一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法与流程

1.本技术涉及石油勘探领域，尤其涉及一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法。


背景技术：

2.国内外通常仅基于垂直井资料进行数据分析得到储层属性的空间变差函数参数并随机建模，整个过程中舍弃水平井资料。由于垂直井数量有限，仅利用垂直井建模，条件数据少，建模结果粗略、可靠性低，难以准确反映储层属性的真实空间变化，容易造成在水平井位置的建模结果与真实钻井结果不符；同时，该种方法没有充分利用页岩气藏具有的大量水平井资料。
3.此外，根据实际情况看，目前没有成熟的技术能充分利用水平井资料建立三维储层属性模型。鉴于当前页岩气田开发模式以水平钻井为主(如涪陵焦石坝地区)，水平井资料在页岩气藏中具有绝对的数量优势，因此充分利用水平井资料对页岩气储层属性建模至关重要。
4.与垂直井相比，水平井在特定垂深段有侧向长距离水平段，造成对这些特定垂深段地层的反复测井。在利用水平井测井统计储层属性分布特征时，这些特定垂深段的储层属性数据数量也会因反复测井而骤增，影响该垂深段储层属性对整体储层属性分布特征的贡献量，造成统计偏差，无法像垂直井建模一样准确统计储层属性的垂向和整体分布特征进而约束空间插值。


技术实现要素：

5.本技术提供一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法，旨在改善现有技术中的水平井建模的结果粗略、可靠性低的问题。
6.本技术的技术方案是：
7.一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法，包括以下步骤：
8.s1，在研究区内进行地层等时细分对比：在页岩油气储层的等时地层格架的基础上，依据研究区页岩油气储层内部存在的标志层或自然伽马曲线的旋回性特征，将研究区内的地层细分为n个等时细分单元，并进行井间对比；
9.s2，网格层序号属性生成：在地层等时细分单元井间对比基础上，建立三维构造模型；根据建模精细度要求将等时细分单元进行垂向网格细分，得到m个建模网格层，生成所述三维构造模型的等时细分单元代码zone_index和建模网格层序号代码l_grid的两项几何属性；
10.s3，水平井沿井几何属性曲线的生成和导出：在水平井中生成与等时细分单元代码属性zone_index和建模网格层序号代码属性l_grid分别相对应的两条过井曲线，并以单口井为单位将所述两条过井曲线导出为测井文件；所述测井文件包括测深、等时细分单元代码属性zone_index过井曲线以及建模网格层序号代码属性l_grid过井曲线；
11.s4，对所述研究区内的地层未钻穿的井段进行标记：利用软件程序打开步骤s3中导出的所述测井文件，针对每个测深点来检查所述水平井是否钻穿所述测深点对应的等时细分单元，以筛选结果代码filter标记出未钻穿相应等时细分单元的井段；
12.s5，对所述研究区内的重复取样井段进行标记：利用软件程序打开步骤s4中处理过的测井文件，并检查各个被钻穿等时细分单元所对应的井段，以筛选结果代码filter标记出重复取样井段；
13.s6，将标记数据曲线导入，并对单井属性曲线数据进行筛选粗化：将处理完成的所述筛选结果代码filter以测井曲线形式导入建模软件，进而处理待建模属性p对应的属性曲线p_log；查找所述筛选结果代码filter值为0的测深点，删除所述测深点所对应的属性曲线p_log的值，得到筛选属性曲线p_filter_log，并将所述筛选属性曲线p_filter_log粗化为三维模型中的属性筛选条件数据p_filter_upscaled；
14.s7，得到纵向分布特征和总体分布特征：利用建模软件的建模属性数据分析工具对所述属性筛选条件数据p_filter_upscaled进行数据分析，得到待建模属性p的纵向分布特征、纵向变差函数参数以及总体分布直方图；
15.s8，单井属性曲线粗化所述变差函数参数：将所述属性曲线p_log粗化为三维模型中的属性未筛选条件数据p_upscaled；利用建模软件的建模属性数据分析工具对所述属性未筛选条件数据p_upscaled进行数据分析，得到待建模属性p的横向变差函数参数；
16.s9，得到属性分布变差函数参数：结合步骤s7得到的所述待建模属性p的纵向变差函数参数和步骤s8得到的所述待建模属性p的横向变差函数参数，得到待建模属性p完整的变差函数参数；
