适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法
技术领域
本发明是关于测井解释领域，特别是关于一种适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法。
背景技术
在测井解释领域的含水饱和度评价中，目前常用的方法是运用阿尔奇公式计算含水饱和度的值。阿尔奇公式中的胶结指数m和饱和度指数n通常是利用某井岩电实验所得出固定的m、n值。
发明人发现，对于致密砂岩储层而言，岩性致密、孔隙小、喉道细、连通性差且非均质性强，地层非均质性强、裂缝发育，而且孔隙结构复杂、黏土矿物、氯化盐等矿物成分复杂，储层中裂缝广泛发育，该类储层胶结指数(m)和饱和度指数(n)偏离经验值，现有的利用岩电实验所得到的m、n值误差较大，将其代入阿尔奇公式中得出的含水饱和度的值同样存在较大误差。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法，其能够较为精确地测出致密砂岩储层的含水饱和度。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法，该含水饱和度的测量方法包括：通过已知的多个储层的岩心的岩电实验获取每个储层的多个类别的测井曲线；计算每个储层的每一类别的测井曲线的关联维数；根据每个储层的测井曲线的关联维数求取每个储层的第一分形维数以及第二分形维数，其中，所述每个储层的第一分形维数与该储层的胶结指数相关，所述每个储层的第二分形维数与该储层的饱和度指数相关；采用线性拟合的方法建立每个储层的第一分形维数与该储层的胶结指数之间的第一线性关系式，并建立每个储层的第二分形维数与该储层的饱和度指数之间的第二线性关系式；根据所述多个储层的岩心的岩电实验建立每个储层的胶结指数与loga的线性关系，其中，a为阿尔奇公式中的参数；将待测井划分为多个储层；根据所述第一线性关系式和所述第二线性关系式计算该待测井的各个储层的胶结指数和饱和度指数；基于所述阿尔奇公式计算所述待测井的每个储层的含水饱和度。
在本发明的一实施方式中，所述多个类别的测井曲线包括：声波时差测井曲线、补偿中子测井曲线、补偿密度测井曲线以及电阻率测井曲线。
在本发明的一实施方式中，计算每个储层的每一类别的测井曲线的关联维数包括：对某一测井曲线而言，首先利用时间序列X1,X2,...,XN，给定一个嵌入维数的初始值m0，重构相空间，得到新的序列{Yi}，其中，X1,X2,...,XN为相空间内吸引子上的点，用Br(Xi)表示参考点Xi为中心，半径为r的球形盒子；确定所述新的序列中所有点对的距离rij，并且将所有点对的距离rij与r相比较从而确定rij小于r的点对数目；计算关联积分C(r)，其中，所述关联积分C(r)为rij小于r的点对在所有点对中所占的比例；采用最小二乘拟合法得到对应于m0的关联维数估计值d(m0)；增加m0的值，按照上述步骤重新计算所述关联维数估计值d(m0)，直到所述关联维数估计值d(m0)的变化量维持在一个预设范围内，并记录m0的最终值；根据所述m0的最终值，做出LnC(r)～Lnr的交会图，选取线性度大于一定值的一段作线性拟合，计算出拟合直线的斜率值，其中，该斜率值为该测井曲线的关联维数。
在本发明的一实施方式中，根据每个储层的测井曲线的关联维数求取第一分形维数以及第二分形维数包括：根据第一式子确定所述第一分形维数Dm，其中，所述第一式子为Dm＝[(Dcnl+Dden)+2*Dac]/4，其中，Dcnl为所述补偿中子测井曲线的关联维数，Dden为所述补偿密度测井曲线的关联维数，Dac为所述声波时差测井曲线的关联维数；若Dm≥Drt，则根据第二式子确定所述第二分形维数Dn，否则根据第三式子确定所述第二分形维数Dn，其中，所述第二式子为Dn＝Dm，所述第三式子为Dn＝Drt，其中，Drt为所述电阻率测井曲线的关联维数。
