（地球探测与信息技术专业论文）利用测井属性进行层序地层对比和流动单元划分的应用研究.pdf

利用测井属性进行层序地层对比和 流动单元划分的应用研究 徐兴松( 地球探测与信息技术) 指导教师：孙建孟( 教授) 摘要 本文在测井属性、层序地层学以及流动单元分析、归纳、总结之 研究的基础上，针对a 油田的测井曲线实例，与地质露头、岩心、地 震等资料相匹配，展开测井属性层序地层对比研究：针对b 油田测井 曲线实例，采用活度函数法、层内差异法、方差分析法、马氏广度距 离法、微商法、极值法等进行测井属性单井、多井流动单元识别与对 比研究，在上述研究的基础上，主要取得如下认识： ( 1 ) 对测井属性进行分析性研究，总结测井属性在实际测井地质 应用中的几秘常见形式，提取某些特定参数，进行层序地层对比研究， 并对储层流动单元进行细分。由于层序地层学时间分辨率增加，使细 分的流动单元更富有哲理、逻辑性更强，能够更为真实地反映储层的 本质及演化规律，提高地层预测的准确性。 ( 2 ) 应用测井属性，提取地层对比信息；运用层内差异法、活 度函数法、方差分析法、马氏距离法以及极值微商法六种方法完成测 井曲线分层，实现单井流动单元识别：提取参与对比曲线的特征，并 建立各类曲线的特征数据库；运用相关函数法及专家系统法在单井流 动单元识别的基础上实现多井流动单元识别； ( 3 ) 应用研究发现，对于单井流动单元识别，活度函数法应用效 果最好，能较好地识别b 油田研究区各种基本曲线形态，还能识别出 流动单元集合体内一定厚度的内部夹层和间隔层。层内差异法对漏斗 形和箱形曲线识别较好，对其他类型曲线识别效果般。方差分析法 对箱形曲线识别较好，而对其他曲线形态识别误差较大。马氏广度距 离法综合考虑了多条曲线的识别结果，其识别精度最高。微商法、极 值法识别效果较差。 ( 4 ) 对于多井流动单元识别，相关函数法更适合识别厚度较大 的流动单元集合体；专家系统法适合各种成因的流动单元识别，其识 别效果取决于知识特征库是否完善、推理规则是否严密等，对于b 油 田河流相储层，邻层特征成为采用专家系统法进行可信对比的一个重 要参数。 关键词：测井属性，层序地层对比，流动单元识别，特征提取，应用 研究 1 1 1 r e s e a r c ho nd i v i s i o no ff l o wu n i t sa n d s t r a t i g r a p h i e c o r r e l a t i o nu s i n g l o g g i n g a t t b u t e x u x i n g - s o n g ( g e o p r o s p e c t i n ga n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db y p r o f e s s o rs u nj i a n m e n g a b s t r a e t b a s e do nt h ew e l ll o g g i n ga t t r i b u t e ，s e q u e n c es t r a t u ma n da n a l y s i s ， c o n c l u s i o na n ds u m m a r i z a t i o no ft h es t u d yo ft h ef l o wu n i t ，w i t ht h ew e l l l o g g i n ge x a m p l eo fo i lf i e l da m a t c h e dw i t ht h ed a t aa b o u tg e o l o g i c a l o u t c r o p ，r o c kc o r ea n ds e i s m ，t h i sp a p e rt a k e st h es t u d yo f s e q u e n c es t r a t u m c o n t r a s t ；u s i n gt h ew e l ll o g g i n gi n f o r m a t i o no fo i lf i e l db w ea d o p t m e t h o d so fl i v i n gf u n c t i o n ，d i f f e r e n c ei n n e rl a y e r , d i f f e r e n c ea n da n a l y s i s ， e x t e n ta n dd i s t a n c eo f m a e t ，u s i n gt h ew e l ll o g g i n ga t t r i b u t e ，t oi n v e s tt h e d i v i s i o no f s i n g i ew e l la n d m a n yw e l l sa tt h es a m et i m e o nt h es t u d yo f t h e p a p e r , w ec a ng e ts o m en e wu n d e r s t a n d i n g , a sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ea