本發(fā)明屬于油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域,具體涉及一種計(jì)算儲(chǔ)層裂縫孔隙度的方法。
背景技術(shù):
裂縫孔隙度作為裂縫有效性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一,其數(shù)值的計(jì)算精度直接影響裂縫性儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的可靠性。近年,以全井眼地層為電阻率成像測(cè)井(fmi)技術(shù)為代表的測(cè)井新技術(shù)系列的發(fā)展為識(shí)別裂縫和裂縫孔隙度的高精度計(jì)算提供了高分辨率的圖像資料,但由于受成本等因素的控制,進(jìn)行新技術(shù)測(cè)井的井?dāng)?shù)有限,不能滿足油氣藏勘探開發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需要,因此常規(guī)測(cè)井資料在現(xiàn)今的裂縫評(píng)價(jià)中應(yīng)用最為廣泛。在眾多的常規(guī)測(cè)井方法中,雙側(cè)向測(cè)井具有較強(qiáng)的聚焦能力和較大的探測(cè)深度,一直是計(jì)算裂縫孔隙度最常用的方法。
通過(guò)大量的調(diào)研發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外普遍利用雙側(cè)向測(cè)井資料進(jìn)行裂縫孔隙度的計(jì)算,其常用的計(jì)算模型主要包括:sibbit建立的含水裂縫孔隙模型和含油氣裂縫孔隙模型(1985)、pezard和anderson建立的計(jì)算近水平裂縫孔隙度和近垂直裂縫孔隙度模型(1990,簡(jiǎn)稱p-a模型)、網(wǎng)狀裂縫孔隙度模型、李善軍利用三維有限元法建立的裂縫孔隙模型(1996),以及在以上幾個(gè)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行算法上改進(jìn)的模型。每一個(gè)模型均有其應(yīng)用范圍,在裂縫孔隙度計(jì)算時(shí),要根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況選擇適合的模型。
當(dāng)前,利用雙側(cè)向測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算裂縫孔隙度的方法,大部分是基于基質(zhì)物性很差的裂縫性碳酸鹽巖地層提出的,這類地層往往致密高阻,雙側(cè)向?qū)α芽p的響應(yīng)相對(duì)敏感,具有對(duì)高角度裂縫正差異,對(duì)低角度裂縫負(fù)差異的響應(yīng)特征。雙側(cè)向裂縫孔隙度的計(jì)算模型多是以此為測(cè)量依據(jù)建立的計(jì)算方法。隨著勘探開發(fā)力度的增大,一些相對(duì)低阻的碳酸鹽巖儲(chǔ)層和裂縫性碎屑巖儲(chǔ)層數(shù)量不斷增加,這些地層雙側(cè)向?qū)α芽p的響應(yīng)特征更加復(fù)雜多樣、很大一部分儲(chǔ)層響應(yīng)很不敏感,因此有待研究一種針對(duì)該類儲(chǔ)層的裂縫孔隙度計(jì)算方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于解決雙側(cè)向?qū)α芽p響應(yīng)規(guī)律性差和響應(yīng)不敏感儲(chǔ)層裂縫孔隙度計(jì)算難的問(wèn)題。本發(fā)明提出一套利用聲波ac、密度den重構(gòu)雙側(cè)向電阻率計(jì)算裂縫孔隙度的方法,解決了雙側(cè)向?qū)α芽p響應(yīng)不敏感地區(qū)的裂縫孔隙度計(jì)算難題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種計(jì)算儲(chǔ)層裂縫孔隙度的方法,該方法包括以下步驟:將聲波ac曲線和密度den曲線轉(zhuǎn)換成聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線;校正聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線;根據(jù)校正后的聲波孔隙度pac值與密度孔隙度pden值的相對(duì)大小識(shí)別高角度縫和低角度縫;建立聲波ac、密度den與電阻率rt的函數(shù)關(guān)系;確定高角度縫函數(shù)和低角度縫函數(shù)中的參數(shù)值;求解儲(chǔ)層裂縫孔隙度。
進(jìn)一步地,可利用威力時(shí)間公式,將聲波ac、密度den轉(zhuǎn)換成聲波孔隙度pac、密度孔隙度pden:
其中,acma表示純巖石地層聲波骨架值180;acf表示純巖石地層空隙中全為水時(shí)的聲波值620;denma表示純巖石地層聲波骨架值180;denf表示純巖石地層孔隙中全為水時(shí)的聲波值620。
