專(zhuān)利名稱：一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填程度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填的方法，利用聲波測(cè)井資料進(jìn)行洞穴充填程度的定量計(jì)算模型，以提升洞穴型儲(chǔ)層的測(cè)井解釋技術(shù)，屬于石油與地質(zhì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著海相碳酸鹽巖油氣勘探不斷深入，在我國(guó)四川、渤海灣及塔里木等盆地相繼發(fā)現(xiàn)了一批大型或特大型縫洞型碳酸鹽巖油氣藏，使縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的研究成為了一個(gè)新的熱點(diǎn)。洞穴型碳酸鹽巖儲(chǔ)層是 碳酸鹽巖儲(chǔ)層的一類(lèi)重要儲(chǔ)集類(lèi)型。實(shí)踐證明該類(lèi)儲(chǔ)集層是碳酸鹽巖油氣藏穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)的重要保障。在碳酸鹽巖的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中，一般將洞徑小于
O.02米的稱為小洞，洞徑在O. 02 O.1米之間的稱為中洞，洞徑為O.1 I米的稱為大洞，洞徑> I米的稱為巨洞。在地質(zhì)上，根據(jù)不同的成因，對(duì)洞穴有不同的分類(lèi)。D.C Ford等人于20世紀(jì)80年代按照洞穴形成的水動(dòng)力條件(即成因分類(lèi))將洞穴分為滲流帶洞穴、地下水位洞穴、潛流帶洞穴和深潛流帶洞穴等四類(lèi)，并分出兩種特殊的洞穴類(lèi)型孤立的袋狀洞穴和自流洞穴。自從塔里木盆地塔北地區(qū)發(fā)現(xiàn)早海西期風(fēng)化殼巖溶洞穴型儲(chǔ)層以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)洞穴儲(chǔ)層的研究取了許多重要進(jìn)展。郭建華等建立了輪南地區(qū)洞穴層的識(shí)別標(biāo)志及成因模式。肖玉茹等以塔里木盆地塔河油田奧陶系古洞穴型儲(chǔ)層為例系統(tǒng)分析和歸納了該類(lèi)儲(chǔ)層在鉆井、錄井、測(cè)井、試井、地震等資料上的響應(yīng)特征和識(shí)別標(biāo)志。將洞穴在垂向上劃分為洞穴頂部相、洞穴充填相與下部垮塌相，并認(rèn)為洞穴頂部相和下部垮塌相對(duì)油氣儲(chǔ)集十分有利。研究結(jié)果表明，儲(chǔ)集性能較好的古洞穴型碳酸鹽巖儲(chǔ)層為未充填洞穴儲(chǔ)層和大型洞穴充填孔隙型砂巖儲(chǔ)層。由于地下溶洞發(fā)育及分布的非均質(zhì)性極強(qiáng)，洞穴的充填及流體性質(zhì)的復(fù)雜多變，加之測(cè)井對(duì)洞穴充填的響應(yīng)機(jī)理還認(rèn)識(shí)不清，目前對(duì)洞穴型儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)仍處于定性評(píng)價(jià)階段。由于洞穴及其內(nèi)部充填物質(zhì)與圍巖的巖石物理特性的巨大差異性，在測(cè)井曲線上具有明顯的響應(yīng)特征。未充填洞穴在鉆遇過(guò)程中出現(xiàn)明顯放空，并出現(xiàn)嚴(yán)重的泥漿漏失和井徑擴(kuò)大現(xiàn)象。在常規(guī)測(cè)井曲線上，該類(lèi)型自然伽馬曲線值較上下圍巖略有增大或保持不變(一般小于15API)，井徑曲線有明顯增大，深淺雙側(cè)向電阻率測(cè)井值較低，一般小于200 Ω · m,甚至低到幾歐姆米，且出現(xiàn)正幅度差，即深側(cè)向電阻率值大于淺側(cè)向電阻率值。密度測(cè)井曲線值一般較上下圍巖有較大降低，聲波時(shí)差測(cè)井值表現(xiàn)為高時(shí)差，一般大于50μ s/ft，有的甚至大于100μ s/ft，中子孔隙度值也表現(xiàn)為高值，一般都在3%以上。砂泥質(zhì)全充填洞穴以自然伽馬高異常為顯著特點(diǎn)，且伽馬測(cè)井值在溶洞處?！俺史垂巍?，其值大概在30 135API之間，但擴(kuò)徑現(xiàn)象一般不明顯，三孔隙度測(cè)井曲線都有明顯的起伏；而砂泥質(zhì)部分充填洞穴的電性特征介于這兩者之間，同時(shí)也表現(xiàn)出一定程度的井徑擴(kuò)大現(xiàn)象。近年來(lái)，通過(guò)高分辨率電成像測(cè)井技術(shù)測(cè)量井壁地層電阻率的微細(xì)變化，對(duì)井壁表面進(jìn)行成像，為直觀研究地下古溶洞及其充填物的特征提供了重要途徑。在巖心標(biāo)定和常規(guī)測(cè)井約束下，利用電成像測(cè)井圖像識(shí)別古巖溶，并由此建立了古溶洞及其內(nèi)部充填物的電成像測(cè)井定性解釋模板。在電成像測(cè)井圖像上，未充填溶洞一般呈黑色，充填溶洞則可呈現(xiàn)出黑、棕、黃、白等各種顏色，這取決于充填物的類(lèi)型和特征；在051的反射斯通利波變密度圖上表現(xiàn)為溶洞邊界上的“人”字型條紋，斯通利波的能量也要發(fā)生較大的衰減。隨著大量洞穴型碳酸鹽巖的勘探和開(kāi)發(fā)，對(duì)洞穴充填程度的評(píng)價(jià)要求將越來(lái)越高。