基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法和装置，涉及石油勘探开发领域，包括第一步，采集综合录井工程资料；第二步，计算钻头做功能耗Ei；第三步，计算钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL；第四步，计算钻头做功能耗趋势值；第五步，计算钻头做功能耗比值Wbi；第六步，计算钻头做功能耗比值Wbi整体样本标准差σ；第七步，计算交汇面积S，判断储层孔隙度大小；第八步，储层进行物性分级；以及一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价装置。解决钻后物性识别评价的时效性滞后、连续性差、准确性差等问题。

Method and device for identifying and evaluating reservoir physical property while drilling based on comprehensive logging parameters

The invention discloses a drilling reservoir identification and evaluation method and device based on comprehensive logging parameters, relates to the field of petroleum exploration and development, including the first step of comprehensive logging data acquisition project; the second step, calculate the bit energy consumption of Ei; the third step, the vertical drill bit computing power consumption and WH function the tangential bit consumption function WL; the fourth step, calculate the bit function consumption trend value; the fifth step, calculate the bit energy consumption ratio of Wbi; the sixth step, calculate the bit consumption ratio function Wbi overall sample standard deviation; the seventh step, calculate the intersection area of S, to determine the reservoir porosity; the eighth step. Carries on the classification of reservoir; and a comprehensive logging parameters based on drilling reservoir identification and evaluation device. To solve the problems such as time lag, poor continuity, poor accuracy and so on.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油勘探开发领域，具体说是一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法和装置。
技术介绍
钻头破碎岩石所需能量与岩石强度有关，钻头做功实现破岩钻进；R.Teale提出了在钻进岩石过程中机械比能(钻头做功能耗)的概念，即钻头在钻压和扭矩作用下破碎单位体积岩石做的功(所需要的机械能量)。这一概念将破碎单位体积岩石所需能量它反映钻头的破岩效率，因此为钻井提供了一种评价钻井效率的方法，比能越大，说明钻头破岩效率越低，钻头与地层适应性越差，钻井参数有待优化。钻头破碎岩石所需能量与岩石强度有关，因而钻头做功大小与地层物性好坏(孔隙度、渗透率)呈正相关，为此可为地层物性评价提供依据，钻头做功能耗越大，地层强度越大，物性条件越差，反之越好。现有的地层物性评价技术中由于都是基于钻后的物性评价，因此在物性评价的时效性和随钻方面处于空白，受钻井周期和其他工程因素的影响，尤其在碳酸盐岩地层、火山岩地层、以及泥岩裂缝型储层中，钻后评价存在着严重的滞后性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法和装置，可以在随钻时利用钻头做功能耗有效地评估出储层孔隙度大小以及对储层进行物性分级，以解决钻后物性识别评价的时效性滞后、连续性差、准确性差的问题。第一方面，本专利技术提供了一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，包括：第一步，采集综合录井工程资料；所述综合录井工程资料通过综合录井仪采集钻头每进尺0.1m的钻压Pi、钻头扭矩T、钻头转速n、机械钻速v、钻头直径dB和钻时Z数据；第二步，计算钻头做功能耗Ei；所述钻头做功能耗Ei通过经典机械比能模型计算每0.1m的钻头做功能耗Ei；第三步，计算钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL；第四步，计算钻头做功能耗趋势值所述计算钻头做功能耗趋势值是m个所述钻头做功能耗Ei平均值，m∈[3,10],j＝1，2,3,4；第五步，计算钻头做功能耗比值Wbi；所述钻头做功能耗比值Wbi为所述钻头做功能耗Ei和所述钻头做功能耗趋势值的比值，Wbi∈(0,1)；第六步，计算钻头做功能耗比值Wbi整体样本标准差σ；第七步，计算交汇面积S，判断储层孔隙度大小；所述交汇面积S通过利用所述垂向钻头做功能耗WH和所述切向钻头做功能耗WL对钻头深度h的积分得出：其中h为钻头深度，h2>h1；第八步，储层进行物性分级；所述储层进行物性分级的判断方式如下：第一次判断：记所述钻头做功能耗比值Wbi为第一个样本Wbj，计算所述第一个样本Wbj的平均值，记为第一个平均值所述且Wbj＜1-σ，则判断为储层段，满足所述且Wbj＜1-σ的Wbj记为第二个子样本Wcj，进入第二次判断，否则为非储层段，停止判断；第二次判断：计算所述第二个子样本Wcj的平均值，记为第二个平均值所述且1-2σ<Wcj<1-σ，满足且1-2σ<Wcj<1-σ的所有值Wcj记为第三个子样本Wdj，进入第三次判断，否则判断为次级段，停止判断；第三次判断：计算第三个子样本Wdj的平均值，记为第三个平均值所述且1-3σ<Wdj<1-2σ，满足所述且1-3σ<Wdj<1-2σ的所有值Wdj记为第四个子样本Wej，进入第四次判断，否则判断为中级段，停止判断；第四次判断：计算第四个子样本Wej的平均值，记为第四个平均值所述且Wej＜1-3σ，则判断为优级段，停止判断，否则判断为良级段，停止判断。