一种利用测井曲线确定河道位置的方法和系统与流程

本发明涉及石油勘探开发领域，更具体地，涉及一种利用测井曲线确定河道位置的方法和系统。

背景技术：

传统的河道微相的研究一般是统计单井上各层的地层厚度、砂岩厚度和含砂率等数据，以井点为控制点，勾绘工区内的等值线，进而在平面上分析砂体的展布状况以及确定工区的河道微相展布。传统的河道微相研究方法结果较宏观，针对目前油气田的开发阶段，其研究结果的精度是远远不够的。目前油气田的研究现状和现场需求，沉积微相的研究结果，对于部署开发井而言精度需求越来越高，要精细分析到每口井曲线形态特征及变化。随着技术的进步，在河道微相的研究过程中，充分利用测井、测试、取心及露头、地震等资料进行分析研究，虽有助于提高沉积微相的识别精度，但河道边界的划分仍缺乏较为确定性的依据。尤其是针对目前储层类型越来越复杂，储层的非均质性越来越强。同一条河道，中部、主体部分、边部的不同部位的砂体的属性不同、差异较大，因此，充分利用测井的地质信息，刻画清楚河道，寻找有利的砂体是关键，对于生产过程中的井位部署有较大的研究意义。测井曲线的形态是砂体沉积的电测响应，反映水动力的大小及变化规律、反映物源供给是否充足。常规的定性分析，测井曲线较光滑，说明物源供给丰富，水动力较强，且稳定，则沉积分选好的较均质的砂体；测井曲线呈齿化，说明物源供给呈间歇性供给，时而充足、时而枯竭，水动力条件不稳定，时而强、时而弱，这种条件下形成分选较差、粒度粗细叠置的砂体，纵向上呈强非均质性。

通过调研和检索大量的文献和专利，充分利用测井曲线的形态识别确定河道的类似方法和技术有很多专家提到。例如何宇航等在《分流平原相符合砂体单一河道识别及效果分析》中提到利用层序地层学原理在垂向上从识别沉积间断面入手确定出单期次的沉积单元，在平面上根据废弃河道、砂体层位差异、测井曲线形态、韵律特征变化及砂体在横向上的厚度变化趋势等确定出单一河道边界，从而识别出复合砂体内的单一河道，提高了对复合砂体的认识程度。

陈清华等在《河流相储层单一河道的识别及其对油田开发的意义》中提到利用密井网条件下丰富的测井资料，通过储层建筑结构层次分析，对主河道、废弃河道、决口水道、决口扇、天然堤等成因砂体进行了综合识别。首先是不同成因砂体的识别，根据成因砂体的岩性、沉积特征、电性特征及平面和剖面几何形态进行识别。电性特征方面主要是分析电测曲线的形态，一般分为“钟形”“箱型”及“复合型”等。其次是进行单一河道边界的识别，主要根据废弃河道沉积物、不连续河间砂体、河道砂体顶面层位差异、河道砂体厚度差异、不同河道动态和水淹状况的差异等。刘汝敏等《复合砂体内单一河道的识别方法》提到提出利用泥质夹层和均一叠加砂体电测曲线台阶变化识别单期河道。两期河道因气候、物源、坡降、流速、流量等方面的差别，造成粒径、分选性、储层物性上的差异，反映在电测曲线上则出现一个台阶，这种台阶的接触面可认为沉积间断面。