17.s10，属性分布趋势模型及三维分布随机建模：利用步骤s6得到的所述属性筛选条件数据p_filter_upscaled和步骤s9得到的所述待建模属性p完整的变差函数参数，用建模软件的建立趋势模型功能或克里金插值方法得到属性分布趋势模型；结合利用步骤s8得到的所述属性未筛选条件数据p_upscaled、步骤s9得到的所述待建模属性p完整的变差函数参数、步骤s7得到的所述待建模属性p的纵向分布特征以及所述属性分布趋势模型，随机模拟得到待建模属性p的三维分布建模结果；
18.s11，进行属性建模结果检验：采用步骤s7中得到的待建模属性p的所述总体分布直方图来检验属性模型结果。
19.作为本技术的一种技术方案，在步骤s1中，n的取值范围为5～10。
20.作为本技术的一种技术方案，在步骤s2中，所述等时细分单元代码zone_index为：储层内最浅等时细分单元代码值为1，随深度依次递增，最深等时细分单元代码值为n；储层顶面以上的所有地层标记为0，储层底面以下的所有地层标记为n 1。
21.作为本技术的一种技术方案，在步骤s2中，所述建模网格层序号代码l_grid为：储层内最浅建模网格层序号代码值为1，随深度依次增加，最深建模网格层序号代码值为m；储层顶面以上的所有建模网格层序号标记为0，储层底面以下的所有建模网格层标记为m 1。
22.作为本技术的一种技术方案，在步骤s4中，筛选步骤为：
23.s41，沿测深增大方向开始搜索第一个所述等时细分单元代码zone_index值大于0且未进行钻穿筛选检查的测深点，此处记为md0；
24.s42，然后分别向测深增大和减小的方向搜索，直至得到第一个与所述等时细分单
元代码zone_index值不同的两个值，此处记为zone_index1和zone_index2；若zone_index1和zone_index2值相同，则所述等时细分单元未被钻穿，设置测深点md0对应的筛选结果代码filter的值为0；若zone_index1和zone_index2不同，则该等时细分单元被钻穿，设置测深点md0，对应的筛选结果代码filter的值为1；
25.s43，沿测深增大方向依次对储层段各测深点依次进行步骤s41和步骤s42两步操作，从而对储层段所有测深点设置筛选结果代码filter的值；
26.s44，将所有非储层段的筛选结果代码filter的值设为0，所述非储层段为等时细分单元代码zone_index值为0或n 1的层段。
27.作为本技术的一种技术方案，在步骤s5中，筛选步骤为：
28.s51，选定筛选结果代码filter的值连续为1的第一个井段，沿测深增大的方向逐点检查所述建模网格层序号代码l_grid的值，并对比l_grid值的当前范围为最小值l_grid_min～最大值l_grid_max；若当前测试点的所述建模网格层序号代码l_grid值处于最小值l_grid_min～最大值l_grid_max的范围内，则属于取样重复，则将筛选结果代码filter的值改为0；
29.s52，按照步骤s51中的方法依次处理其他的所有筛选结果代码filter值连续为1的井段，沿测深增大的方向逐点检查其他的所有所述建模网格层序号代码l_grid的值，并对比l_grid值的范围为最小值l_grid_min～最大值l_grid_max；若测试点的所述建模网格层序号代码l_grid值处于最小值l_grid_min～最大值l_grid_max的范围内，则属于取样重复，则将筛选结果代码filter的值改为0。
30.本技术的有益效果：
31.本技术提供了一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法，通过细分层统计、层内局部取样与重复取样过滤两级控制，对水平井数据进行合理筛选，获取准确统计信息，最大限度利用水平井资料进行建模，建模的结果准确，可靠性高，能够准确反映储层属性的真实空间变化。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1为本技术实施例提供的根据自然伽马曲线对建模目的层段细分得到的等时细分单元连井剖面示意图；
34.图2为本技术实施例提供的等时细分单元和建模网格层序号的水平井沿井曲线及井段筛选结果示意图；
35.图3为本技术实施例提供的储层段水平井岩相粗化属性筛选结果及分布直方图对比示意图；
36.图4为本技术实施例提供的岩相分布三维模型及属性分布直方图检验示意图。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
41.此外，在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
