基于井-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36395345发布日期:2023-12-15 17:29阅读:7来源:国知局


1.本发明涉及页岩气勘探技术领域,尤其是基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别方法及系统



背景技术:

2.目前,页岩气勘探技术方法正处于蓬勃发展之中,其中,地震勘探因其分辨能力高作为主要的勘探手段,但是在南方地区页岩气勘探区大多属于复杂山区,地质条件复杂,地震勘探难以施展且成本极高

而电磁勘探方法具有勘探深度大

工效高

成本低的优势

同时页岩气藏具有低电阻率

高极化率等电磁特征,因此,电磁勘探方法被用作页岩气勘探中的面积性普查以及地震勘探的补充,常用的方法包括广域电磁法

时频电磁法

大地电磁法

复电阻率法等

需要说明的是,本技术中的页岩气有利区即为页岩气有利目标区

3.例如,在“专利公开号为:
cn105607147a、
名称为:一种反演页岩气储层电阻率的方法及系统”的中国发明专利中,其包括:利用广域电磁法获得所述目标区的视电阻率;采集目标区的地震数据;根据所述地震数据对视电阻率进行约束反演,获得目标区页岩气储层电阻率的分布变化规律

该技术避免了现有技术中以地震或者电磁单一方法进行反演导致的多解性,提高了反演页岩气储层电阻率的精度和准确性

4.再如“专利公开号为:
cn115097107a、
名称为:一种基于电阻率新参数的海相页岩低电阻成因类型与页岩气勘探潜力判识方法”的中国发明专利,其从页岩低电阻成因类型

现场解析气量两个角度进行单井页岩含气量与相应构造单元勘探潜力进行评价,具体通过电阻率新参数与深侧向交会图对页岩低电阻成因进行分区,将现场解析气量数据点头在页岩低电阻成因的含气量区间,可帮助生产单位快速对页岩低电阻成因类型进行界定,快速判定是否具备工业产能,评价相似构造单元的勘探潜力,有利于生产单位快速做出决策,该发明具有极强的生产指导意义

5.再如“专利公开号为:
cn111188612a、
名称为:一种测井多参数融合的页岩油甜点快速识别方法”的中国发明专利,其主要包括以下步骤:对页岩完钻井进行测井,得到若干测井曲线;选取补偿声波曲线

自然伽马曲线

补偿密度曲线和深电阻率曲线作为敏感测井曲线;通过离差标准化法分别对补偿声波曲线

自然伽马曲线

补偿密度曲线进行线性转换,得到标准化后的补偿声波曲线

自然伽马曲线和补偿密度曲线;选取稳定分布的泥岩段的电阻率数值得到标准化后的深电阻率曲线;根据标准化后的敏感测井曲线得到页岩油综合评价指数曲线

该发明方法充分综合了多种测井响应特征,有效提高了利用测井资料开展甜点评价的准确性

6.在

井地差分电磁法的复电阻率研究及其在储层含油饱和度评价中的应用

一文中从井地差分电磁法
(bsdem)
三维正演模拟出发,在岩石复电阻率实验分析的基础上,进一步研究了不用频带的复电阻率模型及参数反演

构建基于频散率
/
极化率含油饱和度模型,提出
bsdem
储层复电阻率约束反演方法,形成了基于
bsdem
的复电阻率储层评价方法

另外,在

基于交叉梯度的
csem
和地震联合反演研究

一文中提出一种基于交叉梯度耦合机制的
三维
csem
和地震联合反演方法,同时也利用均值聚类和回归分析技术在反演迭代中进行自适应修正

7.但是,上述技术存在以下问题:
8.第一,上述技术大多从单一方法

单一属性

单一参数角度对页岩气有利区进行勘探识别,或者联合成本高昂的地震勘探方法进行探测

由于电磁勘探方法单一参数的多解性以及勘探分辨率的桎梏导致其在页岩气勘探中无法完全发挥出其方法优势

9.第二,采用单一属性

单一参数角度对页岩气有利区进行勘探识别的识别准确率较低

其受限于某一属性或某一参数

若获取的参数

数据等信息出现局部异常信息时或采集数据出现误差时,其直接导致有利区识别出现误差

10.因此,急需要提出一种逻辑简单

准确可靠的基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别方法及系统



技术实现要素:

11.针对上述问题,本发明的目的在于提供基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别方法及系统,本发明采用的技术方案如下:
12.第一部分,本发明提供了基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别方法,其包括以下步骤:
13.在待探测区域进行二
/
三维地面电磁法探测,并获取地面电磁数据,反演成像;所述地面电磁数据包括第一视电阻率

