相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法及装置与流程

本发明涉及岩性油藏识别技术领域，特别涉及相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法及装置。

背景技术：

在地层内部常发育大量的薄互层储层，其单期厚度薄，物性差。但在单个地层年代内，薄互层储层累加厚度却较大，在平面砂体厚度图上往往占据砂带厚度的主要位置，容易误导对该砂带的整体认识。另外，部分单期厚度相对较大，但累积厚度小的优质储层，由于在某个层位厚度较薄，而导致其位于砂体厚度平面图的边缘位置，容易被人们忽略。目前，上述砂岩储层的种种现状对研究人员准确识别砂岩储层造成了较大的困扰。

以下以块状砂岩和层理砂岩为例，在野外地质剖面露头上，经常会见到块状砂岩与层理砂岩共存的现象。

其中，层理砂岩多发育在单期主河道两侧或顶部。河道两侧层理发育是由于河道两侧水体较浅，水动力偏弱，受底形摩擦力影响，水流速相对河道主体部位减小，从而导致各种平行层理、沙纹交错层理、小型槽状交错层理等发育。而河道顶部各种小型交错层理逐渐发育，直至水平层理段出现，则主要是由于河道的侧向迁移形成，这也是河道二元结构形成的原因。一般的，河道主体部位为水动力最强的部位，此部位以块状砂岩为代表，其特征是单期厚度较大，经过大量观察统计，一般大于3米。块状砂岩顺物源方向分布连续性及稳定性好，由于层理不发育，其整体非均质性弱。而侧翼则与主体相反，其为水动力相对较弱部位，动力的波动性变化会导致云母等较轻矿物沿层面分布，从而形成层理，其单期厚度一般较小，经统计通常小于3.5米。在河道两侧分布较宽，由于层理发育，破坏了砂岩的整体性，因此，非均质性强，泥质含量相对主体偏高。

块状砂岩一般孔隙度较大，渗透率较高是重点挖潜的对象。但是目前还没有相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法，能够对主体块状砂岩与侧翼层理砂岩进行定量区分，将主体块状砂岩准确识别出来。因此非常有必要提供相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法，能够准确识别出块状砂岩，以指导岩性油气藏精细勘探开发。

技术实现要素：

本发明的目的是提供相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法及装置，能够克服现有技术中的缺陷，能够准确识别出块状砂岩，以指导岩性油气藏精细勘探开发。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法，包括：

基于高分辨率层序地层学对研究区内相同亚相的井进行3～10米级等时小层精细划分，并采用测井综合解释成果作为砂体结构研究的对象；

将指定参数与泥质含量进行线性相关性分析，选取相关性较好的前n项作为综合指数法的基础，其中，所述指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波时差、密度、电阻；

基于块状砂岩与层理砂岩各自对应的不同测井系列值及岩心实测数据，得出所述指定参数的门槛值；

基于前n项指定参数与所述泥质含量相关性分析后的相关系数加和结果为1和每单项相关性系数占总数的比例值确定每个指定参数对应的权重系数；其中，n为大于1的正整数；

将前n项指定参数进行数据标准化处理，数据标准化处理后的参数以与泥质含量为对比标准的权重为系数，以块状砂岩电性特征正反比关系为基础，计算综合指数，并得出综合指数曲线；

通过方差与变差公式计算所述综合指数的平滑度，并根据所述综合指数的平滑度计算结果设定平滑度门槛值，利用所述设定的平滑度门槛值去除平滑度低于所述平滑度门槛值的层理砂岩，获得主体块状砂岩。

在一个优选的实施方式中，所述前n项指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波及密度。

在一个优选的实施方式中，所述综合指数的计算公式如下：

上式中：g为综合指数，i＝1…n；d表示数据点深度，a、b、c、d为根据权重得出的系数值，s代表标准化，ac、gr、den分别代表声波、伽马、密度电测曲线值，p代表实测孔隙度值。

在一个优选的实施方式中，还包括计算偏度，并设定偏度门槛值，基于所述综合指数曲线至的变化情况和所述偏度门槛值划分块状砂岩的类型。

在一个优选的实施方式中，所述计算偏度，并设定偏度门槛值，基于所述综合指数曲线至的变化情况和所述偏度门槛值划分块状砂岩的类型包括：

以综合指数曲线值自下而上的变化为参数值，逐渐变小的取最大值为对角边，取最小值对应深度与最大值对应深度之差为另一对角边，利用正弦函数计算两边所形成的角度，所述角度的度数为偏度，偏度在10度以内的为箱形，大于10度为钟形；