n a l y z e ds t u d yo f t h ew e l ll o g g i n ga t t r i b u t e ，c a nt e l lu st h a tt h e r e a r es e v e r a lo r d i n a r yf o r m si nt h ea c t u a la p p l i c a t i o n ，a n dt h r o u g h p i c k i n gu p s o m es p e c i a lp a r a m e t e r s ，w ec a nc a r r yt h r o u g ht h e s t u d yo fs e q u e n c e s t r a t u md i v i s i o n ，a n dt h es u b d i v i s i o no ft h ef l o wu n i to fr e s e r v o i ld u et o t h eh i g hr e s o l u t i o no f t h et i m e ，i tm a k e st h ef l o wu n i tm o r eu n d e r s t a n da n d d i s t i n g u i s h ，r e f l e c t st h ee s s e n c ea n de v o l u t i o nr o l eo fr e s e r v o i r ，a n d h e i g h t e n st h ev e r a c i t yo f t h er e s e r v o i r sf o r e c a s t ( 2 ) a p p l y i n gt h ew e l ll o g g i n ga t t r i b u t e ，p i c ku pt h ei n f o r m a t i o nf o r s t r a t u md i v i s i o n ；e x e r t i n gm e t h o d s o f l i v i n gf u n c t i o n , d i f f e r e n c ei n n e rl a y e r , i v d i f f e r e n c ea n da n a l y s i s ，e x t e n ta n dd i s t a n c eo fm ae tf i n i s h e dt h ed i v i s i o n o f t h ew e l ll o g g i n g ，r e a l i z et h ed i v i s i o no f f l o w u n i to fs i n g l ew e l l ；p i c k i n g u pt h ec h a r a c t e ro ft h ea p p l i e dl o g g i n gc u r v e s ，s e tu pt h e c h a r a c t e r s d a t a b a s eo fa l lw e l l l o g g i n gc u r v e s ；t a k e t h em e t h o d so fc o r r e l a t i o n f u n c t i o na n de x p e r ts y s t e mt of i n i s ht h ed i v i s i o no fm u l t i w e l l s ，b a s e d o nt h es t u d yo fs i n g l ew e l ll o g g i n g 0 ) f r o mt h es t u d y , w ec a nf i n dt h a t ，f o rt h ei d e n t i f i c a t i o no fs i n g l ew e l l ， t h ea p p l i c a t i o ne f f e c to fl i v i n gf u n c t i o ni sb e s t ，w h i c hc a r ld i s t i n g u i s ha l l k i n d so fb a s i cc u r v e ss h a p e ，a n di ta l s oc a r li d e n t i f yt h ei n t e r l a y e ra n d i n t e r v a ll a y e ri n s i d et h ef l o wu n i t m e t h o do fd i f f e r e n c ei n n e rl a y e rc a l l r e c o g n i z et h e f i l l e r sc u r v ea n db o x sc u r v ep r e f e r a b l y , b u tc a r ln o t r e c o g n i z et h eo t h e r s c u r v ep r e f e r a b l y t h em e t h o do fd i f f e r e n c ea n d a n a l