一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法及装置与流程

1.本发明属于油气地球物理勘探技术领域，更具体地，涉及一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法及装置。


背景技术：

2.储层含炭屑是陆相沉积地层的一个特点，炭屑含量的高低可以反映沉积环境，并且受其演化影响，炭屑的存在也明显影响储层的物性特征。刘选、钟建华等人编写的文献《吐哈盆地水西沟群致密砂岩储层储集性能影响因素分析》(西北大学学报.自然科学版，jun.,2014,vol.44,no.3)中表明炭屑含量对储层物性影响明显，因而炭屑含量的评价很有必要。资料认为，炭屑与煤的物理特性相近，与沉积岩石有明显差异，其明显的测井响应特征是低自然伽马、大声波、大中子及较高电阻率，这些特点的存在，可以很容易的识别沉积岩中的含炭屑层段。但由于沉积岩中炭屑的成分、品质及成熟度等难以确定，因而其含量计算较为困难；由于炭屑成分具有大声波、大中子、低密度的测井响应特征，对储层物性计算有较大影响。实际应用中，对于物性好、孔隙度大的常规储层，较低的炭屑含量对储层孔隙度的影响小，储层评价中可以忽略不计；而对于孔隙度低的致密砂岩储层(一般孔隙度小于10％)，炭屑含量的大小对物性影响就非常明显。因而，利用测井资料评价炭屑含量，并进一步计算储层炭屑孔隙度含量，进而获取不受炭屑孔隙度影响的储层孔隙度，成为测井非常有必要的任务之一。
3.资料查询表明，涉及炭屑含量评价与炭屑孔隙度关系的文献较少，张鹂、穆桂金编写的文献《沉积物中炭屑对粒度分析结果的影响及预处理方法探讨》(干旱区研究，may 2008,vo1.25,no.3)中指出了炭屑的存在会影响粒度的测试分析，测试样品采用了烧失法作为获取炭屑含量的方法，但是，对没有文献涉及沉积岩炭屑含量的测井评价方法。目前，利用测井资料评价炭屑含量的方法是基于多矿物体积模型进行的，在多矿物体积模型计算中炭屑的骨架采用煤骨架值(煤骨架值：伽马20api，声波500us/m,中子60％，密度1.5g/cm3,电阻率500ohmm)，根据地质条件约束，获取包括炭屑的各种矿物的含量，该方法具有一定的适应性，但由于炭屑的骨架值是借用煤的骨架值，因而出现计算的炭屑含量较高，具体表现为含炭屑段储层计算孔隙度比实际孔隙度低很多，与岩心测试资料吻合程度低。
4.本发明是针对以上存在的问题，提供一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法及装置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法及装置，能够精确评价出储层炭屑含量。
6.为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，包括：
7.利用测井资料确定纯砂岩段；
8.固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波时差曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；
9.基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线；
10.利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；
11.建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
12.优选地，所述视炭屑指示曲线是将各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为无量纲曲线。
13.优选地，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：
14.fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)
15.其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波时差值。
16.优选地，通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同，获取炭屑含量。
17.优选地，所述炭屑含量计算模型，包括：
18.提取相同深度点的所述视炭屑指示曲线值与体积模型获取的所述炭屑含量值，利用交会图技术建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系。
19.优选地，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：
20.vcoal＝a*(fcoal)+b
21.其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。
22.另一方面，本发明还包括一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价装置，包括：
23.获取模块，用于利用测井资料确定纯砂岩段；
24.基准值模块，用于固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；
25.视炭屑指示曲线获取模块，基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线；
26.炭屑含量获取模块，利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；
27.模型建立模块，用于建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
28.优选地，所述视炭屑指示曲线将各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为无量纲曲线，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：
29.fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)
30.其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波时差值。
31.优选地，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：
32.vcoal＝a*(fcoal)+b
33.其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。
34.优选地，所述炭屑含量模块包括：通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同，获取炭屑含量。。
35.本发明的有益效果在于：
36.本发明首先获取纯砂岩段；通过调整声波曲线刻度，确保所述声波曲线刻度与电阻率曲线在纯砂岩段重合，获取基准值；然后基于所述基准值，获取视炭屑指示曲线；再利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。该方法具有较可靠的理论依据，操作性强，实际应用效果好；另外，通过对储层炭屑含量的计算，进一步排除炭屑含量对孔隙度计算结果的影响，进而精确评价出储层的孔隙度参数，为地质评价、有利层选取、储量计算等提供帮助。
37.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
38.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
39.图1示出了本发明实施例一的一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法的流程示意图；
