一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分及巖石骨架組分；給定流體組分響應(yīng)特征值及泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值；根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值；利用測(cè)井儀器，獲取研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量；聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組；利用測(cè)井響應(yīng)方程組，采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
【專利說明】一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是針對(duì)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層的分析，尤指一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)井技術(shù)作為一項(xiàng)定性、定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的主要方法，貫穿于油氣勘探開發(fā)各個(gè)階段，在碎屑巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中發(fā)揮了重要作用，隨著勘探對(duì)象的日益復(fù)雜，測(cè)井技術(shù)越來越受重視，但還存在很多難題和挑戰(zhàn)。火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)是火山巖油氣藏描述的重點(diǎn)，而火山巖巖性解釋又是火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。巖性解釋不準(zhǔn)確，將直接導(dǎo)致漏失油氣層。因此準(zhǔn)確進(jìn)行火山巖巖性解釋是開展火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
[0003]前期的研究者大多單一的利用常規(guī)測(cè)井資料、地震資料等，采用參數(shù)交會(huì)圖法、成像測(cè)井識(shí)別法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、對(duì)應(yīng)分析識(shí)別法、偶極聲波測(cè)井、巖石強(qiáng)度參數(shù)識(shí)別法、地震法等方法，識(shí)別結(jié)果為簡(jiǎn)單的巖性剖面，主要停留在定性程度，不能為精細(xì)的勘探開發(fā)提供準(zhǔn)確的巖性剖面資料，特別是在火山巖的油氣勘探中，由于巖性對(duì)測(cè)井響應(yīng)的影響往往超過儲(chǔ)層流體的影響，因此巖性成分的精細(xì)解釋將是勘探成功與否的關(guān)鍵。元素俘獲能譜測(cè)井(Elemental Capture Spectroscopy,簡(jiǎn)稱ECS測(cè)井)能夠測(cè)量組成地層巖石的各種元素信息，提供了一種從化學(xué)組分的角度解釋火山巖巖性的可能性，但由于氧化物閉合模型不易確定，使得該項(xiàng)技術(shù)難以快速掌握、推廣應(yīng)用較難。另一方面，在以往研究中，元素俘獲能譜測(cè)井資料的應(yīng)用之前要做很多復(fù)雜的工作，例如氧化物閉合模型、原始值轉(zhuǎn)為相對(duì)含量等，而這些計(jì)算不容易掌握，地區(qū)不同，模型參數(shù)差異也很大，未能與常規(guī)測(cè)井資料形成一種易操作、有效的火山巖巖性定量解釋方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是利用常規(guī)測(cè)井資料，元素俘獲能譜測(cè)井等測(cè)井方法，基于地層組分，提供了一種簡(jiǎn)單、有效的火山巖巖性定量方法，以提高復(fù)雜儲(chǔ)層巖性解釋的符合率，以此作為儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法，所述方法包括:根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分；給定所述流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及所述泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值；根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值；利用測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量；根據(jù)所述流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組；利用所述測(cè)井響應(yīng)方程組，采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出所述研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋裝置，所述裝置包括:儲(chǔ)層劃分模塊，用于根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分；流體組分及泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值獲取模塊，用于獲取所述流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及所述泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