CN105317431A - 一种用于解释和评价水平井测井参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于解释和评价水平井测井参数的方法，其包括：利用测井曲线建立地层模型；利用钻井参数来计算和展现水平井的井眼轨迹，基于钻井参数将测井曲线进行水平和垂向投影；将所建立的地层模型和地震剖面资料导入水平井中；通过分析测井响应特征划分钻遇地层界面，并以此为约束，分析测井响应特征是否发生明显变化；调整地层模型与实际测井曲线进行匹配；模拟电阻率的响应特征。本发明采用以双感应电阻率的正演模拟为基础形成的水平井解释评价技术，克服了传统的单一的直井解释方式缺陷。所形成的二维解释方法更符合地质特征，能够满足勘探与开发对于水平井解释新方法迫切需求，达到优化压裂选层目的。

Description

一种用于解释和评价水平井测井参数的方法

技术领域

本发明涉及石油测井工程技术，尤其涉及一种用于解释和评价水平井测井参数的方法。

背景技术

目前，在石油钻井技术领域中，针对水平井的测井解释技术相对滞后，仍然采用直井简单的解释方法。即使部分人员采用二维解释也只是水平井二维显示，并未从水平井的测井响应机理上去分析与评价。然而，实际上水平井的测井响应不同于直井，受多种因素的影响，比如井眼轨迹、储层顶底边界、储层内部薄层、仪器探测深度、局部构造等，这些因素导致水平井的解释相对复杂。另外，仅仅采用直井的解释方法也无法确定井眼轨迹与储层位置及油水分布的关系，无法满足石油工程的需求。

在测井领域中，通常认为正演是指已知地层模型和仪器结构参数，利用物理数学手段得到测井响应的过程；而反演作为电测井曲线环境校正的重要方法之一，是根据特定测井仪器的测井响应反算地层模型电性参数的过程。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出一种用于解释和评价水平井测井参数的方法，其包括以下步骤：

S101、利用水平井的导眼井或邻近直井的测井曲线来建立地层模型，以基于直井的测井解释规则来确定导眼井或临近直井的目的层和标志层；

S102、利用钻井参数来计算和展现水平井的井眼轨迹，基于所述钻井参数将待解释的水平井的测井曲线进行水平和垂向投影；

S103、将所建立的地层模型和预先获得的地震剖面资料导入水平井中，基于确定的目的层或标志层来调整所述地层模型与所述地震剖面的水平段地震特征相匹配，以符合井眼轨迹与储层的接触关系响应特征；

S104、通过分析邻井或导眼井的测井响应特征划分出所述邻井或导眼井的钻遇地层界面，并以此为约束，分析所述水平段的测井响应特征是否发生明显变化，如果是则将发生明显变化的点识别为所述水平段的界面关键点；

S105、调整所述地层模型与实际测井曲线进行匹配，使得所述模型与实际的地质特征符合；

S106、模拟电阻率的响应特征，并与实际测量的双感应电阻率进行对比判断是否一致，如果不一致则返回步骤S105继续调整所述地层模型直到得到与实际测量的双感应电阻率一致的模拟电阻率，并基于最后得到的地层模型对测井参数进行解释和评价。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括以下步骤：

S107、对电阻率进行基于地层界面及探测深度影响的校正，以获取准地层真电阻率，并根据该真电阻率计算含水饱和度和含油饱和度。

根据本发明的一个实施例，所述方法在执行所述步骤S107之前，还要执行以下步骤：

判断电阻率响应变化是否超过一定限值；

如果超过，则进行各向异性条件下的电阻率的响应模拟；

设定垂向电阻率值，并与水平向电阻率同时拟合出一条电阻率曲线；

将该电阻率曲线与实测的电阻率值进行对比；

对比的结果如果不一致，则调整所述地层模型，如果一致，则表明目前的地层模型是可靠的。

根据本发明的一个实施例，所述水平电阻率通过所述导眼井或者所述临近直井的测井参数得到，所述垂向电阻率和所述水平向电阻率之间满足以下关系：

$\mathrm{\λ}=\sqrt{\frac{R_v}{R_h}}$

其中，Rv和Rh分别表示垂向电阻率和水平向电阻率。

根据本发明的一个实施例，采用下式计算含水饱和度：

$\mathrm{SWT}={\left(\frac{A\×R_W}{R_{\mathrm{ZT}}\×{\mathrm{POR}}^M}\right)}^{(1/N)}\×100$

