本發(fā)明涉及一種識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，特別涉及一種凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，屬于石油地質(zhì)勘探開發(fā)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著油氣勘探規(guī)模的不斷擴(kuò)大和勘探深度的不斷增加，火山碎屑巖儲(chǔ)層被不斷發(fā)現(xiàn)。但由于屬于非常規(guī)性油氣儲(chǔ)層，其礦物成分多樣，巖電關(guān)系復(fù)雜，有利儲(chǔ)層識(shí)別預(yù)測(cè)難度大，制約著該類儲(chǔ)層的勘探開發(fā)。
儲(chǔ)層物性主要受凝灰質(zhì)含量的影響，因此如何識(shí)別預(yù)測(cè)凝灰質(zhì)含量少的有利儲(chǔ)層成為石油地質(zhì)學(xué)家研究凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的主要問題。
目前，凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法主要是基于巖心及測(cè)井解釋的儲(chǔ)層識(shí)別方法，雖然能實(shí)現(xiàn)單井預(yù)測(cè)，但是缺乏井間資料的約束，對(duì)井密度要求較大，難以實(shí)現(xiàn)平面有效追蹤。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，該識(shí)別與預(yù)測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層定量識(shí)別與預(yù)測(cè)，以便在凝灰質(zhì)砂巖油藏勘探和開發(fā)中快速準(zhǔn)確地確定有利目標(biāo)及范圍。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，該凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法包括以下步驟：
步驟一：利用取心井的有利儲(chǔ)層特征，建立待測(cè)儲(chǔ)層的有利儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征；
步驟二：根據(jù)待測(cè)儲(chǔ)層的有利儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征，建立待測(cè)儲(chǔ)層的巖石體積模型；
步驟三：根據(jù)待測(cè)儲(chǔ)層的巖石體積模型，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；
步驟四：根據(jù)數(shù)學(xué)模型，獲得反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)，其中，反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)包括：凝灰質(zhì)含量、儲(chǔ)層孔隙度、滲透率、含油飽和度；
步驟五：根據(jù)獲得的地質(zhì)參數(shù)，建立有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)與地震參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，地震參數(shù)包括密度、聲波時(shí)差、層速度、波阻抗、反射系數(shù)；
步驟六：根據(jù)有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)與地震參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別有利儲(chǔ)層，完成對(duì)凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，在步驟一種，利用取心井的薄片資料結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線，獲得取心井的有利儲(chǔ)層特征。
更優(yōu)選地，通過取心井在單井層面上識(shí)別出有利儲(chǔ)層的特征，包括巖性特征、物性特征及電性特征，具體包括：
應(yīng)用取心井的巖心薄片資料中的凝灰質(zhì)含量與常規(guī)測(cè)井資料中的自然伽馬(自然伽馬測(cè)井地球物理測(cè)井是用地球物理探測(cè)手段，了解被測(cè)井眼不同井段的導(dǎo)電、傳熱、聲學(xué)、放射性等物理性質(zhì)，用以確定巖層的巖性、物性、含油氣性、含鹽鹵礦化度與地球物理特性的關(guān)系，進(jìn)而研究地質(zhì)、礦產(chǎn)狀況和鉆井技術(shù))、密度數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，識(shí)別出取心井有利儲(chǔ)層的特征。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法中，巖石體積物理模型是利用測(cè)井響應(yīng)特征將地下復(fù)雜的巖層簡(jiǎn)化為一個(gè)較理想的體積模型。