或者，综合指数逐渐变大的，偏度在10度以内为箱形，大于10度为漏斗形。

一种相控砂体结构主体块状砂岩定量区分装置，包括：

划分模块，用于基于高分辨率层序地层学对研究区内相同亚相的井进行3～10米级等时小层精细划分，并采用测井综合解释成果作为砂体结构研究的对象；

参数选取模块，用于将指定参数与泥质含量进行线性相关性分析，选取相关性较好的前n项作为综合指数法的基础，其中，所述指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波时差、密度、电阻；

门槛值确定模块，用于基于块状砂岩与层理砂岩各自对应的不同测井系列值及岩心实测数据，得出所述指定参数的门槛值；

权重系数确定模块，用于基于前n项指定参数与所述泥质含量相关性分析后的相关系数加和结果为1和每单项相关性系数占总数的比例值确定每个指定参数对应的权重系数；其中，n为大于1的正整数；

综合指数计算模块，用于将前n项指定参数进行数据标准化处理，数据标准化处理后的参数以与泥质含量为对比标准的权重为系数，以块状砂岩电性特征正反比关系为基础，计算综合指数，并得出综合指数曲线；

平滑度计算模块，用于通过方差与变差公式计算所述综合指数的平滑度，并根据所述综合指数的平滑度计算结果设定平滑度门槛值，利用所述设定的平滑度门槛值去除平滑度低于所述平滑度门槛值的层理砂岩，获得主体块状砂岩。

在一个优选的实施方式中，所述前n项指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波及密度。

在一个优选的实施方式中，所述综合指数的计算公式如下：

上式中：g为综合指数，i＝1…n；d表示数据点深度，a、b、c、d为根据权重得出的系数值，s代表标准化，ac、gr、den分别代表声波、伽马、密度电测曲线值，p代表实测孔隙度值。

在一个优选的实施方式中，还包括偏度计算模块，其用于计算偏度，并设定偏度门槛值，基于所述综合指数曲线至的变化情况和所述偏度门槛值划分块状砂岩的类型。

在一个优选的实施方式中，所述偏度计算模块倍配置为：

以综合指数曲线值自下而上的变化为参数值，逐渐变小的取最大值为对角边，取最小值对应深度与最大值对应深度之差为另一对角边，利用正弦函数计算两边所形成的角度，所述角度的度数为偏度，偏度在10度以内的为箱形，大于10度为钟形；

或者，综合指数逐渐变大的，偏度在10度以内为箱形，大于10度为漏斗形。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法及装置，通过对研究区钻井取心进行岩心观察并岩电校正后，获取伽马、孔隙度、声波与密度参数区间界限，再对数据标准化后，进行单因素相关性分析，进行权重分析并加权，然后建立基于上述各个指定参数的综合指数就可采用特定的数学模型提取出岩性油藏中的块状砂岩。具体的，其采用平滑度去除部分层理砂岩，并判定块状砂岩期次，能够将砂岩内部按块状砂岩与层理砂岩分类，有效的将储层的非均质性、物性及含油性刻画出来，以满足岩性油气藏精细勘探与高效开发的需要。

进一步的，本申请还采用偏度来判断块状砂岩综合指数形态特征并分类，从而能够实现砂体结构主体块状砂岩与侧翼层理砂岩的定量区分。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法的步骤流程图；

图2是用于反应主体厚度与频率对应关系的岩心观察主体厚度概率累积曲线图；

图3是用于反应侧翼厚度与频率对应关系的岩心观察侧翼厚度概率累积曲线图；

图4是用于反应主体伽马与频率对应关系的岩心观察主体伽马概率累积曲线图；

图5是用于反应主体声波与频率对应关系的岩心观察主体声波概率累积曲线图；

图6是用于反应主体补偿中子与频率对应关系的岩心观察主体补偿中子概率累积曲线图；

图7是一种综合指数曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，对相控砂体结构的研究主要集中在开发区级别的小范围内，着重点在于对不同沉积微相的精细刻画与隔夹层的识别，强调砂泥岩及不同微相砂岩的叠置关系。而主体与侧翼的提出与其有着明显的区别，例如，前者划归为一类的河道沉积微相；在后者则可将其进一步划为主体块状砂岩与侧翼层理砂岩。整体上，本申请是从新的角度对不同沉积微相的精细刻画与隔夹层的识别。

本申请主要涉及岩性油藏相控砂体结构研究及刻画方法，特别是进行相控砂体结构主体块状砂岩与侧翼层理砂岩区分时采用的“相控多维限定法”的数学模型定量化评价实现方法。

本发明提供相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法及装置，能够克服现有技术中的缺陷，能够将砂岩内部按块状砂岩与层理砂岩分类，有效的将储层的非均质性、物性及含油性刻画出来，以满足岩性油气藏精细勘探与高效开发的需要。

请参阅图1，本申请实施方式中提供一种相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法，该方法可以包括：