值，其中，所述流體組分響應(yīng)特征值以及所述泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值通過給定直接獲得；巖石骨架組分響應(yīng)特征值獲取模塊，根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值；響應(yīng)值獲取模塊，用于利用測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量；測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊，用于根據(jù)所述流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組；巖性定量解釋模塊，用于利用所述測(cè)井響應(yīng)方程組，采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出所述研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例公開的利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置具備以下顯著特點(diǎn):1、不僅立足于現(xiàn)有成熟的常規(guī)測(cè)井系列，而且綜合應(yīng)用了較難推廣應(yīng)用的元素俘獲能譜測(cè)井資料，方法原理簡(jiǎn)單，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)；2、提出了元素俘獲能譜測(cè)井資料應(yīng)用的新途徑，應(yīng)用前景廣闊；3、精確計(jì)算出了火成巖巖性成分相對(duì)含量，為巖石命名提供量化的可能；4、實(shí)現(xiàn)了火山巖、碳酸鹽巖等復(fù)雜巖性識(shí)別精度從定性到定量化的發(fā)展，極大提高了巖性解釋的符合率，在一定程度上可用來修正、校正錄井剖面記錄上的人為誤差。利用該發(fā)明處理了吐哈油田、大慶油田資料齊全的15 口井，處理結(jié)果與312塊薄片鑒定結(jié)果對(duì)比，符合率達(dá)到93%，較以前提高了 10%左右。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0009]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的巖性定量解釋方法流程圖。
[0010]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的巖性定量解釋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3A為本發(fā)明一具體實(shí)施例的玄武巖物性分析孔隙度與密度曲線交會(huì)圖。
[0012]圖3B為本發(fā)明一具體實(shí)施例的玄武巖物性分析孔隙度與中子曲線交會(huì)圖。
[0013]圖3C為本發(fā)明一具體實(shí)施例的玄武巖物性分析孔隙度與聲波曲線交會(huì)圖。
[0014]圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例的多種資料擬合反演巖性定量解釋成果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0016]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的巖性定量解釋方法流程圖。如圖1所示，本方法包括:
[0017]步驟S101，根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分；[0018]步驟S102，給定流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值；
[0019]步驟S103，根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值；
[0020]步驟S104，利用測(cè)井儀器，獲取研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量；
[0021]步驟S105，根據(jù)流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組；其中，元素俘獲能譜測(cè)井曲線是利用元素俘獲能譜測(cè)井獲得的曲線。
[0022]步驟S106,利用測(cè)井響應(yīng)方程組,采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
[0023]在步驟SlOl中，一般認(rèn)為儲(chǔ)層由多種巖石骨架、泥質(zhì)、石油、水(或者還有天然氣，但天然氣成分不是必須的)組成，根據(jù)研究工區(qū)的不同，主要體現(xiàn)在了巖石骨架的多樣性方面，對(duì)于火山巖、碳酸鹽等復(fù)雜儲(chǔ)層的巖石骨架就包括了多種巖性成分。
[0024]在本實(shí)施例步驟S101、S102中，流體組分至少包括了石油以及水，石油及水對(duì)應(yīng)的流體組分相應(yīng)特征值通過直接給定獲得。
[0025]在本實(shí)施例中，巖石骨架組分的巖性至少包括:玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖及砂巖。
[0026]上述步驟S103的方法更詳細(xì)的說，還包括:
[0027]根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析和實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定巖石骨架組分的巖性；