由于對(duì)洞穴型儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)機(jī)理的理論研究目前仍處于摸索階段，尤其是對(duì)洞穴型儲(chǔ)層洞穴充填程度的定量仍然是空白，導(dǎo)致了洞穴型儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)水平不能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要，進(jìn)而對(duì)油氣藏后期的評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)造成不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足針對(duì)目前洞穴型碳酸鹽巖儲(chǔ)層洞穴充填程度沒(méi)有定量評(píng)價(jià)手段的技術(shù)現(xiàn)狀，提出一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填的方法，利用聲波數(shù)值模擬的方法得出不同充填程度與聲波時(shí)差的定量關(guān)系，并將其規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際資料中，建立利用聲波測(cè)井資料計(jì)算洞穴充填程度的計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)洞穴充填程度的定量評(píng)價(jià)，提高洞穴型儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)水平。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填的方法，其方法包括以下步驟1、建立地層模型模擬實(shí)際井筒聲波儀器的真實(shí)環(huán)境，地層為灰?guī)r其縱波時(shí)差為154 μ s/m,密度為2. 7g/cm3 ;其中有一溶洞，直徑為O. 6m,井眼穿過(guò)溶洞，井中流體為水，密度為lg/cm3,溶洞中充填泥質(zhì),泥質(zhì)縱波時(shí)差設(shè)定為400 μ s/m,密度為2. 3g/cm3。2、聲波數(shù)值模擬為了得到洞穴不同充填程度的聲波波列信息，考慮充填程度分別為25150175%和100%等四種情況的洞穴，對(duì)不同充填程度的洞穴模型采用交錯(cuò)網(wǎng)格的有限差分方法對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值模擬，將速度(應(yīng)力)對(duì)時(shí)間的奇數(shù)階高階導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)力(速度)對(duì)空間的導(dǎo)數(shù)，從而在不增加所需內(nèi)存量的前提下，將交錯(cuò)網(wǎng)格和高階差分法有機(jī)結(jié)合，運(yùn)用到求解橫向各向同性(TI)介質(zhì)一階速度-應(yīng)力彈性波方程中；有限差分求解偏微分方程定解問(wèn)題，首先要用網(wǎng)格線將定解區(qū)域化為離散點(diǎn)集，在此基礎(chǔ)上，把偏微分方程離散化為差分方程，通過(guò)求解代數(shù)方程組，
權(quán)利要求
1.一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填的方法，其特征在于，方法包括以下步驟 ①建立地層模型為了模擬實(shí)際井筒聲波儀器(4)的真實(shí)環(huán)境，建立模擬的地層模型如下地層(I1為灰?guī)r其縱波時(shí)差為154 μ s/m,密度為2. 7g/cm3。其中有一溶洞,直徑為O.6m，井眼(2)穿過(guò)溶洞，井中流體為水，密度為lg/cm3，溶洞中充填泥質(zhì)，泥質(zhì)縱波時(shí)差設(shè)定為 400 μ s/m,密度為 2. 3g/cm3 ； ②聲波數(shù)值模擬為了得到洞穴(3)不同充填程度的聲波波列信息，利用交錯(cuò)網(wǎng)格的有限差分方法，考慮充填程度分別為25%、50%、75%和100%等四種情況的洞穴(3)，對(duì)不同充填程度的洞穴模型采用交錯(cuò)網(wǎng)格的有限差分方法對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值模擬，將速度(應(yīng)力)對(duì)時(shí)間的奇數(shù)階高階導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)力(速度)對(duì)空間的導(dǎo)數(shù)，從而在不增加所需內(nèi)存量的前提下，將交錯(cuò)網(wǎng)格和高階差分法有機(jī)結(jié)合，運(yùn)用到求解橫向各向同性(TI)介質(zhì)一階速度一應(yīng)力彈性波方程中；有限差分求解偏微分方程定解問(wèn)題，首先要用網(wǎng)格線將定解區(qū)域化為離散點(diǎn)集，在此基礎(chǔ)上，把偏微分方程離散化為差分方程，通過(guò)求解代數(shù)方程組，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用聲波測(cè)井定量洞穴充填的方法，屬于石油與地質(zhì)領(lǐng)域，其方法包括以下步驟1、建立地層模型模擬實(shí)際井筒聲波儀器的真實(shí)環(huán)境，地層為灰?guī)r，其縱波時(shí)差為154μs/m，密度為2.7g/cm3；2、聲波數(shù)值模擬得到不同充填程度的聲波全波列數(shù)據(jù)及模擬的聲波全波列曲線；3、聲波時(shí)差數(shù)據(jù)的提取，計(jì)算出不同充填程度的聲波縱、橫波時(shí)差；4、聲波時(shí)差與充填程度的響應(yīng)規(guī)律分析；5、建立洞穴充填程度的定量計(jì)算模型，分析不同充填程度對(duì)聲波時(shí)差的響應(yīng)特征及其規(guī)律。本發(fā)明通過(guò)對(duì)裸眼井內(nèi)聲場(chǎng)的數(shù)值模擬，建立的充填程度計(jì)算模型，定量評(píng)價(jià)洞穴型儲(chǔ)層的不同充填程度，實(shí)用性較強(qiáng)，且有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01V1/40GK103064118SQ20131000533
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者趙軍, 古莉, 顧宏偉, 蒲萬(wàn)麗, 胡洪 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)