步骤s10：基于高分辨率层序地层学对研究区内相同亚相的井进行3～10米级等时小层精细划分，并采用测井综合解释成果作为砂体结构研究的对象；

步骤s12：将指定参数与泥质含量进行线性相关性分析，选取相关性较好的前n项作为综合指数法的基础，其中，所述指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波时差、密度、电阻；

步骤s14：基于块状砂岩与层理砂岩各自对应的不同测井系列值及岩心实测数据，得出所述指定参数的门槛值；

步骤s16：基于前n项指定参数与所述泥质含量相关性分析后的相关系数加和结果为1和每单项相关性系数占总数的比例值确定每个指定参数对应的权重系数；其中，n为大于1的正整数；

步骤s18：将前n项指定参数进行数据标准化处理，数据标准化处理后的参数以与泥质含量为对比标准的权重为系数，以块状砂岩电性特征正反比关系为基础，计算综合指数，并得出综合指数曲线；

步骤s20：通过方差与变差公式计算所述综合指数的平滑度，并根据所述综合指数的平滑度计算结果设定平滑度门槛值，利用所述设定的平滑度门槛值去除平滑度低于所述平滑度门槛值的层理砂岩，获得主体块状砂岩。

请结合参阅图2和图3，第一步，可以进行小层划分与砂层选择。具体划分时，基于高分辨率层序地层学对研究区内井进行3～10米级等时小层精细划分，并采用测井综合解释成果作为砂体结构的对象。以图2为例，图中，横坐标表示主体厚度，单位为米；纵坐标表示频率，单位为个，即所选取的样本落入该主体厚度范围内的个数。

请结合参阅图4至图6，第二步，可以进行单因素相关性分析，优选出与泥质含量相关性较好的参数。将多个指定参数分别与泥质含量进行线性相关性分析，取相关性最好的前n项作为“综合指数法”的基础。其中，指定参数主要分为两类，一类是电测参数，另一类是实测参数。具体的，该指定参数可以包括：伽马值、孔隙度(实测岩心修正值)、声波时差、密度、电阻、补偿中子等。其中，n为大于1的正整数，一般取4。通常伽马值、孔隙度、声波及密度四项与泥质含量相关性较好。

第三步，可以确定各个指定参数对应的门槛值。通过对研究区典型井的岩心观察，读取块状砂岩与层理砂岩各自对应的不同测井系列值及岩心实测数据，得出各参数的门槛值。

根据岩心观察中看到的块状砂岩与层理砂岩对应深度，读取相应深度的测井曲线值，就可以得出二者在相同曲线系列中，数值主要集中在某两个值的范围内，其对应的数值就是门槛值。

第四步，对每个优选出的指定参数计算相应的权重系数。以四项单因素分别与泥质含量进行相关性分析后的相关系数加和结果为1，每单项相性系数占总数的比例值即为参与计算的权重系数，此种权重计算方法使得与水动力越强的砂岩相关性越高的单项因素占的权重越高。具体的，各个优选出的指定参数的权重系数计算公式如下：

yn＝yn/(yn+y(n+1)…)

上式中：yn为第n个单项指定参数；n为正整数。

第五步，将各个指定参数进行数据标准化处理。数据预处理，将不同量纲的指定参数数据进行正规化处理。具体方法是：对于各项不同单位量纲的指定参数，在同一小层内，用待处理值减去同类参数中的最小值得到结果再与同类参数中最大门槛值与最小值之差进行相除运算，从而消除数据量纲差别。其中，每个指定参数所对应的数据为测井曲线系列，深度每隔0.125m就有一个数据点，在小层的深度限定范围内，对应数据点中的最小值，就是公式中的最小值，对应的最大值就是公式中的最大值。其中，伽马值、孔隙度、声波及密度标准化处理的公式分别如下：

上式中：s代表标准化，gr、ac、den分别代表声波、伽马、密度电测曲线值，p代表实测孔隙度值。

请结合参阅图7，第六步，针对各个标准化处理后的指定参数计算其对应的综合指数。具体计算时，针对各标准化处理后的指定参数，以与泥质含量为对比标准的权重为系数，以块状砂岩电性特征正反比关系为基础，计算综合指数，从而得出综合指数曲线。其中计算综合指数的公式如下：

上式中：g为综合指数，i＝1…n；d表示数据点深度，a、b、c、d为根据权重得出的系数值，s代表标准化，ac、gr、den分别代表声波、伽马、密度电测曲线值，p代表实测孔隙度值。

第七步，进行平滑度计算。具体的，主要通过方差与变差公式计算所述综合指数的平滑度，根据所述综合指数的平滑度计算结果通过设定平滑度门槛值，基于设定的平滑度门槛值去除部分物性较好的平行层理及斜层理等，获得主体块状砂岩。后续可以应用变差函数确定块状砂岩发育的内部发育期次。

