一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法

摘要

本发明涉及页岩气地质甜点测井综合评价技术领域，具体为一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法。通过最优化算法和多元回归技术，有机耦合五参数获得地质甜点“甜度指数”，形成了深层页岩气地质甜点测井评价新模型，对精细评价页岩气储层质量、进而有效识别页岩气地质甜点具有较大提升效果。

说明书

技术领域

本发明涉及页岩气地质甜点测井综合评价技术领域，具体为一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法。

背景技术

目前国内外大多数公司都是基于页岩气测井资料处理与评价规范给定的页岩气储层参数分级标准，先进行单参数测井评价，一般包括矿物组分、物性、地化参数、含气性等参数，然后通过综合对比多个参数测井评价情况，定性判定、评价页岩气地质甜点。通过大量页岩气井试气结果验证，基于现有的页岩气地质甜点测井识别方法准确性较差，原因是该方法偏重于人为经验的判定，在多个参数评价结果不一致时，难于形成一个系统的定量综合方案，过度依赖某个单参数进行分析判定时，导致结果可靠性变差，甚至出现误判情况。

发明目的

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法，利用该方法获得的页岩气地质甜点“甜度指数”，与实际页岩气储层质量吻合度高，可以用于页岩气层参数计算、地质甜点评价，具有其他页岩气储层评价方法所不可比拟的科学性和实用性。

本发明技术方案如下：

一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法，包括以下步骤：

步骤1：通过岩心实验分析，测得岩样有机碳、孔隙度、生物硅、含气量参数；

通过地层测试或压裂试验，测得地层压力数据，计算地层压力系数；

通过压裂试气数据，对页岩气储层质量进行类别划分，获取储层质量数据；

步骤2：基于测井信息和岩心分析资料，采用岩心刻度测井的方法，分析储层各类物理性质的相关性，采用线性拟合和多元回归的数学方法，分别建立测井属性与步骤1 中五个参数的关系；结合测井纯泥岩的测井声波时差曲线，建立随深度变化的正常压实趋势线，结合孔隙压力建立与地层压力系数之间的关系；

步骤3：根据步骤2获取相关系数最高值所对应的有机碳、孔隙度、生物硅含量、地层压力系数和密度参数，结合岩心实验数据和地层测试数据对各参数数值进行误差分析和校正，再分别建立与页岩气储层质量之间的关系，并采用曲线分级技术用单参数对储层质量进行好、中、差等级划分；

步骤4：利用最优化算法和多元回归的数学方法，获取步骤3中各参数能够反映储层质量好坏能力的加权系数，并综合有机碳、孔隙度、生物硅含量、地层压力系数、密度参数，建立与页岩气储层质量之间的关系，得到页岩气地质甜度指数拟合公式：

TD＝α

其中DEN为密度值，g/cm

步骤5：根据步骤4所获取到的地质甜点“甜度指数”拟合公式，输入密度、有机碳、孔隙度、生物硅和地层压力系数曲线，计算地质“甜度指数”曲线；采用曲线分级方法用地质“甜度指数”对储层质量进行好、中、差等级划分，与单参数等级划分结果进行相互验证和最终判定。

进一步的，所述地层压力系数计算，包括以下步骤：

Eaton原始方法(Eaton，1972)利用的是孔隙压力和声波时差等参数的幂指数关系，这种关系并不随岩性或深度的变化而变化；

式中，P

地层压力系数计算公式：

式中，p

或者，所述地层压力系数计算，包括以下步骤：

Fillippone法不需要建立声波时差测井曲线的正常压实趋势线，仅需要速度和一个经验常数，就可以确定相应的地层孔隙压力值，计算公式如下：

式中，Pp为计算的地层压力，MPa；Vmax、Vmin、Vint分别为φ为0时的岩石速度、φ为50％时的岩石速度、地层速度，m/s；

压力系数计算公式：

式中，pp为计算的地层压力系数，无量纲；ρov为上覆岩层密度，g/cm3；a、b 为校正系数，由实际数据拟合得到。

进一步的，所述生物硅的获取包括：利用元素测井曲线计算生物硅含量：

Si

式中，Si、Al为元素测井值，％；(Si/Al)

或者，所述生物硅的获取包括：利用自然伽马能谱测井曲线计算生物硅含量：

Si

式中，Si

本发明的有益效果是：通过最优化算法和多元回归技术，有机耦合五参数获得地质甜点“

具体实施方式

一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法，包括如下实施步骤：

步骤1：由现场测井从井筒中直接测量获得密度参数；由现场测量的密度曲线、铀曲线计算获得有机碳参数；由现场测量的密度曲线、中子曲线和声波曲线计算获得孔隙度参数；分别通过元素俘获测井曲线计算或自然伽玛能谱测井曲线计算获得生物硅含量参数，分别通过Eaton方法或Fillippone方法计算获得地层压力系数，具体包括：

