一种快速识别上古生界地层随钻岩性的方法
技术领域：
本发明涉及致密砂岩岩性圈闭气藏勘探开发技术领域，具体涉及一种快速识别上古生界地层随钻岩性的方法。
背景技术：
在致密砂岩岩性气藏勘探过程中,气测是唯一的快速随钻连续检测地层含气性录井技术，气测录井直接测量的资料全烃、组分值，只能反映地层的含气性，却无法识别是哪种岩性含气，而在不同的盆地、不同的岩性，油气组分的构成与其地质条件息息相关。以苏里格气田为例，该气田为典型的发育于上古生界碎屑岩系中的致密砂岩岩性圈闭气藏，该类气藏一般都具有低孔、低渗、低压、低产、低丰度的“五低”特征，从而导致开发成本的增加。苏里格气田完钻原则一般是钻穿山西组含气砂岩30米完钻，但在钻达上古生界山西组含气砂岩和下部太原组含气煤层时，在没有测井曲线、岩屑代表性差，并且在气测值较高但钻时较低的情况下，确定到底是砂岩含气还是煤层含气给录井现场工作人员带来很大困难，尤其是在快速钻井条件下，岩屑细碎，上部掉块多导致岩屑高度混杂，代表性差，再加上砂岩由于沉积环境的变化而颜色较深，与煤层混杂无法有效区分。
发明内容：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种录井现场快速、准确识别上古生界地层含气层岩性的方法，可为准确卡准完钻层位、少钻无效进尺和钻后选取试气层位提供准确依据。
本发明所述一种快速识别上古生界地层随钻岩性的方法，具体包括如下步骤：
1、收集相关区域(上古生界地层)中完钻井解释层岩性的气测数据；
2、选择特征参数并根据步骤1获得的气测数据计算获得相应的特征参数值；
3、根据步骤2选择的特征参数以及对应的特征参数值建立含气砂层和含气煤层的岩性识别线性关系图；
4、确定待识别岩性解释层；
5、选择与步骤2相同的特征参数，根据待识别岩性解释层的气测数据计算获得相应的特征参数值；
6、根据步骤5获得的特征参数值在岩性识别线性关系图上的投点作相应的曲线，根据曲线的位置确定待识别岩性解释层的岩性。
本领域技术人员应当理解的是，步骤1)中的相关区域应当是需要确定解释层并进行岩性识别的随钻井所处的区域。
进一步地，所述岩性识别线性关系图中含有含气砂层分区和含气煤层分区，所述含气砂层分区和含气煤层分区分别根据步骤2)获得的相关区域完钻井含气砂层和含气煤层的特征参数值确定。
进一步地，步骤6确定待识别岩性解释层的岩性的方式为：当曲线处于含气砂层分区时，待识别岩性解释层的岩性为含气砂层；当曲线处于含气煤层分区时，待识别岩性解释层的岩性为含气煤层。
进一步地，步骤4中待识别岩性解释层的确定方式为：根据录井信息进行确定，只要满足下列条件之一，即确定为解释层：(1)气测全烃显示值高于基值2倍；(2)钻时显示值为1～3min。
优选地，步骤1和步骤5中的气测数据包括：气测组分的绝对含量，所述气测组分为：甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷。
优选地，步骤2和步骤5中的特征参数为：异构比、丙烷占比、湿度比、中质和；特征参数值通过如下公式计算获得：
异构比＝(iC4+iC5)/(C1+C2+C3+nC4+nC5)×1000
丙烷占比＝C3/∑C×100
湿度比＝(C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5)/∑C×100
中质和＝(C2+C3)/∑C×100
式中，C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5分别代表气测组分甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷的绝对含量，∑C代表全烃总量，为气测组分甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷的绝对含量的和。