y s i sc a r lr e c o g n i z et h eb o x sc u r v ep r e f e r a b l y , b u tc a r tn o tr e c o g n i z et h e o t h e r sc 1 r v ep r e f e r a b ly ( 4 ) f o rt h ed i v i s i o no ff l o wu n i to fm u l t i - w e u ，t h em e t h o do fc o r r e l a t i o n f u n c t i o na d a p t st or e c o g n i z et h eb i ga g g r e g a t eo ff l o wu n i t ；t h em e t h o do f e x e r ts y s t e mi sa d o p t e dt oi d e n t i f yt h ef l o wu n i tr e s u l t e df r o md i f f e r e n t r e a s o n s t h ee f f e c to fi d e n t i f i c a t i o nl i e so nt h ep e r f e c to ft h ed a t a - b a s eo f c h a r a c t e ra n ds t r i c t n e s so ft h er u l eo ff i n e d r a w n f o rt h eo i lf i e l db ，t h e c h a r a c t e ro f a d j a c e n tl a y e ri so n eo f t h em o s ti m p o r t a n tp a r a m e t e r s k e yw o r d s ：w e l ll o g g i n ga t t r i b u t e ，c o n t r a s to fs e q u e n c es t r a t u m ，d i v i s i o n o f f l o wu n i t ，p i c ku po f c h a r a c t e r , a p p l i c a t i o na n ds t u d y v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示了谢意。 签名： 、 玉明。年留玛? pb 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校 可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 品删，年矿月矽日 导师签名：幺孵枷，年尹月扩日 中国石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 第一章前言 1 1 论文研究的目的和意义 本论文研究中所采用的测井属性系指一些经过某些处理或未经处 理的测井原始数据，经过各种形式的数学变换推导而出的有关测井曲 线的几何形态特征、图像特征及数学物理特征的特殊测量值。每一种 测井属性都是从不同角度反映了储层特征，与储层的沉积特性、储层 岩性、储层物性、孔隙度流体性质等有密切的关系。故此，本文论述 中，针对测井属性的某些固有特征，提取测井属性中的某些特定参数， 并结合层序地层学，尤其是高分辨率层序地层学，以及流动单元的概 念和划分的相关研究内容，把测井属性分析与地质解释应用紧密结合， 可以进一步提高测井评价以及测井在地质解释应用中的精度，为油藏 描述提供有益的借鉴。 陆相盆地构造复杂，岩性、岩相变化大，砂体规模小，随着油气 勘探程度的不断深入，构造油气藏的勘探难度越来越大，砂岩隐蔽油 气藏的勘探显得越来越重要，如何更有效地寻找隐蔽、复合型地层岩 性圈闭，将是今后油气勘探的主要任务之一。高分辨率层序地层学的 出现和发展为高精度的油气勘探开发提供了一种全新的思路和方法。 而且随着勘探精度的不断提高，对于不同沉积环境和沉积体系的高分 辨层序地层学的研究越来越显的重要。运用高分辨率层序地层学手段 研究总结不同沉积体系下层序地层的形成规律和模式，进行地层的精 细划分和对比研究，分析不同级别界面对沉积地层中油气藏形成和分 布的控制作用，具有重要的理论和现实意义。 为建立储层地质模型( 概念模型、静态模型及预测模型) ，国内外的 石油工作者开展了大量的研究工作，采用多学科综合研究的方法，取 中国石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 得了可喜的成绩，提出了不少的新理论及新方法。其中，“流动单元” 研究理论与方法的应用前景广，在勘探阶段的储集层评价、开发阶段 的剩余油分布及预测中都有广泛的应用。 岩石物理流动单元是2 0 世纪8 0 年代中后期在石油界逐渐流行起 来的一个新概念，它为储层非均质性的研究提供了一种有效的方法， 用其定量描述和储层评价的岩石物理性质，特别是对于油气田的二次 采油和三次采油阶段储层的精细描述研究具有重要的意义，在油气勘 探中用于寻找隐蔽油气藏圈闭的准确位置亦有重要的指导意义。 