[0028]利用聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井，結(jié)合物性分析與實(shí)際測(cè)井曲線，以數(shù)據(jù)擬合方式來確定研究工區(qū)的各巖石骨架組分的聲波測(cè)井響應(yīng)特征值、密度測(cè)井響應(yīng)特征值及中子測(cè)井響應(yīng)特征值；
[0029]利用自然伽馬測(cè)井及元素俘獲能譜測(cè)井，結(jié)合求取實(shí)際測(cè)井曲線平均值的方法確定巖石骨架組分中各個(gè)巖性的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征值及元素俘獲能譜測(cè)井響應(yīng)特征值。
[0030]其中，測(cè)井資料包括了成像測(cè)井資料、常規(guī)測(cè)井資料；聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井，自然伽馬測(cè)井資料都屬于常規(guī)測(cè)井資料；元素俘獲能譜測(cè)井資料能夠測(cè)量組成地層巖石的各種元素信息，提供了一種從化學(xué)組分的角度解釋火山巖巖性的方法，這種測(cè)井資料屬于非常規(guī)的測(cè)井資料。
[0031]在本實(shí)施例的步驟S104中，測(cè)井儀器包括:密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器，元素俘獲能譜測(cè)井儀器；其中
[0032]利用密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器獲取研究工區(qū)地層的密度響應(yīng)值、中子響應(yīng)值、聲波響應(yīng)值、自然伽馬測(cè)井響應(yīng)值；
[0033]還利用元素俘獲能譜測(cè)井儀器，獲取研究工區(qū)地層中的鋁、鈣、鐵、硫、硅的元素含量。
[0034]在本實(shí)施例的步驟S105中，建立的測(cè)井響應(yīng)方程組為:Tl
[0035]^ Xi Aij=BjCi=I,2,…，m);
i=l '
[0036]其中，n為研究工區(qū)中的地層組分的個(gè)數(shù)；如一具體實(shí)施例中，地層組分包括了玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖、砂巖、泥質(zhì)、水、石油八個(gè)組分。(前5部分是巖石骨架組分、泥質(zhì)是泥質(zhì)組分、水和石油是流體組分)
[0037]Xi為研究工區(qū)中的地層組分的相對(duì)體積；
[0038]AuS研究工區(qū)中的流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值；
[0039]m為測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量的個(gè)數(shù)；
[0040]Bj為測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值或元素含量。
[0041]在本實(shí)施例的步驟S105中，測(cè)井響應(yīng)方程組中元素俘獲能譜測(cè)井曲線的應(yīng)用是直接用于建立測(cè)井響應(yīng)方程組，而不需要轉(zhuǎn)換為各元素的相對(duì)含量。
[0042]在本實(shí)施例的步驟S106中，先用Householder變換求解一個(gè)最小二乘解,然后將每個(gè)最小二乘解作為共軛梯度優(yōu)化計(jì)算的初始值進(jìn)行優(yōu)化迭代計(jì)算求解；以得出研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果，然后再繪制巖性分析結(jié)果。
[0043]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的 巖性定量解釋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，裝置包括:
[0044]儲(chǔ)層劃分模塊10，用于根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分；
[0045]流體組分及泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值獲取模塊20，用于獲取流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值，其中，流體組分響應(yīng)特征值以及泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值通過給定直接獲得；
[0046]巖石骨架組分響應(yīng)特征值獲取模塊30，用于根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值；
[0047]響應(yīng)值獲取模塊40，用于利用測(cè)井儀器，獲取研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及
元素含量；
[0048]測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊50，用于根據(jù)流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組；
[0049]巖性定量解釋模塊60,用于利用測(cè)井響應(yīng)方程組,采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
[0050]在本實(shí)施例中，流體組分至少包括石油及水,石油及水對(duì)應(yīng)的流體組分響應(yīng)特征值通過直接給定獲得。巖石骨架組分至少包括:玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖及砂巖。