43.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.实施例：
45.请参照图1，配合参照图2至图4，本技术实施例提供一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法，包括以下步骤：
46.s1，在研究区内进行地层等时细分对比：在页岩油气储层主要等时地层格架的基础上，依据研究区内的页岩油气储层内部存在的标志层或自然伽马曲线体现的旋回性特征，将地层细分为n个等时细分单元，并进行井间对比；
47.s2，网格层序号属性生成：在地层等时细分单元井间对比基础上，建立三维构造模型，根据建模精细度要求将等时细分单元进行垂向网格细分，得到m个建模网格层；随后生成该三维构造模型的两项几何属性，包括等时细分单元代码zone_index(即在储层内最浅等时细分单元代码值为1，随深度依次递增，最深等时细分单元代码值为n；储层顶面以上的
所有地层标记为0，储层底面以下的所有地层标记为n 1)和建模网格层序号代码l_grid(即在储层内最浅建模网格层序号代码值为1、随深度依次增加、最深建模网格层序号代码值为m；储层顶面以上的所有建模网格层序号标记为0，储层底面以下的所有建模网格层标记为m 1)；
48.s3，水平井沿井几何属性曲线的生成和导出：在水平井中生成与等时细分单元代码属性zone_index和建模网格层序号代码属性l_grid相对应的两条过井曲线，并以井为单位将两条过井曲线导出为测井文件(每口井一个文件)；需要说明的是，该测井文件包括测深、等时细分单元代码属性zone_index过井曲线以及建模网格层序号代码属性l_grid过井曲线；
49.s4，对研究区内的地层未钻穿的井段进行标记：利用excel中的vba或者其他的现有的编程软件中开发的程序打开步骤s3中导出的测井文件，针对每个测深点，检查水平井是否钻穿该测深点对应的等时细分单元，以筛选结果代码filter标记出未钻穿相应等时细分单元的井段；
50.s5，对研究区内的重复取样井段进行标记：利用excel中的vba或者其他的现有的编程软件中开发的程序打开步骤s4中处理过的测井文件，并检查各个被钻穿等时细分单元所对应的井段，以筛选结果代码filter标记出重复取样井段；
51.s6，将标记数据曲线导入，并对单井属性曲线数据进行筛选粗化：将处理完成的筛选结果代码filter以测井曲线形式导入建模软件，进而处理待建模属性p对应的属性曲线p_log；查找筛选结果代码filter值为0的测深点，删除这些测深点所对应的属性曲线p_log的值，得到筛选属性曲线p_filter_log，进而将筛选属性曲线p_filter_log粗化为三维模型中的属性筛选条件数据p_filter_upscaled；
52.s7，得到纵向分布特征和总体分布特征：利用建模软件的建模属性数据分析工具对属性筛选条件数据p_filter_upscaled进行数据分析，得到待建模属性p的纵向分布特征、纵向变差函数参数以及总体分布直方图；
53.s8，单井属性曲线粗化变差函数参数：将属性曲线p_log粗化为三维模型中的属性未筛选条件数据p_upscaled；对属性未筛选条件数据p_upscaled进行数据分析，得到待建模属性p的横向变差函数参数；
54.s9，得到属性分布变差函数参数：综合步骤s7中得到的待建模属性p的纵向变差函数参数和步骤s8中得到的待建模属性p的横向变差函数参数，得到待建模属性p完整的变差函数参数；
55.s10，属性分布趋势模型及三维分布随机建模：利用步骤s6得到的属性筛选条件数据p_filter_upscaled和步骤s9得到的待建模属性p完整的变差函数参数，用建模软件的建立趋势模型功能或克里金插值方法，得到属性分布趋势模型；综合利用步骤s8得到的属性未筛选条件数据p_upscaled、步骤s9得到的待建模属性p完整的变差函数参数、步骤s7得到的待建模属性p的纵向分布特征以及本步骤中得到的属性分布趋势模型，随机模拟得到待建模属性p的三维分布建模结果；
56.s11，进行属性建模结果检验：采用步骤s7中得到的待建模属性p的总体分布直方图来检验属性模型结果。
57.需要说明的是，在步骤s1中，建议n＝5～10；如果等时细分单元数太少会影响数据
利用率，而太多会大量增加工作量及可能在缺失有效标志层时引入新的误差。
58.需要说明的是，在步骤s4中，该程序思路或者筛选步骤为：
59.s41，沿测深增大方向开始搜索第一个等时细分单元代码zone_index值大于0(通常为1)且未进行钻穿筛选检查的测深点，此处记为md0；