第一视极化率;
14.在待探测区域内和待探测区域外分布进行钻孔获得数个岩芯,采用实验室法测得第二电阻率

第二极化率;
15.结合第二电阻率

第二极化率,并采用加权平均法对第一视电阻率

第一视极化率进行对应的修正,得到第三视电阻率

第三视极化率;
16.采用聚类分析分别对第三视电阻率

第三视极化率进行识别提取,得到低视电阻率的异常位置及空间展布形态和高视极化率的异常位置及空间展布形态;
17.求得低视电阻率

高视极化率的异常位置及空间展布形态的重合区域,即为页岩气有利区

18.第二部分,本发明提供了一种基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别系统,其包括:
19.地面电磁数据获取模块,在待探测区域进行二
/
三维地面电磁法探测,并获取地面电磁数据,反演成像;所述地面电磁数据包括第一视电阻率

第一视极化率;
20.输入模块,用于输入第二电阻率

第二极化率;所述第二电阻率

第二极化率的获取包括以下步骤:在待探测区域内和待探测区域外分布进行钻孔获得数个岩芯,采用实验室法测得第二电阻率

第二极化率;
21.修正模块,与地面电磁数据获取模块与输入模块连接,结合第二电阻率

第二极化率,并采用加权平均法对第一视电阻率

第一视极化率进行对应的修正,得到第三视电阻率

第三视极化率;
22.聚类分析模块,与修正模块连接,采用聚类分析分别对第三视电阻率

第三视极化率进行识别提取,得到低视电阻率的异常位置及空间展布形态和高视极化率的异常位置及
空间展布形态;
23.以及,标注模块,与聚类分析模块连接,求得低视电阻率

高视极化率的异常位置及空间展布形态的重合区域,即为页岩气有利区

24.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
25.(1)
本发明从页岩气电磁特征出发,采用电磁法探测获得第一视电阻率

第一视极化率;再利用取岩芯实验室测试得到第二电阻率

第二极化率

本发明采用多方法

多参数联合,降低了单一方法

参数多解性

与此同时,各方法之间独立处理,相互验证,进一步提高了电磁法对页岩气勘探的识别精度

26.(2)
本发明通过结合第二电阻率

第二极化率,并采用加权平均法对第一视电阻率

第一视极化率进行对应的修正,以保证进行聚类分析的数据准确可靠,进一步提供识别的准确性

27.(3)
本发明针对页岩气低电阻率

高极化率电磁特征,采用聚类分析,并获得对应的聚类中心,分别得到低视电阻率的异常位置及空间展布形态和高视极化率的异常位置及空间展布形态

再进行求交集得到准确可靠的页岩气有利区,其准确可靠,且逻辑简单

28.综上所述,本发明具有逻辑简单

准确可靠等优点,在页岩气勘探技术领域具有很高的实用价值和推广价值

附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对保护范围的限定,对于本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图

30.图1为本发明的逻辑流程图

31.图2为本发明的第一视电阻率断面图

32.图3为本发明的第一视极化率断面图

33.图4为本发明的室内测试得到的第二电阻率结果图

34.图5为本发明的室内测试得到的第二极化率结果图

35.图6为本发明的页岩气有利区范围划分图

具体实施方式
36.为使本技术的目的

技术方案和优点更为清楚,下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例

基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围

37.本实施例中,术语“和
/
或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和
/
或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况

38.本实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述对象的特定顺序

例如,第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象,而不是用于描述目标对象的特定顺序

39.在本技术实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子

例证或说明

本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势

确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念

40.在本技术实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或两个以上

例如,多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元;多个系统是指两个或两个以上的系统

41.如图1至图6所示,本实施例提供了基于井-地电磁多参数的页岩气有利区识别方法,其包括以下步骤:
42.第一步,在待探测区域进行二
/
三维地面电磁法探测,开展二
/
三维地面电磁数据采集,并获取地面电磁数据,反演成像;所述地面电磁数据包括第一视电阻率

第一视极化率,如图2和图3所示

43.在本实施例中,地面电磁法具体可以选择的方法较多,如时频电磁法

广域电磁法等

在此,优选时频电磁法,该方法可同时进行时频和频域采集,同时获得第一视电阻率以及第一视极化率的参数,可大幅度节约经济成本

在本实施例中,在完成野外数据采集后,对数据进行预处理,包括时频转换

归一化

去噪等

44.其中,对频率域数据进行处理,求取全区视电阻率

在本实施例中,根据频率域数据求得待探测区域的第一视电阻率,其表达为:
[0045][0046]
其中,i表示发射电流;ex
(
ω
)
表示电场强度;
ρ
表示均匀半空间的第一视电阻率;r表示测点与坐标原点之间的距离,
l
表示发射源a点至b点的二分之一长度;
(x,y)
表示测点相对发射源中心点坐标;
ζ
表示发射源电缆中电流元坐标;
φ
表示测点与坐标原点之间的夹角,k表示波数;e表示自然对数的底数;
[0047]
所述波数k的表达式为:
[0048][0049]
μ0=4π
10-7
[0050]
ω
表示角频率;i表示复数单位;
u0表示真空磁导率;
[0051]
采用数值迭代法求得均匀半空间的第一视电阻率
ρ