优选地，所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法的经典机械比能模型为：优选地，所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法的钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算公式分别为；其中，a为同一钻头最大钻压的地层经验数据；b为同一钻头最大转速的地层经验数据。优选地，所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法的所述钻头做功能耗Ei采用五点钟形法滤波处理，所述经滤波处理公式为Ei*＝β(Ei-2+Ei+2)+γ(Ei-1+Ei+1)+εEi；其中，所述β取值为0.11，γ取值为0.24，ε取值为0.3。优选地，所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法的计算钻头做功能耗趋势值的方法采用滑动均值法；其中，m∈[3,10],j＝2,3,4。优选地，所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法中m取值为5。第二方面，本专利技术提供了一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价装置，包括：综合录井工程资料采集装置，所述综合录井工程资料采集装置分别与钻头做功能耗Ei计算装置和钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算装置连接；所述钻头做功能耗Ei计算装置与钻头做功能耗趋势值计算装置连接，所述钻头做功能耗趋势值计算装置与钻头做功能耗比值Wbi计算装置连接，所述钻头做功能耗比值Wbi计算装置与储层物性分级装置连接；所述钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算装置与交汇面积S计算与储层孔隙度大小判断装置连接；所述综合录井工程资料采集装置采集钻头每进尺0.1m的综合录井工程资料，包括钻压Pi、钻头扭矩T、钻头转速n、机械钻速v、钻头直径dB和钻时Z；所述钻头做功能耗Ei计算装置，用于计算每0.1m的钻头做功能耗Ei；所述钻头做功能耗趋势值计算装置用于计算m个所述钻头做功能耗Ei平均值得到钻头做功能耗趋势值m∈[3,10],j＝1，2,3,4；所述钻头做功能耗比值Wbi计算装置用于计算所述钻头做功能耗Ei和所述钻头做功能耗趋势值的比值，得到钻头做功能耗比值Wb；所述交汇面积S计算与储层孔隙度大小判断装置用于计算交汇面积S，根据所述交汇面积S判断储层孔隙度大小，其中所述交汇面积S通过利用所述垂向钻头做功能耗WH和所述切向钻头做功能耗WL对钻头深度h的积分得出；所述储层物性分级装置对储层进行物性分级的判断方式如下：第一次判断装置：记所述钻头做功能耗比值Wbi为第一个样本Wbj，计算所述第一个样本Wbj的平均值，记为第一个平均值所述且Wbj＜1-σ，则判断为储层段，满足所述且Wbj＜1-σ的Wbj记为第二个子样本Wcj，进入第二次判断装置，否则为非储层段，停止判断；第二次判断装置：计算所述第二个子样本Wcj的平均值，记为第二个平均值所述且1-2σ<Wcj<1-σ，满足且1-2σ<Wcj<1-σ的所有值Wcj记为第三个子样本Wdj，进入第三次判断装置，否则判断为次级段，停止判断；第三次判断装置：计算第三个子样本Wdj的平均值，记为第三个平均值所述且1-3σ<Wdj<1-2σ，满足所述且1-3σ<Wdj<1-2σ的所有值Wdj记为第四个子样本Wej，进入第四次判断装置，否则判断为中级段，停止判断；第四次判断装置：计算第四个子样本Wej的平均值，记为第四个平均值所述且Wej＜1-3σ，则判断为优级段，停止判断，否则判断为良级段，停止判断。优选地，所述所述钻头做功能耗Ei计算装置采用经典机械比能模型进行计算；其中，所述经典机械比能模型为：优选地，所述钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算装置的计算公式分别为：其中，a为同一钻头最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，包括：第一步，采集综合录井工程资料；所述综合录井工程资料通过综合录井仪采集钻头每进尺0.1m的钻压Pi、钻头扭矩T、钻头转速n、机械钻速v、钻头直径dB和钻时Z数据；第二步，计算钻头做功能耗Ei；所述钻头做功能耗Ei通过经典机械比能模型计算每0.1m的钻头做功能耗Ei；第三步，计算钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL；第四步，计算钻头做功能耗趋势值所述计算钻头做功能耗趋势值是m个所述钻头做功能耗Ei平均值，m∈[3,10],j＝1，2,3,4,…；第五步，计算钻头做功能耗比值Wbi；所述钻头做功能耗比值Wbi为所述钻头做功能耗Ei和所述钻头做功能耗趋势值的比值，Wbi∈(0,1)；第六步，计算钻头做功能耗比值Wbi整体样本标准差σ；第七步，计算交汇面积S，判断储层孔隙度大小；所述交汇面积S通过利用所述垂向钻头做功能耗WH和所述切向钻头做功能耗WL对钻头深度h的积分得出：S=∫h1h2(WH-WL)dh,]]>其中h为钻头深度，h2>h1；第八步，储层进行物性分级；所述储层进行物性分级的判断方式如下：第一次判断：记所述钻头做功能耗比值Wbi为第一个样本Wbj，计算所述第一个样本Wbj的平均值，记为第一个平均值所述且Wbj＜1‑σ，则判断为储层段，满足所述且Wbj＜1‑σ的Wbj记为第二个子样本Wcj，进入第二次判断，否则为非储层段，停止判断；第二次判断：计算所述第二个子样本Wcj的平均值，记为第二个平均值所述且1‑2σ<Wcj<1‑σ，满足且1‑2σ<Wcj<1‑σ的所有值Wcj记为第三个子样本Wdj，进入第三次判断，否则判断为次级段，停止判断；第三次判断：计算第三个子样本Wdj的平均值，记为第三个平均值所述且1‑3σ<Wdj<1‑2σ，满足所述且1‑3σ<Wdj<1‑2σ的所有值Wdj记为第四个子样本Wej，进入第四次判断，否则判断为中级段，停止判断；第四次判断：计算第四个子样本Wej的平均值，记为第四个平均值所述且Wej＜1‑3σ，则判断为优级段，停止判断，否则判断为良级段，停止判断。...

