基于LLD和GR联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法与流程

基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法
技术领域
1.本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体涉及一种基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法。


背景技术：

2.在油气田勘探开发钻井过程中，经常发生井径扩大(扩径)现象，井径扩径主要是由于在泥岩段经泥浆浸泡地层变软垮塌造成，也可能是脆性地层在和钻头摩擦过程中井壁崩落所致。由于泥浆密度远小于岩石密度，并且密度测井探测范围很小，是贴井壁测量，当扩径严重时或井壁很不规则时，往往导致表征地层孔隙度的密度(den)测井测出的地层密度值比实际地层密度明显偏低。因此，井径扩径后，密度曲线等探测深度很浅的曲线数据不能直接使用，需要进行校正。
3.对于井径扩大段密度(den)测井曲线的校正，传统的做法有三种。一是分别根据声波时差、补偿密度及补偿中子测井仪器的工作原理及其初始刻度的裸眼井的井径大小，利用井径测井进行校正，不同测井仪器公司都给出了相应的校正图版。但这种方法在致密石英砂岩的密度(den)测井曲线的校正中并不适用，主要是因为校正图版对井径测井的精度要求很高，并且针对各公司测井仪器特性与模拟不同环境条件研制,有一定的适用范围。而扩径段井径往往不规则，很难满足校正图版所需要的精度，所以校正的结果误差较大，而且过程比较繁琐；二是利用与密度(den)曲线相关度很大的声波(ac)和中子(cnl)曲线值进行校正，但由于这两种测井曲线探测深度也很小，在扩径段也同样失真，校正的密度值依然不准确；三是利用探测距离大、不易受扩径影响的深侧向电阻率曲线lld曲线进行校正，但由于lld和密度(den)曲线相关度较低，一般校正的精准度较低。
4.授权公告号为cn100510779c的中国发明专利公开了一种利用声波曲线刻度法确定扩径层段地层密度的方法，该方法首先确定扩径层段和非扩径层段，接着在非扩径段，建立密度测井值和声波测井值的回归关系，然后将建立的回归关系推广到扩径段，以根据扩径段的声波测井值确定扩径段的地层密度。该方法对声波测井曲线质量要求较高，在声波与密度曲线相关系数高，互换算的声波与密度结果曲线之间没有测量深度误差，其结果可以满足工作需要。但是对于声波曲线质量较差，由声波换算出的曲线，其误差传递会进一步扩大，无法准确校正密度值。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法，用以解决现有技术无法准确校正密度值的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：
7.本发明提供了一种基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法，包括如下步骤：
8.1)根据目标区的测井曲线，确定砂岩段的深度；
9.2)根据井径曲线和钻头直径，确定砂岩段的非扩径段和扩径段；
10.3)对非扩径段的实测数据进行回归分析，所述实测数据包括实测密度数据以及对应深度的实测深侧向电阻率、实测自然伽马值，得到非扩径段关系模型，并将非扩径段关系模型作为扩径段关系模型；所述非扩径段关系模型/扩径段关系模型为：
11.den＝a
×
lg(lld) b
×
gr c
12.式中，den为非扩径段/扩径段的密度，lld为非扩径段/扩径段的深侧向电阻率，gr为非扩径段/扩径段的自然伽马值；
13.4)根据扩径段的深侧向电阻率测井曲线和自然伽马测井曲线，以及扩径段关系模型，得到扩径段校正后的密度测井曲线。
14.上述技术方案的有益效果为：本发明从常用的lld测井曲线和gr测井曲线着手，利用非扩径段的实测数据(包括密度数据以及对应深度的深侧向电阻率、自然伽马值)进行回归分析，得到非扩径段关系模型，并将该关系模型推广至扩径段，将非扩径段关系模型作为扩径段关系模型，进而利用扩径段的lld测井曲线和gr测井曲线便可生成扩径段校正后的密度测井曲线，由稳定曲线反推待校正曲线来达到曲线校正的目的。该方法联合lld测井曲线和gr测井曲线对密度曲线进行刻度，有效地去除由于井径无规则变化引起的密度测量误差，解决了密度测井仪测不准地层密度的问题。且lld测井曲线和gr测井曲线均受井径影响较小，与密度有一定相关度，特别是gr测井曲线，可以有效地表征致密砂岩的泥质含量，而泥质含量与砂岩密度有很好的相关度，使得通过本发明确定的地层密度更准确，更接近真实的地层密度测井值。该方法可操作性强，影响因素小，校正准确度高，可以提高油气田勘探和开发中致密砂岩气层识别成功率。且结果证明，校正后的密度曲线与实测岩心孔隙度有较好的对应关系。
15.进一步的，步骤1)中，根据目标区的自然伽马测井曲线，确定砂岩段的深度。
16.进一步的，步骤3)中，若实测数据有至少两组，则选择齿的幅度最小的一组实测数据进行回归分析；所述齿的幅度为：
17.e
tooth
＝(gr
tooth-gr
min
)/gr
tooth
18.式中，etooth为齿的幅度，grtooth为齿的伽马值，grmin为该段测井曲线的最小伽马值。
19.进一步的，步骤2)中，根据井径曲线和钻头直径，确定砂岩段的非扩径段和扩径段的手段为：根据井径曲线和钻头直径，确定非扩径点和扩径点：若某个深度点满足∣dr-db∣≤k，则该深度点为非扩径点；否则，该深度点为扩径点；其中，dr为井眼直径，db为钻头直径，k为井径扩大率；根据扩径点和非扩径点，若连续扩径的地层厚度大于给定的截止值，则该段地层为扩径段；若连续非扩径的地层厚度大于给定的截止值，则该段地层为非扩径段。
