岩石热学参数测井解释方法及系统
阅读说明：本技术 岩石热学参数测井解释方法及系统 (Well logging interpretation method and system for rock thermal parameters ) 是由 师振贵 李海泉 刘健 朱青奇 邢倩 王汗 朱咸涛 周颖 于 2019-03-05 设计创作，主要内容包括：公开了一种岩石热学参数测井解释方法及系统。该方法可以包括：确定多个岩心样品的岩性,对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试,获得对应的热导率；结合岩心样品的岩性与对应的热导率,绘制岩性-热导率的交会图；绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图,确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式；根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与岩性-热导率的交会图,拟合综合岩性-热导率解释模型；根据未知岩心的自然伽马值与综合岩性-热导率解释模型,计算未知岩心的热导率。本发明通过岩性与热学性质模型,通过自然伽马值计算任意未知岩性的岩石的热导率,在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。(A well logging interpretation method and system for rock thermal parameters are disclosed. The method can comprise the following steps: determining the lithological properties of a plurality of rock core samples, and testing the thermal properties of the rock core samples with different lithological properties to obtain corresponding thermal conductivity; combining the lithology and the corresponding thermal conductivity of the core sample, and drawing a lithology-thermal conductivity intersection graph; drawing an intersection graph of the natural gamma value-thermal conductivity of each lithology, and determining a fitting formula of the natural gamma value-thermal conductivity of each lithology; fitting a comprehensive lithology-thermal conductivity explanation model according to a natural gamma value-thermal conductivity fitting formula of each lithology and an intersection graph of the lithology-thermal conductivity; and calculating the thermal conductivity of the unknown core according to the natural gamma value of the unknown core and the comprehensive lithology-thermal conductivity explanation model. The invention calculates the thermal conductivity of the rock with any unknown lithology through the lithology and thermal property models and the natural gamma value, and has wider application value in the complex geothermal development process.)
技术领域
本发明涉及资源与环境领域，更具体地，涉及一种岩石热学参数测井解释方法及系统。
背景技术
热学性质和储层岩性、物性是评价地热储层优劣的重要参数，对于地热储层评价方面，基本上是采用的岩性、物性、电性等性质来综合评价地热储层的优劣性，且主要是依据岩性、物性、电性等之间的关系来进行评价。作为地热储层，需要用热学性质参数来进行描述，才能够达到更加直观、精确的程度。
现有技术采用岩性、物性、电性，分别做不同性质间的交会图，其地热储层评价结果未能达到一个满意的程度。因此，有必要开发一种岩石热学参数测井解释方法及系统。
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。
发明内容
本发明提出了一种岩石热学参数测井解释方法及系统，其能够通过岩性与热学性质模型，通过自然伽马值计算任意未知岩性的岩石的热导率，在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。
根据本发明的一方面，提出了一种岩石热学参数测井解释方法。所述方法可以包括：确定多个岩心样品的岩性，对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率；结合所述岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图；针对每一种岩性，确定不同深度对应的自然伽马值，按岩性的不同，绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图，确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式；根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与所述岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型；根据未知岩心的自然伽马值与所述综合岩性-热导率解释模型，计算所述未知岩心的热导率。
优选地，所述综合岩性-热导率解释模型为：
λ3＝A×lnGr+C (1)
其中，λ为热导率，A为热电系数，Gr为自然伽马值，C为计算系数。