舒志华等在《复合砂体中单一河道的识别方法》中提出了定量参数与定性参数相结合的单一河道识别方法，从而提高了单一河道的可操作性。具体操作流程是，提出了3种定量参数：层位差异、厚度变化、夹层变化；2种定性参数：曲线形态变化、韵律性。根据对单一河道砂体识别的贡献程度，确定了各参数的权重系数。在定量参数确定时，首先层位差异是一项重要的参数，权重系数0.3，当两口井河道砂体厚度大致相当时，若层位差异超过各自砂体厚度的1/2时，则得分大于5，否则小于5；当两口井河道砂体厚度差异较大时，如果厚度较小的砂体其厚度的2/3与厚砂体不对应，则得分大于5，否则得分小于5。其次是厚度变化，权重系数0.15，某井点砂体厚度小于临井厚度的1/2以上时，则得分大于5，否则小于5。最后是夹层变化，权重系数0.2，当两井点间存在1～2个一、二类夹层或3～5个三类夹层的差异时，得分大于5，否则小于5。在定性参数确定时，首先是测井曲线的形态变化，反映了水动力条件的差异，当一口井的测井曲线形态与临井的测井曲线形态相比有较大变化，如齿化程度严重，形态变差等，可作为不同期河道砂体的依据，权重系数0.3，该参数主要以经验为主，差异越大，得分越高。其次是韵律性变化，不同的河道具有不同的沉积机理，导致不同的韵律变化，可作为判断河道的依据之一，权重系数0.05。平面上运用5种参数，对复合砂体进行综合对比分析，识别河道砂体的宽度、展布形态等，从而对单一河道进行识别和划分。

目前确定河道的技术和方法针对测井曲线的研究大多是定性的，或是将测井曲线的形态分类，或是根据测井曲线的齿化程度进行相对分类，没有一种技术或方法将测井曲线的齿化程度进行定量化。

技术实现要素：

本发明提出了一种利用测井曲线确定河道位置的方法和系统，针对河道微相精细描述和刻画难度大、河道主体和边部的砂体物性差异大等特点，寻找河道的有利的砂体是关键。其中，测井曲线的齿化程度，取决于水动力能力对沉积物改造持续时间的长短及强弱，即反应了沉积物物源供给得的丰富程度，又反应了水动力能量的强弱，通过确定沉积时期水动力条件和能量大小，从而定量确定河道微相的展布。

根据本发明的一方面，提出了一种利用测井曲线确定河道位置的方法。所述方法可以包括：

基于单井微相划分，识别河道微相对应的测井曲线段，确定所述测井曲线段所包含的锯齿；

计算所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率；

分别确定所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数，并基于所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算所述测井曲线段的齿化率；

基于所述齿化率确定河道位置。

优选地，所述锯齿的平均幅度为所有锯齿的幅度的平均值，所述锯齿的幅度表示为：

etooth＝(grtooth-grmin)/grtooth

其中，etooth为锯齿的幅度，grtooth为锯齿的伽马值，grmin为该段测井曲线的最小伽马值。

优选地，所述锯齿的分布密度表示为：

dtooth＝htooth/h

其中，dtooth为锯齿的分布密度，htooth为锯齿的累积厚度，h为河道砂体的厚度。

优选地，齿的分布频率表示为：

ftooth＝ntooth/h

其中，ftooth为锯齿的分布频率，ntooth锯齿的个数，h为河道砂体的厚度。

优选地，齿化率表示为：

其中，gtooth为齿化率，为锯齿的平均幅度，dtooth为锯齿的分布密度，ftooth为锯齿的分布频率，a为锯齿平均幅度的权重系数，b为锯齿分布密度的权重系数，c为锯齿分布频率的权重系数。

优选地，所述测井曲线段为伽马电测曲线。

优选地，锯齿的平均幅度和分布频率所对应的权重系数的范围分别为0.5～0.6和0.1～0.2，所述分布密度所对应的权重系数为0.3，且所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数之和为1。

优选地，所述基于所述齿化率确定河道位置包括：

当gtooth<0.2时，所述河道位于河道中部；

当0.2≤gtooth≤0.4时，所述河道为河道主体；

当gtooth>0.4时，所述河道位于河道边部。

根据本发明的另一方面，提出了一种利用测井曲线确定河道位置的系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

基于单井微相划分，识别河道微相对应的测井曲线段，确定所述测井曲线段所包含的锯齿；

计算所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率；

分别确定所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数，并基于所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算所述测井曲线段的齿化率；

基于所述齿化率确定河道位置。

本发明的有益效果在于：利用齿化率表征测井曲线的齿化程度，齿化率一般包括锯齿的平均幅度、锯齿的分布密度、锯齿的分布频率三个参数，以这三个参数为依据，定量描述河道的位置。根据测井曲线齿化率的三个定量参数计算，确定沉积时期的水动力条件和能量大小，以此定量确定河道微相的分布，并直接运用于井位部署。该方法可操作性强、结果清晰、可降低人工成本，提高油气田的勘探和开发成功率，在油气田开发及评价中具有重要的意义。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施例部分予以详细说明。