[0051]在本實(shí)施例中，巖石骨架組分響應(yīng)特征值獲取模塊30還用于根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析和實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定巖石骨架組分的巖性；[0052]利用聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井，結(jié)合物性分析與實(shí)際測(cè)井曲線，以數(shù)據(jù)擬合方式來確定研究工區(qū)的各巖石骨架組分的聲波測(cè)井響應(yīng)特征值、密度測(cè)井響應(yīng)特征值及中子測(cè)井響應(yīng)特征值；
[0053]利用自然伽馬測(cè)井及元素俘獲能譜測(cè)井，結(jié)合求取實(shí)際測(cè)井曲線平均值的方法確定巖石骨架組分中各個(gè)巖性的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征值及元素俘獲能譜測(cè)井響應(yīng)特征值。
[0054]在本實(shí)施例中，響應(yīng)值獲取模塊40還用于利用密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器獲取研究工區(qū)地層的密度響應(yīng)值、中子響應(yīng)值、聲波響應(yīng)值、自然伽馬測(cè)井響應(yīng)值；
[0055]還利用元素俘獲能譜測(cè)井儀器，獲取研究工區(qū)地層中的鋁、鈣、鐵、硫、硅的元素含量。
[0056]在本實(shí)施例中，測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊50建立的測(cè)井響應(yīng)方程組包括:
n
[0057]^x1Aij =B ^1=1,2,…，m);
i=l ' ，
[0058]其中，n為研究工區(qū)中的地層組分的個(gè)數(shù)；(前5部分是巖石骨架組分、泥質(zhì)是泥質(zhì)組分、水和石油是流體組分)
[0059]Xi為研究工區(qū)中的地層組分的相對(duì)體積；
[0060]AuS研究工區(qū)中的 流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值；
[0061]m為測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量的個(gè)數(shù)；
[0062]Bj為測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值或元素含量。
[0063]在本實(shí)施例中，測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊50建立的測(cè)井響應(yīng)方程組中，元素俘獲能譜測(cè)井曲線的應(yīng)用是直接用于建立測(cè)井響應(yīng)方程組，而不需要轉(zhuǎn)換為各元素的相對(duì)含量。
[0064]在本實(shí)施例中，巖性定量解釋模塊60還包括:先用Householder變換求解一個(gè)最小二乘解，然后將每個(gè)最小二乘解作為共軛梯度優(yōu)化計(jì)算的初始值進(jìn)行優(yōu)化迭代計(jì)算求解；以得出研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果，然后再繪制巖性分析結(jié)果。
[0065]本發(fā)明提出的利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置包括的技術(shù)主要有三種:地層組分的測(cè)井響應(yīng)特征值提取、常規(guī)測(cè)井與元素俘獲能譜測(cè)井綜合利用、最優(yōu)化求解測(cè)井響應(yīng)方程組。已有的資料中沒有提及受孔隙度影響較大的測(cè)井項(xiàng)目的地層組分響應(yīng)特征值的提取技術(shù)，未見常規(guī)測(cè)井與元素俘獲能譜測(cè)井聯(lián)合建立方程組來定量計(jì)算地層組分。
[0066]結(jié)合圖1及圖2，下面以一具體實(shí)施例來本發(fā)明的方法及裝置。
[0067]結(jié)合步驟S101，S102, S103，對(duì)吐哈油田某15 口井(有元素俘獲能譜測(cè)井資料)進(jìn)行儲(chǔ)層的初步劃分，包括了巖石骨架組分，流體組分，泥質(zhì)組分；利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、錄井?dāng)?shù)據(jù)、薄片鑒定資料，對(duì)吐哈油田15 口有元素俘獲能譜測(cè)井資料的井進(jìn)行分析，并對(duì)各種組分巖性出現(xiàn)的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)頻率最高的典型巖性大致有玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖、砂巖、泥質(zhì)、石油、水八個(gè)組分。[0068]在具體實(shí)施例中，需要獲取玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖、砂巖、泥質(zhì)、石油、水八個(gè)組分的聲波測(cè)井、密度測(cè)井、中子測(cè)井、自然伽馬測(cè)井及元素俘獲能譜測(cè)井的鋁、鈣、鐵、硫、娃元素含量的響應(yīng)特征值。
[0069]其中，石油、水等流體的性質(zhì)地區(qū)差異較小，應(yīng)用理論值完全可以滿足要求，因此流體組分的各測(cè)井響應(yīng)特征值可以直接有技術(shù)人員根據(jù)理論值給定。關(guān)于泥質(zhì)的響應(yīng)特征值，也可以通過直接給定獲得。
