一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，采用阵列声波测井数据结合密度曲线计算地层岩石的岩石力学参数，然后将计算地层岩石的岩石力学参数分别在同一道中显示，各道中两条曲线采用相同的刻度，有包络的位置指示含气，其中体积模量和拉梅常数采用反向刻度0～17；最后对计算出的参数进行归一化并计算综合含气指数SGI，根据综合含气指数SGI的相对大小判断地层是否含气以及含气量的相对值。本发明专利技术方法提高了识别精度，增加易用性，拓展适用范围，不仅适用于碳酸盐岩地层，解决了碳酸盐岩地层中气层难以准确识别的问题，同时对砂泥岩地层的识别效果也非常好。

A Method of Gas Reservoir Recognition Using Array Acoustic Logging Data

【技术实现步骤摘要】
一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法
本专利技术属于石油天然气勘探开发
，具体涉及一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法。
技术介绍
由于碳酸盐岩地层孔隙类型变化大，孔洞缝复合储层多，孔隙非均质性强，三孔隙度曲线对岩石孔隙度响应误差大，电阻率对储层流体性质响应弱，所以基于常规测井资料，难以准确判识储层流体性质。应用MPAL、XMAC等阵列声波测井仪的单极和偶极模式可以在硬地层和软地层中都能够测量到地层的纵横波速度等特征参数，当地层中含气时，纵波速度下降明显，而对横波速度基本无影响，此时纵横波速度比将下降，故也可以通过这些参数的变化来判断气层，但需要制作图版，使用不方便，且每个参数对气层的反应灵敏度不同，增加了气层识别的不确定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，能够对碳酸盐岩地层中的气层进行准确识别且简单易用。本专利技术采用以下技术方案：一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，采用阵列声波测井数据结合密度曲线计算地层岩石的岩石力学参数，地层岩石的横纵波时差比与完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数与泊松比、体积模量与岩石骨架体积模量、体积模量与拉梅常数、流体压缩系数与水的压缩系数包括横纵波时差比、完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数、泊松比、体积模量、岩石骨架体积模量、拉梅常数、流体压缩系数和水的压缩系数参数，然后将计算的岩石力学参数分别在同一道中显示，各道中两条曲线采用相同的刻度，有包络的位置指示含气，体积模量和拉梅常数采用反向刻度0～17；最后对计算出的岩石力学参数进行归一化并计算综合含气指数SGI，根据综合含气指数SGI的相对大小判断地层是否含气以及含气量，根据计算的岩石骨架体积模量，利用实际测量数据计算的体积模量如果比岩石的骨架体积模量低，说明有气存在，气的压缩系数大于水的压缩系数，所以如果计算的地层流体的压缩系数大于水的压缩系数，地层就可能含气。具体的，横纵波时差比和完全含水地层的横纵波时差比DTR计算如下：DTR＝DTS/DTC其中，DTS为横波时差，DTC为纵波时差。进一步的，采用建模的方法计算完全含水地层横纵波时差比，选取用于建模的井的气层、水层层段数据，计算横纵波时差比，并绘制横纵波时差比-横波时差关系图，在气层、水层分界位置画一条分界线，该分界线为直线，根据横纵波时差比-横波时差关系图区分气层和水层如下：DTRW＝k·DTS+b其中，DTRW为完全含水地层的横纵波时差比，DTS为横波时差，k为乘系数，b为加系数。具体的，体积模量和压缩系数计算如下：YME＝2·SM·(1+POIS)其中，DTR为横纵波时差比和完全含水地层的横纵波时差比，SM为切变模量，DEN为密度，DTS为横波时差，POIS为泊松比，A为常数；YME为杨氏模量；XKB为体积弹性模量；CB为压缩系数。具体的，拉梅常数LAME计算如下：其中，YME为杨氏模量，POIS为泊松比。具体的，岩石骨架体积模量计算如下：其中，POR为孔隙度，VSH为泥质含量，LIME为石灰岩含量，DOLO为白云岩含量，XKMA为砂岩骨架体积模量，XKSH为泥岩体积模量，XKLM为石灰岩骨架体积模量，XKDO为白云岩骨架体积模量。具体的，水的压缩系数WCB计算如下：流体压缩系数FCB计算如下：其中，A为常数，DENW为水的密度，DTCW为水的声波时差，CB为压缩系数，VSH为泥质含量，LIME为石灰岩含量，DOLO为白云岩含量，XKMA为砂岩骨架体积模量，XKSH为泥岩体积模量，XKLM为石灰岩骨架体积模量，XKDO为白云岩骨架体积模量，POR为孔隙度。具体的，对横纵波时差比、完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数、泊松比、体积模量、岩石骨架体积模量、拉梅常数、流体压缩系数和水的流体压缩系数参数进行归一化处理，将归一化结果进行累加求和，计算综合含气指数曲线SGI。进一步的，综合含气指数曲线SGI计算如下：SGI＝p1·(XKMX-XKB)+p2·(FCB-WCB)+p3·(CB-POIS)+p4·(18.7-LAME-XKB)+p5·(DTR-DTRW)其中，p1、p2、p3、p4、p5为每一种计算参数的归一化系数，XKMX为岩石骨架体积模量，XKB为根据测井结果计算得到的体积模量，FCB为流体压缩系数，WCB为水的压缩系数，CB为计算的地层压缩系数，POIS为泊松比，LAME为拉梅常数，DTR为纵横波速度比，DTRW为地层完全含水时的纵横波速度比。更进一步的，p1、p2、p3、p4、p5计算如下：首先计算SGI计算公式中每一个差值项的具体数值；然后取每个差值的最大值进行对比，将其统一归一化到X，参数p1、p2、p3、p4和p5是归一化到X所需乘的系数的大小。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，充分考虑到了单一方法的敏感性不足导致识别精度不高的问题，综合考虑了多种识别方法，采用阵列声波测井数据计算地层岩石的岩石力学参数，并结合实验数据分析的规律识别含气地层，通过进行实际数据处理，并通过对各种方法的判别值进行归一化，进而计算了综合含气指数，使得能够更加直观方便的应用多种方法进行气层识别，可以很好的解决碳酸盐岩地层和砂泥岩地层中的气层识别难题。进一步的，地层含气后会使纵波时差变大，而对横波时差影响不大，所以地层含气后横纵波时差比会变小，通过计算横纵波时差比可以进行气层识别。进一步的，不同地层的水层性质不同，完全含水地层的横纵波时差也不同，很难直接进行求解理论上的完全含水地层的横纵波时差比，只能通过对完全含水地层的横纵波时差比进行统计，建立与其他曲线的关系来求取。进一步的，地层含气后，压缩系数会增大，泊松比降低，二者值的大小刻度一致，所以可以通过压缩系数和泊松比包络来识别气层，但该方法只能适用于砂泥岩地层，在碳酸盐岩中不适用。进一步的，地层含气后，拉梅常数和体积模量都会降低，在地层含气后，会随着含气量的增加而降低，因此可以通过对二者进行反向刻度形成具有含气指示意义的包络。进一步的，采用综合计算的方法解决了单纯依靠某一种方法精度不高的问题，在综合计算时进行归一化是为了均衡每种方法响应值的大小不等的问题，这样在综合计算时就默认每种方法对结果有相同的敏感性，把多种方法的响应值累加后就可以得到总的响应，总响应越大说明地层含气的可能性越大。综上所述，本专利技术方法提高了识别精度，增加易用性，拓展适用范围，不仅适用于碳酸盐岩地层，解决了碳酸盐岩地层中气层难以准确识别的问题，同时对砂泥岩地层的识别效果也非常好，另外，由于阵列声波测井受井眼泥浆类型影响较小，解决油基泥浆钻井时电阻率受影响较大导致的流体识别不准的问题。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为基于阵列声波测井数据的气层识别方法流程；图2为不同方法的显示方式和刻度示例；图3为本专利技术实施例XX井的实际应用效果图。具体实施方式本专利技术提供了一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，基于对实验室岩石物理实验数据分析发现地层含不同流体后，其岩石力学性质将会发生变化，因此可采用阵列声波测井数据计算地层岩石的岩石力学参数，并结合实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，采用阵列声波测井数据结合密度曲线计算地层岩石的岩石力学参数，地层岩石的岩石力学参数包括横纵波时差比、完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数、泊松比、体积模量、岩石骨架体积模量、拉梅常数、流体压缩系数和水的压缩系数参数，然后将计算的横纵波时差比与完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数与泊松比、体积模量与岩石骨架体积模量、体积模量与拉梅常数、流体压缩系数与水的压缩系数分别在同一道中显示，各道中两条曲线采用相同的刻度，有包络的位置指示含气，体积模量和拉梅常数采用反向刻度0～17；最后对计算出的岩石力学参数进行归一化并计算综合含气指数SGI，根据综合含气指数SGI的相对大小判断地层是否含气以及含气量。