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法中，優(yōu)選地，在步驟二中，待測(cè)儲(chǔ)層的巖石體積模型是根據(jù)待測(cè)儲(chǔ)層的有利儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征及巖石中各種礦物成分的物理差異，按體積對(duì)巖石進(jìn)行劃分，根據(jù)劃分的各部分對(duì)巖石宏觀物理量的貢獻(xiàn)，建立相應(yīng)的巖石體積模型。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法中，優(yōu)選地，在步驟三中，數(shù)學(xué)模型是通過巖石體積模型，建立測(cè)井響應(yīng)方程計(jì)算的理論地質(zhì)參數(shù)與實(shí)際地質(zhì)參數(shù)的誤差關(guān)系的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，數(shù)學(xué)模型的建立是以測(cè)井響應(yīng)方程計(jì)算的理論測(cè)井值與實(shí)際測(cè)井值的誤差為出發(fā)點(diǎn)，建立反映該誤差的函數(shù)。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，步驟三中，建立的數(shù)學(xué)模型為：
其中，測(cè)井解釋的目標(biāo)函數(shù)；
ai：標(biāo)準(zhǔn)化后的實(shí)際測(cè)井值；
第i種測(cè)井值；
σi：第i種測(cè)井值的誤差值；
τi2：第i種測(cè)井響應(yīng)方程的誤差值；
第j種約束的不符合約束程序值；
Tj：第j種約束的約束誤差值。
本發(fā)明的上述數(shù)學(xué)公式適用于凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層，不同區(qū)塊公式里面的誤差值需要更改。該誤差值是不同區(qū)塊測(cè)井響應(yīng)方程計(jì)算的理論測(cè)井值與實(shí)際測(cè)井值的誤差。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，步驟四中，利用優(yōu)化迭代方法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，獲得反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，步驟五中，對(duì)反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行回歸分析，根據(jù)回歸分析的結(jié)果，建立有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)與地震參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，在步驟五中，利用時(shí)差曲線，通過gardner公式求取密度，將有利儲(chǔ)層標(biāo)定在地震同相軸上，讀取反映有利儲(chǔ)層的地震參數(shù)，并將該地震參數(shù)與地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，應(yīng)用地震多參數(shù)模式識(shí)別技術(shù)判斷有利儲(chǔ)層在橫向上的含油氣性，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別有利儲(chǔ)層的平面分布范圍。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，優(yōu)選地，步驟六中，應(yīng)用有井聲波阻抗反演技術(shù)，利用測(cè)井曲線與井旁地震記錄聯(lián)合求取反褶積因子，對(duì)地震道進(jìn)行反褶積形成反射系數(shù)剖面，再通過引入低頻信息，獲得絕對(duì)聲阻抗剖面，然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別有利儲(chǔ)層在平面的分布范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)。
本發(fā)明提供的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法中，孔隙度計(jì)算公式以DEN曲線為例，公式為：
其中，ρb為密度，單位為kg/m3；
ρma為巖石骨架密度，單位為kg/m3；
ρmf為泥漿密度，單位為kg/m3；
ρh為油氣密度，單位為kg/m3；
Vsh為泥質(zhì)相對(duì)體積，單位為％；
ρsh為泥巖密度，單位為kg/m3；
Sxo為沖洗帶含水飽和度，單位為％；
滲透率計(jì)算公式為：
其中，Perm為滲透率，單位為10-3μm2；
C為常數(shù)項(xiàng)；A為曲線名；Ca為相應(yīng)曲線常數(shù)；m為擬合冪；n為曲線條數(shù)。
飽和度計(jì)算公式為：
其中，Rt為地層電阻率，單位為Ω·m；
Rsh為泥巖電阻率，單位為Ω·m；
Vsh為泥質(zhì)相對(duì)體積，單位為％；
Φ為孔隙度，單位為％。
A為系數(shù)；
Rw為地層水電阻率，單位為Ω·m；
泥質(zhì)含量計(jì)算公式為：
