[发明专利]一种确定地层中多种矿物组分含量的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及石油地质勘探领域中的常规解释处理技术，尤其是涉及一种确定地层中多种矿物组分含量的方法。

背景技术

测井，也被称为地球物理测井或石油测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性来测量地球物理参数的方法。在油田勘探与开发过程中，测井是确定和评价油层、气层的重要手段之一，也是解决一系列地质问题的重要手段。它能直接为石油地质和工程技术人员提供各项资料和数据。

然而使用测井资料和数据对复杂岩性储层进行评价，必须首先识别岩性并且准确确定岩石矿物组分含量。只有得到准确的岩性和各种矿物组分含量，才能有针对性地采用不同的解释模型，从而得到准确的孔隙度和含油(气)饱和度。

特别是碳酸盐地层的矿物组分复杂，所述地层往往含有超过两种以上的矿物组分。现有的砂泥岩地层的处理方法(如POR、SAND等)和以双矿物组分模型为基础的复杂岩性分析方法(如CRA等)均无法有效地确定两种以上矿物组分含量。OPTIMA、ELAN等的其他一些解释处理方法所需的处理参数庞大，主要基于纯粹的数学算法，无法充分利用现有的地质信息并根据地层的实际情况进行处理。

因此，需要一种能够确定地层中多种矿物组分含量的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于现有地质信息以及相对简单的处理参数并根据地层的实际情况设置约束、高效准确地估计多种骨架组份含量的解释处理方法。

根据本发明的一方面，提供了一种确定地层中的多种矿物组分的相对含量的方法，包括：提供关于地层中的多种矿物组分的信息，所述信息包括多种矿物组分的名称和数目n，其中n为大于等于2的整数；利用至少一个测井仪器对所述地层的m个参数进行测量，其中m为大于等于n的整数；获得地层对所述至少一个测井仪器的m个响应值；基于所述m个响应值和n种矿物组分的信息，建立所述至少一个测井仪器的响应方程组其中i＝1，2，...，m，A_ij表示关于第i个参数的第j种矿物组分对所述至少一个测井仪器的响应系数，x_j表示第j种矿物组分的相对含量，和B_i表示关于第i个参数的地层对所述至少一个测井仪器的响应值；以及求解所述响应方程组以获得n种矿物组份的相对含量。

根据本发明的另一方面，所述物理结构信息进一步包括地层中的流体的组分信息。

根据本发明的另一方面，所述m个参数从密度、中子、声波、深电阻率、浅电阻率、自然电位、自然伽马、钍、钾、光电吸收截面指数以及热中子俘获截面中进行选择。

根据本发明的另一方面，所述求解所述响应方程组包括求解通过向所述响应方程组加入约束条件而得到的带约束的线性方程组：

其中c、x_maxj均为常数，x_maxj为第j种组份的最大相对体积，其中c＝1。

根据本发明的另一方面，所述求解所述带约束的线性方程组包括求解目标函数：

根据本发明的另一方面，所述求解目标函数包括标准化处理以便使各个A_ij和B_i值都成为无量纲的数并且处于同一量级上。

根据本发明的另一方面，所述标准化处理包括根据所述m个响应值的质量在相应的方程两边乘上一个权系数以反映相应参数的响应方程对相对含量的最终结果有不同的贡献。

根据本发明的另一方面，所述求解目标函数包括用迭代法进行求解，所述迭代法包括：确定由初始点到下一迭代点的方向；确定由初始点到下一迭代点的最佳步长；以及由确定的方向和最佳步长得到下一迭代点，该点即为下次循环迭代的初始点。

根据本发明的另一方面，所述确定由初始点到下一迭代点的方向采用梯度最小方向。

根据本发明的另一方面，所述确定最佳步长采用一维最优化方法。

以上相当宽泛地概括了本发明的特征和技术优势，以便可以更好地理解本发明的以下详细描述。在下文中将描述本发明的附加特征和优势。本领域技术人员应当认识到，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员也应当认识到，这种等效的构造并不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。

通过结合附图来阅读后面的具体实施方式，可以更好地理解本发明的特征和优点。

附图说明