本发明涉及石油天然气勘探开发领域，更具体地，涉及一种页岩气储层含水饱和度计算方法及系统。
背景技术：
随着经济的发展，油气资源受到越来越多的重视。除了常规油气勘探不断取得新发现，非常规油气资源的勘探也取得较大突破。页岩气作为非常规油气受到各国的重视，我国的页岩气勘探也取得了进展，一些区块的页岩气钻探开采已获得了高的工业气流。目前含水饱和度的求取有直接方法，即通过实验方法求取含水饱和度。专利发明如《致密砂岩储层原始含水饱和度的确定方法》(申请号：cn201610192192.x)公开了一种致密砂岩储层原始含水饱和度的确定方法，分别对测试样品进行核磁共振处理和蒸馏抽提，分别获取了原始液体流体饱和度和原始含油饱和度，从而准确求取测试样品原始含水饱和度。利用实验测定含水饱和度存在一些问题：勘探中不可能将目的储层的岩心全部取完，况且有的地层环境复杂，现有技术不可能完成取心工作，核磁共振实验费用较高也制约着这种方法的广泛应用。
另外有基于等效物理模型计算含水饱和度方法。专利如《一种泥页岩油气饱和度的计算模型》(申请号：cn201510044729.3)公开了一种泥页岩油气饱和度的计算模型建立的方法，包括：1、建立等效物理模型；2、给出假设条件；3、确定数学模型；4、模型中各参数的确定；5岩电实验数据拟合模型公式参数a、b、m、n；6、模型验证。本方法解决了泥页岩储层由于骨架矿物复杂，孔隙结构复杂、孔隙润湿性复杂等问题带来的非阿尔奇现象。但是针对页岩气储层目前的物理模型还未完善，建立等效物理模型存在不确定性；现阶段实验室的岩电实验是针对砂泥岩储层，实验室条件下达不到测量页岩气储层岩电参数的情况也制约着该方法在页岩气储层中计算含水饱和度的应用。
另一种是基于岩石体积模型，在传统经典公式上进行改进优化。公开非专利文献如李跃刚等2015年4月在《测井技术》(刊号issn1004-1338)第39卷第2期上发表《基于变岩电参数饱和度解释模型研究》，该方法建立在计算饱和度的传统方法阿尔奇公式之上，对阿尔奇公式中的岩电参数进行优化。由原岩电参数在一个储集层中的固定值转化为每个参数随着相关参数变化连续计算地层变化的岩电参数，更好的反应地层真实情况，使计算结果精度更高。但该方法存在问题：阿尔奇公式及其衍生公式基于中高孔隙度和中高渗透率的纯砂岩地层中，而页岩地层为低孔超低渗地层，矿物种类复杂，粘土含量高，都限制了阿尔奇及其衍生公式在页岩地层的应用。因此，有必要开发一种页岩气储层含水饱和度计算方法及系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，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技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明提出了一种页岩气储层含水饱和度计算方法及系统，可以准确、有效的计算出页岩储层含水饱和度，提高含水饱和度反演精度，能更好地服务页岩试气选层，指导勘探部署。
根据本发明的一方面，提出了一种页岩气储层含水饱和度计算方法。所述方法可以包括：根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与所述岩心对应深度点的测井曲线值；对所述实验含水饱和度与对应深度点的测井曲线值分别进行交会分析，得到每条测井曲线与所述实验含水饱和度之间的关系式与相关系数；采用对应于相关系数最高的测井曲线与所述实验含水饱和度建立模型方程，根据所述模型方程计算实际含水饱和度曲线。
优选地，所述关系式为：
sw＝a*f(x1,x2,...,xn)+b(1)
其中，sw为实验含水饱和度，a、b为系数，f(x1,x2,...,xn)为不同测井曲线对应值，n≥1，x表示不同测井曲线的值。
优选地，所述模型方程为：
其中，sw1为实际含水饱和度，a为系数，x为相关系数高的测井曲线对应值，f(x)为模型扩展项，p为模型常数项，n为测井曲线的数量，i为测井曲线标号。
优选地，所述测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线。
优选地，根据所述实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的所述实验含水饱和度。
根据本发明的另一方面，提出了一种页岩气储层含水饱和度计算系统，可以包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与所述岩心对应深度点的测井曲线值；对所述实验含水饱和度与对应深度点的测井曲线值分别进行交会分析，得到每条测井曲线与所述实验含水饱和度之间的关系式与相关系数；采用对应于相关系数最高的测井曲线与所述实验含水饱和度建立模型方程，根据所述模型方程计算实际含水饱和度曲线。
优选地，所述关系式为：
sw＝a*f(x1,x2,...,xn)+b(1)
其中，sw为实验含水饱和度，a、b为系数，f(x1,x2,...,xn)为不同测井曲线对应值，n≥1，x表示不同测井曲线的值。
优选地，所述模型方程为：
