阅读说明：本技术 复杂地层岩性识别方法及系统 (Complex stratum lithology identification method and system ) 是由 郭旭升 蒲勇 程丽 王昆 王建波 冯明刚 严伟 周依南 于 2018-08-06 设计创作，主要内容包括：公开了一种复杂地层岩性识别方法及系统。该方法可以包括：根据地层岩电关系,选择岩性测井的敏感参数,建立敏感参数关系函数；根据敏感参数关系函数,建立岩性识别模型；确定地层多个模板岩性的基线范围；根据岩性识别模型与地层多个模板岩性的基线范围,识别未知的地层岩性。本发明通过优选与不同岩性对应的测井敏感参数进行数学关系转换建立关系,确定岩性识别模型,并在岩心刻度测井资料的基础上,确定各类岩性的基线取值,作为岩性识别模型识别划分岩性的筛选条件,从而在一定程度上实现定量精细划分岩性的目的,操作简单快捷,岩性判别结果可靠性高,为复杂岩性地层综合评价提供可靠依据。(A complex stratum lithology identification method and system are disclosed. The method can comprise the following steps: selecting sensitive parameters of lithology logging according to the electrical relationship of the formation rock, and establishing a sensitive parameter relationship function; establishing a lithology identification model according to the sensitive parameter relation function; determining a baseline range of lithology of a plurality of templates of the stratum; and identifying unknown stratum lithology according to the lithology identification model and the baseline range of the lithology of the plurality of templates of the stratum. The lithology identification model is established by preferably selecting well logging sensitive parameters corresponding to different lithologies to perform mathematical relationship conversion, the lithology identification model is determined, the base line values of various lithologies are determined on the basis of core scale well logging information, and the base line values are used as screening conditions for identifying and dividing the lithology by the lithology identification model, so that the purpose of quantitatively and finely dividing the lithology is realized to a certain extent, the operation is simple and rapid, the reliability of lithology judgment results is high, and a reliable basis is provided for comprehensive evaluation of complex lithology strata.)

复杂地层岩性识别方法及系统

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探技术领域，更具体地，涉及一种复杂地层岩性识别方法及系统。

背景技术

下二叠统地层瘤状较为发育，地层岩性主要由以不同灰泥比形成瘤状结构的灰泥灰岩为主，岩性复杂、非均质性极强，不同灰泥比的灰泥灰岩矿物成分和含量差异较大，同一岩性岩石结构特征不尽相同，造成岩石类型多样、测井岩性识别困难。

目前国内外利用测井资料识别地层岩性较常用的方法主要有测井曲线重叠法、交会图版法以及神经网络法等。这些方法在测井岩性识别领域的应用，前人已做了大量的研究。例如高松洋在岩心资料刻度下采用交会图法优选岩性敏感参数建立岩性识别图版，并提取典型图版程序化建立一种快速实用的测井岩性自动识别方法，避免了人工读值的繁琐。但该方法仅针对较为简单的岩性识别效果好，对复杂岩性识别困难；王学斌、朱满红、滕涛等对比研究过复杂岩性测井识别方法及应用效果分析，主要是通过深入对比分析研究区主要岩性的测井响应特征，并作为识别岩性的原则来选择样本进行岩性定量识别，对比分析认为神经网络的正确识别率均达相对较高。另外，卢新卫、金章东对胜利油田某测井岩性用BP神经网络进行识别，范训礼等用BP网络对塔里木油田TZ-4井的测井岩性进行了自动识别，识别准确率都很高。但是，因为BP网络是一个梯度下降优化过程，所以也存在自身的限制与不足，这些常规方法操作相对繁琐，跨区域应用效果较差，并不适用于复杂地层的岩性识别。

一些专利发明提出角度参数组用于定量化蜘蛛网图，利用角度参数组定量判断蜘蛛网图的相似性，从而实现非取心井段岩性定量识别。通过岩心样品分析，划分目的层岩性类型；通过测井曲线与岩石样品岩性相关性分析，优选识别岩性的测井曲线，制作蜘蛛网图模板；利用制作的模板、测井曲线和岩心分析数据，制作每种岩性储层的典型蜘蛛网图，通过角度参数组与每种岩性典型蜘蛛网图的角度参数组的相似性计算，定量判别该深度点的岩性；按照深度顺序，逐点判别储层岩性，获得全井段岩性。该发明解决了由于碎屑含量差异导致的同种岩性测井响应复杂和岩性不易识别的问题。但对于瘤状地层中以不同泥灰比组成的灰泥灰岩识别适用性差。

要建立一种有效识别下二叠系瘤状地层复杂岩性地层的技术方法主要存在以下问题：(1)复杂地层各类岩性矿物成分不同，含量差异较大，同一岩性岩石结构特征也不尽相同，造成测井岩性识别困难；(2)现有技术只是定性的判别较典型的岩性，比如常用的交会法和重叠法只能定性的判别较为矿物成分相对简单的常规岩性，并不能快速有效定量的精细划分出复杂地层的岩性类型。因此，有必要开发一种复杂地层岩性识别方法及系统。