A为与岩性有关的岩性系数；M为胶结指数；N为饱和度指数；Rw表示地层水电阻率；Por表示孔隙度；SWT表示含水饱和度；RZT表示准地层真电阻率。

根据本发明的一个实施例，在执行步骤S104中时，如果根据测井响应特征找到各个钻遇地层一致，而地层模型明显不同，则根据该区域的地震信息来综合选取所述地层模型。

根据本发明的一个实施例，所述测井曲线包括自然伽马曲线、声波曲线、电阻率曲线。

本发明提供了一种全新的对水平井测井进行解释和评价的方法。本发明通过分析水平井测井的影响因素，结合例如导眼井的测井解释模型，利用导眼井电阻率、伽马、密度等资料建立地层界面地质模型。然后将其导入到水平段，基于双感应的电阻率模拟来进行水平段的交互识别。在此基础之上，形成以准地层真电阻率为基础的储层含油性分析，实现井眼轨迹与油藏地质及岩石物理特征的空间分布关系，满足勘探开发对水平井解释的需求。

本发明采用以双感应电阻率的正演模拟为基础形成的水平井解释评价技术，克服了传统的单一的直井解释方式缺陷，并且形成的二维解释方法更符合地质特征，能够满足勘探与开发对于水平井解释新方法迫切需求，达到优化压裂选层目的，此方法更为可靠、准确。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例利用导眼井的电阻率、伽马以及密度建立的地层模型的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例建立的水平段的井眼轨迹；

图3是根据本发明的一个实施例将图2建立的井眼轨迹与地震剖面结合的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例进行水平段各关键点的识别的图表；

图5是根据本发明的一个实施例图2的井眼轨迹与储层空间之间的关系的示意图；

图6显示了水平电阻率、视倾角θ及λ的关系图版；

图7示意性地显示了在各向异性条件下电阻率的响应和模拟；

图8示意性地显示了根据本发明的实施例进行含油饱和度计算的结果；以及

图9显示了对某油田采用本发明的方法进行解释的结果。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，本发明的方法步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在说明书中以一定的逻辑顺序来描述，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所描述的步骤。

根据本发明对水平井进行解释时，首先，在步骤S101中，利用水平井的导眼井或临近直井的测井曲线来建立地层模型，以基于直井的测井解释规则来确定导眼井或临近直井的目的层和标志层。例如利用导眼井或临近直井的密度曲线、中子、伽马及电阻率曲线建立水平向的地层属性特征(对应地层模型)，然后基于现有的直井解释方法或者解释规则来确定目的层和标志层，从而约束水平段的解释。所确定的3个目的层和1个标志层的顶和底分别如图1中的六个虚线段所示(TT目标顶，TB目标底，MT标志顶，MB标志底)。在图1中，ILD表示电阻率值，DEN表示密度值，GR表示伽马值。垂深TVD(或测深MD)的单位为米。在图1的第一象限中的三条曲线从上到下分别指水平投影的ILD曲线、DEN曲线、以及GR曲线。此外，第三象限的三条曲线从左至右分别为垂向投影的ILD曲线、DEN曲线和GR曲线。第四象限中的背景模型为基于现有的直井法解释建立的地层模型，因此其不能准确反映实际情况。

接下来，在步骤S102中，利用钻井参数来计算和展现水平井的井眼轨迹，基于钻井参数将待解释的水平井的测井曲线进行水平和垂向投影。这里用到的钻井参数为井斜角和井斜方位角。

如图2所示，第一道自上而下为A靶点段深感应电阻率、B靶点段深感应电阻率、A靶点段中感应电阻率、B靶点段中感应电阻率。第二道自上而下为A靶点段自然伽马，B靶点段自然伽马。

在步骤S103中，将前面步骤中建立的地层模型和预先获得的地震剖面资料导入水平井中，基于步骤S101确定的目的层或标志层来调整地层模型与地震剖面的水平段地震特征相匹配，以符合井眼轨迹与储层的接触关系响应特征。