国内外研究者对流动单元开展了大量研究工作，从流动单元的定 义到流动单元的研究方法，做了多方面探索性研究工作，其研究方法 已由定性逐渐发展到定量。流动单元反映了油藏内流体流动( 渗流) 的特 征，是详细描述油藏非均质性的切实可行方法。流动单元研究的目的 是深化认识储层的非均质性，搞清剩余油的分布。 研究流动单元划分目的和意义在于： 1 ) 合理划分储集层，预测储集层的分布及性质 2 ) 提高渗透率的解释精度 3 ) 确定加密调整及挖潜的对象 4 ) 确定剩余油的分布 5 ) 为油藏数值模拟提供分层依据 1 2 研究的国内外现状 1 2 1 国内研究的现状 应用测井属性进行层序地层对比和流动单元划分的国内研究是 在层序地层学以及流动单元的概念经国外引进之后，才开始了大范围 的研究与实际应用，因此测井属性层序地层对比和流动单元划分研究 的步伐是与层序地层学以及流动单元研究的现状休戚相关、密不可分 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 的，某种程度上，也就是层序地层学与流动单元的研究限制、约束和 规范了测井与其的结合应用研究。因此，下面从层序地层学以及流动 单元研究的国内外现状开始。 高分分辨率层序地层学自九十年代初期被引入国内，经过许多地 质学家十几年的不懈努力，已经在理论研究和实际应用方面取得了长 足的进展。 在理论体系和方法上的研究方面。陈中强( 1 9 9 5 ) 以塔里木盆地 西南缘下石炭统和什拉甫组为例，将微相分析及古生态分析应用于准 层序研究之中，强调准层序分析是高分辨露头层序地层学的研究基础。 邓宏文教授( 1 9 9 6 0 1 ) ，详细介绍了高分辨率层序地层学的分析与对比 技术理论，并对美国中西部尤英塔盆地始新统绿河组三角洲和湖泊沉 积进行了高分辨率层序地层学研究，建立了成因地层对比模式。随后 邓宏文及其中国地质大学能源系相关科研组( 1 9 9 7 。，1 9 9 8 嘲，1 9 9 9 “， 2 0 0 0 埘) ，陆续对国内的不同地区一些陆相三角洲、河流环境进行了高 分辨率层序地层学的研究，总结出了在不同级次的基准面旋回变化过 程中不同沉积体系下层序界面识别标志及岩性、岩相组合规律及特征。 纪友亮教授等( 1 9 9 6 嘲，1 9 9 8 。1 ) 对河流、深水环境中准层序划分进行 了探讨性研究，并以济阳坳陷东营凹陷为例进行了剖析。姜在兴教授 等( 1 9 9 6 “，2 0 0 0 “”) 亦以济阳坳陷东营、沾化、滩海、惠民凹陷等 地区为例，运用高分辨层序地层学方法进行了储层精细划分和对比方 面的研究。魏魁生等( 1 9 9 7 “”) 根据层序地层学的基本原理，提出以“风 暴浪基面”或高水位期三角洲体系的“下超坡折”为陆架坡折的参照 物。池英柳( 1 9 9 8 “”) 详细研究辽河坳陷东部凹陷东营组的准层序组和 准层序特征，深入分析其成因机制并建立相应的模式的基础上，提出有 别于岩性地层学和海相层序地层学方法的陆相准层序划分和对比新思 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 路。同年，其又以渤海湾盆地下第三系为例，将可容纳空间概念应用于 陆相断陷盆地层序成因分析和层序划分。蒲仁海等( 1 9 9 8 “”) 将高分辨 率层序地层学应用于近岸浊积扇前积油层对比当中，提出了在前积叶 中进行小层对比的方法和思路。周丽清等( 1 9 9 9 “”) 提出了结合洪泛面、 异旋回、自旋回来开展油藏范围内的高分辨率层序地层学研究和小层 对比的方法，并以黄骅坳陷板中东油田板4 上油组为例，研究准层序 的划分和小层对比。同年，吴胜和等“”以吐哈盆地温米油田为例，探讨 了低伽马泥岩的成因机理及其应用意义，首次提出了在源区母岩具高 自然伽马特征的沉积区，低伽马泥岩可作为高分辨率等时地层对比的 标志。郑荣才等( 2 0 0 0 “”) 以地层过程一响应沉积动力学为理论依据基 础，以中期基准面旋回为周期，以短期基准面旋回为成因地层单元， 较为详细地讨论了层序结构、层序叠价样式与可容空间沉积物补给通 量( a s 比值) 变化，基准面升降幅度及沉积动力学条件的相互关系， 描述了不同结构和叠加样式的短期基准面旋回在中期基准面旋回中的 分布规律，最终提出以中期基准面为单元的标准层序模式。同年，又 专门撰文讨论了以地表露头、钻井岩芯与测井和地震剖面为主要分析 对象的陆相含油气盆地高分辨率层序地层学的综合研究思路和工作流 程。其后又以数个不同构造性质的湖盆为例，在盆地构造一沉积演化 序列中识别出6 种受不同因素控制，具不同成因特征、发育规模和识 剐标志的界面类型；以界面的成因特征及其差异性为依据，提出基准 面巨旋回、超长期旋回、长期旋回、中期旋回、短期旋回和超短期旋 回6 个级次的划分方案，建立了各级次旋回的划分标准和厘定了各级 次旋回的时间跨度，并认为前3 个低频长周期旋回主要受构造因素控 制，后3 个高频短周期旋回主要受天文因素控制；文中分别讨论了各 级次旋回在油气田勘探开发工程各阶段的研究意义。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 自流动单元概念提出以来，特别是第二届国际储层表征研讨会 ( 1 9 8 9 ) 召开以来，流动单元的概念在国内开始逐渐被接受，并着手 研究和应用。 