其中，RTsa為砂巖電阻率，單位為Ω·m；
Rsh為泥巖電阻率，單位為Ω·m；
RT為地層電阻率，單位為Ω·m；
式中mu是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，本區(qū)mu＝2適用于(侏羅系地層)。用其他曲線求泥質(zhì)含量，公式與上述公式相同。
本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法適用于凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。
本發(fā)明的上述凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法還包括以已知井主測(cè)線的模式識(shí)別為學(xué)習(xí)樣本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，通過監(jiān)督學(xué)習(xí)，獲取的分類知識(shí)用于未知測(cè)線的識(shí)別，輸出結(jié)果，并利用此結(jié)果繪制圖件，實(shí)現(xiàn)有利儲(chǔ)層自動(dòng)定量追蹤，或者直接進(jìn)行人工手動(dòng)追蹤實(shí)現(xiàn)有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別。
在本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法中，能夠反映有利儲(chǔ)層的屬性包括地質(zhì)屬性和地震參數(shù)，地質(zhì)屬性包括凝灰質(zhì)含量、孔隙度、滲透率等，地球物理屬性包括密度、聲波時(shí)差、層速度、波阻抗、反射系數(shù)等，并建立地質(zhì)與地震屬性對(duì)應(yīng)關(guān)系。而本發(fā)明對(duì)反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)屬性和地球物理屬性多參數(shù)模式識(shí)別技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行三維空間預(yù)測(cè)，提高了識(shí)別的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，基于巖心、測(cè)井、地震的有利儲(chǔ)層，建立凝灰質(zhì)砂巖有利油層測(cè)井響應(yīng)特征及巖石體積物理模型，提高儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。
應(yīng)用本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，以巖心、薄片、常規(guī)測(cè)井等單井?dāng)?shù)據(jù)為約束，綜合地震資料，不僅實(shí)現(xiàn)了單井有利儲(chǔ)層的識(shí)別，而且實(shí)現(xiàn)了井間平面有利儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)。
本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層定量識(shí)別與預(yù)測(cè)，為凝灰質(zhì)砂巖油藏勘探和開發(fā)快速準(zhǔn)確地確定了有利目標(biāo)及范圍。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法，其工藝流程如圖1所示，具體包括以下步驟：
某區(qū)塊砂巖油藏為火山噴發(fā)與正常沉積交替作用形成，普遍含凝灰質(zhì)成分，因此，找到凝灰質(zhì)含量少的正常砂巖儲(chǔ)層就找到了有利油層發(fā)育位置。
步驟一：本區(qū)儲(chǔ)層巖性主要有凝灰質(zhì)砂巖及砂巖，利用研究區(qū)2口取心井的巖心及薄片資料結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線，觀察和識(shí)別有利儲(chǔ)層巖性類型特征。
步驟二：建立該油藏的巖石體積模型(如表1所示)，使地質(zhì)信息與測(cè)井信息建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，以地層體積模型為基礎(chǔ)，寫出數(shù)學(xué)模型，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，計(jì)算反映有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率、凝灰質(zhì)含量、含油飽和度等參數(shù)。
孔隙度計(jì)算公式以DEN曲線為例，公式為：
其中，ρb為密度，單位為kg/m3；
ρma為巖石骨架密度，單位為kg/m3；
ρmf為泥漿密度，單位為kg/m3；
ρh為油氣密度，單位為kg/m3；
Vsh為泥質(zhì)相對(duì)體積，單位為％；
ρsh為泥巖密度，單位為kg/m3；
Sxo為沖洗帶含水飽和度，單位為％；
滲透率計(jì)算公式：
其中，Perm為滲透率，單位為10-3μm2；
C為常數(shù)項(xiàng)；A為曲線名；Ca為相應(yīng)曲線常數(shù)；m為擬合冪；n為曲線條數(shù)。
飽和度計(jì)算公式：
