一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法

摘要

本发明提供了一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法，涉及石油和天然气勘探技术领域，该方法包括利用CCT模型计算接触泥质砂岩的纵波速度作为砂岩纵波速度分布上限，绘制接触泥质、结构泥质和层状泥质的泥质含量与纵波速度交会图；利用HMHS模型计算分散泥质砂岩纵波速度作为砂岩纵波速度分布下限，绘制分散泥质含量与纵波速度交会图；标记分散泥质砂岩、接触泥质砂岩、结构泥质砂岩和层状泥质砂岩声速的分布区域，得到泥质砂岩声速分布图版；将实际泥质砂岩的声速和泥质含量数据代入图版，确定泥质分布形式。该方法能够定性识别泥质砂岩中泥质的分布类型，代表性强、周期短，能够大规模应用于测井、地震评价等。

说明书

技术领域

本发明涉及石油和天然气勘探技术领域，具体涉及一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法。

背景技术

在实际的地球物理评价中需要考虑泥质分布类型和含量对砂岩声速的影响。通常，可以采用钻井取芯的实验室镜下观察、粒度分析来确定泥质分布类型，但该方法存在样本代表性有限、实验周期长等技术缺陷，无法大规模应用于测井、地震评价。

中国专利CN109324171A公开了一种基于岩性统计的沉积相定性识别方法，具体包括：数据收集、数据处理、参数计算、建立沉积相定性识别图版以及根据各计算单元的参数计算结果，其中，数据收集包括收集工区探井岩性录井数据和已知的沉积相数据；数据处理以单井上所划分的一种沉积相类型所对应的连续不间断的地层段作为一个计算单元，剔除厚度小于20m的计算单元，剔除每个计算单元内的无效岩层，剩余的岩层分为砂岩、泥岩两大类；参数计算分别计算各计算单元的砂岩频率以及砂地比两个参数；根据参数计算结果则在砂岩频率-砂地比交汇图上进行投点，再根据计算单元的沉积相类型以及投点位置，绘制不同沉积相类型的识别区域。该发明大幅度提高了沉积相识别工作的工作效率与准确率；具有速度快、成本低、效率高、主观干预影响小的优点。但该方法主要针对连续性地层段，并需要对无效岩层进行剔除，同时仍需要提前对岩层类型进行主观判断，应用范围有局限性。

中国专利CN106842359B公开了一种利用波阻抗定性识别复杂砂砾岩体岩性的方法，包括：利用岩心资料，结合测井数据，确定不同岩性在阵列感应、密度、声波时差、中子孔隙度这些测井曲线数据上的分布范围；进行岩性的粗分；进行岩性细分，并利用波阻抗，进一步确定出灰质砂岩、灰质砾岩；通过以上步骤，精细判别出七类岩性。该方法具有较好的操作性，利于推广，为复杂砂砾岩体岩性的定性识别提供了切实可行的新方法。但该方法需要详细的岩心资料，包括阵列感应、密度、声波时差和中子孔隙度等数据，需要针对岩层进行各个方面的参数进行测量，较为复杂。

目前为止，泥质分布类型识别方法存在较为复杂、需依赖多项参数以及主观性判断等问题，因此需要寻找一种代表性强、周期短、主观性依赖小，能够大规模应用于测井、地震评价的识别方法，用以定性识别泥质砂岩中泥质的分布类型。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法。该方法代表性强、周期短，能够大规模应用于测井、地震评价的识别方法，用以定性识别泥质砂岩中泥质的分布类型。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法，包括以下步骤：

(1)、利用模型计算接触泥质砂岩的纵波速度作为岩纵波速度分布上限，绘制接触泥质、结构泥质和层状泥质的泥质含量与纵波速度交会图；

(2)、利用模型计算分散泥质砂岩纵波速度作为砂岩纵波速度分布下限，绘制分散泥质含量与纵波速度交会图；

(3)、分别标记分散泥质砂岩、接触泥质砂岩、结构泥质砂岩和层状泥质砂岩声速的分布区域，得到泥质砂岩声速分布图版；

(4)、将实际泥质砂岩的声速和泥质含量数据代入图版，并根据实际泥质砂岩声速数据和边界相对位置确定泥质分布形式。

进一步地，步骤(1)中所述模型为CCT模型，其中，CCT模型的使用方法参照论文Xue-Hui H,Jun-Xin G,Feng-Bi L,et al.Generalization of the Expression ofCementation Radius in Contact Cement Theory and Its Application[J].ChineseJournal of Geophysics,2015,57(4):439-449.