[0070]對(duì)于受孔隙度影響較大的聲波測(cè)井、密度測(cè)井、中子測(cè)井的組分響應(yīng)特征值主要通過物性分析資料與測(cè)井資料綜合確定，如圖3A至3C所示為玄武巖物性孔隙度與對(duì)應(yīng)深度的聲波測(cè)井曲線、密度測(cè)井曲線、中子測(cè)井曲線平均值的交會(huì)圖，線性擬合二者的相關(guān)關(guān)系及趨勢(shì)線，趨勢(shì)線延長(zhǎng)線與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)即為相應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)特征值。同理可確定出安山巖、輝綠巖、凝灰?guī)r、砂巖的密度測(cè)井、聲波測(cè)井、中子測(cè)井的響應(yīng)特征值。
[0071]其中，結(jié)合圖3A、圖3B及圖3C所示，由物性分析資料與實(shí)際的聲波測(cè)井曲線、密度測(cè)井曲線、中子測(cè)井曲線獲得各交匯圖，線性擬合測(cè)井曲線值與物性分析孔隙度的趨勢(shì)關(guān)系，然后將孔隙度為0時(shí)的曲線值作為該巖性的聲波測(cè)井、密度測(cè)井、中子測(cè)井響應(yīng)特征值。即:玄武巖的密度測(cè)井響應(yīng)特征值為2.6554，玄武巖的中子測(cè)井響應(yīng)特征值為0.0996，玄武巖的聲波測(cè)井響應(yīng)特征值為57.387。
[0072]對(duì)于受孔隙度影響較小或幾乎無影響的自然伽馬測(cè)井、元素俘獲能譜測(cè)井的組分響應(yīng)特征值主要通過純單一巖性段的測(cè)井值平均法確定。
[0073]結(jié)合步驟S104，利用利用測(cè)井儀器，獲取油田地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量;
[0074]首先，利用密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器獲取油田地層的密度響應(yīng)值、中子響應(yīng)值、聲波響應(yīng)值、自然伽馬測(cè)井響應(yīng)值；
[0075]還利用元素俘獲能譜測(cè)井儀器，獲取研究油田地層中的鋁、鈣、鐵、硫、硅的元素含量。
[0076]結(jié)合步驟S105，利用上述步驟獲取的數(shù)據(jù)，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組。建立方程組最好使響應(yīng)方程組的方程個(gè)數(shù)(常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量的個(gè)數(shù))比儲(chǔ)層組分的個(gè)數(shù)多一個(gè)，使得求解方程組時(shí)能得到一個(gè)最優(yōu)化解。
[0077]在本實(shí)施例中，建立的測(cè)井方程組如下:
[0078] [0079]其中:Vb、Va> Vt、Vd、Vs> Vm> V。、Vw分別為玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖、砂巖、泥巖、石油、水的相對(duì)體積含量；
[0080]2.6554為玄武巖的密度測(cè)井響應(yīng)特征值為，0.0996為玄武巖的中子測(cè)井響應(yīng)特征值，2.512為安山巖的密度測(cè)井響應(yīng)特征值，其他系數(shù)均為某一地層組分對(duì)應(yīng)的響應(yīng)特征值；
[0081]DEN、CNL、AC、GR分別為利用測(cè)井儀器獲得的地層中的密度、中子、聲波、自然伽馬測(cè)井曲線響應(yīng)值；
[0082]AL、CA、FE、S、SI分別為元素俘獲能譜測(cè)井得到的鋁、鈣、鐵、硫、硅元素含量。
[0083]結(jié)合步驟S106,先用Householder變換求解一個(gè)最小二乘解,然后將每個(gè)最小二乘解作為共軛梯度優(yōu)化計(jì)算的初始值進(jìn)行優(yōu)化迭代計(jì)算求解；為了便于利于計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)巖性解釋，在實(shí)際資料處理中采用最優(yōu)化算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例的多種資料擬合反演巖性定量解釋成果圖。如圖所示，右邊第二道為組分?jǐn)M合反演巖性定量解釋后繪制的精細(xì)巖性剖面，圖中I部分為凝灰?guī)r(Tuff)相對(duì)體積含量，II部分為玄武巖(Basalt)相對(duì)體積含量，III部分為安山巖(Andesite)相對(duì)體積含量，IV部分為輝綠巖(Diabases)相對(duì)體積含量；右邊第一道為薄片鑒定成果；左邊第一道中，曲線①為自然電位測(cè)井曲線、②為自然伽馬測(cè)井曲線、③為井徑測(cè)井曲線；左邊第二道中，曲線④為密度測(cè)井曲線、⑤為中子測(cè)井曲線、⑥為聲波測(cè)井曲線，左邊第三道中，曲線⑦、⑧、⑨、⑩分別任為元素俘獲能譜測(cè)井的鈣、鐵、鋁、硅元素曲線；左邊第四道為錄井記錄的巖性剖面。經(jīng)過錄井巖性剖面與精細(xì)巖性解釋剖面及薄片鑒定結(jié)果的對(duì)比，清晰可見，地層組分?jǐn)M合反演巖性定量解釋剖面與薄片鑒定結(jié)果完全一致，而錄井巖性剖面則顯的較為粗略，甚至巖性記錄錯(cuò)誤。
[0084]本發(fā)明實(shí)施例公開的利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法及裝置具備以下顯著特點(diǎn):1、不僅立足于現(xiàn)有成熟的常規(guī)測(cè)井系列，而且綜合應(yīng)用了較難推廣應(yīng)用的元素俘獲能譜測(cè)井資料，方法原理簡(jiǎn)單，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)；2、提出了元素俘獲能譜測(cè)井資料應(yīng)用的新途徑，應(yīng)用前景廣闊；3、精確計(jì)算出了火成巖巖性成分相對(duì)含量，為巖石命名提供量化的可能；4、實(shí)現(xiàn)了火山巖、碳酸鹽巖等復(fù)雜巖性識(shí)別精度從定性到定量化的發(fā)展，極大提高了巖性解釋的符合率，在一定程度上可用來修正、校正錄井剖面記錄上的人為誤差。利用該發(fā)明處理了吐哈油田、大慶油田資料齊全的15 口井，處理結(jié)果與312塊薄片鑒定結(jié)果對(duì)比，符合率達(dá)到93%，較以前提高了 10%左右。
