[发明专利]一种测井识别气层方法

权利要求书

1.一种测井识别气层方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，三孔隙度曲线重叠法；

S2，全波列测井法；

S3，核磁共振法；

S4，声波时差-电阻率转换法；

S5，交会图版法；

S6，视流体识别指标法、中子伽马时间推移法识别气层法、地层含气指标法；

所述步骤S1包括：

三孔隙度差值、比值法：

天然气的存在引起声波孔隙度（）增大、密度孔隙度（）增大，补偿中子孔隙度（）减小；致使气层一般有，或者A1= ，A1为三孔隙度差值；B1= （×）/2×，B1为三孔隙度比值；当A1﹥0，B1﹥1时，指示为气层；相反，当A1≤0、B1≤1时，指示为干层或水；

孔隙度背景值法：

孔隙度背景值是指岩石孔隙完全含水时的视孔隙度，即：

气层一般有、、；

气层孔隙度下限值法：

气层孔隙度下限值是指测井孔隙度指示气层的最低标准；采用气层残余气饱和度平均值20%作为确定气层测井孔隙度的下限值，即：

式中：Tf、Tg、Tma分别为孔隙流体、气层及地层骨架的声波时差或中子、或密度测井值；

气层一般有，其中 、、分别为气层的声波时差、密度、中子测井孔隙度下限值；

所述步骤S2包括：

阵列声波能量法：

在含气砂岩中，纵波能量衰减比横波能量衰减强，而在含油、含水砂

岩中，纵波衰减低于或等于横衰减；当砂岩含气时，纵波能量衰减比含油、含水砂岩中的纵波衰减强，而横波衰减同孔隙流体性质无关；

纵横波时差法：

当地层含气时，声波横波时差与纵波时差比值变小，泊松比值小于体积压缩系数值；当储层含水时，声波横波时差与纵波时差比值将变大，泊松比值大于体积压缩系数值；

声阻抗与声波时差曲线重叠法：

声阻抗的大小主要与地层中流体性质、泥质含量有关，当砂岩地层中

含气时，密度减小，时差增大，声阻抗值减小；当砂岩地层含水时，密度增大，时差减小，声阻抗值增大；将声阻抗曲线与时差曲线以泥岩段为基准进行重叠，可识别出油气、水层；当储层含油气时，呈正差异，即声阻抗曲线偏右，时差曲线偏左；当储层为水时，呈负差异；如果储层为含油气水层或含水油气层时，其差异的幅度变小，就需要其他方法来配合使用了；在应用此方法的时候，应对声阻抗进行泥质影响校正；

视弹性模量系数法：

视等效弹性模量是声阻抗与纵波速度的乘积；在相似的岩性和孔隙度

条件下，气层视弹性模量比水层的小，可用等效弹性模量识别流体性质；

公式为：

式中：M为等效弹性模量；为体积密度，g/cm3；Δt为声波时差，

μs/m；

完全含水储层的等效弹性模量可以表示为：

式中：分别为孔隙流体和地层骨架密度，g/cm3；、分

别为流体和地层骨架的声波时差，μs/m； 为岩石孔隙度，取 ；

则视弹性模量系数表示为：

一般气层 0；

所述步骤S3包括：

密度孔隙度与核磁共振孔隙度交会法：

应用传统的信号处理解释技术，计算密度孔隙度和核磁共振孔隙度；两条曲线重叠后，其两者间有较大的幅度差为气层的标志；

差谱、移谱识别气层：

在进行差谱和移谱处理时利用岩心刻度后的地层天然气弛豫时间和束缚流体的截止值，能将气层更准确的识别出来；

所述步骤S4包括：

当对于含水纯地层时，通过声波时差计算孔隙度的公式为：

                          （1）

此时，声波时差可以表示为：

                 （2）

地层含水饱和度为 ：

                        （3）

通过（2）和（3）得出：

                   （4）

当地层完全含水时，转换声波时差可以表示为：

                     （5）

式中：Δts是电阻率转换声波时差，μs/m；Δtf为流体声波时差，μs/m；Δtma为骨架声波时差，μs/m；a 为比例系数，范围在0.6～1.5；b为饱和度指数，n≈2；Rw为地层水电阻率，Ω.m；

从（5）式中看出，对于岩性、物性和地层水矿化度相同的同一个地区，转换的声波时差只与电阻率有关，其他参数可以看为常数；随着电阻率的增大，转换声波时差降低，即声波时差和电阻率成反比；通常，天然气我们看作绝缘物，电阻率无限大，地层水是导电物，电阻率很小；对于地层沉积环境相同具有相同岩性、物性和地层水矿化度的情况下，气层电阻会大于水层电阻数倍，甚至更高；同时对于气层而已，其声波时差测井响应明显显著于其他流体的测井响应；通过电阻率和声波时差拟合多条相关性函数，对数函数，相关度平方为0.4938，指数函数相关度平方为0.386，线性函数相关度平方为0.3616，对比研究发现总是对数函数的相关性最好；其函数如下：

Δts=-21.01ln（Rt）+308.18                     （6）；

所述步骤S5包括：

用能反映气层特征的参数，制作总体和不同层段的识别交会图版，再分不同层位进行识别，最后制定气层评价标准；

所述步骤S6包括：

视流体识别指标法

该方法是利用气层在密度测井和声波时差测井曲线上的不同响应特征来识别气层的；这是一种定量化识别方法，其基本原理如下：

根据密度测井和声波时差测井求取视流体密度（）和视流体时差（），即：

式中，—地层骨架密度；

—地层骨架声波时差；

—地层总孔隙度；

计算地层视流体识别指标PF：

式中，—地层流体声波时差值；

—地层流体密度值；

当地层含气时，声波时差增大，而密度降低，从而使PF 0；当地层含水时，，所以PF= 0；当地层不含流体时，PF 0；

中子伽马时间推移法识别气层：

将不同时间的两次测井的曲线重叠，在泥岩段或水层曲线互相重合，如果出现幅度差，说明有天然气的存在；

地层含气指标法：

该方法是利用声波、中子和密度测井进行气层识别的；其计算公式如下

式中，—地层含气指标；—地层骨架、流体密度及地层密度测井值，g/cm3；—地层骨架、流体时差及地层声波时差测值值，μs/ m；—地层骨架、流体含氢指数及地层中子测井值，%；

其识别气层的原理是：当储气孔隙中含有天然气时，降低，降低而升高，从而Fg0。