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，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的利用测井曲线确定河道位置的方法的步骤的流程图。

图2a、图2b、图2c、图2d和图2e分别示出了根据本发明的一个实施例的d1、d2、d3、d4、d5单井测井曲线图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的d1、d2、d3、d4、d5单井测井曲线在河道微相中的对比图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的河道微相平面展布图。

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。

实施例1

在该实施例中，根据本发明利用测井曲线确定河道位置的方法可以包括：

基于单井微相划分，识别河道微相对应的测井曲线段，确定所述测井曲线段所包含的锯齿；计算所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率；分别确定所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数，并基于所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算所述测井曲线段的齿化率；基于所述齿化率确定河道位置。

综合地质、测井、录井等多学科联合攻关，通过齿化率表征测井曲线的齿化程度，齿化率包括锯齿的平均幅度、锯齿的分布密度、锯齿的分布频率；首先，计算齿的平均幅度，它可以指示并描述沉积水动力的强度；其次，计算齿的分布密度，它可以指示并表示沉积物质供给的能力；最后，锯齿的分布频率，它可以指示并描述沉积条件变化的状态。根据这三个参数的组合关系，赋予每个参数一定的权重系数，得出测井曲线段的齿化率，可以定量描述沉积并准确的确定河道位置，寻找河道主体部位开展井位部署，实施效果好，储层钻遇率高。

图1示出了根据本发明的利用测井曲线确定河道位置的方法的步骤的流程图。下面参考图1详细说明根据本发明的利用测井曲线确定河道位置的方法的具体步骤。

步骤1，基于单井微相划分，识别河道微相对应的测井曲线段，确定测井曲线段所包含的锯齿。

在一个示例中，测井曲线段为伽马电测曲线。

具体地，在单井微相划分的基础上，先对河道微相向对的测井曲线段进行识别，一般是针对单一河道，或是多数细粒沉积物被冲刷掉的多期叠加河道，而测井曲线的齿表征的是一套稳定粗粒的沉积物中的较细粒沉积物；识别齿的过程中，可参考岩心与测井曲线的标定值。一套稳定的砂体，颗粒可能包括粗砂、中砂和细砂岩，通过岩心与测井曲线的标定值，找出每种不同粒度对应不同的测井区间值。例如一套河道砂体，主要岩性为粗砂岩和中砂岩，在测井曲线上表现为较光滑型，当其中出现一套细砂岩时，在测井曲线上会有响应，出现一个锯齿。

步骤2，计算锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率。

在一个示例中，锯齿的平均幅度为所有锯齿的幅度的平均值，锯齿的幅度表示为：

etooth＝(grtooth-grmin)/grtooth

其中，etooth为锯齿的幅度，grtooth为锯齿的伽马值，grmin为该段测井曲线的最小伽马值。

锯齿幅度的意义是在沉积过程中，当水动力发生变化，岩石粒度会随着物源供给、水体能量大小等因素而变化，在测井曲线上表现为出现锯齿状，幅度的大小反应的是岩性粒度的变化大小。

具体地，锯齿的幅度随着岩性越细，幅度会越大，因此通过电测曲线齿的幅度大小，可以确定粒度的变化。

具体地，锯齿的幅度作为一个定量的参数，介于0～1之间。锯齿的幅度值越小，说明水动力越稳定，粒度变化越小；锯齿的幅度值越大，说明水动力变化大，水动力越不稳定，则粒度变化越大。

