一种测井曲线自动分层取值和评价方法

摘要

本发明提供了一种测井曲线自动分层取值和评价方法，针对测井原始曲线与成果曲线进行自动分层、自动取值与自动评价，该方法实现了3个具体目标：1.综合多条测井曲线变化特征及边界条件进行自动分层；2.根据曲线形态，逐层获取各条曲线的代表性数值；3.依据取值结果与判别标准，自动对地层性质做出评价。本发明主要目的在于为后续的测井交互解释和评价提供初始结果，以提高解释工作效率。本发明在测井曲线方波化、电阻率测井2D反演初始化等方面更可直接应用。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理测井技术领域，具体地说是一种测井曲线自动分层取值和评价方法。

背景技术

随着人类文明的快速发展，对能源的需求日益增加，而且现代社会消费者的需求也日趋多样化，工业生产要求产品能够快速转型，这都加大了对石油和天然气的需求量。为了有效探测油气层，在油气田勘探开发的过程中，测井资料数字处理与综合解释成为广大测井解释人员的主要任务之一，在此过程中，解释人员将依据原始测井曲线的响应，以及经过测井资料数字处理后的成果曲线，同时参考钻井、地质、录井、岩心等其他资料，进行地层评价，旨在确定储层性质（油层、气层、水层或干层等），以及获取储层岩性、物性（孔隙度、渗透率）及含油性（含油饱和度）等储层参数。

过去由于计算机软件技术的限制等原因，传统的测井储层评价方法一般分为三个步骤，1.利用计算机对测井数据进行数字处理并输出绘制成图；2.以桌面图纸作业的方式对测井曲线进行储集层划分、曲线读值以及储层性质评价；3.人工录入上述结果形成测井解释成果报表并打印输出。完成一口井的测井评价工作，一般需要花费2人3天以上的时间，存在工作周期长，时效性差，精度不高，易出差错等诸多问题。如今测井评价工作从资料处理到综合解释已经完全可以在计算机图形界面下交互完成，然而图形界面下的交互解释虽说操作方式上得到了极大的改进，但是依然难以避免手工解释中存在的大部分问题。

发明内容

本申请提出了一种测井曲线自动分层取值和评价方法，旨在为测井资料数字处理与综合解释软件平台提供一套测井自动解释的算法，为交互解释提供一套初始自动解释结果，以提高测井解释工作的效率和精度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种测井曲线自动分层取值和评价方法，包括以下步骤：

一、自动分层

步骤S1：选择若干条测井曲线，设置各曲线的权值，再根据曲线合成规则合成为一条综合分层曲线；

步骤S2：对综合分层曲线用移动加权平均法进行平滑滤波；

步骤S3：对综合曲线应用拐点法进行分层；

步骤S4：选择一条关键曲线，应用截止值法进行分层，同时利用其在界面处的曲线增减性确定界面的顶底属性；

步骤S5：根据最小层厚、综合曲线斜率阀值、关键曲线截止值限制的规则，对步骤3、4产生的层进行取舍；

步骤S6：将上述界面构建成非储层单元、储层单元和小层单元；

二、自动取值

步骤S7：对每条曲线构建一阶导数与二阶导数来获得所有拐点和极值点；

步骤S8：在小层单元内通过统计拐点、极值点数量和拐点处曲线增减性来判定曲线形态，曲线形态共分为四种，即单调曲线、凹曲线、凸曲线和波动曲线；

步骤S9：在小层单元内计算最小斜率点值、平均值、极小值、极大值；

步骤S10：根据曲线形态决定取值方式，即单调曲线取最小斜率点值或平均值，波动曲线取平均值，凹曲线取极小值，凸曲线取极大值，对每条曲线进行小层赋值；

三、自动评价

步骤S11：逐层按照设立的标准，为小层做出结论判定。

作为本方案的优选实施例，所述的步骤S1选取曲线对用户所关心的地层特性如地层岩性、物性、含油性参数敏感，地层特性的响应都能够反映在综合分层曲线上，各种特性的响应相互独立，或是具有叠加增幅效应，所有曲线的权值具有正负属性。

曲线合成公式为：

                                                              

作为本方案的优选实施例，所述的步骤S5给定的规则包括最小层厚、综合曲线斜率阀值、关键曲线截止值限制。

作为本方案的优选实施例，所述的步骤S11的判别条件包括泥质含量上限值、孔隙度下限值、含水饱和度上限值，以及烃类型。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过计算机模拟人工方式对测井曲线进行自动分层、自动取值和自动评价，也即为在进行后续的交互式分层取值及评价之前，预先提供一套自动解释结果；本方法十分符合测井曲线人工分层取值的要求和特点，控制参数灵活，结果合理可靠，可以为后续的交互式解释极大地减少工作量和提高效率。自动分层取值与评价的结果与最终解释结果相比，符合率可达到80%以上，理想情况下，自动分层取值与评价的成果甚至直接可用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的步骤流程图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，应用本发明进行测井解释评价工作，包括以下步骤:

一、自动分层

（1）将测井资料数字处理后的成果曲线-孔隙度（POR）、含水饱和度（SW）、泥质含量（VSH）曲线加权合成为一条综合曲线；

S= SW*MWsw + VSH*MWvsh + POR*MWpor

（2）将合成的综合曲线进行平滑滤波（5点移动加权平均法，可依权系数变化分为多个级别）；

S=MW1*S[n-2]+MW2*S[n-1]+MW3*S[n]+MW4*S[n+1]+MW5*S[n+2]

（3）计算合成曲线的一阶导数与二阶导数，并确定拐点深度作为层界面。

测井曲线为等间隔采样数据，因此曲线的一阶导数和二阶导数分别为：

S’[n]=S[n+1]-S[n]

S”[n]=S’[n+1]-S’[n]

判定相邻两点的二阶导数乘积为负时，即可确定一个拐点界面。

（4）统计步骤(3)的所有拐点处的综合曲线斜率，得到平均斜率作为粗糙度的参考值，比较拐点处的曲线斜率与粗糙度计算的斜率截止值，决定拐点界面的取舍（储层参数达到一定变化程度才进行分层）。

（5）以泥质含量曲线作为关键曲线，进行截止值分层（泥质含量曲线与截止值的交点深度即为截止值界面）。

（6）舍弃所有泥质含量大于泥质含量截止值的所有拐点界面（不对泥岩进行细分层）。

（7）舍弃不满足最小层厚要求的拐点界面。

（8）再舍弃不满足最小层厚要求的截止值界面。

（9）根据泥质含量曲线在界面处的增减性（通过一阶导数判断）确定界面的顶底属性，减曲线为储层顶，增曲线为储层底。

（10）根据层界面的顶底属性，构建储层，顶与底之间构成储层，顶底及拐点界面之间构成小层，底和顶之间作为非储层舍弃（测井不对非储层做解释评价）。

二、自动取值

（11）扫描小层内所有曲线，通过一阶导数与二阶导数法，对极值点数和拐点数进行计数，以此判断曲线形态，具体的分为凸曲线、凹曲线、波动曲线与单调曲线4种类型。

（12）统计层内所有曲线的极大值、极小值、平均值、最小斜率曲线值。

（13）依据曲线形态，对所有曲线分别赋值，具体为凸曲线赋予极大值，凹曲线赋予极小值、波动曲线赋予平均值，单调曲线赋予最小斜率曲线值（或赋予平均值亦可）。

三、自动评价

（14）按照地质分层，分段设置的泥质含量、孔隙度、含水饱和度的有效厚度下限或上限标准，以及含烃类型；

（15）根据上述标准，逐层对小层做出测井解释结论判别。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例演示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。