【技术特征摘要】
1.一种应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，采用阵列声波测井数据结合密度曲线计算地层岩石的岩石力学参数，地层岩石的岩石力学参数包括横纵波时差比、完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数、泊松比、体积模量、岩石骨架体积模量、拉梅常数、流体压缩系数和水的压缩系数参数，然后将计算的横纵波时差比与完全含水地层的横纵波时差比、压缩系数与泊松比、体积模量与岩石骨架体积模量、体积模量与拉梅常数、流体压缩系数与水的压缩系数分别在同一道中显示，各道中两条曲线采用相同的刻度，有包络的位置指示含气，体积模量和拉梅常数采用反向刻度0～17；最后对计算出的岩石力学参数进行归一化并计算综合含气指数SGI，根据综合含气指数SGI的相对大小判断地层是否含气以及含气量。2.根据权利要求1所述的应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，横纵波时差比和完全含水地层的横纵波时差比DTR计算如下：DTR＝DTS/DTC其中，DTS为横波时差，DTC为纵波时差。3.根据权利要求2所述的应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，采用建模的方法计算完全含水地层横纵波时差比，选取用于建模的井的气层、水层层段数据，计算横纵波时差比，并绘制横纵波时差比-横波时差关系图，在气层、水层分界位置画一条分界线，该分界线为直线，根据横纵波时差比-横波时差关系图区分气层和水层如下：DTRW＝k·DTS+b其中，DTRW为完全含水地层的横纵波时差比，DTS为横波时差，k为乘系数，b为加系数。4.根据权利要求1所述的应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，体积模量和压缩系数计算如下：YME＝2·SM·(1+POIS)其中，DTR为横纵波时差比和完全含水地层的横纵波时差比，SM为切变模量，DEN为密度，DTS为横波时差，POIS为泊松比，A为常数，YME为杨氏模量，XKB为体积弹性模量，CB为压缩系数。5.根据权利要求1所述的应用阵列声波测井数据进行气层识别的方法，其特征在于，拉梅常数LAME计算如下：其中，YME为杨氏模量，POIS为泊松比。6.根据权利要求1所述的应用阵列声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹先军，周军，李国军，赵静，马修刚，路涛，孙佩，苗秀英，侯秋元，李楠，冀昆，樊云峰，刘家雄，赵延静，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11