在一个示例中，所述锯齿的分布密度表示为：

dtooth＝htooth/h

其中，dtooth为锯齿的分布密度，htooth为锯齿的累积厚度，即所有锯齿的厚度之和，h为河道砂体的厚度。

锯齿的分布密度的意义是随着水动力和物源供给发生变化，沉积过程中的沉积岩性粗细则发生变化。

具体地，当锯齿的分布密度较小时，说明水动力变化，物源供给充足，岩性粒度变化不大；当锯齿的分布密度较大时，说明随着水动力变化，物源供给不足，时而充足，时而枯竭。

具体地，锯齿的分布密度作为一个定量参数，介于0～1之间，反应物源供给是否充足。其锯齿的分布密度值越大，说明物源供给充足，水动能量较强，岩性粒度变化不大。

具体地，锯齿的累积厚度为该段测井曲线上所有锯齿厚度的累积和。

在一个示例中，锯齿的分布频率表示为：

ftooth＝ntooth/h

其中，ftooth为锯齿的分布频率，ntooth锯齿的个数，h为河道砂体的厚度。

锯齿的分布频率的意义是在一套稳定的砂体中细粒沉积物的发育程度。如果水动力不稳定、波动大，则细粒沉积物出现的频率较高。

具体地，锯齿的分布频率主要反应水动力的稳定程度，其值越大，说明水动力变化越频繁，岩性变化越大；其值越小，说明水动力越稳定，岩性粒度变化越小。

步骤3，分别确定锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数，并基于锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算测井曲线段的齿化率。

在一个示例中，锯齿的平均幅度和分布频率所对应的权重系数的范围分别为0.5～0.6和0.1～0.2，所述分布密度所对应的权重系数为0.3，且所述锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数之和为1。

一般情况下，锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数分别为0.6、0.3、0.1，在个别地区，这三个权重系数的值可能变化，例如分别取0.5，0.3，0.2。

根据沉积学理论和实际工作经验，当水动力和物源供给发生变化时，首先响应的是锯齿的平均幅度，其次是锯齿的密度，最后是锯齿的分布频率。

具体地，锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率属于正相关，均是值越大，水动力越不稳定、粒度变化越大、齿化程度越高；运用两两比较法赋予每个参数一个权重系数。

在一个示例中，齿化率表示为：

其中，gtooth为齿化率，为锯齿的平均幅度，dtooth为锯齿的分布密度，ftooth为锯齿的分布频率，a为锯齿平均幅度的权重系数，b为锯齿分布密度的权重系数，c为锯齿分布频率的权重系数。

具体地，每个参数与其权重系数的乘积的和为该段测井曲线的齿化率。

步骤4，基于齿化率确定河道位置。

在一个示例中，基于齿化率确定河道位置包括：当gtooth<0.2时，河道位于河道中部；当0.2≤gtooth≤0.4时，河道为河道主体；当gtooth>0.4时，河道位于河道边部。

具体地，对于河道微相来说，确定河道位置的两个门槛值分别为0.2、0.4时，计算的齿化率值越小，说明越趋于河道的中部；齿化率值越大，说明趋于河道的边部。

本方法利用齿化率表征测井曲线的齿化程度，齿化率一般包括锯齿的平均幅度、锯齿的分布密度、锯齿的分布频率三个参数，以这三个参数为依据，定量描述河道的位置。根据测井曲线齿化率的三个定量参数计算，确定沉积时期的水动力条件和能量大小，以此定量确定河道微相的分布，并直接运用于井位部署。该方法可操作性强、结果清晰、可降低人工成本，提高油气田的勘探和开发成功率，在油气田开发及评价中具有重要的意义。

应用示例1

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2a、图2b、图2c、图2d和图2e分别示出了根据本发明的一个实施例的d1、d2、d3、d4、d5单井测井伽马电测曲线柱状图，图3示出了根据本发明的一个实施例的d1、d2、d3、d4、d5单井测井曲线在河道微相中的对比图，图4示出了根据本发明的一个实施例的河道微相平面展布图。

该实施例利用测井曲线确定河道位置的方法进行处理解释，下面参考图2、图3、图4详细说明根据本发明实施例的利用测井曲线确定河道位置的方法的测井成果。

以鄂尔多斯盆地大牛地气田的下石盒子组的河道微相为例，选取d1、d2、d3、d4、d5共计五口井，分析不同的齿化率对应河道的不同位置。

以d3井为例分析齿化率的计算过程：

步骤1)确定测井曲线段所包含的锯齿。该段测井曲线2773-2785m为河道砂体的厚度12m，河道的主要岩性为下部发育粗砂岩和上部发育中砂岩。从整体来看发育两个锯齿，岩性较细，均为细砂岩，厚度分别为0.7m、1m。