在本发明的一实施方式中，所述第一线性关系式为m＝km*Dm+bm，其中，m代表所述胶结指数，km和bm均为拟合系数。
在本发明的一实施方式中，所述第二线性关系式为n＝kn*Dn+bn，其中，n代表所述饱和度指数，kn和bn均为拟合系数。
在本发明的一实施方式中，所述阿尔奇公式为
与现有技术相比，根据本发明的适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法，充分考虑到致密砂岩储层非均质性所造成的各个储层的m、n值不是固定的，构建了动态的m、n值分形求取方法，进而通过阿尔奇公式计算含水饱和度，在含水饱和度的计算中不再采用固定值，使计算结果更精确，更符合实际地层情况。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的含水饱和度的测量方法的步骤组成；
图2是根据本发明一实施方式的关联维数与胶结指数的交会图；
图3是根据本发明一实施方式的关联维数与饱和度指数的交会图；
图4是根据本发明一实施方式的测井解释图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法。该含水饱和度的测量方法包括：步骤S1～S7。
在步骤S1中根据测井曲线计算每个储层的关联维数。
具体而言，首先通过某一地区已知的多个储层的岩心的岩电实验获取每个储层的多个类别的测井曲线，其中测井曲线包括：声波时差测井曲线、补偿中子测井曲线、补偿密度测井曲线以及电阻率测井曲线。
其次计算每个类别的测井曲线的关联维数。
对某一测井曲线而言，计算关联维数的过程如下。
首先利用时间序列X1,X2,...,XN，给定一个嵌入维数的初始值m0，重构相空间，得到新的序列{Yi}，其中，X1,X2,...,XN为相空间内吸引子上的点，用Br(Xi)表示参考点Xi为中心，半径为r的球形盒子。
其次确定所述新的序列中所有点对的距离rij，并且将所有点对的距离rij与r相比较从而确定rij小于r的点对数目。
其次计算关联积分C(r)，其中，所述关联积分C(r)为rij小于r的点对在所有点对中所占的比例。
其次采用最小二乘拟合法得到对应于m0的关联维数估计值d(m0)。
其次增加m0的值，按照上述步骤重新计算所述关联维数估计值d(m0)，直到所述关联维数估计值d(m0)的变化量维持在一个预设范围内，并记录m0的最终值。
最后根据所述m0的最终值，做出LnC(r)～Lnr的交会图，选取线性度大于一定值的一段作线性拟合，计算出拟合直线的斜率值，其中，该斜率值为该测井曲线的关联维数。
根据上述方法依次确定出所述补偿中子测井曲线的关联维数Dcnl、所述补偿密度测井曲线的关联维数Dden、所述声波时差测井曲线的关联维数Dac以及所述电阻率测井曲线的关联维数Drt。
在步骤S2中确定第一分形维数和第二分形维数。根据每个储层的所有类别的测井曲线的关联维数求取每个储层的第一分形维数以及第二分形维数，其中，所述每个储层的第一分形维数与该储层的胶结指数相关，所述每个储层的第二分形维数与该储层的饱和度指数相关。
具体而言，根据第一式子确定所述第一分形维数Dm，其中，所述第一式子为Dm＝[(Dcnl+Dden)+2*Dac]/4，其中，Dcnl为所述补偿中子测井曲线的关联维数，Dden为所述补偿密度测井曲线的关联维数，Dac为所述声波时差测井曲线的关联维数。
若Dm≥Drt，则根据第二式子确定所述第二分形维数Dn，否则根据第三式子确定所述第二分形维数Dn，其中，所述第二式子为Dn＝Dm，所述第三式子为Dn＝Drt，其中，Drt为所述电阻率测井曲线的关联维数。