进一步地，步骤(2)中所述模型为HMHS模型，其中，HMHS模型的使用方法参照论文Dvorkin J P,Nur A M.Elasticity of high-porous sandstones:Theory for two NorthSea data sets[J].Geophysics,1996,61(5):1363-1370.

进一步地，步骤(2)中所述分散泥质的纵波速度介于V_low-aV_low之间；步骤(1)中所述接触泥质的纵波速度介于cV_up-V_up之间；步骤(1)中所述结构泥质和层状泥质的纵波速度均介于dV_up-eV_up之间。其中，所述V_up为砂岩纵波速度分布上限，V_low为砂岩纵波速度分布下限。所述接触泥质的泥质含量小于b；所述结构泥质和层状泥质的泥质含量大于b，其中，b是一个泥质含量的插值，在声速分布上限V_up上，b以前认为是接触泥质，b以后认为是结构或层状泥质。

进一步地，所述a、b、c、d和e为待定系数，通过经验确定，在一些具体的实施方式中，所述a的范围为1-1.6，所述b的范围为0-0.15，所述c的范围为0.8-1，所述d的范围为0.8-1，所述e的范围为1-1.3。优选地，所述a为1.5，所述b为0.1，所述c为0.9，所述d为0.9，所述e为1.1。

值得说明的是，本发明被图版中所围起来的空白区域为混合泥质，实际声速分布越靠近下限说明泥质分布以分散泥质为主；实际声速越靠近上限说明泥质分布以结构泥质或层状泥质为主；实际声速越靠近接触泥质区域说明泥质分布以接触泥质为主。

本发明所取得的技术效果是：

1.本发明的方法能够定性识别泥质砂岩中泥质的分布类型，适用于泥质分布类型较为单一的情况。

2.本发明的方法代表性强、周期短、主观性依赖小，能够大规模应用于测井、地震评价，为地层精细解释提供参考，降低解释风险。

附图说明

图1为泥质砂岩声速分布图版；

图2为泥质砂岩声速分布及泥质砂岩声波速度图版，其中，散点为韩德华(Han,De-hua)公开发表的泥质砂岩声波速度数据。

具体实施方式

一种应用声速定性识别泥质分布类型新方法，包括以下步骤：

(1)、根据CCT模型计算接触泥质砂岩的纵波速度作为砂岩纵波速度分布上限，绘制接触泥质、结构泥质和层状泥质的泥质含量与纵波速度交会图；

(2)、根据HMHS模型计算分散泥质砂岩声速作为砂岩纵波速度分布下限，绘制分散泥质含量与纵波速度交会图；

(3)、标记分散泥质砂岩、接触泥质砂岩、结构泥质砂岩和层状泥质砂岩声速的分布区域，得到泥质砂岩声速分布图版；其中，分散泥质的纵波速度介于V_low-aV_low之间，接触泥质的纵波速度介于cV_up-V_up之间，泥质含量小于b；结构泥质或层状泥质的纵波速度介于dV_up-eV_up之间，泥质含量大于b。其中，a、b、c、d和e为待定系数，a为1.5，b为0.1，c为0.9，d为0.9，e为1.1；V_low代表砂岩纵波速度分布下限，V_up代表砂岩纵波速度分布上限。依据如上参数建立的泥质砂岩声速分布图版如图1所示；其中，各个参数的设定为：石英体积模量K＝37GPa；石英剪切模量G＝44GPa；石英密度ρ＝2.65g/cm³；泥质体积模量K_c＝25GPa；泥质剪切模量G_c＝9GPa；泥质密度ρ_c＝2.55g/cm³；临界孔隙度配位数n＝9；泥质含量其中，为砂岩的实际孔隙度。

(4)、将论文Han D,Nur A,Morgan D.Effects of porosity and clay contenton wave velocities in sandstones[J].Geophysics,1986,51(11):2093.中实际泥质砂岩的声速和泥质含量数据代入图版(即图1)中，得到图2，并根据实际泥质砂岩声速数据和边界相对位置确定泥质分布形式。

由图2可知，本发明中，实际泥质砂岩的声速和泥质含量数据落入的区域大部分为结构或层状泥质，泥质砂岩样品中泥质分布以结构泥质或层状为主，泥质分布类型较为单一，表现出了近似线性的关系，和韩德华总结出近似线性的泥质砂岩声速的经验公式相互验证，上述结果表明本发明的方法得到的结论与韩德华提出来的经验公式和实验数据相互验证和补充，本发明中的方法较为准确。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。