步骤2)计算锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率。

2.1)计算锯齿的平均幅度。

第一个锯齿幅度为etooth＝(70-50)/70＝0.28

第二个锯齿幅度为etooth＝(70-50)/70＝0.28

得到平均幅度为0.28。

2.2)计算锯齿的分布密度。

dtooth＝(1+0.7)/12＝0.14

2.3)计算锯齿的分布频率。

ftooth＝2/12＝0.16

步骤3)基于锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算测井曲线段的齿化率。

3.1)赋予三个参数权重系数。

赋予锯齿的平均幅度、分布密度和分布频率的权重系数分别为0.6、0.3、0.1。

3.2)齿化率的计算。

gtooth＝0.6×0.28+0.3×0.14+0.1×0.16＝0.23

步骤4)基于齿化率确定河道位置

根据该段测井曲线计算的齿化率0.23，该井段位于河道中部。

运用同样的方法，计算其他井的齿化率。

d2：该段测井曲线2651-2662m为河道的厚度11m，河道的主要岩性为下部发育粗砂岩和上部发育中砂岩。从整体来看发育两个锯齿，岩性较细，均为细砂岩，厚度分别为1m和1m。锯齿的平均幅度为0.45，锯齿的分布密度为0.18，锯齿的分布频率为0.18，计算齿化率为0.34。

d4：该段测井曲线2775-2795m为河道的厚度20m，河道的主要岩性为下部发育粗砂岩和上部发育中砂岩。从整体来看发育两个锯齿，岩性较细，均为细砂岩，厚度分别为1m、1.5m、2m、1.5m。锯齿的平均幅度为0.35，锯齿的分布密度为0.3，锯齿的分布频率为0.2，计算齿化率为0.32。

d1：该段测井曲线2749-2759m为河道的厚度10m，河道的主要岩性为下部发育粗砂岩和上部发育中砂岩。从整体来看发育两个锯齿，岩性较细，均为细砂岩，厚度分别为1m、2m、1m。锯齿的平均幅度为0.42，锯齿的分布密度为0.4，锯齿的分布频率为0.3，计算齿化率为0.36。

d5：该段测井曲线2743-2750m为河道的厚度7m，河道的主要岩性为下部发育粗砂岩和上部发育中砂岩。从整体来看发育两个锯齿，岩性较细，均为细砂岩，厚度分别为1m、1m。锯齿的平均幅度为0.35，锯齿的分布密度为0.3，锯齿的分布频率为0.3，计算齿化率为0.44。

表1本实施例的d1、d2、d3、d4、d5测井曲线齿化率计算表

如表1所示，综合以上五口井的齿化率值，按照河道微相的齿化率分类，当齿化率值gtooth<0.2时，即为河道中部，当齿化率介于0.2≤gtooth≤0.4时，即为河道的主体，当齿化率值gtooth>0.4时，即为河道边部。由此可知d3井处于河道中部，d2和d4井位于河道主体，d1和d5位于河道边部，最终确定和刻画了河道的位置和展布特征。

实施例2

根据本发明的实施例，提供了一种利用测井曲线确定河道位置的系统，系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现以下步骤：步骤1，基于单井微相划分，识别河道微相对应的测井曲线段，确定测井曲线段所包含的锯齿；步骤2，计算锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率；步骤3，分别确定锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率所对应的权重系数，并基于锯齿的平均幅度、分布密度、分布频率及其所对应的权重系数计算测井曲线段的齿化率；步骤4，基于齿化率确定河道位置。

综合地质、测井、录井等多学科联合攻关，通过齿化率表征测井曲线的齿化程度，齿化率包括锯齿的平均幅度、锯齿的分布密度、锯齿的分布频率；首先，计算齿的平均幅度，它可以指示并描述沉积水动力的强度；其次，计算齿的分布密度，它可以指示并表示沉积物质供给的能力；最后，齿的分布频率，它可以指示并描述沉积条件变化的状态。根据这三个参数的组合关系，赋予每个参数一定的权重系数，得出测井曲线段的齿化率，可以定量描述沉积并准确的确定河道位置，寻找河道主体部位开展井位部署，实施效果好，储层钻遇率高。

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。