一種地層各向異性信息的提取及校正方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種地層各向異性信息的提取及校正 方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實(shí)際測(cè)井中，許多儲(chǔ)集巖顯示為電阻率各向異性，特別是在油飽和儲(chǔ)層。電阻率 各向異性是地層各向異性的具體體現(xiàn)之一，即地層的垂向電阻率與水平電阻率不同。電阻 率的各向異性是由于地層厚度小于測(cè)量?jī)x器分辨率或地層傾斜引起的水平電阻率與垂向 電阻率不一致引起的。常規(guī)的電纜測(cè)井評(píng)價(jià)中使用的地層電阻率通常指水平電阻率，但是 側(cè)向測(cè)井對(duì)地層電阻率的垂直分量有一定的靈敏度，同時(shí)如果各向異性地層相對(duì)于井軸存 在傾角，則測(cè)井曲線會(huì)偏離地層水平電阻率，垂向電阻率影響增大，會(huì)導(dǎo)致地層評(píng)價(jià)結(jié)果可 靠性變差，甚至可能出現(xiàn)對(duì)地質(zhì)的錯(cuò)誤解釋。因此，要準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)電阻率測(cè)井結(jié)果，必須對(duì) 地層各向異性的影響進(jìn)行校正，獲得代表地層真電阻率的水平分量，再進(jìn)行精確的儲(chǔ)層評(píng) 價(jià)。
[0003] 目前對(duì)于地層各向異性的提取主要是通過(guò)聚焦測(cè)井儀和非聚焦測(cè)井儀聯(lián)合反演 來(lái)進(jìn)行的，如陣列側(cè)向和陣列感應(yīng)聯(lián)合反演提取地層各向異性信息。聯(lián)合反演是指利用不 同物理機(jī)制的兩種或兩種以上測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)模型參數(shù)反演。聯(lián)合反演在本質(zhì)上是通過(guò) 增加特定探測(cè)目標(biāo)的有效信息量（增加約束），來(lái)達(dá)到更準(zhǔn)確反映地質(zhì)目標(biāo)體的目的。物性 同源是聯(lián)合反演增加該源有效信息量的基本條件。同一 口井不同測(cè)井系列的陣列側(cè)向測(cè)井 與陣列感應(yīng)測(cè)井，針對(duì)相同原狀地層具有相同的目標(biāo)物性測(cè)量項(xiàng)目，使其聯(lián)合反演成為可 能。陣列感應(yīng)測(cè)井受各向異性影響較小，基本反映的是地層水平電阻率信息，而陣列側(cè)向測(cè) 井受地層各向異性影響較為嚴(yán)重，可以用于提取地層各向異性信息。首先，通過(guò)實(shí)測(cè)的陣列 感言測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)反演獲得地層的水平電阻率；其次，將地層水平電阻率作為已知量，再根據(jù)陣 列側(cè)向測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)反演獲得地層的垂向電阻率。但是，陣列側(cè)向與陣列感應(yīng)聯(lián)合反演存在以 下不足之處：
[0004] 1)陣列側(cè)向測(cè)井和陣列感應(yīng)測(cè)井是不同時(shí)刻的測(cè)量結(jié)果；
[0005] 2)兩者的測(cè)量頻率不一致，需要做曲線的深度對(duì)齊或重采樣插值；
[0006] 3)陣列感應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)反演存在誤差時(shí)，將直接導(dǎo)致通過(guò)陣列側(cè)向測(cè)量數(shù)據(jù)提取的 各向異性信息不準(zhǔn)確，即存在累積誤差的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種地層各向異性信息的提取及校正方法和系 統(tǒng)，能夠減少程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，得到更加精確的地層電阻率信息，提高油氣飽和度的評(píng)價(jià) 精度。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種地層各向異性信息的提取及校正方法，該 方法包括：
[0009] 通過(guò)多個(gè)不同的地層模型模擬建立陣列側(cè)向測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校正圖版。
[0010] 通過(guò)井下陣列側(cè)向測(cè)井儀測(cè)得的井下測(cè)量數(shù)據(jù)獲取四條不同徑向探測(cè)深度的視 電阻率曲線。
[0011] 采用獲得的視電阻率和建立的測(cè)井響應(yīng)圖版進(jìn)行查庫(kù)反演，提取地層水平電阻率 和各向異性系數(shù)。
[0012] 根據(jù)提取的地層水平電阻率和各向異性系數(shù)，計(jì)算地層垂向電阻率。
[0013] 根據(jù)提取的各向異性系數(shù)和建立的各向異性校正圖版分別校正四條不同徑向探 測(cè)深度的視電阻率曲線，獲得四條校正后的視電阻率曲線。