焦养泉等( 1 9 9 5 t 1 8 五0 1 ) 在研究鄂尔多斯盆地曲流河和湖泊三角洲 沉积体系时指出，流动单元在河道复合体内部是以隔挡层为边界的， 隔挡层将砂体中的各级构成单位重新组合形成多个孤立的或半连通的 空间一流体流动单元，隔挡层与3 、4 级界面有关，一个流动单元的规 模可能与一个或几个点坝增生单元相当，从而把赵窖砂体划分为1 5 个 孤立的或半连通的流动单元。冯晓宏等( 1 9 9 4 【2 1 】) 通过对双河油田非 均质厚油层油藏的研究，利用取芯并资料和流动层段指标f z i ，将i i5 层划分出5 个具有明显不同特征的可以复现的流动单元，每个流动单 元都是岩性、物性、含油性和水洗状况的综合反映。姚光庆等 ( 1 9 9 5 【2 2 。2 3 1 ) 在研究新民油田低渗透细粒储集砂岩时指出，岩石物理 相是流动单元的最基本岩石单位，从渗流特征角度看，岩石物理相就 是水力单元”。这样，有关岩石物理相的研究，均可以被看作是流动 单元的研究，他们利用流动层段指标f z i 对取芯井的岩石物理相进行 了研究，并应用改进的渗透率计算方法，有效地提高了未取芯层段渗 透率的预测精度。 石油大学吴胜和等( 1 9 9 9 【2 4 1 ) 提出以地质研究为主的储层层次分 析法，把高分辨率层序地层学原理、层次界面分析法和流动单元定量 划分三者融为一体，采用层次分析思想，首先应用高分辨率层序地层 学旋回等时对比法则，建立高分辨率等时地层格架，并研究其间泥质 岩隔层、夹层的分布。然后在等时地层单元内，按照其中不同级次沉 积界面和结构单元的特征，把储层详细解剖到成因砂体或成因单元， 并进一步分析界面间沉积、成岩胶结屏障及断层遮挡状况，建立精细 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 牵前言 的储层结构模型及渗流屏障模型。最后通过影响渗流的储层地质参数 分析，在成因砂体或成因单元内定量划分流动单元，建立储层流动单 元分布模型及其三维定量地质模型。该方法思路明晰，重视流动单元 渗流屏障的成因及分布，并综合了多参数分析法的优点，是目前流动 单元研究的一种比较先进而完善的方法。孙来喜等( 1 9 9 9 2 5 - 2 6 1 ) 运用 生产压差预测流动单元，主要根据油水两相中流体的流动服从达西定 律，由此建立流动单元生产压差的计算公式。该方法可避免关井测压 造成的资源浪费与分层测压资料少的矛盾，其准确程度依赖于各项参 数选取的准确性与流动单元划分的可靠程度等。 刘吉余等( 2 0 0 2 2 6 1 ) 将流动单元定义为具有相同渗流特征的同一 储层单元，并认为流动单元具有相对性、层次性和规模性。在分析了 流动单元的基本特征后，提出了流动单元的成因分类方案，把流动单 元划分为受断层、隔层、夹层、渗透率韵律、层理构造、裂缝及孔隙 结构控制的7 类流动单元。不同成因的流动单元反映了储集层非均质 性的规模性和层次性，其研究内容和方法不同，见表1 1 。 高分辨率层序地层学的提出和引入，在我国陆相盆地储层预测研 究中起到了重要作用，大大提高了储层的预测精度。曾大乾等( 2 0 0 2 2 7 1 ) 应用高分辨率层序地层学原理和方法，研究了东濮凹陷濮城油田沙三 上亚段地层基准面旋回类型，建立了高精度层序地层格架，利用储层 非均质性的层次性和流动单元层次性与基准面旋回级次性的相关性， 对储层流动单元进行了划分，并进一步分析了储层流动单元的特点及 其变化规律。宋国英等( 2 0 0 2 1 2 8 1 ) 也应用高分辨率层序地层学原理对 流动单元进行了细分，其步骤为：地震、测井、取芯综合分析确定基 准面，建立骨架划分剖面，结合沉积相细分流动单元。 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 表1 1 流动单元分类及主要研究内容 流动单元分类主要研究内容 断层控制的流动单元断层封闭性及分布研究 隔层控制的流动单元隔层分布特征研究 夹层控制的流动单元夹层分布特征研究 渗透率韵律控制的流动单元渗透率分布特征研究 层理构造控制的流动单元层理构造研究 裂缝控制的流动单元裂缝封闭性、延伸方向及分布规律 研究 孔隙结构控制的流动单元空隙结构、岩石物理相研究 张继春等( 2 0 0 5 t 2 9 1 ) 利用不同阶段的钻井、测井、室内驱替实验 及各项生产动态资料，揭示和反映了流动单元属性特征随开发过程的 演化模式，并通过计算机工作站等先进的技术手段实现了流动单元不 同开发阶段各项属性参数的三维可视化模拟，即构成了流动单元的四 维模型。它不但在空间域能真实地反映其地下属性特征变化特点，同 时在时间域反映其属性的变化过程，揭示和预测了不同开发阶段流动 单元内部油水运动特点及剩余油分布状况。 对于碳酸盐岩储层流动单元的研究，国外也开展了这方面的研究， 并取得了一定的成果，但国内还没有见到有关的文献。 1 2 2 国外研究的现状 层序地层学的提出和概念体系的形成主要源于以v a i l 为代表的 e x x o n 公司的研究集体( v a i l ，1 9 7 7 1 ，1 9 8 7 “”) 。