進(jìn)一步地,所述校正聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線的步驟包括:調(diào)節(jié)測(cè)井測(cè)量的聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線值的左右刻度,使聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線在已知干層或者水層處重疊;或者當(dāng)沒(méi)有被測(cè)試結(jié)論證實(shí)的確定的干層或者水層的情況下,選擇高阻致密層,調(diào)節(jié)兩條曲線的左右刻度,使其在致密層處重疊。
進(jìn)一步地,可利用以下公式建立聲波ac與電阻率rt的函數(shù)關(guān)系:
rt=e·acf其中,e、f為常數(shù)。
進(jìn)一步地,ac對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的深側(cè)向電阻率rd,即rt對(duì)應(yīng)rd。分別讀取高角度縫和低角度縫所處深度的ac、rd值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫和低角度縫的ac與rd的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高、低角度縫公式中的e、f值。
進(jìn)一步地,可利用以下公式建立密度den與電阻率的函數(shù)關(guān)系:
rt=n·denm其中,m、n為常數(shù)。
進(jìn)一步地,den對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的淺側(cè)向電阻率rs,即rt對(duì)應(yīng)rs。分別讀取高角度縫和低角度縫所處深度的den、rs值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫和低角度縫的den與rs的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高角度縫和低角度縫公式中的m、n值。
進(jìn)一步地,將聲波ac、密度den轉(zhuǎn)換的電阻率帶入sibbit模型,求解得儲(chǔ)層裂縫孔隙度值。
本發(fā)明的方法一定程度是借用了雙側(cè)向的計(jì)算模型,是用孔隙度曲線(聲波、密度)計(jì)算的裂縫孔隙度,因此計(jì)算精度更高,這與孔隙度曲線對(duì)孔隙的響應(yīng)更敏感有關(guān)。另外,分裂縫產(chǎn)狀進(jìn)行裂縫的識(shí)別和計(jì)算,裂縫的響應(yīng)信息提取更加的精細(xì)。
本發(fā)明可操作性強(qiáng),識(shí)別直觀、清晰,節(jié)約生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)用前景廣闊,其方法步驟可以很方便的推廣應(yīng)用到各種地層的勘探開發(fā)中,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
附圖說(shuō)明
通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本公開示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述,本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯,其中,在本公開示例性實(shí)施方式中,相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種計(jì)算儲(chǔ)層裂縫孔隙度的方法流程圖。
圖2顯示了pac、pden校正后裂縫識(shí)別效果圖。
圖3顯示了高角度縫與低角度裂縫ac-rd交會(huì)擬合函數(shù)關(guān)系圖。
圖4顯示了高角度縫與低角度裂縫den-rs交會(huì)擬合函數(shù)關(guān)系圖。
圖5顯示了裂縫孔隙度計(jì)算效果圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式,然而應(yīng)該理解,可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反,提供這些實(shí)施方式是為了使本公開更加透徹和完整,并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