优选地，所述确定不同深度对应的自然伽马值包括：根据所述岩心样品，绘制测井曲线；根据所述测井曲线，获取对应深度的自然伽马值。
优选地，所述拟合公式为线性关系，所述拟合公式与自然伽马值-热导率的实测点的相关系数大于0.8。
优选地，所述岩性包括：灰岩、白云岩、膏岩、砂岩、页岩、泥灰岩、砾岩、岩盐。
根据本发明的另一方面，提出了一种岩石热学参数测井解释系统，其特征在于，该系统包括：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：确定多个岩心样品的岩性，对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率；结合所述岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图；针对每一种岩性，确定不同深度对应的自然伽马值，按岩性的不同，绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图，确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式；根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与所述岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型；根据未知岩心的自然伽马值与所述综合岩性-热导率解释模型，计算所述未知岩心的热导率。
优选地，所述综合岩性-热导率解释模型为：
λ3＝A×lnGr+C (1)
其中，λ为热导率，A为热电系数，Gr为自然伽马值，C为计算系数。
优选地，所述确定不同深度对应的自然伽马值包括：根据所述岩心样品，绘制测井曲线；根据所述测井曲线，获取对应深度的自然伽马值。
优选地，所述拟合公式为线性关系，所述拟合公式与自然伽马值-热导率的实测点的相关系数大于0.8。
优选地，所述岩性包括：灰岩、白云岩、膏岩、砂岩、页岩、泥灰岩、砾岩、岩盐。
其有益效果在于：本发明通过热学参数，结合地热井的测井曲线中的自然伽马值，可以获取热学性质测井解释，计算未知岩性的岩石的热导率，能够有效的解释岩石热学性质，在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。
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岩石热学参数测井解释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岩性-热导率的交会图的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的灰岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的白云岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的膏岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的综合岩性-热导率解释模型的示意图。
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岩石热学参数测井解释方法的步骤的流程图。
在该实施例中，根据本发明的岩石热学参数测井解释方法可以包括：步骤101，确定多个岩心样品的岩性，对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率；步骤102，结合岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图；步骤103，针对每一种岩性，确定不同深度对应的自然伽马值，按岩性的不同，绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图，确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式；步骤104，根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型；步骤105，根据未知岩心的自然伽马值与综合岩性-热导率解释模型，计算未知岩心的热导率。
在一个示例中，综合岩性-热导率解释模型为：
λ3＝A×lnGr+C (1)
其中，λ为热导率，A为热电系数，Gr为自然伽马值，C为计算系数。
在一个示例中，确定不同深度对应的自然伽马值包括：根据岩心样品，绘制测井曲线；根据测井曲线，获取对应深度的自然伽马值。
在一个示例中，拟合公式为线性关系，拟合公式与自然伽马值-热导率的实测点的相关系数大于0.8。
在一个示例中，岩性包括：灰岩、白云岩、膏岩、砂岩、页岩、泥灰岩、砾岩、岩盐。
具体地，根据本发明的岩石热学参数测井解释方法可以包括：
按照《岩石薄片鉴定SY/T 5368-2000》标准规定流程，确定多个岩心样品的岩性，通过TCi-Test428仪器对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率。
结合岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图。
针对每一种岩性，根据岩心样品，绘制测井曲线，根据测井曲线，获取对应深度的自然伽马值，按岩性的不同，绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图，确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式，计算拟合公式与自然伽马值-热导率的交会点的相关系数，相关系数R2是指拟合公式对实测点的拟合程度，拟合公式的准确性是通过R2的值来判断的，R2的取值范围为0-1，越接近1表明拟合公式的准确性越高；对于地学参数来说，相关系数大于0.8即认为二者关系密切。
根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型。
综合每一种不同岩性条件下绘制的自然伽马值-热导率的交会图与拟合公式，结合岩性-热导率的交会图，发现热导率与自然伽马值之间存在非线性关系，用二元三次方程可以描述该非线性关系，通过数值计算软件拟合，发现ln函数拟合度是最高的，所以选用ln函数，因此，选用二元三次方程和ln函数描述该非线性关系。编制数值计算软件，测试输入参数，获取方程形式，导入数据进行方程拟合，采用的数值计算软件是基于Grapher计算框架，编写代码获取高精度的二元三次综合岩性-热导率解释模型为公式(1)。
根据未知岩心的自然伽马值与综合岩性-热导率解释模型的计算公式，计算未知岩心的热导率，通过热导率可以计算吸热系数，吸热系数与热导率呈现正相关，热导率越高，吸热系数越大，岩石的吸热系数是反映岩石的隔热效果的指标。