40.图2为本发明实施例二的一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法的炭屑含量测井评价成果图；
41.图3为本发明实施例二的一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法的炭屑含量与视炭屑指示曲线的线性关系图。
具体实施方式
42.本发明利用了炭屑介质与有机质特性相似的特点，借鉴了计算有机质含量的方法，即计算有机质含量的经典计算公式δlogr(电阻率与声波时差重叠法)；本发明只是在选择基准线时发生了变化，计算有机质含量时，选择纯泥岩段作为基准线，而计算炭屑含量时，选取纯砂岩段作为基准线，最终，利用电阻率与孔隙度曲线之间的包络面积大小确定炭屑含量高低。
43.其理论依据在于：选取纯砂岩段作为基准线，确保电阻率和孔隙度曲线在纯砂岩段重合，此时可认为纯砂岩段的炭屑含量为零；炭屑介质的显著特性是电阻率高、孔隙度值大，因此利用电阻率与孔隙度曲线之间的包络面积即可估算炭屑含量的相对大小，即包络面积越大，炭屑含量越高。
44.由于沉积岩中的炭屑成分、成熟度等不明确，也没有针对其含量的岩心测试资料，没有直接途径获取炭屑含量。本发明是利用间接手段获取炭屑含量，具体思路是分别建立包含炭屑的多矿物模型，在矿物含量评价的基础上，获取储层孔隙度；当岩心孔隙度与测井计算孔隙度匹配时，即可获取炭屑含量值。但由于炭屑成分及物理特性不明确，炭屑骨架参数较难确定，获取可靠的炭屑含量并不容易；因此，可利用多矿物模型获取的炭屑含量与电阻率、孔隙度包络面积建立关系，完成炭屑含量的快速获取。
45.在本发明中，首先选择自然伽马较低且稳定的纯砂岩段，调整电阻率和声波测井曲线的刻度，保证纯砂岩段电阻率与声波测井曲线重合，以该重合段的电阻率与声波值为基准值，计算电阻率与声波包络面积，获取无量纲视炭屑含量(fcoal)。在测井评价多矿物模型中引入炭屑的特殊矿物，在保证其他矿物骨架不变的基础上，通过合理调整该矿物的骨架参数，使测井计算孔隙度与岩心孔隙度吻合，此时的类煤矿物含量即可认为炭屑含量(vcoal)，然后将该炭屑值与视炭屑含量曲线建立关系，获取炭屑含量计算模型vcoal＝a*(fcoal)+b。
46.为具体说明该技术方案，本发明通过以下示例性实施方式进行更详细的描述。
47.实施例一
48.参考图1，本发明提供一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，具体步骤包括：
49.s1：利用测井资料确定纯砂岩段；
50.s2：固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；
51.s3：基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线；
52.s4：利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；
53.s5：建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
54.下面对以上各个步骤进行具体说明。
55.s1：利用测井资料确定纯砂岩段。
56.具体地，利用多种资料确定纯砂岩段，纯砂岩段的特点具有井眼规则、伽马低、无含炭屑特征以及电阻率值稳定。
57.s2：固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值。
58.具体地，首先先固定电阻率曲线刻度，然后调整声波曲线刻度，确保这声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，此时的电阻率、声波值即为基线值。
59.s3：基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线。
60.进一步地，所述视炭屑指示曲线将各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为无量纲曲线。
61.利用相应评价方法将所述电阻率曲线与所述声波曲线的包络面积进行换算获取所述视炭屑指示曲线。
62.更进一步地，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：
63.fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)
64.其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波时差值。
65.s4：利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量。
66.进一步地，所述利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量包括：
67.通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同时，获取炭屑含量。
68.具体地，通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段计算孔隙度与岩心测试孔隙度相同，此时，可获取炭屑含量vcoal。
69.s5：建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
70.进一步地，所述炭屑含量计算模型，包括：
71.提取相同深度点的所述视炭屑指示曲线值与体积模型获取的所述炭屑含量值，利用交会图技术建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系。
72.更进一步地，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：
73.vcoal＝a*(fcoal)+b
74.其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。
75.本发明首先获取纯砂岩段；通过调整声波曲线刻度，确保所述声波曲线刻度与电阻率曲线在纯砂岩段重合，获取基准值；然后基于所述基准值，获取视炭屑指示曲线；再利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。该方法具有较可靠的理论依据，操作性强，实际应用效果好；另外，通过对储层炭屑含量的计算，进一步排除炭屑含量对孔隙度计算结果的影响，进而精确评价出储层的孔隙度参数，为地质评价、有利层选取、储量计算等提供帮助。
76.实施例二
77.利用本发明处理四川盆地须家河组须二段测井资料，评价结果如下：
78.参考图2，图资料说明：
79.从左往右：
80.第一道为深度及岩性指示道，列出了自然伽马曲线；选出了4762-4774米井段为标准砂岩段。特点是自然伽马值低，电阻率、中子、声波曲线稳定、无明显异常段以及不含炭屑。
81.第二道为电阻率显示道：列出了深浅电阻率曲线及关系。
82.第三道为孔隙度曲线道：列出了声波、中子曲线及关系。
83.第四道为电阻率声波叠合及岩性划分道：列出了在纯砂岩段曲线重合时的，电阻率曲线与声波曲线的特征，可以看出，含炭屑层段电阻率与声波曲线之间有明显包络面积。
84.第五道为视炭屑含量指示道：该曲线为电阻率与声波包络面积计算所得。
85.第六道为孔隙度对比道：岩心孔隙度与测井模型计算孔隙度对比道，实线为含炭屑模型计算孔隙度、虚线为不含炭屑模型计算孔隙度、杆状线为岩心测试孔隙度。
86.第七道为炭屑含量对比道，该道中显示，实线为本发明计算炭屑含量，虚线为岩心孔隙度与测井计算孔隙度相近时的炭屑含量。
87.①
图中4819-4921.6、4831.6-4834.8米井段，自然伽马分别在53、57api左右，中子、声波及电阻率曲线平直稳定，满足纯砂岩基线条件。
88.②
图中共有四段炭屑含量较高、三段炭屑含量偏低层段内，分别如图2岩性道所示：四段炭屑含量较高层段电阻率与声波叠合面积较大，如该道阴影部分所示、对应的视炭