其中，sw1为实际含水饱和度，a为系数，x为相关系数高的测井曲线对应值，f(x)为模型扩展项，p为模型常数项，n为测井曲线的数量，i为测井曲线标号。
优选地，所述测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线。
优选地，根据所述实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的所述实验含水饱和度。
本发明的有益效果在于：可以准确、有效的计算出页岩储层含水饱和度，不仅避免了因页岩气储层的矿物类型和测井电阻率等因素影响造成的传统阿尔奇及其衍生公式计算页岩气储层含水饱和度的局限性，同时简化了采用体积模型计算含水饱和度时参数的选取，提高了适用性；提高含水饱和度反演精度，能更好地服务页岩试气选层，指导勘探部署；页岩气储量巨大，为清洁能源，含水饱和度计算的准确能为评估页岩气储量，调整能源结构，促进产业升级做贡献，促进环境保护。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的页岩气储层含水饱和度计算方法的步骤的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的实际含水饱和度的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的含水饱和度计算精度的分析示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的页岩气储层含水饱和度计算方法的步骤的流程图。
在该实施例中，根据本发明的页岩气储层含水饱和度计算方法可以包括：
步骤101，根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与岩心对应深度点的测井曲线值；在一个示例中，测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线。在一个示例中，根据实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的实验含水饱和度。
步骤102，对实验含水饱和度与对应深度点的测井曲线值分别进行交会分析，得到每条测井曲线与实验含水饱和度之间的关系式与相关系数。
在一个示例中，关系式为：
sw＝a*f(x1,x2,...,xn)+b(1)
其中，sw为实验含水饱和度，a、b为系数，f(x1,x2,...,xn)为不同测井曲线对应值，n≥1，x表示不同测井曲线的值。
步骤103，采用对应于相关系数最高的测井曲线与实验含水饱和度建立模型方程，根据模型方程计算实际含水饱和度曲线。
在一个示例中，模型方程为：
其中，sw1为实际含水饱和度，a为系数，x为相关系数高的测井曲线对应值，f(x)为模型扩展项，p为模型常数项，n为测井曲线的数量，i为测井曲线标号。模型扩展项可以为一元一次方程，也可以是乘幂函数等多种不同的形式，模型常数项则是一个具体数值，x与模型方程的类型相关，例如模型方程为一元多次模型，x为相关系数最高的测井曲线对应值，模型方程为二元多次模型，x为相关系数最高的两条测井曲线对应值。
具体地，根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与岩心对应深度点的测井曲线值，其中，测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线，常规测井曲线括自然伽马(gr)、无铀伽马(kth)、密度(den)、声波(ac)、中子(cnl)、电阻率(rd)，能谱曲线包括铀(u)、钍(th)、钾(k)等；根据实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的实验含水饱和度。
将对应深度点的测井曲线值分别与实验含水饱和度进行数理交会分析，得到每条测井曲线与实验含水饱和度之间的关系式为公式(1)；将实验含水饱和度值作为函数y，实验含水饱和度对应深度点的测井曲线值作为变量x，通过输入多组y和x，得到每组的x2，y2，xy值，通过相关系数计算方程，计算得到相关系数。采用相关系数最高的测井曲线与实验含水饱和度建立模型方程为公式(2)，模型方程可以为一元多次模型、多元一次模型、多元多次模型，也可以是乘幂函数等多种不同的形式，计算实际含水饱和度曲线，其中，模型方程是根据相关系数来确定的，相关系数值越高表明测井曲线与实验含水饱和度的相关性越好。模型方程确定后，在测井专业软件，如forward等中输入相关系数最高的测井曲线以及公式(2)，利用测井软件的运算功能就能输出得到实际的含水饱和度曲线。
研究表明页岩储层含气性好的层段对应的有机质含量也高，而有机质的密度较低，造成了测井密度曲线在有机质含量高的层段表现为低值，基于此可以利用密度测井曲线表征页岩储层含气性的高低。有机质对铀的氧化物具有较强的吸附能力，在有机质含量高的层段吸附的铀的氧化物就越高，表明可以利用测井铀曲线表征有机质含量的高低，因此也可以来表征页岩储层含气性的高低。基于以上理论分析以及前面的实验含水饱和度与测井曲线的相关性分析，选取密度测井曲线和铀测井计算页岩含水饱和度，得到实际含水饱和度曲线为公式(3)：