在步骤S3中确定第一线性关系式以及第二线性关系式。将每个储层的岩电实验所得的胶结指数和饱和度指数与对应储层测井曲线关联维数作交会图，采用线性拟合的方法建立每个储层的第一分形维数与该储层的胶结指数之间的第一线性关系式，并建立每个储层的第二分形维数与该储层的饱和度指数之间的第二线性关系式。
其中，所述第一线性关系式为m＝km*Dm+bm，其中，m代表所述胶结指数，km和bm为拟合系数。所述第二线性关系式为n＝kn*Dn+bn，其中，n代表所述饱和度指数，kn和bn为拟合系数。
在步骤S4中根据所述多个储层的岩心的岩电实验建立每个储层的胶结指数与loga的线性关系，其中，a为与含水饱和度有关的参数，即阿尔奇公式中的参数。
在步骤S5中将待测井划分为多个储层，其中，待测井与上述岩电实验的储层的地质结构类似，最好为同一地区，例如都为某一盆地、都为库车地区等。为了提高含水饱和度计算结果的精确性，在划分储层时，尽可能使得每个储层的厚度与线性拟合(岩电实验)所用储层厚度大致相等。
在步骤S6中根据所述第一线性关系式和所述第二线性关系式计算该待测井的各个储层的胶结指数m和饱和度指数n。
在步骤S7中将待测井的每个储层的m、n、a代入阿尔奇公式计算所述待测井的每个储层的含水饱和度。
其中，所述阿尔奇公式为
通过本实施方式，若要对某储层的含水饱和度进行计算，首先通过第一线性关系式和第二线性关系式可以求取该储层的胶结指数(m)和饱和度指数。将计算所得的m、n值代入阿尔奇公式，进行该储层的含水饱和度计算，这样对某井进行含水饱和度评价时，可以划分若干储层，对应若干个m、n的值，从整个研究深度上看，m、n是动态的参数，据此求取的各个储层的含水饱和度结果更精确。
为了更好地了解本发明的效果，将上述方法在塔里木盆地库车地区致密砂岩测井解释中法进行了应用，通过拟合8个层段的测井曲线分形维数和岩电实验参数，得出了该地区胶结指数m和饱和度指数n的求取方法，图2是本例中关联维数与胶结指数的交会图，图3是本例中关联维数与饱和度指数的交会图。
对交会图采用线性拟合的方法得到胶结指数与关联维数的线性关系式、饱和度指数与关联维数的线性关系式依次为：m＝-0.1413Dm+1.9962以及n＝-0.1071Dn+2.3155。
对该地区岩电实验胶结指数与loga拟合得到：m＝1.8221-1.05loga。
以我国西部某盆地的一井为例，利用上述方法计算关联维数，并建立胶结指数和饱和度指数与关联维数拟合公式，分层求得胶结指数和饱和度指数，见表1。代入阿尔奇公式，计算的饱和度结果如图4所示。在6960m-7000m层段试油，油水比为82：18，试气结论为气层。分形方法计算的含水饱和度与压汞饱和度相比，平均误差为7.06％，说明本方法正确；利用固定值m、n、a参数计算的含水饱和度数值相对误差为25.33％，三种饱和度计算方法的结果见表2。可以看出，利用分形维方法计算的含水饱和度精度最高。
表1
表2
综上所述，本实施方式的适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量方法，分别求取与胶结指数有关的测井分形维数、与饱和度指数有关的测井分形维数，通过测井对应储层的岩电实验所得m、n值，分别作线性拟合建立胶结指数和饱和度指数与分形维数的关系式，在没有岩电实验的待测井，可通过已知岩电实验中线性拟合的关系式求得该层段的胶结指数和饱和度指数，最后通过阿尔奇公式及其参数可计算该层段含水饱和度。整体过程考虑了致密砂岩储层的非均质性造成的m、n值变化，构建了动态的m、n值分形求取方法，在含水饱和度的计算中不再采用固定值，使计算结果更精确，更符合实际地层情况，该方法更适用于致密砂岩储层的含水饱和度的测量。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