屑含量曲线值也较高，最大值可达33；另外三段炭屑含量较低层段，叠合面积相对较小，如该道阴影部分所示对应的视炭屑含量值偏小，基本小于10；
89.③
在炭屑含量较高的层段，测井评价时考虑炭屑成分与不考虑炭屑成分时的地层孔隙度有明显差异，图中第六道的虚线与实线之间有明显差异。
90.④
第七道中所示，利用图3确定的炭屑含量评价模型计算结果相近，其相应含量及趋势满足评价精度需求，可以在其他区域推广应用。
91.参考图3，图中横坐标为利用电阻率与声波曲线叠合计算的视炭屑含量值；纵坐标为岩心孔隙度与测井计算孔隙度相近时的地层炭屑含量值。
92.图中关系说明：
93.快速评价地层炭屑含量可用如下关系式：
94.vcoal＝0.1882*fcoal+0.0079
95.相关系数：r2＝0.9432
96.式中：vcoal
‑‑
地层炭屑含量，单位：％；fcoal
‑‑
地层视炭屑含量，无量纲。
97.实施例三
98.本发明实施例提供一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价装置，包括：
99.获取模块，用于利用测井资料确定纯砂岩段；
100.基准值模块，用于固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；
101.视炭屑指示曲线获取模块，基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线视炭屑指示曲线；
102.炭屑含量获取模块，利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；
103.模型建立模块，用于建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
104.具体地，所述视炭屑指示曲线将测井各深度数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为视炭屑指示曲线，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：
105.fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)
106.其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波时差值。
107.具体地，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：
108.vcoal＝a*(fcoal)+b
109.其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。
110.具体地，所述所述炭屑含量模块包括：通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同，获取炭屑含量。
111.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，包括：利用测井资料确定纯砂岩段；固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波时差曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线；利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。2.根据权利要求1所述的陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，所述视炭屑指示曲线是将各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为无量纲曲线。3.根据权利要求2所述的陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波曲线值。4.根据权利要求1所述的陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，所述利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量，包括：通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同，获取炭屑含量。5.根据权利要求1所述的陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，所述炭屑含量计算模型，包括：提取相同深度点的所述视炭屑指示曲线值与体积模型获取的所述炭屑含量值，利用交会图技术建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系。6.根据权利要求5所述的陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法，其特征在于，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：vcoal＝a*(fcoal)+b其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。7.一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价装置，其特征在于，包括：获取模块，用于利用测井资料确定纯砂岩段；基准值模块，用于固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，纯砂岩段重合处的电阻率值和声波时差值分别确定为电阻率和声波时差基准值；视炭屑指示曲线获取模块，基于所述电阻率与声波时差基准值，获取各深度点的视炭屑指示曲线；炭屑含量获取模块，利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；模型建立模块，用于建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述视炭屑指示曲线是将各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积计算为无量纲曲线，采用如下计算式计算各深度测井数据点的电阻率曲线和声波时差曲线之间的包络面积：fcoal＝(rd-rd
base
)-k*(ac-ac
base
)其中，k为横向曲线刻度道数，rd
base
、ac
base
分别为纯砂岩段的电阻率值与声波值；rd、ac分别为电阻率曲线值与声波时差值。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系为：vcoal＝a*(fcoal)+b其中，a、b分别为该线性关系的相关系数。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述炭屑含量模块包括：通过矿物骨架的选择调整，确保含炭屑层段的孔隙度与岩心测试孔隙度相同，获取炭屑含量。

技术总结
本发明公开了一种陆相致密储层炭屑含量的测井评价方法及装置，包括：利用测井资料确定纯砂岩段；固定电阻率曲线刻度并调整声波时差曲线刻度，确保声波曲线与电阻率曲线在纯砂岩段重合，获取基准值；基于所述基准值，获取视炭屑指示曲线；利用多矿物岩石体积模型获取炭屑含量；建立所述炭屑含量与所述视炭屑指示曲线的线性关系，获取炭屑含量计算模型。该方法具有较可靠的理论依据，操作性强，实际应用效果好；另外，通过对储层炭屑含量的计算，进一步排除炭屑含量对孔隙度计算结果的影响，进而精确评价出储层的孔隙度参数，为地质评价、有利层选取、储量计算等提供帮助。储量计算等提供帮助。储量计算等提供帮助。


技术研发人员：武清钊 金武军 邵绪鹏 刘振峰 刘君龙 吴静
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2023/9/22