本發(fā)明屬于測井，涉及一種基于測井響應(yīng)機理的煤體結(jié)構(gòu)定量劃分方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、煤體結(jié)構(gòu)是對煤巖儲層在構(gòu)造應(yīng)力作用下煤巖自身發(fā)生應(yīng)力-應(yīng)變作用后表現(xiàn)出的構(gòu)造特征的一種宏觀描述。根據(jù)國家標準《gb/t?3005-2013》，煤體結(jié)構(gòu)可劃分為原生結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎粒結(jié)構(gòu)和糜棱結(jié)構(gòu)。由于過分強烈的構(gòu)造運動易破壞煤體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致割理連通性變差甚至閉合，增加煤粉產(chǎn)出，致使煤巖儲層滲透性降低，且不利于儲層改造。因此煤體結(jié)構(gòu)的準確劃分對深層煤巖氣儲層的有利區(qū)優(yōu)選、儲層評價和開發(fā)利用都具有至關(guān)重要的影響。

2、某盆地侏羅系厚層煤巖儲層發(fā)育，區(qū)別于傳統(tǒng)意義煤層氣，80％以上的煤巖埋深在2000-3500m，屬深埋煤巖儲層，其深部煤巖氣資源儲量十分豐富。該類煤巖氣儲層在開發(fā)過程中鉆井成本較高，同時為了提高單井產(chǎn)能，通常采用水平井+體積壓裂技術(shù)進行開發(fā)。由于煤體遭受強烈構(gòu)造應(yīng)力后，易形成碎粒結(jié)構(gòu)煤和糜棱結(jié)構(gòu)煤。上述兩種煤體結(jié)構(gòu)的煤巖儲層較為松軟，強度低，滲透性差，且不利于水平井鉆進及壓裂改造，勢必會導(dǎo)致煤巖氣儲層開發(fā)效果變差，產(chǎn)能降低。為了提高深埋煤巖氣儲層的開發(fā)效果，加強有利區(qū)優(yōu)選，有必要建立一種便于操作，應(yīng)用成本低，識別準確率高的煤體結(jié)構(gòu)劃分方法。

3、目前，對于煤巖儲層煤體結(jié)構(gòu)的劃分，最常用的方法可分為兩種：直接法和間接法。直接法則是依靠鉆井取心觀察，或者基于微電阻率掃描成像測井資料的圖像特征進行識別。上述方法成本較高，特別是在深埋煤巖儲層中，由于井深增加，取心難度和微電阻率掃描成像測井成本都大幅上升，無法廣泛應(yīng)用。間接法則是利用常規(guī)測井曲線或三維地震資料劃分煤體結(jié)構(gòu)。其中三維地震資料采集費用昂貴，同樣無法廣泛應(yīng)用。因此針對深埋煤巖儲層的煤體結(jié)構(gòu)劃分，常規(guī)測井曲線的綜合應(yīng)用便顯得尤為重要。

4、現(xiàn)有的利用常規(guī)測井曲線劃分煤體結(jié)構(gòu)的技術(shù)方法主要包括：利用常規(guī)測井曲線交會法或聚類分析等數(shù)學(xué)算法識別煤體結(jié)構(gòu)，計算電阻率或井徑相對變化率識別煤體結(jié)構(gòu)，或基于archie公式，利用孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m的變化識別煤體結(jié)構(gòu)。上述這些方法仍然存在著一下幾個方面的問題：1、對常規(guī)測井曲線的綜合應(yīng)用不夠全面，劃分煤體結(jié)構(gòu)時所應(yīng)用到的敏感測井曲線種類較少，缺乏進一步融合；2、聚類分析等數(shù)學(xué)算法在應(yīng)用過程中需要大量樣本訓(xùn)練，在深埋煤巖氣的初期勘探評價過程中應(yīng)用效果差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于測井響應(yīng)機理的煤體結(jié)構(gòu)定量劃分方法及應(yīng)用，本發(fā)明能夠應(yīng)用在深埋煤巖氣儲層的初期勘探評價，綜合考慮多條常規(guī)測井敏感曲線，進行敏感信息融合，實現(xiàn)了煤體結(jié)構(gòu)的連續(xù)定量評價，提高了煤體結(jié)構(gòu)的劃分精度。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開了一種基于測井響應(yīng)機理的煤體結(jié)構(gòu)定量劃分方法，包括以下步驟：

4、初步識別并劃分煤巖樣品的煤體結(jié)構(gòu)；

5、獲取不同煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)，對測井曲線測量數(shù)據(jù)進行歸一化處理；

6、結(jié)合測井曲線測量數(shù)據(jù)的類型，構(gòu)建碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子；

7、根據(jù)碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，對歸一化處理后的測井曲線測量數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)計算結(jié)果，建立煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準。

8、進一步的，初步識別并劃分煤巖樣品的煤體結(jié)構(gòu)具體如下：

9、依據(jù)觀察到的煤巖樣品破壞程度，將煤巖樣品的煤體結(jié)構(gòu)劃分為原生結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎粒結(jié)構(gòu)和糜棱結(jié)構(gòu)。