[0085]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分； 給定所述流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及所述泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值； 根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值； 利用測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量； 根據(jù)所述流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組； 利用所述測(cè)井響應(yīng)方程組，采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出所述研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流體組分至少包括石油及水，所述石油及水對(duì)應(yīng)的流體組分響應(yīng)特征值通過直接給定獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述巖石骨架組分至少包括:玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖及砂巖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí) 驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值，包括: 根據(jù)測(cè)井資料，利用所述油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析和實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述巖石骨架組分的巖性； 利用所述聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井，結(jié)合物性分析與實(shí)際測(cè)井曲線，以數(shù)據(jù)擬合方式來確定所述研究工區(qū)的各巖石骨架組分的聲波測(cè)井響應(yīng)特征值、密度測(cè)井響應(yīng)特征值及中子測(cè)井響應(yīng)特征值； 利用所述自然伽馬測(cè)井及元素俘獲能譜測(cè)井，結(jié)合求取實(shí)際測(cè)井曲線平均值的方法確定所述巖石骨架組分中各個(gè)巖性的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征值及元素俘獲能譜測(cè)井響應(yīng)特征值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，利用測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，包括: 利用密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器獲取所述研究工區(qū)地層的密度響應(yīng)值、中子響應(yīng)值、聲波響應(yīng)值、自然伽馬測(cè)井響應(yīng)值； 還利用元素俘獲能譜測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層中的鋁、鈣、鐵、硫、硅的元素含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組，所述測(cè)井響應(yīng)方程組為:
n ^xiAij =BjCj=I,2,…，m);其中，n為所述研究工區(qū)中的地層組分的個(gè)數(shù)； Xi為所述研究工區(qū)中的地層組分的相對(duì)體積； Aij為所述研究工區(qū)中的流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值； m為所述測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量的個(gè)數(shù)； Bj為所述測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值或元素含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述測(cè)井響應(yīng)方程組中元素俘獲能譜測(cè)井曲線的應(yīng)用是直接用于建立測(cè)井響應(yīng)方程組，而不需要轉(zhuǎn)換為各元素的相對(duì)含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出所述研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果，包括:先用Householder變換求解一個(gè)最小二乘解,然后將每個(gè)最小二乘解作為共軛梯度優(yōu)化計(jì)算的初始值進(jìn)行優(yōu)化迭代計(jì)算求解。