附图说明
20.图1是本发明的基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法实施例的流程图；
21.图2是非扩径段测井曲线单井图；
22.图3是扩径段测井曲线lld、gr对补偿密度曲线进行井径校正的效果图。
具体实施方式
23.本发明考虑到lld测井曲线和gr测井曲线均受井径影响较小，且与密度有一定相关度，特别是gr曲线，可以有效地表征致密砂岩的泥质含量，而泥质含量与砂岩密度有很好的相关度，提出了一种利用lld测井曲线和gr测井曲线的联合刻度法确定扩径段密度的方法，该方法可以有效去除由于井径无规则变化引起的密度测量误差。下面结合附图，对本发明的一种基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法进行详细说明。
24.本发明的一种基于lld和gr联合刻度的致密砂岩密度测井曲线校正方法实施例，应用于致密石英砂岩的密度测井曲线校正，其流程如图1所示，具体步骤如下：
25.步骤一，利用目标区的自然伽马测井曲线(gr)，确定致密石英砂岩段深度。
26.通过目标区钻井获得的岩心、岩屑和gr建立对应关系，给限定值范围即gr值小于60api，且gr值大于60api的隔层段不超过3m，在同一地层单元内划分砂岩的顶底界线。
27.例如，如图2所示井，该井石英砂岩段为3896.260米到3901.860米、3903.680米到3906.920米。
28.步骤二，在同一套砂体中，利用井径曲线判断扩径段深度，确定扩径段和非扩径段。
29.井径扩大率的公式为：
30.k＝(dr-db)/db
×
100％
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
31.式中，k是井径扩大率；dr是井径，cm；db是钻头直径，cm。
32.记井眼直径为dr，钻头直径为db，给定误差限k(k＞0)，如果在某个深度点有∣dr-db∣≤k，则为非扩径点；否则，如果∣dr-db∣＞k，则为扩径点。如果连续扩径的地层厚度大于给定的截止值ζ(ζ≥0)，则认为该段地层为扩径段；如果连续非扩径的地层厚度大于给定的截止值ζ，则认为该段地层为非扩径段。
33.例如，如图2所示井，选定钻头直径为db＝21.59cm，k＜1，ζ＝3.0m，则按照连续非扩径的地层厚度大于ζ的原则，得到非扩径段为3896.260米到3901.860米、3903.680米到3906.920米。
34.又如，如图3所示井，选定钻头直径为db＝24.13cm，k＞1，ζ＝3.0m。则按照连续非扩径的地层厚度大于ζ的原则，得到非扩径段为3792.208米到3802.860米。
35.步骤三，在非扩径段的砂岩段，构建den与lg(lld)、gr之间的关系，如式(2)所示。利用非扩径段的实测密度数据(den)和对应深度的实测深侧向电阻率(lld)、实测自然伽马值(gr)，求取关系中的模型参数a、b、c，以得到非扩径段关系模型。该关系为：
36.den＝a
×
lg(lld) b
×
gr c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
37.式中，den为实测的补偿密度，g/cm3；lld为实测的深侧向电阻率，ω.m；gr为实测的自然伽马值，api；a、b、c为模型参数，通过将非扩径段地层密度数据及对应深度的测井数据代入式(2)回归方程获得。具体的：
38.分别在扩径段顶部深度以上和底部深度以下的同一套砂岩中以0.125m厚度的间隔获取lg(lld)、gr与den值样本，连续25个样本(3m)为一组，每组分别计算e
tooth
值。选取etooth值最小的一组(etooth＝0.25)做多元回归分析，以得到式(2)中的模型参数。其中，e
tooth
值的计算公式为：
39.e
tooth
＝(gr
tooth-gr
min
)/gr
tooth
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
40.式中，e
tooth
为齿的幅度，无量纲；gr
tooth
为齿的伽马值，api；gr
min
为该段测井曲线的最小伽马值，api。
41.例如，如图2所示井，建立该井25个数据点砂岩段的den与lg(lld)、gr的数据表如表1所示，进行回归分析得到非扩径段的回归关系如下：
42.den＝0.0622*lg(lld) 0.0009*gr 2.4048
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
43.表1非扩径井砂岩段测井数据表
[0044][0045]
步骤四，将建立的回归关系推广到扩径段，将非扩径段关系模型作为扩径段关系
模型。进而根据扩径段的lld测井曲线和gr测井曲线，以及扩径段关系模型，便可得到扩径段校正后的密度测井曲线，以由稳定的曲线反推待校正曲线来达到曲线校正的目的。
[0046]
例如，以图3所示井，对于该气田内的某一扩径段测井曲线的井，只要将该井的测井曲线lld、gr代入本发明的密度测井曲线计算公式，即可得到该井的密度测井曲线。校正后的补偿密度曲线与实测岩心孔隙度的对应关系较好。
[0047]
本发明对所需数据资料要求较低，校正后的密度值接近真实的地层密度测井值，将校正后的密度与其它测井资料结合，能更好地用于储层评价。对校正后的测井曲线开展储层研究，能明显地提高测井岩性识别、储层划分及解释的可靠性、有效性和合理性。