优选地，步骤3中岩性识别线性关系图的建立方式为：采用平面直角坐标系，以纵轴作为参数轴，纵轴上不同的高度位置对应具体的特征参数：异构比、丙烷占比、湿度比以及中质和；以横轴作为刻度轴，其上的数值对应具体的特征参数值，每个特征参数都具有一个横轴且所有横轴具有共同的刻度；根据多个完钻井解释层的特征参数值在横轴上的分布位置确定每个特征参数关于含气砂层和含气煤层的划分区间；每个特征参数关于含气砂层划分区间的左端点的连线和右端点的连线之间的区域构成含气砂层分区，每个特征参数关于含气煤层划分区间的左端点的连线和右端点的连线之间的区域构成含气煤层分区。
进一步地，当步骤6的岩性确定结果显示曲线不完全处于单一的含气砂层分区或含气煤层分区时，则继续执行步骤7：根据步骤1获得的气测数据计算获得完钻井解释层的烃斜率值，根据完钻井解释层的烃斜率值的散点分布确定关于含气砂层和含气煤层的烃斜率划分区间，根据待识别岩性解释层的气测数据计算获得待识别解释层的烃斜率值，根据待识别解释层的烃斜率值所在的的烃斜率划分区间确定待识别岩性解释层的岩性。
应用本发明提供的方法对待识别岩性解释层的岩性确定流程如图1所示。
优选地，完钻井解释层和待识别解释层的烃斜率值通过如下公式计算获得：
烃斜率＝C2/C3
式中，C2和C3分别代表气测组分乙烷和丙烷的绝对含量。
本发明提供的上古生界地层随钻岩性的识别方法具有简便、快速、准确的特点，特别是当借助计算机系统进行识别时，能够快速准确地反映出随钻岩性，为准确卡准完钻层位、少钻无效进尺，以及钻后选取试气层位提供可靠依据。
附图说明：
图1为本发明对待识别岩性解释层的岩性确定流程图。
图2为采用本发明方法构建的岩性识别线性关系图。
图3为根据多组完钻井解释层的烃斜率值得到的烃斜率散点分布图。
图4为解释层1和解释层2的特征参数值对应的曲线在岩性识别线性关系图中的分布位置。
图5为S76-14-12井(包括解释层1和解释层2)的录井数据图。
具体实施方式：
以下通过实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。
以苏里格S76-14-12井为例，在钻遇到古生界地层时，首先收集该区域(上古生界地层)多个完钻井解释层岩性的气测数据，包括甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷气测组分的绝对含量，根据获得的多组气测数据计算异构比、丙烷占比、湿度比以及中质和4个特征参数的值，相应的计算公式为：
异构比＝(iC4+iC5)/(C1+C2+C3+nC4+nC5)×1000
丙烷占比＝C3/∑C×100
湿度比＝(C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5)/∑C×100
中质和＝(C2+C3)/∑C×100
式中，C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5分别代表气测组分甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷的绝对含量，∑C为全烃总量，即气测组分绝对含量的和。