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

本发明提出了一种复杂地层岩性识别方法及系统，其能够通过岩性识别模型，作为识别划分岩性的筛选条件，实现定量精细划分岩性的目的，操作简单快捷，岩性判别结果可靠性高。

根据本发明的一方面，提出了一种复杂地层岩性识别方法。所述方法可以包括：根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数，建立敏感参数关系函数；根据所述敏感参数关系函数，建立岩性识别模型；确定地层多个模板岩性的基线范围；根据所述岩性识别模型与所述地层多个模板岩性的基线范围，识别未知的地层岩性。

优选地，根据所述地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数为：根据所述地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数。

优选地，所述敏感参数关系函数为：

其中，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，x₁与x₂分别为两个岩性测井的敏感参数。

优选地，所述岩性识别模型为：

其中，H为岩性识别指数值，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，m、n分别为f(x₁,x₂)的最大值、最小值。

优选地，根据所述岩性识别模型与所述地层各类岩性的基线范围，识别未知的地层岩性包括：当未知岩性的岩性识别指数值在某类模板岩性的基线范围内，则识别未知岩性为该模板岩性。

根据本发明的另一方面，提出了一种复杂地层岩性识别系统，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：根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数，建立敏感参数关系函数；根据所述敏感参数关系函数，建立岩性识别模型；确定地层多个模板岩性的基线范围；根据所述岩性识别模型与所述地层多个模板岩性的基线范围，识别未知的地层岩性。

优选地，根据所述地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数为：根据所述地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数。

优选地，所述敏感参数关系函数为：

其中，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，x₁与x₂分别为两个岩性测井的敏感参数。

优选地，所述岩性识别模型为：

其中，H为岩性识别指数值，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，m、n分别为f(x₁,x₂)的最大值、最小值。

优选地，根据所述岩性识别模型与所述地层各类岩性的基线范围，识别未知的地层岩性包括：当未知岩性的岩性识别指数值在某类模板岩性的基线范围内，则识别未知岩性为该模板岩性。

其有益效果在于：通过优选与不同岩性对应的测井敏感参数进行数学关系转换建立关系，确定岩性识别模型，并在岩心刻度测井资料的基础上，确定各类岩性的基线取值，作为岩性识别模型识别划分岩性的筛选条件，从而在一定程度上实现定量精细划分岩性的目的，操作简单快捷，岩性判别结果可靠性高，为复杂岩性地层综合评价提供可靠依据。

本发明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复杂地层岩性识别方法的步骤的流程图。

图2a、2b、2c、2d、2e、2f分别示出了根据本发明的一个实施例的岩性敏感参数自然伽马、无铀伽马、中子、密度、声波时差、电阻率的分析蛛网图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的岩性识别结果的示意图。

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复杂地层岩性识别方法的步骤的流程图。

在该实施例中，根据本发明的复杂地层岩性识别方法可以包括：步骤101，根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数，建立敏感参数关系函数；步骤102，根据敏感参数关系函数，建立岩性识别模型；步骤103，确定地层多个模板岩性的基线范围；步骤104，根据岩性识别模型与地层多个模板岩性的基线范围，识别未知的地层岩性。

在一个示例中，根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数为：根据地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数。

在一个示例中，敏感参数关系函数为：

其中，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，x₁与x₂分别为两个岩性测井的敏感参数。

在一个示例中，岩性识别模型为：

其中，H为岩性识别指数值，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，m、n分别为f(x₁,x₂)的最大值、最小值。

在一个示例中，根据岩性识别模型与地层各类岩性的基线范围，识别未知的地层岩性包括：当未知岩性的岩性识别指数值在某类模板岩性的基线范围内，则识别未知岩性为该模板岩性。

具体地，根据本发明的复杂地层岩性识别方法可以包括：

以岩心刻度常规测井资料，分析统计出地层各类模板岩性的测井响应特征值，确定地层岩电关系，根据地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类模板岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数，建立敏感参数关系函数为公式(1)。

为了更客观的反映岩性与敏感参数之间的关系，对敏感参数关系函数进行归一化处理，获得岩性识别模型为公式(2)。

确定地层多个模板岩性的基线范围，例如：将A₁岩性对应x₁、x₂曲线值代入公式(2)，确定A₁岩性的基线最小值为a₁；A₂岩性的最大、最小基线取值分别为a₁、a₂；A₃岩性的最大、最小基线取值分别为a₂、a₃；以此类推，A_x岩性的最大、最小基线取值分别为a_x-1、a_x，A_x+1岩性的最大基线取值为a_x。

将未知岩性对应x₁、x₂曲线值代入公式(2)，当未知岩性的岩性识别指数值在某类模板岩性的基线范围内，则识别未知岩性为该模板岩性，例如：当H＞a₁时，则将未知岩性识别为A₁类岩性，当a₂<H<a₁时，则将未知岩性识别为A₂类岩性，当a₃<H<a₂时，则将未知岩性识别为A₃类岩性，以此类推，当a_x<H<a_x-1时，则将未知岩性识别为A_x类岩性，当H>a_x时，则将未知岩性识别为A_x+1类岩性。