获取构成地质甜度指数的五参数：

参数一：密度由现场测井从井筒中直接测量获得；

参数二：有机碳由现场测量的密度曲线、铀曲线计算获得；

参数三：孔隙度由现场测量的密度曲线、中子曲线和声波曲线计算获得；

参数四：生物硅含量可以分别通过元素俘获测井曲线计算获得和自然伽玛能谱测井曲线计算获得；

参数五：地层压力系数可以分别通过Eaton方法和Fillippone方法计算获得。

步骤2：基于测井信息和岩心分析等资料，采用岩心刻度测井的思路，分析储层各类物理性质的相关性，采用线性拟合和多元回归等数学方法，分别建立测井属性与有机碳、孔隙度、生物硅等实验数据的关系；结合测井纯泥岩的测井声波时差曲线，建立随深度变化的正常压实趋势线，结合孔隙压力建立与地层压力系数之间的关系；

通过线性拟合和多元回归等数学方法，分别建立测井属性与有机碳、孔隙度、生物硅、地层压力系数的关系曲线。

步骤3：根据步骤2获取相关系数最高值所对应的有机碳、孔隙度、生物硅含量、地层压力系数和密度参数，结合岩心实验数据和地层测试数据对各参数数值进行误差分析和校正，再分别建立与页岩气储层质量之间的关系，并采用曲线分级技术用单参数对储层质量进行好、中、差等级划分；

步骤4：利用最优化算法和多元回归技术，获取步骤3中各参数能够反映储层质量好坏能力的加权系数，并综合有机碳、孔隙度、生物硅含量、地层压力系数、密度等参数，建立与页岩气储层质量之间的关系，得到页岩气地质甜度指数拟合公式，通过验证井的甜度指数计算结果和储层质量对比分析，进行误差分析和校正；

TD＝α1DEN+α2TOC+α3POR+α4Si生物+α5PP

其中DEN为密度值，g/cm3；TOC为有机碳含量，小数；POR为孔隙度，小数；Si生物为生物硅含量，小数；PP为地层压力系数，小数；α 1、α2、α3、α4、α5为系数。

步骤5：根据步骤4所获取到的地质甜点“甜度指数”拟合公式，输入密度、有机碳、孔隙度、生物硅和地层压力系数曲线，计算地质“甜度指数”曲线；采用曲线分级技术用地质“甜度指数”对储层质量进行好、中、差等级划分，与单参数等级划分结果进行相互验证和最终判定。

上述技术方案中的生物硅和地层压力系数计算如下：

地层压力系数计算：

压力系数是反映页岩层保存条件、含气量丰富程度的综合判别指标，页岩储层的压力预测对于优选富集高产的页岩“甜点”具有重要意义。

方法一：Eaton法求取地层压力

Eaton原始方法(Eaton，1972)利用的是孔隙压力和声波时差等参数的幂指数关系，这种关系并不随岩性或深度的变化而变化。

式中，P

压力系数计算公式：

式中，p

方法二：Fillppone法求取地层压力

Fillippone法不需要建立声波时差测井曲线的正常压实趋势线，仅需要速度和一个经验常数，就可以确定相应的地层孔隙压力值。

式中，P

压力系数计算公式：

式中，p

有机硅，即生物硅含量计算：

页岩硅质生物成因指示了深水陆棚贫氧、缺氧沉积环境，有利于页岩有机质富集和有机孔隙的发育，为优质页岩气藏的形成提供物质基础和储集空间；同时，高含量的硅质成分对于页岩天然裂缝的形成和后期页岩开发过程中的人工压裂都具有十分重要的意义。

建立利用元素测井计算生物成因硅含量模型，共形成两种获取生物硅含量计算方法的关键技术。

方法一：生物成因硅是指高于正常碎屑沉积环境下的SiO2含量，利用

元素测井曲线计算生物硅含量：

Si

式中，Si、Al为元素测井值，％；(Si/Al)

方法二：利用自然伽马能谱测井曲线计算生物硅含量

Si

式中，Si

本发明的技术思路是：表征深层页岩气地质甜点“甜度指数(TD)”由新的五参数模型计算：TD＝∑(密度+有机碳+孔隙度+生物硅含量+地层压力系数)。为了实现上述目的，本发明首先利用声波测井和孔隙压力参数求取地层压力系数，利用元素测井计算生物成因硅含量模型(生物硅含量)，分别形成两种利用测井资料获取地层压力系数和有机硅含量的关键技术。

通过建立深层页岩气“甜度指数”计算方法，形成页岩气地质甜点测井定量评价新模型，对深层页岩气层进行提升性精细处理评价。

在利用实验测量、测井计算获得地层地质参数基础上，优选出对页岩气储层质量敏感性最好的参数，获得页岩气综合地质甜点“甜度指数”，利用该指数评价页岩气储层质量，有效识别页岩气地质甜点，改变现有测井评价方法准确性差、误判多的现状，提高利用测井资料判断地质甜点的精度，具有其他页岩气储层评价方法所不可比拟的科学性和实用性，可以用于页岩气地质甜点识别和评价。

本发明通过最优化算法和多元回归技术，有机耦合五参数获得地质甜点“甜度指数”，形成了深层页岩气地质甜点测井评价新模型，对精细评价页岩气储层质量、进而有效识别页岩气地质甜点具有较大提升效果。