sw1＝a1*ρ+a2*u+p(3)
其中，ρ为密度，通过密度测井曲线获得，a1为密度对应的系数，u为铀值，通过铀值测井曲线获得，a2为铀值对应的系数。
本方法可以准确、有效的计算出页岩储层含水饱和度，不仅避免了因页岩气储层的矿物类型和测井电阻率等因素影响造成的传统阿尔奇及其衍生公式计算页岩气储层含水饱和度的局限性，同时简化了采用体积模型计算含水饱和度时参数的选取，提高了适用性；提高含水饱和度反演精度，能更好地服务页岩试气选层，指导勘探部署；页岩气储量巨大，为清洁能源，含水饱和度计算的准确能为评估页岩气储量，调整能源结构，促进产业升级做贡献，促进环境保护。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
图2示出了根据本发明的一个实施例的实际含水饱和度的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的含水饱和度计算精度的分析示意图。
利用建模井建立的页岩储层测井曲线二元一次模型计算含水饱和度技术应用在xx井中计算含水饱和度。
根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与岩心对应深度点的测井曲线值，其中，测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线，常规测井曲线括自然伽马(gr)、无铀伽马(kth)、密度(den)、声波(ac)、中子(cnl)、电阻率(rd)，能谱曲线包括铀(u)、钍(th)、钾(k)等；根据实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的实验含水饱和度。
将对应深度点的测井曲线值分别与实验含水饱和度进行数理交会分析，得到每条测井曲线与实验含水饱和度之间的关系式为公式(1)，以及相关系数。对实验含水饱和度与测井数据交会分析后，显示密度曲线、铀值曲线与其相关性最好，采用密度曲线、铀值曲线与实验含水饱和度建立模型方程为公式(2)，最终采用密度-铀值的二元一次模型计算实际含水饱和度曲线，通过公式(3)得到具体拟合的公式(4)为：
sw1＝95.49*ρ-0.35*u-206.37(4)。
图2示出了根据本发明的一个实施例的实际含水饱和度的示意图。图2中的xx井的第1-9道为测井曲线道，第11道中的sw为实际含水饱和度，c-sw为乙醇法分析含水饱和度，为离散数据，图中用杆状表示。从图中的对比可看出本发明技术计算的含水饱和度与乙醇法分析的含水饱和度有较好的一致性。
图3示出了根据本发明的一个实施例的含水饱和度计算精度的分析示意图。实际含水饱和度即纵坐标表示的测井计算含水饱和度与乙醇法分析含水饱和度即横坐标表示的岩心分析含水饱和度有较高的相关性。
综上所述，本发明可以准确、有效的计算出页岩储层含水饱和度，不仅避免了因页岩气储层的矿物类型和测井电阻率等因素影响造成的传统阿尔奇及其衍生公式计算页岩气储层含水饱和度的局限性，同时简化了采用体积模型计算含水饱和度时参数的选取，提高了适用性；提高含水饱和度反演精度，能更好地服务页岩试气选层，指导勘探部署；页岩气储量巨大，为清洁能源，含水饱和度计算的准确能为评估页岩气储量，调整能源结构，促进产业升级做贡献，促进环境保护。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
根据本发明的实施例，提供了一种页岩气储层含水饱和度计算系统，可以包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：根据实验数据与测井资料，获取岩心的实验含水饱和度与岩心对应深度点的测井曲线值；对实验含水饱和度与对应深度点的测井曲线值分别进行交会分析，得到每条测井曲线与实验含水饱和度之间的关系式与相关系数；采用对应于相关系数最高的测井曲线与实验含水饱和度建立模型方程，根据模型方程计算实际含水饱和度曲线。
在一个示例中，关系式为：
sw＝a*f(x1,x2,...,xn)+b(1)
其中，sw为实验含水饱和度，a、b为系数，f(x1,x2,...,xn)为不同测井曲线对应值，n≥1，x表示不同测井曲线的值。
在一个示例中，模型方程为：
其中，sw1为实际含水饱和度，a为系数，x为相关系数高的测井曲线对应值，f(x)为模型扩展项，p为模型常数项，n为测井曲线的数量，i为测井曲线标号。
在一个示例中，测井资料包括常规测井曲线与能谱曲线。
在一个示例中，根据实验数据，利用实验室乙醇法测定岩心的实验含水饱和度。
本发明可以准确、有效的计算出页岩储层含水饱和度，不仅避免了因页岩气储层的矿物类型和测井电阻率等因素影响造成的传统阿尔奇及其衍生公式计算页岩气储层含水饱和度的局限性，同时简化了采用体积模型计算含水饱和度时参数的选取，提高了适用性；提高含水饱和度反演精度，能更好地服务页岩试气选层，指导勘探部署；页岩气储量巨大，为清洁能源，含水饱和度计算的准确能为评估页岩气储量，调整能源结构，促进产业升级做贡献，促进环境保护。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。