如图3所示，其中显示了调整的方式。将地震剖面的水平段数据导入如图1和图2所示的水平井地层模型中，采用一些手动设置的标尺(如图中的竖直虚线段表示)来将地层模型中的各个层与地震剖面进行对齐。本发明所指的地震剖面反映的是用于约束水平段解释的那些层的大体趋势。

在图3中，第一道自上而下为A靶点段自然伽马，B靶点段自然伽马。第二道自上而下为A靶点段深感应电阻率，B靶点段深感应电阻率，A靶点段中感应电阻率，B靶点段中感应电阻率。

然后，在步骤S104中，通过分析邻井或导眼井的测井响应特征划分出该邻井或导眼井的钻遇地层界面，并以此为约束，分析所述水平段的测井响应特征是否发生明显变化，如果是则将发生明显变化的点识别为所述水平段的界面关键点。

在水平段界面关键点的识别过程中，首先分析邻井与导眼井的测井响应特征，依据岩性、电性、物性及解释结论等信息，划分出导眼井或邻井钻遇的地层界面。然后以划分出的地层界面为约束，分析水平段的测井响应特征，找出不同界面的响应的关键点。如从图4所示建立的简单的水平段地层模型可以看出，水平段钻遇地层有两段，其分别是上部的储层段和下部的泥岩段。

关键点信息是双感应、自然伽马及自然电位发生明显变化的地方的信息。这表明存在一定的界面影响，代表了不同岩性及流体性质的变化。井眼轨迹由砂岩穿入到泥岩段，之后，又看出钻井工程及时调整井眼又进入到储层段。泥岩前后两段的曲线特征明显一致，界面的判别一致。但是，实际的水平段的地层模型可能为附图4中的a、b标记所指示的曲线。在图中可以看出，测井响应特征一致，钻遇地层一致，地层模型存在明显不同的变化。在这种情况下，应结合区域地震信息来综合选取地层模型。

随后执行步骤S105。在该步骤中，调整先前建立的地层模型与实际测井曲线进行匹配，使得该地层模型与实际的地质特征符合。参见图5，在水平段关键点的识别基础之上，就可以调整地层模型与实测电阻率、伽马曲线、中子或密度曲线进行匹配，以符合实际的地质特征。在调整的同时，要综合各条曲线之间的特征取值。

由于电阻率曲线在反映地层界面更为有效，但它又会受到地层各向异性的影响。因此，采用电阻率曲线进行调整进一步还要进行各向异性条件下的分析。

在步骤S106中，模拟电阻率的响应特征，并与实际测量的双感应电阻率进行对比判断是否一致，一致则继续进行接下来的步骤，不一致则返回前面的步骤S105继续进行调整。

在模拟电阻率响应的同时，注意砂体薄层的影响，也就是电阻率的各向异性的影响。比如某井的砂岩为薄层，并夹泥岩。在这种情况下，电阻率响应变化较大。因此需要进行各向异性条件下的电阻率的响应模拟。设定垂向电阻率值大小，与水平向的电阻率进行同时拟合出一条电阻率曲线。然后再与实测的值对比，直至符合条件。水平电阻率的取值可以通过导眼井直井读取，垂向电阻率可通过水平电阻率与垂向电阻率二者之间的关系(如公式1)及水平电阻率、视倾角(θ)及λ关系图版(如图6所示)获得。利用不同层的垂向电阻率值的调整，可实现各向异性条件下的电阻率值的正演。正演的结果如图7所示。

$\mathrm{\λ}=\sqrt{\frac{R_v}{R_h}}---\left(1\right)$

在步骤S107中，基于电阻率进地层界面及探测深度影响校正，获取准地层真电阻率，并根据该真电阻率计算含水饱和度和含油饱和度。

在该步骤中，判断电阻率响应变化是否超过一定限值；如果超过，则进行各向异性条件下的电阻率的响应模拟；设定垂向电阻率值，并与水平向电阻率同时拟合出一条电阻率曲线；将该电阻率曲线与实测的电阻率值进行对比；对比的结果如果不一致，则调整所述地层模型，如果一致，则表明目前的地层模型是可靠的。