[0014] 優(yōu)選地，通過(guò)多個(gè)不同的地層模型模擬建立陣列側(cè)向測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校 正圖版的步驟包括：
[0015] 預(yù)先構(gòu)建具有不同的各向異性系數(shù)和地層水平電阻率的多個(gè)不同的地層模型。
[0016] 針對(duì)各個(gè)地層模型進(jìn)行地層電導(dǎo)率各向異性張量推導(dǎo)，獲得參考坐標(biāo)系下的電導(dǎo) 率各向異性張量。
[0017] 根據(jù)參考坐標(biāo)系下的電導(dǎo)率各向異性張量和多個(gè)不同的地層模型，采用陣列側(cè)向 正演仿真程序模擬地層模型的多個(gè)響應(yīng)值。
[0018] 通過(guò)多個(gè)響應(yīng)值構(gòu)建測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校正圖版。
[0019] 優(yōu)選地，針對(duì)各個(gè)地層模型進(jìn)行地層電導(dǎo)率各向異性張量推導(dǎo)獲得參考坐標(biāo)系下 的電導(dǎo)率各向異性張量包含以下幾個(gè)步驟：
[0020] A、對(duì)地層模型的地層坐標(biāo)系做旋轉(zhuǎn)變換，轉(zhuǎn)化為參考坐標(biāo)系。
[0021] A1、繞Z'軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)e i，獲得第一坐標(biāo)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地層各向異性信息的提取及校正方法，其特征在于，所述方法包括： 通過(guò)多個(gè)不同的地層模型模擬建立陣列側(cè)向測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校正圖版； 通過(guò)井下陣列側(cè)向測(cè)井儀測(cè)得的井下測(cè)量數(shù)據(jù)獲取四條不同徑向探測(cè)深度的視電阻 率曲線； 采用獲得的所述視電阻率和建立的所述測(cè)井響應(yīng)圖版進(jìn)行查庫(kù)反演，提取地層水平電 阻率和各向異性系數(shù)； 根據(jù)提取的所述地層水平電阻率和所述各向異性系數(shù)，計(jì)算地層垂向電阻率； 根據(jù)提取的所述各向異性系數(shù)和建立的所述各向異性校正圖版分別校正所述四條不 同徑向探測(cè)深度的視電阻率曲線，獲得四條校正后的視電阻率曲線。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)多個(gè)不同的地層模型模擬建立陣 列側(cè)向測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校正圖版的步驟包括： 預(yù)先構(gòu)建具有不同的所述各向異性系數(shù)和所述地層水平電阻率的多個(gè)不同的地層模 型； 針對(duì)各個(gè)所述地層模型進(jìn)行地層電導(dǎo)率各向異性張量推導(dǎo)，獲得參考坐標(biāo)系下的所述 電導(dǎo)率各向異性張量； 根據(jù)參考坐標(biāo)系下的所述電導(dǎo)率各向異性張量和所述多個(gè)不同的地層模型，采用陣列 側(cè)向正演仿真程序模擬所述地層模型的多個(gè)響應(yīng)值； 通過(guò)所述多個(gè)響應(yīng)值構(gòu)建所述測(cè)井響應(yīng)圖版和各向異性校正圖版。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)各個(gè)所述地層模型進(jìn)行地層電導(dǎo) 率各向異性張量推導(dǎo)獲得參考坐標(biāo)系下的所述電導(dǎo)率各向異性張量包含以下幾個(gè)步驟： A、 對(duì)所述地層模型的地層坐標(biāo)系做旋轉(zhuǎn)變換，轉(zhuǎn)化為所述參考坐標(biāo)系。 A1、繞Z'軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)i，獲得第一坐標(biāo)：
A2、繞Y'軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ai，獲得第二坐標(biāo)：
A3、由所述第一坐標(biāo)和所述第二坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，獲得第三坐標(biāo)：
，所述R1為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)； 其中，所述a:為所述地層模型的地層坐標(biāo)系Z'軸與參考坐標(biāo)系Z軸的夾角，所述0 : 為所述地層模型的地層坐標(biāo)系X'軸相對(duì)所述參考坐標(biāo)系X軸的方位角； B、 根據(jù)所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)R1對(duì)電磁場(chǎng)矢量場(chǎng)做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)變換； B1、根據(jù)歐姆定律在任意坐標(biāo)系下都成立的原理，獲得第一等式：