之后根据获得的多组特征参数值建立含气砂层/煤层的岩性识别线性关系图，具体建图方式为：采用平面直角坐标系，以纵轴作为参数轴，纵轴上不同的高度位置对应具体的特征参数：异构比、丙烷占比、湿度比以及中质和；以横轴作为刻度轴，其上的数值对应具体的特征参数值，每个特征参数都具有一个横轴且所有横轴具有共同的刻度；根据多个完钻井解释层的特征参数值在横轴上的分布位置确定每个特征参数关于含气砂层和含气煤层的划分区间。在本具体实施方式中，每个特征参数关于含气煤层的划分区间为：0≤异构比≤4，0≤丙烷占比≤2，4≤湿度比≤8，4≤中质和≤8；每个特征参数关于含气砂层的划分区间为：4≤异构比≤8，2≤丙烷占比≤6，8≤湿度比≤12，8≤中质和≤12。本具体实施方式构建的岩性识别线性关系图如图2所示，横轴上异构比、丙烷占比、湿度比和中质和关于含气砂层划分区间的左端点(依次为：4、2、8、8)的连线和右端点(依次为：8、6、12、12)的连线之间的区域构成含气砂层分区，横轴上异构比、丙烷占比、湿度比和中质和关于含气煤层划分区间的左端点(依次为：0、0、4、4)的连线和右端点(依次为：4、2、8、8)的连线之间的区域构成含气煤层分区。此外，根据该区域多个完钻井解释层岩性的气测数据计算获得多组完钻井解释层的烃斜率值，根据这些烃斜率值的散点分布确定关于含气砂层和含气煤层的烃斜率划分区间。其中，烃斜率值的计算公式为：烃斜率＝C2/C3，式中的C2和C3分别代表气测组分乙烷和丙烷的绝对含量。图3为本具体实施方式根据多组完钻井解释层的烃斜率值得到的烃斜率散点分布图。根据散点分布情况得到关于含气砂层的烃斜率划分区间为：烃斜率≤10；关于含气煤层的烃斜率划分区间为：烃斜率>10。
之后根据S76-14-12井的录井信息确定解释层，确定的主要依据为以下两个条件：(1)气测全烃显示值高于基值2倍；(2)钻时显示值为1～3min，只要满足其中之一即确定为解释层。根据该确定方式在井段3510.0～3537.0m识别出2个解释层，分别为解释层1和解释层2(图5所示)。根据每个解释层的气测数据，分别采用前述计算公式计算获得对应的异构比、丙烷占比、湿度比、中质和以及烃斜率的值(表1所示)。根据获得的异构比、丙烷占比、湿度比、中质和的值在岩性识别线性关系图上的投点(即横轴上的数值点)作相应的曲线，曲线为各投点顺次的连线，根据曲线的位置确定待识别岩性解释层的岩性。本具体实施方式的岩性确定结果如图4所示：解释层1的曲线落在含气砂层分区内，相应地，4个特征参数值的投点也落在对应的特征参数关于含气砂层的划分区间内，由此判断解释层1的岩性为含气砂层；解释层2的曲线落在含气煤层分区内，相应地，4个特征参数值的投点也落在对应的特征参数关于含气煤层的划分区间内，由此判断解释层2的岩性为含气煤层。
表1解释层1和解释层2的气测数据、特征参数及岩性对比
因为解释层1和解释层2的曲线分别完全落在含气砂层分区和含气煤层分区内，所以不需要根据烃斜率来确定岩性。反之，如果解释层1和/或解释层2的曲线未完全落在任何一个分区，则需要根据解释层的烃斜率值所处的烃斜率划分区间来确定岩性。以解释层1为例，在本具体实施方式中，若解释层1的烃斜率值≤10，则处于含气砂层的烃斜率划分区间内，由此判断解释层1的岩性为含气砂层；若解释层1的烃斜率值>10，则处于含气煤层的烃斜率划分区间内，由此判断解释层1的岩性为含气煤层。
岩性识别结果验证：苏里格气田完钻原则是钻穿目的层含气砂层底界30m完钻，口袋里不要留有气层，S76-14-12井在钻遇解释层1后，依据本发明岩性识别方法确定岩性为含气砂层，在钻遇解释层2后，本发明岩性识别方法确定岩性为含气煤层，根据完钻原则，于钻穿解释层1底界30m井深3550m完钻，如若错把解释层2识别为含气砂层，将于3564m完钻，因此依靠本发明的岩性确定结果最终节约钻井进尺14m。解释层1经试气，日产气2.5736×104m3，依据井深大于>3000m的日产1×104m3/d的工业气流标准，试油结果为工业气流井，解释层2依据本发明岩性识别方法确定岩性是煤层，该区煤层多为含水层并易垮塌，因此没必要继续钻进或进行试气验证，说明本发明方法在判断含气岩性后依据完钻原则准确的卡准了完钻层位，并在钻后选取适合本地区开采的含气砂岩层进行试气获得高产工业气流，表明该方法针对上古生界地层岩性识别具有很高的准确性和实用性。