10、進一步的，獲取不同煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)，對測井曲線測量數(shù)據(jù)進行歸一化處理具體如下：

11、獲取不同煤體結(jié)構(gòu)的自然電位數(shù)據(jù)、井徑數(shù)據(jù)、深側(cè)向電阻率曲線、淺側(cè)向電阻率曲線、聲波時差曲線數(shù)據(jù)和密度曲線數(shù)據(jù)，對深側(cè)向電阻率曲線、淺側(cè)向電阻率曲線、聲波時差曲線數(shù)據(jù)和密度曲線數(shù)據(jù)進行歸一化處理。

12、進一步的，密度曲線數(shù)據(jù)歸一化處理公式如下：

13、

14、式中：x′den為歸一化處理后密度曲線數(shù)據(jù)；xden為密度曲線測量數(shù)據(jù)。

15、進一步的，聲波時差曲線數(shù)據(jù)差歸一化處理公式如下：

16、

17、式中：xa′c為歸一化處理后聲波時差曲線數(shù)據(jù)；xac為聲波時差曲線測量數(shù)據(jù)。

18、進一步的，深側(cè)向電阻率曲線和淺側(cè)向電阻率曲線采用對數(shù)歸一化方法，基于下述公式確定：

19、

20、式中：z′lg為對數(shù)歸一化處理后的電阻率曲線；zlg為電阻率曲線；zmin為煤巖儲層測量段測井曲線數(shù)據(jù)中的最小值；zmax為煤巖儲層測量段測井曲線數(shù)據(jù)中的最大值。

21、進一步的，碎裂垮塌因子的確定公示如下：

22、

23、式中：frcf為碎裂垮塌因子；δcal為井徑測井曲線異常幅度值；rw為地層水電阻率；rmf為沖洗帶電阻率；x′ac為歸一化處理后聲波時差測井數(shù)據(jù)；x′den為歸一化處理后密度測井數(shù)據(jù)；

24、δcal基于下述公式確定：

25、δcal＝cal-bit

26、式中：cal為煤巖儲層測量段井徑測井曲線數(shù)據(jù)；bit為研究區(qū)煤巖儲層段井筒鉆頭直徑數(shù)據(jù)。

27、進一步的，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子的確定公示如下：

28、

29、式中：conf為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子；δso為自然電位測井曲線異常幅度值；z′rt為對數(shù)歸一化處理后深側(cè)向電阻率測井數(shù)據(jù)；z′ri為對數(shù)歸一化處理后淺側(cè)向電阻率測井數(shù)據(jù)；

30、δsp基于下述公式確定：

31、δsp＝sp-spp

32、式中：sp為煤巖儲層測量段自然電位測井曲線數(shù)據(jù)；spp為煤巖儲層相鄰井段自然電位基線數(shù)據(jù)。

33、進一步的，根據(jù)碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，對歸一化處理后的測井曲線測量數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)計算結(jié)果，建立煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準具體如下：

34、根據(jù)不同煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)，計算不同煤體結(jié)構(gòu)對應(yīng)的碎裂垮塌因子和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，依據(jù)不同煤體結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的碎裂垮塌因子和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子的計算結(jié)果的分布區(qū)間，建立依據(jù)碎裂垮塌因子和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子劃分不同煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準。

35、基于上述方法，本發(fā)明公開了一種基于測井響應(yīng)機理的煤體結(jié)構(gòu)定量劃分方法的應(yīng)用，包括以下步驟：

36、獲取未取心井段的煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)；

37、根據(jù)煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準，結(jié)合測井曲線測量數(shù)據(jù)，利用碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，對未取心井段的煤體結(jié)構(gòu)進行劃分。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

39、本發(fā)明的方法，初步識別并劃分煤巖樣品的煤體結(jié)構(gòu)。獲取不同煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)，對測井曲線測量數(shù)據(jù)進行歸一化處理。結(jié)合測井曲線測量數(shù)據(jù)的類型，構(gòu)建碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子。根據(jù)碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，對歸一化處理后的測井曲線測量數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)計算結(jié)果，建立煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準。本發(fā)明能夠應(yīng)用在深埋煤巖氣儲層的初期勘探評價，綜合考慮多條常規(guī)測井敏感曲線，進行敏感信息融合，構(gòu)建碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子敏感曲線，實現(xiàn)了煤體結(jié)構(gòu)的連續(xù)定量評價，提高了煤體結(jié)構(gòu)的劃分精度。

40、本發(fā)明的基于測井響應(yīng)機理的煤體結(jié)構(gòu)定量劃分方法的應(yīng)用，獲取未取心井段的煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線測量數(shù)據(jù)。根據(jù)煤體結(jié)構(gòu)的劃分標準，結(jié)合測井曲線測量數(shù)據(jù)，利用碎裂垮塌因子及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)因子，對未取心井段的煤體結(jié)構(gòu)進行劃分。本發(fā)明能夠應(yīng)用在深埋煤巖氣儲層的初期勘探評價，綜合考慮多條常規(guī)測井敏感曲線，進行敏感信息融合，實現(xiàn)了煤體結(jié)構(gòu)的連續(xù)定量評價，提高了煤體結(jié)構(gòu)的劃分精度。