其中，Rt為地層電阻率，單位為Ω·m；
Rsh為泥巖電阻率，單位為Ω·m；
A為系數(shù)；
Rw為地層水電阻率，單位為Ω·m；
泥質(zhì)含量計(jì)算公式：
其中，RTsa為砂巖電阻率，單位為Ω·m；
Rsh為泥巖電阻率，單位為Ω·m；
RT為地層電阻率，單位為Ω·m；
式中mu是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，本區(qū)mu＝2適用于(侏羅系地層)。用其他曲線求泥質(zhì)含量，公式與上述公式相同。
在L1井的50塊薄片資料中，碎屑占54.92％，填隙物占12.15％，孔隙度占22.93％。目的層礦物成分有粘土、石英、長(zhǎng)石、方解石。因此，該塊物理模型選擇多礦物模型。解釋結(jié)果響應(yīng)方程概括為：
其中，測(cè)井解釋的目標(biāo)函數(shù)；
ai：標(biāo)準(zhǔn)化后的實(shí)際測(cè)井值(SP，GR,....)；
第i種測(cè)井值；
σi：第i種測(cè)井值的誤差值；
τi2：第i種測(cè)井響應(yīng)方程的誤差值；
第j種約束的不符合約束程序值；
Tj：第j種約束的約束誤差值。
經(jīng)過計(jì)算的L1井，解釋油層24層，綜合解釋油層10層，綜合解釋的結(jié)果與試油成果符合率達(dá)到90％。用巖心化驗(yàn)資料、處理結(jié)果和用聲波回歸公式取得的孔隙度進(jìn)行對(duì)比，孔隙度的平均誤差為9％。
建立數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的關(guān)鍵井，L1井的試油和取心資料優(yōu)于其他井，因此將這些數(shù)據(jù)做為檢驗(yàn)儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵井。
用巖心化驗(yàn)分析、模型計(jì)算以及聲波回歸公式取得的孔隙度進(jìn)行對(duì)比，模型計(jì)算的平均相對(duì)誤差是9％，而回歸計(jì)算孔隙度的平均相對(duì)誤差是13％。模型計(jì)算的孔隙度值優(yōu)于回歸計(jì)算的孔隙度值，如表2所示。
表1
表2孔隙度誤差分析表
步驟三：對(duì)步驟二求取的參數(shù)與步驟一中巖心識(shí)別出的有利儲(chǔ)層進(jìn)行類比分析，得出反映該區(qū)有利儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。該區(qū)滲透率、含油飽和度、凝灰質(zhì)含量為有利儲(chǔ)層主要識(shí)別參數(shù)。
步驟四：根據(jù)步驟三中有利儲(chǔ)層識(shí)別參數(shù)，建立有利儲(chǔ)層與層速度、波阻抗、反射系數(shù)等地震參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
步驟五：針對(duì)步驟四中建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用地震多參數(shù)模式識(shí)別技術(shù)判斷有利儲(chǔ)層在橫向上的分布規(guī)律，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別有利儲(chǔ)層在平面分布范圍，具體步驟如下：
選取步驟一中已知井有利油層做為目的層，并沿層開時(shí)窗；
提取時(shí)窗內(nèi)目的層特征地震屬性；
采用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由輸入層、中間層和輸出層組成，輸入層的節(jié)點(diǎn)數(shù)等于選用信息特征數(shù)，輸出層為期望的分類數(shù)，隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)根據(jù)獨(dú)立特征數(shù)來確定。網(wǎng)絡(luò)正傳播時(shí)采用傳遞函數(shù)：f(x)＝1/(1+exp(-x))，采用誤差反傳播法修改連接權(quán)。定解標(biāo)準(zhǔn)采取傳播輸出與期望輸出之間的均方誤差；
以過已知井主測(cè)線的模式識(shí)別為學(xué)習(xí)樣本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，通過監(jiān)督學(xué)習(xí)，獲取的分類知識(shí)用于未知測(cè)線的識(shí)別，輸出結(jié)果，并利用此結(jié)果繪制圖件，實(shí)現(xiàn)有利儲(chǔ)層自動(dòng)定量追蹤。
表3各井層速度數(shù)據(jù)表
從表3可以看出，各井點(diǎn)地震計(jì)算的層速度與測(cè)井計(jì)算的層速度值基本符合，相對(duì)誤差較小，可見計(jì)算的層速度是可靠的，可用于有利儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)。
以上實(shí)施例說明，本發(fā)明的凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)方法可以對(duì)凝灰質(zhì)砂巖有利儲(chǔ)層進(jìn)行準(zhǔn)確的定量識(shí)別與預(yù)測(cè)，為凝灰質(zhì)砂巖油藏勘探和開發(fā)快速準(zhǔn)確地確定了有利目標(biāo)及范圍。