隨著勘探開發(fā)的深入,越來(lái)越多的裂縫型儲(chǔ)層或者裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的雙側(cè)向并不能明顯的反映裂縫的發(fā)育特征,雙側(cè)向?qū)α芽p的響應(yīng)并不敏感,因此需要研究一種能夠提取裂縫響應(yīng)的新方法去刻度和計(jì)算裂縫的相關(guān)參數(shù)。在研究過(guò)程中通過(guò)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)三孔隙度曲線中的密度和聲波的相對(duì)大小關(guān)系能夠反映裂縫及其特征,本發(fā)明基于密度、聲波的這個(gè)特性研制出一種利用聲波、密度識(shí)別裂縫及裂縫類型,從中提取出裂縫信息,然后借助雙側(cè)向的裂縫孔隙度的計(jì)算模型計(jì)算裂縫孔隙度,從而形成一種聲波-密度重構(gòu)雙側(cè)向計(jì)算裂縫孔隙度的方法。
具體地,該方法利用ac、den重構(gòu)雙側(cè)向的方法解決了雙側(cè)向?qū)α芽p響應(yīng)不敏感地區(qū)裂縫孔隙度計(jì)算困難的難題。將測(cè)井測(cè)量的聲波ac、密度den曲線轉(zhuǎn)換成聲波孔隙度pac、密度孔隙度曲線pden,校正pden、pac的大小,使兩者在干層或者致密層中重疊后,根據(jù)pac與pden的相對(duì)大小關(guān)系識(shí)別出高角度縫和低角度縫發(fā)育的位置。然后基于地球物理原理,建立ac、den與雙側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,并通過(guò)實(shí)際測(cè)量的高角度縫與低角度縫發(fā)育位置的ac、den、rd、rs值進(jìn)行交會(huì),分兩種裂縫類型確定高、低角度縫函數(shù)關(guān)系中的關(guān)鍵參數(shù),最后將用ac表示的深側(cè)向電阻率rd與用den表示的淺側(cè)向電阻率rs,帶入到適合研究區(qū)的利用雙側(cè)向計(jì)算裂縫孔隙度的模型中,得到裂縫孔隙度。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式,提供一種計(jì)算儲(chǔ)層裂縫孔隙度的方法,包括以下步驟:
(1)計(jì)算聲波孔隙度pac、密度孔隙度pden。例如,利用威力時(shí)間公式,將聲波ac、密度pden轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的孔隙度。
其中:acma:純巖石地層聲波骨架值180;acf:純巖石地層空隙中全為水時(shí)的聲波值620。denma:純巖石地層聲波骨架值180;denf:純巖石地層孔隙中全為水時(shí)的聲波值620。
(2)校正聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線的相對(duì)大小。例如,調(diào)節(jié)測(cè)井測(cè)量的聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線值的左右刻度,使聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線在已知干層或者水層處重疊。當(dāng)沒(méi)有被測(cè)試結(jié)論證實(shí)的確定的干層或者水層的情況下,也可以選擇高阻致密層,調(diào)節(jié)兩條曲線的左右刻度,使其在致密層處重疊。
(3)識(shí)別高角度縫和低角度縫。根據(jù)校正后的聲波孔隙度pac值與密度孔隙度pden值的相對(duì)大小可識(shí)別高角度縫、低角度縫。例如,當(dāng)聲波孔隙度pac值大于密度孔隙度pden值時(shí),低角度縫發(fā)育;當(dāng)密度孔隙度pden值大于聲波孔隙度pac值時(shí),高角度縫發(fā)育。其中高角度縫、低角度縫是相對(duì)于裂縫傾角而言,裂縫傾角大于45°時(shí)為高角度縫,裂縫傾角小于45°時(shí)為低角度縫。
(4)建立聲波ac、密度den與電阻率rt的函數(shù)關(guān)系。
例如,可利用faust公式建立聲波ac與電阻率rt的函數(shù)關(guān)系。
faust公式:
ν=k·ha·rtb
其中v:聲波速度;h:地層深度;rt:地層電阻率;k、a、b:地層系數(shù)。
聲波速度v是聲波時(shí)差ac的倒數(shù),經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)換算faust公式可變成:
同一研究區(qū)域的同一個(gè)目的層可將參數(shù)k、h、a、b為常數(shù),所以上述公式可變形為:
rt=e·acf其中,e、f為常數(shù)。
例如,可利用garden公式建立密度(den)與電阻率的函數(shù)關(guān)系。
garden公式:
ρ=c·νd
其中v:地層速度;ρ:地層密度;rt:地層電阻率;c、d:地層系數(shù)。
地層速度用聲波速度表示,是聲波時(shí)差ac的倒數(shù);地層密度用測(cè)井測(cè)量的地層密度值den表示,因此:
den=c·(k·h·rtb)d經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)換算可變形為:
同一研究區(qū)域的同一個(gè)目的層可將參數(shù)k、h、a、b、c、d為常數(shù),所以上式等價(jià)為:
rt=n·denm其中,m、n為常數(shù)。
(5)確定高角度縫函數(shù)和低角度縫函數(shù)中的參數(shù)值。
根據(jù)測(cè)井原理聲波ac測(cè)量的是地層總孔隙,den測(cè)量的是地層次生孔隙,因此將ac對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的深側(cè)向電阻率rd,即rt對(duì)應(yīng)rd;將den對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的淺側(cè)向電阻率rs,即rt對(duì)應(yīng)rs。
根據(jù)識(shí)別出的高角度縫、低角度縫,分別讀取其所處深度的ac、rd值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫、低角度縫的ac與rd的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高角度縫、低角度縫公式中的e、f值。
根據(jù)識(shí)別出的高角度縫、低角度縫,分別讀取其所處深度的den、rs值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫、低角度縫的den與rs的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高角度縫、低角度縫公式中的m、n值。
(6)求解裂縫孔隙度。將聲波ac、密度den轉(zhuǎn)換的電阻率帶入sibbit模型或者更適合研究區(qū)的利用雙側(cè)向求解裂縫孔隙度的計(jì)算公式,求解得到裂縫孔隙度值。
為便于理解本發(fā)明實(shí)施例的方案及其效果,以下給出一個(gè)具體應(yīng)用示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,該示例僅為了便于理解本發(fā)明,其任何具體細(xì)節(jié)并非意在以任何方式限制本發(fā)明。
本發(fā)明在某氣田進(jìn)行應(yīng)用,取得很好的效果,在下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照?qǐng)D1,本發(fā)明是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的,所述方法包括以下步驟:
(1)計(jì)算聲波孔隙度pac、密度孔隙度pden。利用威力時(shí)間公式,將聲波ac、密度pden轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的孔隙度。
其中:acma:純巖石地層聲波骨架值180;acf:純巖石地層空隙中全為水時(shí)的聲波值620。denma:純巖石地層聲波骨架值180;denf:純巖石地層孔隙中全為水時(shí)的聲波值620。
(2)校正聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線的相對(duì)大小。調(diào)節(jié)測(cè)井測(cè)量的聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線值的左右刻度,使聲波孔隙度pac曲線和密度孔隙度pden曲線在已知干層或者水層處重疊。當(dāng)沒(méi)有被測(cè)試結(jié)論證實(shí)的確定的干層或者水層的情況下,也可以選擇高阻致密層,調(diào)節(jié)兩條曲線的左右刻度,使其在致密層處重疊。如圖2所示,在3672m處高阻致密干層處,調(diào)整后的pac與pden重合。
(3)識(shí)別高角度縫和低角度縫。根據(jù)校正后的聲波孔隙度pac值與密度孔隙度pden值的相對(duì)大小可識(shí)別高角度縫、低角度縫。當(dāng)聲波孔隙度pac值大于密度孔隙度pden值時(shí),低角度縫發(fā)育,如圖2中3680-3681m處,經(jīng)成像證明低角度縫發(fā)育;當(dāng)密度孔隙度pden值大于聲波孔隙度pac值時(shí),高角度縫發(fā)育,如圖2中3870-3872m處經(jīng)成像證明高角度縫發(fā)育。
(4)利用faust公式建立聲波(ac)與電阻率(rt)的函數(shù)關(guān)系。faust公式:
v=k·ha·rtb
其中v:聲波速度;h:地層深度;rt:地層電阻率;k、a、b:地層系數(shù)。
聲波速度v是聲波時(shí)差ac的倒數(shù),經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)換算faust公式可變成:
同一研究區(qū)域的同一個(gè)目的層可將參數(shù)k、h、a、b為常數(shù),所以上述公式可變形為:
rt=e·acf其中,e、f為常數(shù)。
利用garden公式建立密度(den)與電阻率的函數(shù)關(guān)系。garden公式:
ρ=c·νd
其中v:地層速度;ρ:地層密度;rt:地層電阻率;c、d:地層系數(shù)。