层序地层学从7 0 年 代中期的地震地层研究开始，通过一大批学者的共同努力 ( w c p t i m a n ，1 9 7 8 ；a d m i a l l ，1 9 8 6 删：b u h a q ，1 9 8 7 ： j c v a n w a g o n e r ，1 9 8 8 【3 5 ；h w p o s m e n t i e r ，1 9 8 8 3 6 ；c k w ill g u s ， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 1 9 8 8 巴j f s a r g ，1 9 8 8 3 8 】：m t j e r v e y ，1 9 8 8 【3 9 ；c e b r e t t ，1 9 9 0 巴 p w g o o d m a n ，1 9 9 0 ；m r c o o p e r ，1 9 9 0 ；r k g o l d h a m m e r ， 1 9 9 0 ”“；) ，经过十余年的发展形成了一整套理论与方法体系，建立了 如“可容纳空间”等概念。其中，海平面变化一种整体性研究 ( w i l i g u s ，1 9 8 8 “”) 和测井、岩芯、露头研究中的硅质碎屑岩层序 地层学( v a nw a g o n e r ，1 9 9 0 ”) 是两部最具代表性的专著。v a i l 、( 1 9 9 1 “”) 在论文构造、海平面升降和沉积作用的地层标记( 综述) 、 中对层序地层学的最新发展做了全面的总结，对前期论著中的薄弱部 分，如构造因素的影响，也做了较多的补充。与此同时，另外一些地 质学家，通过多种研究手段和多学科交叉，将层序地层学原理和方法 应用于碳酸盐台地、陆相盆地等地层研究中。如，w s c h a l a g e r ( 1 9 8 1 “， 1 9 9 2 。”) 用层序地层学原理和方法探讨碳酸盐沉积作用与海平面变化之 间的关系；m t j e r v e y ( 1 9 9 2 ”) 和p j m a c c a b l e ( 1 9 9 4 ”。) 对陆相 地层层序研究进行了系统总结。 1 9 9 4 年，科罗拉多矿业学院的t a c r o s s 在西北欧层序会议上 作了来自基准面旋回和沉积响应方面的高分辨率地层对比的报告 后，高分辨率层序地层学有了自身理论内涵，指出基准面旋回的识别 是建立高分辨率层序地层学的基础，而基准面旋回可以用w a l t h e r 相 律和w i s d o m 面取代率进行识别。这一突破为盆地中沉积物的堆积、侵 蚀、无沉积作用和沉积物路过的历史，提出了一个与沉积环境和海平 面变化无关的参考框架，从而使层序分析摆脱了“必须与海平面相联 系的束缚”，为等时地层格架内高分辨率层序划分和对比提供了客观的 自然法则。这对于陆相盆地中的高分辨率层序地层学研究尤其重要。 此后，t a c r o s s ( 1 9 9 6 ，1 9 9 7 ”5 “，1 9 9 8 ，1 9 9 9 陋5 ，2 0 0 0 ) 继续完善发展其理论体系，并将其应用于不同的沉积环境下的高分辨 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 率层序划分对比当中和储层描述当中，同时也开展了高分辨率层序地 层学定量模式的计算机模拟研究。 国外流动单元的研究始于8 0 年代中期。目前，国外流动单元的研 究己从定性、半定量发展到定量。但由于具体的地质条件和实际资料 的限制及研究问题的出发点不同，对流动单元的认识及研究方法也不 完全一致。 h e a mcl 等( 1 9 8 4 邓】) 在对美国怀俄明州h a r t o gd r a w 油田 s h a n n o n 储层性能进行评价描述时，就提出了岩石物理流动单元( f l o w u n i t s ) 的概念。他们首先把s h a n n o n 砂岩划分为5 个沉积岩石相带，考 虑到由于受沉积作用、成岩作用和后期构造作用及岩石孔隙内流体作 用的综合影响，进一步提出把s h a n n o n 砂岩划分为5 个“流动单元”。 同时h e a m 还强调：各个流动单元并不是孤立的带，而是互相连通的， 同一流动单元中渗透率在纵横向上是变化的、不是均质的。r o d r i g u e z 和m a r a v e n s ( 1 9 8 8 s g ) 对流动单元的概念和划分方法又进行了进一步 的补充和完善，认为流动单元是横向上和垂向上连续的、影响流体流 动的岩石特征相近的储集岩体，这里的岩石特征包括岩性特征和物性 特征。当时，他们认为流动单元的划分有两种方法：一是用区域上稳 定发育的泥岩进行划分：另一种方法是用相带或相组合来划分。 c a n a s ( 1 9 9 4 1 6 0 】) 用井间流动能力指数i f c i ( i n t e r w e l lf l o w c a p a c i t yi n d e x ) 识别流动单元。i f c i 被定义为相邻两口井的流量( 或 流动能力) 之比，其中分母为高渗透层的流量。研究结果发现，若两 口井位于同一流动单元，则两口井的地层系数之比【i ( k h h 与其流 量之比( 即q 。，q ：) 有很好的相关性；否则，相关性差。由此可判断 流动单元的分布范围及连通性。g u a n g m i n gt i 等人( 1 9 9 5 1 6 1 】) 在研究 阿拉斯加北斜坡e n d i c o t t 油田储层时第一次提出在地层分层、对比和划 9 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 相的基础上，首先在取心井上计算每个层的渗透系数( k t - i e t 1 ) 、存储 系数( 巾h e c 。) 