具体的，计算平滑度划分层理砂岩和块状砂岩时，先确定块状砂岩与层理砂岩对应曲线深度，然后计算平滑度，得出的结果进行统计，块状砂岩的平滑度通常要高于层理砂岩，找出二者之间的界限值后，即确定了平滑度门槛值，低于块状砂岩门槛值的定性为层理砂岩，从而去除二者临界状态中的层理砂岩。

也就是说，本申请所提供的砂岩的定量区分方法能够将砂岩内部按块状砂岩与层理砂岩分类，有效的将储层的非均质性、物性及含油性刻画出来，以满足岩性油气藏精细勘探与高效开发的需要。

进一步的，还可以对划分结果进行检验与校正。具体检验时，可以通过与已有成像测井资料进行比对，检验综合指数法的计算结果是否合适，若偏差较大，可以进行必要的参数校正。

为了进一步对块状砂岩进行分类，可以进行偏度计算。具体计算时，以综合指数曲线值自下而上的变化为参数值，逐渐变小的取最大值为对角边，取最小值对应深度与最大值对应深度之差为另一对角边，利用正弦函数计算两边所形成的角度，其度数定义为偏度。偏度在10度以内划为箱形，大于10度为钟形。反之，综合指数逐渐变大的，偏度在10度以内划为箱形，大于10度为漏斗形。此处10度为经验值，不同地区及不同研究人员可根据自身需要与认识进行调整。整体上，通过偏度计算，能够实现砂体结构主体块状砂岩与侧翼层理砂岩的定量区分。

本申请针对上述实施方式中提供的相控砂体结构主体块状砂岩定量区分方法，还对应提供了一种相控砂体结构主体块状砂岩定量区分装置，该装置可以包括如下模块。

划分模块，用于基于高分辨率层序地层学对研究区内相同亚相的井进行3～10米级等时小层精细划分，并采用测井综合解释成果作为砂体结构研究的对象；

参数选取模块，用于将指定参数与泥质含量进行线性相关性分析，选取相关性较好的前n项作为综合指数法的基础，其中，所述指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波时差、密度、电阻；

门槛值确定模块，用于基于块状砂岩与层理砂岩各自对应的不同测井系列值及岩心实测数据，得出所述指定参数的门槛值；

权重系数确定模块，用于基于前n项指定参数与所述泥质含量相关性分析后的相关系数加和结果为1和每单项相关性系数占总数的比例值确定每个指定参数对应的权重系数；其中，n为大于1的正整数；

综合指数计算模块，用于将前n项指定参数进行数据标准化处理，数据标准化处理后的参数以与泥质含量为对比标准的权重为系数，以块状砂岩电性特征正反比关系为基础，计算综合指数，并得出综合指数曲线；

平滑度计算模块，用于通过方差与变差公式计算所述综合指数的平滑度，并根据所述综合指数的平滑度计算结果设定平滑度门槛值，利用所述设定的平滑度门槛值去除平滑度低于所述平滑度门槛值的层理砂岩，获得主体块状砂岩。

在本实施方式中，该装置实施方式与方法实施方式相对应，其能够实现方法实施方式所解决的技术问题，相应的达到方法实施方式的技术效果，具体的本申请在此不再赘述。

所述前n项指定参数包括：伽马值、孔隙度、声波及密度。

所述综合指数的计算公式如下：

上式中：g为综合指数，i＝1…n；d表示数据点深度，a、b、c、d为根据权重得出的系数值，s代表标准化，ac、gr、den分别代表声波、伽马、密度电测曲线值，p代表实测孔隙度值。

进一步的，所述砂岩的定量区分装置还可以包括偏度计算模块，其用于计算偏度，并设定偏度门槛值，基于所述综合指数曲线至的变化情况和所述偏度门槛值划分块状砂岩的类型。

具体的，所述偏度计算模块被配置为：以综合指数曲线值自下而上的变化为参数值，逐渐变小的取最大值为对角边，取最小值对应深度与最大值对应深度之差为另一对角边，利用正弦函数计算两边所形成的角度，所述角度的度数为偏度，偏度在10度以内的为箱形，大于10度为钟形；或者，综合指数逐渐变大的，偏度在10度以内为箱形，大于10度为漏斗形。

在一个具体的应用场景下，在对砂体内部结构研究时，采用此次发明定量识别出主体块状砂岩后，就能进一步明确微相组合为代表相对优质储层的主体叠加还是代表相对劣质储层的侧翼叠加，有利于对储层发育主体方向的判断，从而更好的指导精细勘探及效益开发。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。