一种逐点刻度电成像资料计算视地层水电阻率谱及参数的方法

摘要

本发明涉及一种逐点刻度电成像资料计算视地层水电阻率谱及参数的方法；逐点刻度步骤：用测井资料编辑工具将电成像资料与浅电阻率深度拉齐；计算电成像资料图像的平均电流值；对每一个图像框，由相同深度点浅电阻率值对应的电导率值计算一个刻度系数；电成像资料的视地层水电阻率谱计算：经过浅电阻率刻度的电成像实质上是井壁冲洗带的电导率图像，定义电成像资料一个像素点的视地层水电阻率；电成像资料的视地层水电阻率谱参数计算：引入均值表达视地层水电阻率分布谱中主峰偏离基线的程度；用方差表达视地层水电阻率分布谱的宽窄；应用浅电阻率逐点刻度电成像资料，计算电成像资料视地层水电阻率谱，提取视地层水电阻率谱的均值与方差评价储层流体性质有显著的应用效果。

说明书

技术领域

本发明涉及石油地质勘探、地下水勘探的测井技术。特别是一种用于根据石油测井测量中的电成像测井资料识别碳酸盐岩储层，火成岩储层及低孔隙度裂缝性砂岩储层流体性质的方法。

背景技术

电成像测井仪在井筒中通过安装在极板上的钮扣电极测量得到井眼附近地层随深度变化的微电阻率图像信息资料，测量的多条曲线反映地层微电导率的变化。由于井壁附近不同地质体的电导率不同，因而成像测井资料以图像的形式反映井壁附近地层的层理、裂缝、溶蚀孔洞等地质现象。泥岩泥质条带的电阻率低，溶蚀孔洞，裂缝等与储层相关的地质现象电阻率也比基块岩石的电阻率低。为表达这些不同的地质现象，在成像资料的图像上用不同的颜色表达。浅色表示低电导率，深色表示高电导率。

电成像资料在地层评价中要按照如下步骤进行：①根据测井时测量的井斜、磁方位、测井速度、数据增益等对原始数据进行校正；②由于电成像测井仪的钮扣电极系是非聚焦电极系，也就是其测量值仅与井壁附近地质体的电导率成比例变化，因而要用浅电阻率测井资料进行标定。③电成像资料的应用。

浅电阻率对电成像资料的标定是实际定量分析的重要步骤。已有的浅电阻率标定方法是分段线性方法。首先根据成像测井资料计算一条平均电流曲线，用此平均电流曲线与浅电阻率曲线进行深度匹配；然后根据深度匹配点对应的测井值，以平均电流为横坐标，浅电阻率为纵坐标绘制交会图。在交会图上，通过人机交互获得一个分段线性关系。最后，根据这个分段线性关系将原始测量的转换为电导率值。这种方法存在的问题一是步骤较多软件实现工作量大，二是成像资料的刻度效果取决于分段线性拟合效果。而刻度结果的好坏又直接影响在此基础上的电成像资料应用效果。

在电成像资料的应用方面，目前的大多数应用主要集中在储层的定性评价方面，如裂缝识别、地层倾角解释等；在储层定量评价方面，见到的工作有PorSpect⁽¹⁾孔隙度谱分析用于评价原生隙与次生孔隙，裂缝宽度计算等。

发明内容

本发明的目的是提出一种用浅电阻率资料逐点刻度电成像资料，根据刻度结果计算视地层水谱及谱均值和方差的方法识别低孔隙度碳酸盐岩储层、火成岩储层、低孔隙度裂缝砂岩储层流体性质。

对于电成像测井资料的预处理，为了克服已有的浅电阻率资料刻度电成像资料方法存在的步骤较多，软件工作量大及刻度效果等问题，发明了浅电阻率逐点刻度成像资料的方法，以及在此基础上计算电成像资料视地层水电阻率谱及参数的方法评价储层流体性质。

1逐点刻度方法步骤

(1)用测井资料编辑工具将电成像资料与浅电阻率深度拉齐；

(2)计算电成像资料图像的平均电流值；

$C_{\mathrm{aver}}\left(\mathrm{dep}\right)=\underset{i=1}{\overset{n_i}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{n_j}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{n_k}{\Sigma }}C(j,k,i)/(n_i·n_j·n_k)---\left(1\right)$

式中n_i是图像框深度上的点数；n_j是成像仪的极板数，不同的仪器是不同的；n_k是仪器每个极板的钮扣数，不同的仪器是不同的。C(j，k，i)是图像框的i深度点j极板k钮扣的测量电流值；C_aver(dep)是计算的平均电流。

(3)对每一个图像框(常规测井资料的一个深度点)，由相同深度点浅电阻率值对应的电导率值计算一个刻度系数；

$\mathrm{Coef}\left(\mathrm{dep}\right)=\frac{1000}{\mathrm{RS}\left(\mathrm{dep}\right)}/C_{\mathrm{aver}}\left(\mathrm{dep}\right)---\left(2\right)$

式中C_aver(dep)是(1)式计算的平均电流；RS(dep)是对应深度的浅电阻率测井值；Coefi(dep)是成像资料图像框对应深度的刻度系数。

(4)用刻度系数刻度一个深度点对应图像框的成像资料；

C_scale(j，k，i)＝Coef(dep)*C(j，k，i)            (3)