【技术特征摘要】
1.一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，包括：第一步，采集综合录井工程资料；所述综合录井工程资料通过综合录井仪采集钻头每进尺0.1m的钻压Pi、钻头扭矩T、钻头转速n、机械钻速v、钻头直径dB和钻时Z数据；第二步，计算钻头做功能耗Ei；所述钻头做功能耗Ei通过经典机械比能模型计算每0.1m的钻头做功能耗Ei；第三步，计算钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL；第四步，计算钻头做功能耗趋势值所述计算钻头做功能耗趋势值是m个所述钻头做功能耗Ei平均值，m∈[3,10],j＝1，2,3,4,…；第五步，计算钻头做功能耗比值Wbi；所述钻头做功能耗比值Wbi为所述钻头做功能耗Ei和所述钻头做功能耗趋势值的比值，Wbi∈(0,1)；第六步，计算钻头做功能耗比值Wbi整体样本标准差σ；第七步，计算交汇面积S，判断储层孔隙度大小；所述交汇面积S通过利用所述垂向钻头做功能耗WH和所述切向钻头做功能耗WL对钻头深度h的积分得出：S=∫h1h2(WH-WL)dh,]]>其中h为钻头深度，h2>h1；第八步，储层进行物性分级；所述储层进行物性分级的判断方式如下：第一次判断：记所述钻头做功能耗比值Wbi为第一个样本Wbj，计算所述第一个样本Wbj的平均值，记为第一个平均值所述且Wbj＜1-σ，则判断为储层段，满足所述且Wbj＜1-σ的Wbj记为第二个子样本Wcj，进入第二次判断，否则为非储层段，停止判断；第二次判断：计算所述第二个子样本Wcj的平均值，记为第二个平均值所述且1-2σ<Wcj<1-σ，满足且1-2σ<Wcj<1-σ的所有值Wcj记为第三个子样本Wdj，进入第三次判断，否则判断为次级段，停止判断；第三次判断：计算第三个子样本Wdj的平均值，记为第三个平均值所述且1-3σ<Wdj<1-2σ，满足所述且1-3σ<Wdj<1-2σ的所有值Wdj记为第四个子样本Wej，进入第四次判断，否则判断为中级段，停止判断；第四次判断：计算第四个子样本Wej的平均值，记为第四个平均值所述且Wej＜1-3σ，则判断为优级段，停止判断，否则判断为良级段，停止判断。2.根据权利要求1所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，所述经典机械比能模型为：Ei=4PiπdB2+480nTdB2υ,i=1,2,3....]]>3.根据权利要求1或2所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，所述钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算公式分别为；WH=(Wi+WiWia×nb3)×n×Z;]]>WL=π×dB4×T×n×Z;]]>其中，a为同一钻头最大钻压的地层经验数据；b为同一钻头最大转速的地层经验数据。4.根据权利要求3所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，所述出钻头做功能耗Ei采用五点钟形法滤波处理，所述经滤波处理公式为Ei＝β(Ei-2+Ei+2)+γ(Ei-1+Ei+1)+εEi；其中，所述β取值为0.11，γ取值为0.24，ε取值为0.3。5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于，所述计算钻头做功能耗趋势值的方法采用滑动均值法；其中，6.根据权利要求5所述的一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价方法，其特征在于所述m取值为5。7.一种基于综合录井参数的随钻储层物性识别评价装置，其特征在于，包括：综合录井工程资料采集装置(401)，所述综合录井工程资料采集装置分别与钻头做功能耗Ei计算装置(402)和钻头做功时垂向钻头做功能耗WH和切向钻头做功能耗WL计算装置(403)连接；所述钻头做功能耗Ei计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿长喜，胡宗敏，王升永，汪玉泉，姚冰，李义，王瑞，杨兵，韩雷，赵春胜，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，大庆石油管理局，
类型：发明
国别省市：北京;11