地層速度用聲波速度表示,是聲波時(shí)差ac的倒數(shù);地層密度用測(cè)井測(cè)量的地層密度值den表示,因此:
den=c·(k·h·rtb)d
經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)換算可變形為:
同一研究區(qū)域的同一個(gè)目的層可將參數(shù)k、h、a、b、c、d為常數(shù),所以上式等價(jià)為:
rt=n·denm其中,m、n為常數(shù)。
(5)根據(jù)測(cè)井原理聲波ac測(cè)量的是地層總孔隙,den測(cè)量的是地層次生孔隙,因此將ac對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的深側(cè)向電阻率rd,即rt對(duì)應(yīng)rd;將den對(duì)應(yīng)的電阻率為雙側(cè)向中的淺側(cè)向電阻率rs,即rt對(duì)應(yīng)rs。
根據(jù)識(shí)別出的高角度縫、低角度縫,分別讀取其所處深度的ac、rd值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫、低角度縫的ac與rd的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用ac重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高角度縫、低角度縫公式中的e、f值。
如圖3所示菱形點(diǎn)代表低角度縫的數(shù)據(jù)點(diǎn),圓形點(diǎn)代表高角度縫的數(shù)據(jù)點(diǎn),通過(guò)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的ac、rd數(shù)據(jù)的交會(huì),擬合出高角度縫的函數(shù)關(guān)系為:
y=(5e+36)x-15.144,r2=0.7388
即rd=(5e+36)ac-15.144,e=5e+36,f=-15.144;
擬合出低角度縫的函數(shù)關(guān)系為:
y=(1e+22)x-8.683,r2=0.7538,
即rd=(1e+22)ac-8.683,e=1e+22,f=-8.683;
根據(jù)識(shí)別出的高角度縫、低角度縫,分別讀取其所處深度的den、rs值,建立交會(huì)圖版,分別擬合高角度縫、低角度縫的den與rs的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,從而確定高角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系與低角度縫的利用den重構(gòu)深側(cè)向電阻率的函數(shù)關(guān)系,也即確定高角度縫、低角度縫公式中的m、n值。
如圖4所示菱形點(diǎn)代表低角度縫的數(shù)據(jù)點(diǎn),圓形點(diǎn)代表高角度縫的數(shù)據(jù)點(diǎn),通過(guò)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的den、rs數(shù)據(jù)的交會(huì),擬合出高角度縫的函數(shù)關(guān)系為:
y=(2e-19)x50.05,r2=0.6972
即rd=(2e-19)den50.05,n=2e-19,m=50.05;
擬合出低角度縫的函數(shù)關(guān)系為:
y=(2e-11)x29.682,r2=0.3927,
即rd=(2e-11)den29.682,n=2e-11,m=29.682;
(6)求解裂縫孔隙度。將聲波ac、密度den轉(zhuǎn)換的電阻率帶入sibbit模型或者更適合研究區(qū)的利用雙側(cè)向求解裂縫孔隙度的計(jì)算公式,求解得到裂縫孔隙度值。
在某氣田應(yīng)用利用的sibbit模型,將聲波、密度轉(zhuǎn)換后的電阻率曲線帶入sibbit模型,計(jì)算出裂縫孔隙度,在研究區(qū)取得不錯(cuò)的效果,如圖5所示,將計(jì)算的裂縫孔隙度與儲(chǔ)層孔隙度疊加后變成裂縫性儲(chǔ)層孔隙度與巖心分析化驗(yàn)(圖5中桿狀圖所示數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)非常接近,證明裂縫孔隙度的計(jì)算效果好。提高了裂縫孔隙度計(jì)算精度,為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供了有效依據(jù)。
以上已經(jīng)描述了本公開的各實(shí)施例,上述說(shuō)明是示例性的,并非窮盡性的,并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇,旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的技術(shù)改進(jìn),或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。