本方法通过岩性与热学性质模型，通过自然伽马值计算任意未知岩性的岩石的热导率，在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。
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。
根据本发明的岩石热学参数测井解释方法可以包括：
按照《岩石薄片鉴定SY/T 5368-2000》标准规定流程，确定多个岩心样品的岩性分别为灰岩、白云岩、膏岩，通过TCi-Test428仪器对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率。
图2示出了根据本发明的一个实施例的岩性-热导率的交会图的示意图。
结合岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图，如图2所示，圈内为各个岩性的热导率集中区域，由图可知，膏岩、白云岩、灰岩的热导率呈现逐渐减小的趋势。
针对每一种岩性，根据岩心样品，绘制测井曲线，根据测井曲线，获取对应深度的自然伽马值，岩心样品的岩性、热导率与自然伽马值如表1所示。
表1
编号
岩性
自然伽马
热导率
编号
岩性
自然伽马
热导率
A02
灰岩
17.9
3.15
C07
灰岩
15.7
2.41
A09
灰岩
18.4
3.33
D05
灰岩
17.6
2.95
A10
灰岩
18.1
3.28
D07
灰岩
14.6
1.89
B02
白云岩
16.2
3.05
D08
灰岩
17.6
3.32
B03
白云岩
15.3
2.75
D12
灰岩
19.7
4.31
B04
白云岩
15.2
2.85
D13
灰岩
20.1
4.08
B05
白云岩
15.4
2.93
D15
灰岩
21.6
4.4
B06
白云岩
15.9
3.11
D17
灰岩
20.6
4.03
B07
白云岩
16.3
3.32
D19
灰岩
21.3
4.78
B08
白云岩
15.3
2.57
D20
灰岩
21.5
4.21
B09
白云岩
15.7
3.11
D21
灰岩
15.8
2.28
B10
白云岩
13.5
1.68
D23
灰岩
17.5
2.89
B11
白云岩
15.9
3.16
D24
灰岩
18.9
3.54
B12
白云岩
15.4
2.79
D26
灰岩
19.4
4.19
B13
白云岩
14.8
2.46
D27
灰岩
18.1
3.71
B14
白云岩
15.1
2.56
D30
灰岩
18.6
3.59
B15
白云岩
15.8
2.97
E03
膏岩
25.3
4.47
B20
灰岩
18.2
3.33
E04
膏岩
26.2
4.88
B21
灰岩
19.4
3.85
E5
膏岩
25.5
4.56
B22
灰岩
17.1
2.89
E6
膏岩
25.9
4.8
B23
灰岩
16.8
2.67
E07
膏岩
25.7
4.75
C01
灰岩
16.4
2.46
E08
膏岩
25.3
4.25
C02
灰岩
17.4
3.14
E09
膏岩
25.5
4.51
图3示出了根据本发明的一个实施例的灰岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的白云岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的膏岩的自然伽马值-热导率的交会图的示意图。
按岩性的不同，分别绘制灰岩、白云岩、膏岩的自然伽马值-热导率的交会图，如图3-5所示。灰岩的自然伽马值-热导率的拟合公式为：
λ＝0.387×Gr-3.708 (2)
其相关系数为0.921，白云岩的自然伽马值-热导率的拟合公式为：
λ＝0.5674×Gr-5.9384 (3)
其相关系数为0.9307，膏岩的自然伽马值-热导率的拟合公式为：
λ＝0.6071×Gr-10.953 (4)
其相关系数为0.8362，其他岩性的拟合图与上述三种岩性类似。
根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型。
图6示出了根据本发明的一个实施例的综合岩性-热导率解释模型的示意图。
综合三种不同岩性条件下绘制的自然伽马值-热导率的交会图与拟合公式，结合岩性-热导率的交会图，发现热导率与自然伽马值之间存在非线性关系，用二元三次方程可以描述该非线性关系，通过数值计算软件拟合，发现ln函数拟合度是最高的，所以选用ln函数，因此，选用二元三次方程和ln函数描述该非线性关系。编制数值计算软件，测试输入参数，获取方程形式，导入数据进行方程拟合，采用的数值计算软件是基于Grapher计算框架，编写代码获取高精度的二元三次综合岩性-热导率解释模型，如图6所示，其拟合公式为：
λ3＝116.57×lnGr-298.77 (5)
其相似系数为0.9094。
将未知岩心自然伽马值为22.1代入综合岩性-热导率解释模型的计算公式，计算未知岩心的热导率的值为3.95。
综上所述，本发明通过岩性与热学性质模型，通过自然伽马值计算任意未知岩性的岩石的热导率，在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。
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，提供了一种岩石热学参数测井解释系统，其特征在于，该系统包括：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：确定多个岩心样品的岩性，对不同岩性的岩心样品进行热学性质测试，获得对应的热导率；结合岩心样品的岩性与对应的热导率，绘制岩性-热导率的交会图；针对每一种岩性，确定不同深度对应的自然伽马值，按岩性的不同，绘制每一种岩性的自然伽马值-热导率的交会图，确定每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式；根据每一种岩性的自然伽马值-热导率的拟合公式与岩性-热导率的交会图，拟合综合岩性-热导率解释模型；根据未知岩心的自然伽马值与综合岩性-热导率解释模型，计算未知岩心的热导率。
在一个示例中，综合岩性-热导率解释模型为：
λ3＝A×lnGr+C (1)
其中，λ为热导率，A为热电系数，Gr为自然伽马值，C为计算系数。
在一个示例中，确定不同深度对应的自然伽马值包括：根据岩心样品，绘制测井曲线；根据测井曲线，获取对应深度的自然伽马值。
在一个示例中，拟合公式为线性关系，拟合公式与自然伽马值-热导率的实测点的相关系数大于0.8。
在一个示例中，岩性包括：灰岩、白云岩、膏岩、砂岩、页岩、泥灰岩、砾岩、岩盐。
本系统通过岩性与热学性质模型，通过自然伽马值计算任意未知岩性的岩石的热导率，在复杂的地热开发过程中具有较广泛的应用价值。
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。