其中J，〇，E分別為所述參考坐標(biāo)系下的電流密度矢量、介質(zhì)電導(dǎo)率各向異性張量和 電場(chǎng)強(qiáng)度矢量；J'，〇'，E'分別為所述地層坐標(biāo)系下的電流密度矢量、介質(zhì)電導(dǎo)率各向 異性張量和電場(chǎng)強(qiáng)度矢量； B2、依據(jù)坐標(biāo)系中的矢量場(chǎng)遵守步驟A1的旋轉(zhuǎn)變換的原理，通過(guò)所述第一等式，獲得 第二等式：
B3、根據(jù)所述第二等式獲得所述參考坐標(biāo)系下的所述電導(dǎo)率各向異性張量為： 〇 =R1-1 ? 〇 1 ?R1 ; 其中：
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述采用陣列側(cè)向正演仿真程序模擬所述地層模型的多個(gè)響應(yīng)值是指：采用所述陣列 側(cè)向正演仿真程序利用有限元方法模擬所述地層模型的所述響應(yīng)值，包含以下步驟： 將電法測(cè)井的定解問(wèn)題轉(zhuǎn)換為求給定邊界條件下的泛函極值問(wèn)題； 對(duì)所述泛函進(jìn)行空間離散； 從空間離散后的所述泛函中選取基函數(shù)； 通過(guò)所述基函數(shù)建立單元離散方程； 通過(guò)所述單元離散方程對(duì)全部單元進(jìn)行安裝、消元、求解； 對(duì)所述求解的結(jié)果進(jìn)行工程轉(zhuǎn)化，獲得所述結(jié)果的工程視值； 將所述工程視值作為所述地層模型的一個(gè)響應(yīng)值。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用獲得的所述視電阻率和建立的所 述測(cè)井響應(yīng)圖版進(jìn)行查庫(kù)反演，提取地層水平電阻率和各向異性系數(shù)的步驟包括： 根據(jù)所述視電阻率和所述測(cè)井響應(yīng)圖版，采用最小二乘法進(jìn)行查庫(kù)反演； 對(duì)建立的所述圖版進(jìn)行井眼校正，消除井眼環(huán)境的影響； 對(duì)校正后的所述圖版進(jìn)行曲面擬合，獲得儀器的響應(yīng)函數(shù)矩陣； 根據(jù)所述最小二乘法同時(shí)提取所述地層水平電阻率和各向異性系數(shù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)校正后的所述圖版進(jìn)行曲面擬合，獲 得儀器的響應(yīng)函數(shù)矩陣是指：根據(jù)所述地層水平電阻率和各向異性系數(shù)的變化，采用全區(qū) 域或者分區(qū)域的思想進(jìn)行曲面擬合，獲得陣列側(cè)向測(cè)井響應(yīng)函數(shù)矩陣：
其中：x表示地層水平電阻率；y表示各向異性系數(shù)；fk表示各種模式下的響應(yīng)函數(shù)（k=1，2, 3, 4) ; 表示各種模式下的權(quán)系數(shù)矩陣（k= 1，2, 3, 4) ;mk，nk表示分別各種模式下 水平電阻率和各向異性系數(shù)的最大冪數(shù)。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：在根據(jù)所述最小二乘法同 時(shí)提取所述地層水平電阻率和各向異性系數(shù)之前，構(gòu)建帶約束的多維最小二乘極值： min| |S⑴-F| <x2<t2 其中：S(X)表示通過(guò)所述響應(yīng)函數(shù)矩陣的矩陣函數(shù)模擬的四個(gè)測(cè)井響應(yīng)值；F表示實(shí) 際測(cè)量得到的四個(gè)視電阻率值；h，&分別表示所述地層水平電阻率和所述各向異性系數(shù) 的上下界約束。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：根據(jù)單純形算法求解所述 帶約束的多維最小二乘極值，包括以下步驟： A、 在n維空間中構(gòu)建由n+1個(gè)頂點(diǎn)所構(gòu)成的單純形，并根據(jù)以下擬合的矩陣函數(shù)關(guān)系 式求解各個(gè)頂點(diǎn)的測(cè)井響應(yīng)值： Xi=bi+A(ti-bi)(i=1,2), 其中：h，&(i= 1，2)分別表示所述水平電阻率和所述各向異性系數(shù)的上下界約束；入 為[〇, 1]之間的隨機(jī)數(shù)；n= 2 ; B、 確定所述n+1個(gè)頂點(diǎn)中的最壞頂點(diǎn)XK; 其中，所述最壞頂點(diǎn)指模擬值和實(shí)測(cè)值誤差最大的頂點(diǎn)； C、 根據(jù)下式計(jì)算所述最壞頂點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)XT: Xj- (1 +a)X卩+aXr， 其中^[；表示單純性的中心點(diǎn)；a表示反射系數(shù)； D、 根據(jù)所述最壞頂點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)XT，確定一個(gè)新的頂點(diǎn)代替XK，構(gòu)成新的所述單純形；并 根據(jù)所述擬合的矩陣函數(shù)關(guān)系式求解新的所述單純形的各個(gè)頂點(diǎn)的測(cè)井響應(yīng)值； E、 判斷所述單純形是否滿足預(yù)先設(shè)置的迭代終止條件，如果滿足所述迭代終止條件， 則進(jìn)入步驟F，如果不滿足所述迭代終止條件，則返回步驟B; 其中，所述迭代終止條件包