和净毛厚度比( 实际计算中未考虑u 和c t ) ，然后聚类， 每一聚类组即为一个流动单元，并根据取芯井划分结果进一步推广到 未取芯井，借助井间地层对比建立流动单元的井间分布关系。该方法 使流动单元研究从以往的定性描述上升到定量描述，成为流动单元研 究的一个新阶段。目前，国内外流动单元的描述都是基于此方法理论 基础的。 b a r c l a y ( 2 0 0 0 1 6 2 1 ) 运用流体包裹体地层学f i s ( f l u i d i n c l u s i o n s t r a t i g r a p h y ) 识别油水界面与渗流隔挡层，辅以生产测井和压力资料 识别流动单元。值得注意的是，当相邻井间流体包裹体物化性质有所 差异时，说明有隔挡层的存在：而当相邻井间流体包裹体物化性质无 差异时，并不能断定隔挡层不存在。r a g u i l e r a 等( 2 0 0 2 6 3 1 ) 通过在 p i c k e t t 图上的综合传输速度科巾常数线确定流动单元。研究表明，对 传输速度k 巾为常数的地层，有效孔隙度与真电阻率的p i c k e t t 交汇图 为一系列相互平行的直线。直线的斜率与孔隙度指数1 i 1 ，含水饱和度 指数n 、绝对渗透率方程中的常数有关。通过这些直线，可直接确定每 一类流动单元在任意含水饱和度下的毛细管压力和孔喉半径。并认为： 流动单元可通过单对数坐标的p i c k e t t 图、毛细管压力、孔喉半径和 w i n l a n d 的r 3 5 一体化确定。图1 1 为此方法的示意图，其中p c l 和p c 2 为毛细管压力常数，r1 和r2 为孔喉半径常数，( k 中) l 和( k 4 ) ) 2 为传输速度常数。 综上所述，目前国外学者对流动单元的理解和研究方法不尽相同。 围绕h e a r n 的原始定义开展了大量研究，方法从定性、半定量发展到定 量，概念则由原始的纯地质概念发展成地质和油藏工程通用的概念， 使流动单元的划分更为精确、严密，从而更加有利于应用。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 电阻率( 欧姆米) 图1 - 1 标有传输速度( k 中) 常数 毛管压力常数和孔隙半径常数线的 p i c k e t t 示意图 ； 1 3 研究的内容和方法 1 3 1 测井属性层序地层对比研究 本论文测并属性层序地层学研究，结合野外露头资料，以基准 面旋回理论为基础，采用v a nw a n g e r 和v a i l 的层序分级理论体系， 通过可容空间分析法、地球化学分析法，层序地层时频分析法、小 波分析等多种技术方法，充分利用地震、钻井、测井和露头资料， 对不同沉积环境和不同沉积体系下层序地层成因模式进行研究总 结，并进行高分辨率的层序地层对比方法研究。具体包括以下几个 方面的研究内容： 研究对象主要是针对河流、扇三角洲、近岸水下扇、湖相碳酸 盐岩等沉积环境下的高分辨率层序地层。 1 1 中国石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 不同沉积体系下的不同方位和不同剖面( 平行、垂直物源方向) 下准层序组、准层序甚至岩层组垂向岩性及相带组合模式、平面分布 模式：同时运用基准面原理及可容空间分析法分析其成因机理。 确定在不同沉积体系中不同级别高分辨率层序地层单元界面的 主要识别标志。 不同沉积体系中高分辨率层序地层单元的级次划分。 不同沉积体系中高分辨率层序地层对比方法及模式研究。 参考赵俊青博士湖盆体系高分辨率层序地层学研究的最新成果， 本论文认为测井属性商分辨层序地层学研究流程如下( 图1 - 2 ) ： 地震ii 地质ii 刹井 地层舍油性 盱比分析 油 高分辨早层序地层成日分矧i查垫堡查生堡 高分辨率层序地il 不同沉积体系庭环境 层对比单元分类ll 下层序发育模式 不同沉积体系下高分 辨岳序地岳时比研免 不同级j q 层序界 控油模式 图1 2 测井属性高分辨层序地层学研究流程 1 3 2 测井属性流动单元划分研究的基本思路 随着油田进入高含水、特高含水期，对砂体成因特征和构造研究提 出了更高的要求，因此需要进一步对储层细分流动单元。能够更为真实 地反映储层的本质及演化规律。 流动单元是指由于储层各种非均质性、隔挡和窜流旁通条件，注入 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 水沿着地质结构引起的一定途径驱油自然形成的流体流动通道。同一 流动单元其地质和岩石物性在一定特征范围之内，具有相同的渗流特征 及水淹特征。流动单元的划分与对比，是开展砂体成因和储层研究的基 础。细分流动单元的原则是： 在一定范围内 上下相临流动单元之间具有稳定的非渗透性隔层； 每个流动单元对应于一个单砂层，并为一个独立的流体运动单元； 具有较为稳定的电性标志： 流动单元对比要作到邻井对比，全区闭合。 遵循吴胜和等人储层流动单元研究的新进展，我们认为流动单元 研究分为二个层次，第一层次确定连通砂体与渗流屏障的分布，第二 层次确定连通体内部导致渗流差异的储层质量差异。