[0052]
另外,根据时间域数据求得第一视极化率
ηs,其表达为:
[0053][0054]
其中,表示时刻测得的二次电位差;
δ
v(t)
表示供电
t
时刻的总场电位差;所述
t
时刻为断电瞬间

[0055]
在本实施例中,根据上述求得的第一视电阻率

第一视极化率进行网格化

插值,对全勘探区进行二
/
三维成像

[0056]
第二步,在待探测区域内和待探测区域外分布进行钻孔获得数个岩芯,采用实验室法测得第二电阻率

第二极化率,如图4至图5所示

[0057]
在本实施例中,将孔内岩芯样品在室内利用阻抗测试仪器测得岩芯样品的复电阻率,根据样品实测复电阻率值的实虚部,计算出样品每个频点的电阻率值,其表达式为:
[0058]
ρ
(
ω
')

z(
ω
')*
π
*(r')2/l'
[0059]
其中,
ω
'
表示频率;
r'
表示岩芯样品的半径;
l'
表示岩芯样品的高度;
z(
ω
')
表示阻抗;
[0060]
将复电阻率的实虚部作为岩心的第二电阻率

[0061]
在本实施例中,采用双
cole-cole
模型求得岩芯的第二极化率,其表达为:
[0062][0063]
其中,
ρ
'0表示频率为零时的第二电阻率;
m1表示
τ1时刻的第二极化率;
m2表示
τ2时刻的第二极化率;
c1和
c2表示频率相关系数,其为常数,取值范围
0-1
;i表示复数单位

[0064]
第三步,结合第二电阻率

第二极化率,并采用加权平均法对第一视电阻率

第一视极化率进行对应的修正,得到第三视电阻率

第三视极化率;
[0065]
将第二步中钻孔位置投影到第一步的二
/
三维结果中,将第二步中室内测试出来的第二电阻率

第二极化率值与第一步对应位置

对应深度的二
/
三维第一视电阻率

第一视极化率进行加权平均

在此,以视电阻率为例:
[0066]
采用第二电阻率的值
k2和第一视电阻率的值
k1求得第三视电阻率的值k,其表达式为:
[0067][0068]
其中,
a1表示第一视电阻率对应的权重系数;
a2表示第二电阻率对应的权重系数

[0069]
在本实施例中,将加权平均后结果作为控制点,重新对第一步中的第一视电阻率

第一视极化率进行网格化

插值,得到更为准确的二
/
三维成像结果

[0070]
第四步,采用聚类分析分别对第三视电阻率

第三视极化率进行识别提取,得到低视电阻率的异常位置及空间展布形态和高视极化率的异常位置及空间展布形态

在采用聚类分析对第三视电阻率

第三视极化率进行识别提取中,将视电阻率小于第三视电阻率的平均视电阻率的
50
%对应区域作为低视电阻率对应的区域;将视极化率大于第三视极化率的平均视极化率的
150
%对应区域作为高视极化率对应的区域

[0071]
在本实施例中,选用k均值聚类方法对第三步中的二
/
三维第三视电阻率

第三视极化率结果进行低电阻

高极化异常识别提取
。k
均值聚类是一种非监督实时聚类算法,由于算法简洁高效,在聚类分析中使用最为广泛

算法采用距离作为相似性的评价指标,使得评价聚类性能的标准测度函数达到最优

[0072]
在此,以第三视电阻率为例,其包括以下步骤:
[0073]
(1)
获取数个数据点对应的第三视电阻率,并组成数据集
x

[0074]
(2)
对数据集
x
内的第三视电阻率进行从大到小排序,选取最后k个数据,并作为初始聚类中心c;
[0075]
(3)
根据最小距离算法对数据集
x
进行分类,得到数个簇类;
[0076]
(4)
对于任一簇类更新聚类中心,并进行分类,直至满足以下公式:
[0077][0078]
其中,
j(c,x)
表示第三视电阻率聚类的标准函数;表示第
i1个聚类中心与第j个第三视电阻率
xj之间的欧式距离

[0079]
第五步,在第四步的基础上,对于同时满足低电阻率

高极化率特征的区域可以划分为页岩气有利区,对于满足其中某一特征的区域,可划分为潜在有利区

[0080]
首先,根据第四步中的识别出的低电阻率

高极化率异常,分别通过数值索引在二
/
三维结果中索引出低电阻率

高极化率的位置坐标以及深度信息

[0081]
然后,将同时满足低电阻率

高极化率特征的位置及深度划分为页岩气有利区

[0082]
然后,将满足低电阻率

高极化率其中某一项特征的位置及深度划分为页岩气潜在有利区

如图6所示

[0083]
上述实施例仅为本发明的优选实施例,并非对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内

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