本方法通过优选与不同岩性对应的测井敏感参数进行数学关系转换建立关系，确定岩性识别模型，并在岩心刻度测井资料的基础上，确定各类岩性的基线取值，作为岩性识别模型识别划分岩性的筛选条件，从而在一定程度上实现定量精细划分岩性的目的，操作简单快捷，岩性判别结果可靠性高，为复杂岩性地层综合评价提供可靠依据。

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。

以某区取心井X-1井茅一段瘤状地层岩性测井识别为例，首先进行岩性测井资料预处理，包括对岩性测井曲线进行环境校正、深度校正以及标准化等。以岩心刻度岩性测井资料，分析统计出茅一段主要岩性对应的测井响应特征，确定地层岩电关系，并确定各类模板岩性的测井响应特征值，如表1所示，表中，AC表示中子，DEN表示密度，CNL表示声波时差，RD表示电阻率。

表1

图2a、2b、2c、2d、2e、2f分别示出了根据本发明的一个实施例的岩性敏感参数自然伽马、无铀伽马、中子、密度、声波时差、电阻率的分析蛛网图。

根据地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类模板岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数，如图2a-2f所示，常规测井参数中，自然伽马、密度、声波时差、电阻率对应的蛛网图圆度较好，反映各类岩性的测井响应较稳定，选择圆度最好的两个测井参数，即声波时差和电阻率值作为敏感参数，同时，声波时差和电阻率值能区分开四类主要岩性，各类岩性测井值之前没有或较少交叉，反映其与地层岩性敏感性较好，因此，以声波时差和电阻率作为茅一段地层岩性敏感测井参数。

茅一段地层主要岩性与敏感测井参数之间具体表现为高声波低电阻的特征，且岩石泥质含量越高，岩石对应的声波时差值越高，电阻率值越低，因此可考虑采用声波时差与电阻率的比值建立敏感参数关系函数：

式中，f(Δt,Rt)为声电比值，Δt、Rt分别为声波时差测井值和电阻率测井值。敏感参数关系函数既放大电性与岩性的敏感性，也一定程度上也抵消了测井曲线受客观因素的影响，能较好反应岩性的变化。

根据敏感参数关系函数进行归一化处理，获得岩性识别模型，即将公式(3)代入公式(2)中，获得公式(4)：

确定研究区茅一段地层主要岩性的基线取值分别为0.9、0.5和0.1。即灰泥灰岩的基线最小值取值为0.9，瘤状灰泥灰岩的基线取值范围为0.5-0.9，瘤状泥晶灰岩岩性的基线取值范围为0.1-0.5。

图3示出了根据本发明的一个实施例的岩性识别结果的示意图。

确定m、n分别为1、-1，应用公式(4)，识别和划分本次实例茅一段地产的岩性，当H＞0.9时，可划分为灰泥灰岩，当0.5<H<0.9时，可划分为瘤状灰泥灰岩，当0.1<H<0.5时，可划分为瘤状泥晶灰岩，当H<0.1时，可划分为泥晶灰岩，如图3所示，其中，黑色表示灰泥灰岩，深灰色表示瘤状灰泥灰岩，浅灰色表示瘤状泥晶灰岩，白色表示泥晶灰岩，结果与取心岩性对比吻合性较高。

综上所述，本发明通过优选与不同岩性对应的测井敏感参数进行数学关系转换建立关系，确定岩性识别模型，并在岩心刻度测井资料的基础上，确定各类岩性的基线取值，作为岩性识别模型识别划分岩性的筛选条件，从而在一定程度上实现定量精细划分岩性的目的，操作简单快捷，岩性判别结果可靠性高，为复杂岩性地层综合评价提供可靠依据。

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。

根据本发明的复杂地层岩性识别系统，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：根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数，建立敏感参数关系函数；根据敏感参数关系函数，建立岩性识别模型；确定地层多个模板岩性的基线范围；根据岩性识别模型与地层多个模板岩性的基线范围，识别未知的地层岩性。

在一个示例中，根据地层岩电关系，选择岩性测井的敏感参数为：根据地层岩电关系，利用蛛网图分析确定常规测井曲线中与各类岩性相关性最好的两个岩性测井的敏感参数。

在一个示例中，敏感参数关系函数为：

其中，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，x₁与x₂分别为两个岩性测井的敏感参数。

在一个示例中，岩性识别模型为：

其中，H为岩性识别指数值，f(x₁,x₂)为敏感参数关系函数，m、n分别为f(x₁,x₂)的最大值、最小值。

在一个示例中，根据岩性识别模型与地层各类岩性的基线范围，识别未知的地层岩性包括：当未知岩性的岩性识别指数值在某类模板岩性的基线范围内，则识别未知岩性为该模板岩性。

本系统通过优选与不同岩性对应的测井敏感参数进行数学关系转换建立关系，确定岩性识别模型，并在岩心刻度测井资料的基础上，确定各类岩性的基线取值，作为岩性识别模型识别划分岩性的筛选条件，从而在一定程度上实现定量精细划分岩性的目的，操作简单快捷，岩性判别结果可靠性高，为复杂岩性地层综合评价提供可靠依据。

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。