9.一種利用多種資料擬合反演復(fù)雜巖性解釋裝置，其特征在于，所述裝置包括: 儲(chǔ)層劃分模塊，用于根據(jù)研究工區(qū)的地質(zhì)情況，將儲(chǔ)層劃分為流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分； 流體組分及泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值獲取 模塊，用于獲取所述流體組分的流體組分響應(yīng)特征值及所述泥質(zhì)組分的泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值，其中，所述流體組分響應(yīng)特征值以及所述泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值通過給定直接獲得； 巖石骨架組分響應(yīng)特征值獲取模塊，根據(jù)測(cè)井資料，利用油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析及實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述研究工區(qū)內(nèi)的巖石骨架組分類型及個(gè)數(shù)，確定巖石骨架組分響應(yīng)特征值； 響應(yīng)值獲取模塊，用于利用測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量； 測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊，用于根據(jù)所述流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值、常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量，聯(lián)合常規(guī)測(cè)井曲線與元素俘獲能譜測(cè)井曲線建立測(cè)井響應(yīng)方程組； 巖性定量解釋模塊，用于利用所述測(cè)井響應(yīng)方程組，采用Householder變換和共軛梯度優(yōu)化算法聯(lián)合反演出所述研究工區(qū)的地層中的流體組分、泥質(zhì)組分以及巖石骨架組分的最優(yōu)相對(duì)體積，繪制巖性分析結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述流體組分至少包括石油及水，所述石油及水對(duì)應(yīng)的流體組分響應(yīng)特征值通過直接給定獲得。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述巖石骨架組分至少包括:玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r、輝綠巖及砂巖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述巖石骨架組分響應(yīng)特征值獲取模塊還用于根據(jù)測(cè)井資料，利用所述油田現(xiàn)場(chǎng)取心、地質(zhì)描述、物性分析和實(shí)驗(yàn)室薄片鑒定方法，確定所述巖石骨架組分的巖性； 利用所述聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井，結(jié)合物性分析與實(shí)際測(cè)井曲線，以數(shù)據(jù)擬合方式來確定所述研究工區(qū)的各巖石骨架組分的聲波測(cè)井響應(yīng)特征值、密度測(cè)井響應(yīng)特征值及中子測(cè)井響應(yīng)特征值；利用所述自然伽馬測(cè)井及元素俘獲能譜測(cè)井，結(jié)合求取實(shí)際測(cè)井曲線平均值的方法確定所述巖石骨架組分中各個(gè)巖性的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征值及元素俘獲能譜測(cè)井響應(yīng)特征值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述響應(yīng)值獲取模塊還用于利用密度測(cè)井儀器、中子測(cè)井儀器、聲波測(cè)井儀器及自然伽馬測(cè)井儀器獲取所述研究工區(qū)地層的密度響應(yīng)值、中子響應(yīng)值、聲波響應(yīng)值、自然伽馬測(cè)井響應(yīng)值； 還利用元素俘獲能譜測(cè)井儀器，獲取所述研究工區(qū)地層中的鋁、鈣、鐵、硫、硅的元素含量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊建立的測(cè)井響應(yīng)方程組包括:
Tl ZxiAij=BjG=U,..., m):i=l ' 其中，n為所述研究工區(qū)中的地層組分的個(gè)數(shù)； Xi為所述研究工區(qū)中的地層組分的相對(duì)體積； Aij為所述研究工區(qū)中的流體組分響應(yīng)特征值、巖石骨架組分響應(yīng)特征值、泥質(zhì)組分響應(yīng)特征值 ； m為所述測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值及元素含量的個(gè)數(shù)； Bj為所述測(cè)試儀器測(cè)量的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)值或元素含量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)井響應(yīng)方程組建立模塊建立的所述測(cè)井響應(yīng)方程組中，元素俘獲能譜測(cè)井曲線的應(yīng)用是直接用于建立所述測(cè)井響應(yīng)方程組，而不需要轉(zhuǎn)換為各元素的相對(duì)含量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述巖性定量解釋模塊還包括:先用Householder變換求解一個(gè)最小二乘解,然后將每個(gè)最小二乘解作為共軛梯度優(yōu)化計(jì)算的初始值進(jìn)行優(yōu)化迭代計(jì)算求解。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK103485758SQ201310349346
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】張兆輝, 高楚橋 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司