60.s42，然后分别向测深增大和减小的方向搜索，直至得到第一个与该等时细分单元代码zone_index值不同的两个值，此处记为zone_index1和zone_index2；若zone_index1和zone_index2值相同，则该等时细分单元未被钻穿，设置测深点md0，将对应的筛选结果代码filter的值为0；若zone_index1和zone_index2不同，则该等时细分单元被钻穿，设置测深点md0，将对应的筛选结果代码filter的值为1；
61.s43，沿测深增大方向依次对储层段的其他的所有的各测深点进行前述两步操作，从而对储层段所有测深点设置筛选结果代码filter的值；
62.s44，对所有非储层段(即等时细分单元代码zone_index值为0或n 1)，将其筛选结果代码filter的值设为0。
63.需要说明的是，在步骤s5中，该程序思路或者筛选步骤为：
64.s51，选定筛选结果代码filter的值连续为1的某井段，沿测深增大方向逐点检查建模网格层序号代码l_grid的值，并对比l_grid值的当前范围为最小值l_grid_min～最大值l_grid_max；若当前测试点的建模网格层序号代码l_grid值已被包含在该范围内，则属于取样重复，将筛选结果代码filter的值改为0；
65.s52，沿测深增大方向，按步骤s51中的方法依次处理所有筛选结果代码filter值连续为1的井段。
66.将上述的三维属性建模方法应用于四川盆地涪陵焦石坝区块北部焦页1井井区龙马溪组目的层岩相建模的应用，包括1口直井(焦页1井)和8口水平井，目的层厚约100m，划分出10类岩相，建模主要包括如下步骤：
67.根据目的层内部存在的标志层和自然伽马曲线体现的次级沉积旋回性，进一步分为8个等时细分单元，并进行井间对比；根据等时细分单元的层面数据，建立三维构造模型，进行垂向网格细分，得到共计180个建模网格层(即通常建模软件中所指layer)，每个网格层最大垂向厚度不超过1m；然后生成该三维模型的2项几何属性，即等时细分单元代码zone_index(此处范围1
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8，随等时细分单元埋深递增)和建模网格层序号代码l_grid(此处范围1
‑
180，随埋深递增)；在9口井中生成等时细分单元代码几何属性zone_index和建模网格层序号代码几何属性l_grid对应的两条过井曲线，并导出为测井文件(文件包括测深、zone_index曲线和l_grid曲线)；打开导出的测井文件，针对每个测深点，检查水平井是否钻穿该测深点对应的等时细分单元，以检查筛选结果以变量filter标记(0表示某测深点对应的等时细分单元未被钻穿，1则表示被钻穿)，保存处理的测井文件；再次打开上一步处理过的测井文件，检查各个被钻穿等时细分单元所对应的井段(filter值连续为1的井段)，以filter标记出重复取样井段，此时，0表示某测深点重复取样或对应的等时细分单元未被钻穿；将处理完成的筛选结果代码filter以测井曲线形式导入建模软件，利用测井曲线计算器查找filter值为0的测深点，并删除这些测深点所对应的岩相曲线lith_log的值，得到筛选后的岩相曲线lith_filter_log；将lith_filter_log粗化为三维模型中的属性筛选条件数据lith_filter_upscaled，对其进行数据分析，得到岩相的纵向分布特征、纵向变差函数
参数以及总体分布直方图；将岩相曲线lith_log粗化为三维模型中的属性未筛选条件数据lith_upscaled，对其进行数据分析，得到岩相的横向变差函数参数；综合岩相的纵向变差函数参数、横向变差函数参数，得到岩相完整的变差函数参数；利用属性筛选条件数据lith_filter_upscaled和岩相完整的变差函数参数，以克里金插值方法得到岩相分布比例趋势模型；综合利用属性未筛选条件数据lith_upscaled、岩相完整的变差函数参数、岩相的纵向分布特征以及属性分布比例趋势模型，以序贯指示方法随机模拟得到岩相的三维分布建模结果；以岩相的总体分布直方图检验属性模型结果，可见数据筛选前后直方图的差异，以及经过筛选后数据建模结果与垂直井所得直方图分布的一致性更好。
68.综上可知，本技术提供了一种基于水平井的页岩储层属性三维建模方法，通过细分层统计、层内局部取样与重复取样过滤两级控制，对水平井数据进行合理筛选，获取准确统计信息，最大限度利用水平井资料进行建模，建模的结果准确，可靠性高，能够准确反映储层属性的真实空间变化。
69.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本技术的保护范围之内。