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章测井属性提取方法研究 第二章测井属性提取方法研究 2 1 测井属性的几何图像特征 测井属性的几何图像特征是指对纵向和横向测井数据重新选取， 以格点表示所具有的特征。网格化测井曲线模式识别相当于对单条或 者多条测井曲线的组合形态识别。提取图像特征的过程分为测井曲线 标准化，利用滑动平均法圆滑测井曲线，确定沿深度轴和数值轴网格 的数目及确定各网格值( 曲线经过的网格值为l ，否则为0 ) 。 2 1 1 几何形态特征参数和曲线形态的识别 ( 1 ) 测井曲线幅度特征 测井曲线幅度受地层的岩性、厚度、流体性质等因素控制，可以 反映出沉积物粒度、分选性及泥质含量等。一般对于颗粒粗、渗透性 好的砂岩，具有高s p 负异常和低g r 特征：反之细粒沉积物，如泥岩、 泥质砂岩等具有低s p 幅度、高g r 特征。 ( 2 ) 测井曲线形态特征 不同沉积环境下，由于物源情况不同、水动力条件不同及水深不 同，必然造成沉积物组合形式和层序特征的不同，反映在测井曲线上 就是不同的测井曲线形态； ( a ) 柱形( 箱形) ，反映沉积过程中物源供给丰富、水动力条件 稳定下的快速堆积，或环境稳定的沉积。 ( b ) 钟形，测井曲线下部最大，往上越来越小，是水流能量逐 渐减弱或物源供应越来越小的表现。 ( c ) 漏斗形，曲线特征与钟形的相反，反映水动力能量逐渐加强 和物源的物质供应越来越丰富的沉积环境。 ( d ) 复合形，表示由两种或两种以上的曲线形态组合，反映一 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章测井属性提取方法研究 种水动力环境向另一种水动力环境的变化。 水动力条件的变化在曲线上表现为光滑、锯齿状。 ( 3 ) 接触关系 顶底接触关系反映砂体沉积初期、末期水动力能量及物源供应的 变化速度，有渐变和突变两种，渐变又可分为加速、线性和减速三种。 ( 4 ) 曲线光滑程度 曲线光滑程度属于曲线形态的次一级变化，可分为光滑、微齿、 齿化三级。光滑反映物源丰富，水动力稳定；齿化代表间歇性沉积的 累积。 ( 5 ) 齿中线 齿中线分为水平平行、上倾和下倾平行三类。齿中线相互平行， 反映能量变化的周期性；齿中线相互交叉，反映不同的沉积特征。 对于给定的沉积单元，描述测井曲线的几何特征参数为测井曲线 最小值处底部宽度( w m i 。) ，平均值处的曲线宽度( w d 、中间值处的 曲线宽度( w 。) ，最大值处的曲线宽度( w i n 。) ，最小值处的尖峰个数 ( 总尖峰个数) ，平均值处的尖峰个数，中间值处的尖峰个数，最大值 处的尖峰个数( 见图2 1 ) 。 利用几何特征参数识别测井曲线形态步骤： ( a ) 适当变换测井曲线的比例，选择适当的深度比例和测井响应 的绘图比例，提取测井曲线的几何特征量； ( b ) 在小层和单元划分得基础上，提取描述沉积单元曲线形态的 几何特征参数； ( c ) 建立测井曲线几何形态与测井曲线之问的关系： ( d ) 利用测井曲线几何形态与描述测井曲线几何形态特征参数之 间的关系，确定曲线类型。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章测井属性提取方法研究 图2 - l描述测井曲线的几何特征参数 2 1 2 测井曲线选择 在不同地区的地质条件限制下，各种测井曲线反映沉积信息的灵 敏程度不同，需要在岩心观察以及地区经验基础上，优选指示灵敏性 较好的曲线组合。经过分析，本文试验区块中各井都有的测井曲线是 s p 、a c 、g r ，反映沉积相的效果最好，实际工作中主要利用了这3 条曲线。模式识别的关键之一是提取具有高度准确描述能力的特征参 数，既要能反映测井曲线本身的结构特征，又要能反映地层的沉积学 特征，直接影响网络学习模式的收敛性及模式识别的正确性。 通过大量试验和分析，基于地质家的思维，从测井曲线上提取了 反映沉积环境能量、沉积韵律、顶底面接触关系、水深变化( 水进或 水退) 、沉积速率、平均颗粒粒度、曲线复杂性等具有明确地质意义的 特征参数( 见表2 - 1 ) 。这些特征可以更好地刻划每一个沉积相段的特 征，既有明确的地质意义，其参数值不随工区测井曲线值的波动而变 化。 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章测井属性提取方法研究 表2 1 测井曲线特征参数及其意义 序号特征参数沉积意义 1对称性质沉积韵律、粒度变化及邻层信息 2 凹凸性质沉积速率及水体能量变化信息 3峰值位置沉积韵律性、水动力、物源信息 4峰值个数沉积均质性、水体能量信息 5沉积能量沉积相段平均能量信息 6 曲线分维反映曲线的几何复杂度的综合信息 7 平均粒度沉积颗粒大小及水体能量信息 8 相对重心旋回性、粒度及水动力变化趋势信息 9水体涨落水深及水动力变化( 能量波动) 信息 i o层段波动沉积相段整体波动性，能量变化信息 上述特征参数可以用于各个地区，但对于不同地区的不同测井曲 线，。用它们解释沉积相的有效性或灵敏性不同，需要进行灵敏性分析， 分析的质量将厶极大地影响沉积相自动识别的精度。确定灵敏参数后， 与每个沉积相段( 层) 对应的所有被选取的测井