下面为含水饱和度的计算。采用上述建立的地层模型将电阻率进行地层界面或者说围岩及探测深度影响校正，从而获取准地层真电阻率Rzt。围岩指的是储层顶部及底部的部分，界面指顶部围岩和储层接触的位置。利用此值，并结合含水饱和度的阿尔奇公式(2)，可以进行含水饱和度SWT及含油饱和度SWOT的计算，见附图8。

$\mathrm{SWT}={\left(\frac{A\×R_W}{R_{\mathrm{ZT}}\×{\mathrm{POR}}^M}\right)}^{(1/N)}\×100---\left(2\right)$

SWOT＝100-SWT(3)

式中：A为与岩性有关的岩性系数，一般为0.6～1.5；M为胶结指数，一般为1.5～3；N为饱和度指数，1.5～2.2；Rw为地层水电阻率，Ω·m；Por为孔隙度，小数；SWT表示含水饱和度，％，SWOT表示含油饱和度，％。

下面以某以某油田水平井为例，如图9所示，通过上述方法建立水平段的二维解释剖面，解释结果显示。在此井段，井眼靠近储层顶底界面而未钻穿时，造成探测深度较高的双感应电阻率变化明显，二者之间差异变大，对电阻率采用本发明设计的地层模型进行校正之后，含水饱和度二次计算结果显示此井含水饱和度较高，高于之前计算结果，与试油结果更为相符，累积产油13.69t，产水1410t。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种用于解释和评价水平井测井参数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S101、利用水平井的导眼井或邻近直井的测井曲线来建立地层模型，以基于直井的测井解释规则来确定导眼井或临近直井的目的层和标志层；

S102、利用钻井参数来计算和展现水平井的井眼轨迹，基于所述钻井参数将待解释的水平井的测井曲线进行水平和垂向投影；

S103、将所建立的地层模型和预先获得的地震剖面资料导入水平井中，基于确定的目的层或标志层来调整所述地层模型与所述地震剖面的水平段地震特征相匹配，以符合井眼轨迹与储层的接触关系响应特征；

S104、通过分析邻井或导眼井的测井响应特征划分出所述邻井或导眼井的钻遇地层界面，并以此为约束，分析所述水平段的测井响应特征是否发生明显变化，如果是则将发生明显变化的点识别为所述水平段的界面关键点；

S105、调整所述地层模型与实际测井曲线进行匹配，使得所述模型与实际的地质特征符合；

S106、模拟电阻率的响应特征，并与实际测量的双感应电阻率进行对比判断是否一致，如果不一致则返回步骤S105继续调整所述地层模型直到得到与实际测量的双感应电阻率一致的模拟电阻率，并基于最后得到的地层模型对测井参数进行解释和评价。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

S107、对电阻率进行基于地层界面及探测深度影响的校正，以获取准地层真电阻率，并根据该真电阻率计算含水饱和度和含油饱和度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法在执行所述步骤S107之前，还要执行以下步骤：

判断电阻率响应变化是否超过一定限值；

如果超过，则进行各向异性条件下的电阻率的响应模拟；

设定垂向电阻率值，并与水平向电阻率同时拟合出一条电阻率曲线；

将该电阻率曲线与实测的电阻率值进行对比；

对比的结果如果不一致，则调整所述地层模型，如果一致，则表明目前的地层模型是可靠的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水平电阻率通过所述导眼井或者所述临近直井的测井参数得到，所述垂向电阻率和所述水平向电阻率之间满足以下关系：

$\mathrm{\λ}=\sqrt{\frac{R_v}{R_h}}$

其中，Rv和Rh分别表示垂向电阻率和水平向电阻率。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，采用下式计算含水饱和度：

$\mathrm{SWT}={\left(\frac{A\×R_W}{R_{\mathrm{ZT}}\×{\mathrm{POR}}^M}\right)}^{(1/N)}\×100$

A为与岩性有关的岩性系数；M为胶结指数；N为饱和度指数；Rw表示地层水电阻率；Por表示孔隙度；SWT表示含水饱和度；R_ZT表示准地层真电阻率。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在执行步骤S104中时，如果根据测井响应特征找到各个钻遇地层一致，而地层模型明显不同，则根据该区域的地震信息来综合选取所述地层模型。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测井曲线包括自然伽马曲线、声波曲线、电阻率曲线。