式中C(j，k，i)为输入图像框的第j极板，第k个钮扣，第i个深度点的测量电流值；C_scale(j，k，i)对应点的刻度像素值。

由上面的逐点刻度步骤可知，该方法的优点是刻度过程不需要人工干预，直接用深度对齐的浅电阻率资料对电成像资料进行细致刻度。这种刻度方法的前提是电成像资料与浅电阻率深度对齐，对于深度对齐要求较高。

2电成像资料的视地层水电阻率谱计算

经过浅电阻率刻度的电成像实质上是井壁冲洗带的电导率图像。定义电成像资料一个像素点的视地层水电阻率。

R_wa(j，k，i)＝φ(dep)[RS(dep)·C_scale(j，k，i)]^1/m(dep)/C_scale(j，k，i)

(4)

式中C_scale(i，j，k)是i深度点j极板k钮扣经刻度的电导率值，s/m；m(dep)为阿尔奇公式中的胶结指数，采用三孔隙度模型计算[ref 3]；RS(dep)为冲洗带电阻率。φ(dep)为常规测井计算的总孔隙度。根据(4)式可以计算电成像资料每个像素点的视地层水电阻率值。

对于一个图像框，则可以根据每个像素点的计算结果值统计其直方图，得到视地层水电阻率谱，用于识别流体性质。

3电成像资料的视地层水电阻率谱参数计算

为了定量评价油气层段与水层段视地层水电阻率分布谱上的差别，引入均值表达视地层水电阻率分布谱中主峰偏离基线的程度；用方差(二阶矩)表达视地层水电阻率分布谱的宽窄(分散性)。一个深度点视地层水电阻率谱均值定义如下

$\overline{R_{\mathrm{wa}}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{R}_{\mathrm{wai}}{P}_{R_{\mathrm{wai}}}/\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{R_{\mathrm{wai}}}---\left(5\right)$

式中R_wai是视地层水电阻率值，是相应视地层水电阻率为R_wai的频数(像素点数)。视地层水电阻率谱方差

${\sigma }_{R_{\mathrm{wa}}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{R_{\mathrm{wai}}}{(R_{\mathrm{wai}}-\overline{R_{\mathrm{wa}}})}^2}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_{R_{\mathrm{wai}}}}}---\left(6\right)$

由上述定义可以看出，视地层水电阻率分布的均值表达偏离基线的程度；方差表达了视地层水电阻率谱分布的离散程度(主峰的宽窄)

油气层的视地层水电阻率谱的特征是“值大且宽”；水层的视地层水电阻率谱的特征是“值小且窄”。对于某一深度计算的均值与方差，油气层是两者都增大；水层两者都小的特征。

发明也对不同地区的多口井不同的电成像资料应用，效果显著。

应用浅电阻率逐点刻度电成像资料，在此基础上计算电成像资料视地层水电阻率谱，提取视地层水电阻率谱的均值与方差评价储层流体性质有显著的应用效果。

附图说明

图1是视地层水电阻率谱识别流体性质示意图。其中，a图是水层的Rwa谱示意图；b图是油层的Rwa谱示意图。附图1中纵坐标P为频数，横坐标为视地层水电阻率的大小。

图2逐点刻度电成像测井资料计算电成像视地层水电阻率谱及参数的流程图。

具体实施方式

在斯仑贝谢Geoframe⁽¹⁾3.8环境和Cifsun⁽⁴⁾环境中实现了上述发明内容，开发了相应程序模块。

在Geoframe⁽¹⁾环境实现步骤如附图2所示。

1)在Geoframe⁽¹⁾软件中加载常规和成像测井资料；

2)利用三孔隙度模型计算常规测井资料孔隙度Φ(dep)和m(dep)值；

3)用Geoframe⁽¹⁾软件中的BorEID⁽¹⁾模块对成像资料进行预处理；

4)在前面计算和处理结果的基础上实现公式(1)(2)(3)(4)(5)

(6)的程序模块；

5)对处理结果视地层水电阻率谱及参数进行统计计算和绘图。

其中实现上述步骤4)的方式如下。

I)对FMI资料处理，在公式(1)中n_k＝8，n_j＝24，n_i＝50；然后实现公式(2)、(3)、(4)。

II)统计8*24*50点α·R_wa(j，k，i)的直方图，α＝3.3为系数，得到一个深度点视地层水电阻率谱

III)按公式(5)和(6)统计一个深度点视地层水电阻率谱的均值与方差。

IV)绘出计算结果如附图2、附图3。第四道为成像资料视地层水电阻率谱，第五道为视地层水电阻率谱的均值和方差。

V)对EMI资料处理，在公式(1)中n_k＝6，n_j＝25，n_i＝50；然后实现公式(2)、(3)、(4)。

VI)统计6*25*50点α·R_wa(j，k，i)的直方图，α＝3.3为系数，得到一个深度点视地层水电阻率谱

VII)按公式(5)和(6)统计一个深度点视地层水电阻率谱的均值与方差。

(注释：

(1)Geoframe、FMI、BorEID、PorSpect，Schlumberge公司商标

(2)EMI，Haliburton Logging Services公司商标

(3)STARII，Atlas Wireline Services公司商标

(4)Cifsun、MCI，CNPC公司商标)