式(4-6)中，LLD<.為校正后的電阻率值.大慶油FD塔19-31井含油性校正的效果圖見圖4,其中ZDT為聲波時差測井曲線的分層取值結(jié)果.由圖4可以看出，20662067.5m井段無含油產(chǎn)狀，巖性為粉砂巖，而2068.362071.25m井段含油產(chǎn)狀為“含油”，巖性為含油粉砂巖，經(jīng)

18、含油性校正后，深側(cè)向電阻率值與20662067.5m井段的相當.4測井、錄井綜合分層取值處理流程及效果分析4.1處理流程由于分層處理方法中各類曲線取值模式的參數(shù)較多.所以，按照下列步驟形成處理界面:數(shù)據(jù)輸入;測井分層，圍巖校正,含油性校正；測井、錄井界面統(tǒng)一；數(shù)據(jù)輸出.4.2效果分析分層取值過程中考慮到靈活性、通用性及相關(guān)性各個方面，可以得到較好效果.大慶油田希8井分層取值效果圖見圖5(開頭為Z的曲線是與之相對應的測井曲線的分層取值結(jié)果).圖5針對各類測井曲線的特點，對每種曲線采取了與其相適應的取值方式：將LLD作為基準曲線，采用半幅點進行分層，極值法取值jGR采用幾何平均與極值幾何平均相結(jié)合進行取值;DT與CNL采用幾何平均與面積平均相結(jié)合進行取值；DEN與PEF則采用幾何平均取值；THOR采用極值兒何平均取值；URAN和POTA曲線采用幾何平均與面積平均相結(jié)合進行取值.同時，進行圍巖校正和含油性校正，綜合了測井、錄井的相關(guān)信息,得到了較好的分層取值效果23M2392239624002404240RZ41223M2392239624002404240RZ412求井席合圖mx/<gca,)ZDT/IBS)23300180圖5希8井分層取值壕合效果5結(jié)束語針對勘探評價井既能提供