一种基于近源电场的高精度油气水识别方法及系统与流程-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36405450发布日期:2023-12-16 11:36阅读:11来源:国知局


1.本发明涉及油气田勘探开发的技术领域,具体为一种基于近源电场的高精度油气水识别方法及系统



背景技术:

2.石油天然气勘探开发是指为了识别勘探区域或探明油气储量而进行的地质调查

地球物理勘探

钻探活动以及其他相关活动,油气勘探是油气开采的第一个关键环节,它是油气开采工程的基础,其目的是为了寻找和查明油气资源,利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油

储油

油气运移

聚集

保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程;其中石油天然气勘探开发中,存在着油气水识别的难题,在油气水分布简单的条件下,常规的地球物理方法如测井勘探

地震勘探方法能够较好识别地层中油气水,测井勘探也叫地球物理测井,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,测量地球物理参数的方法,属于应用地球物理方法之一

石油钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,又称完井电测,以获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料,这种测井习惯上称为裸眼测井

而在油井下完套管后所进行的第二系列测井,习惯上称为生产测井或开发测井,生产测井的发展大体经历了模拟测井

数字测井

数控测井

成像测井四个阶段;地震勘探是指人工激发所引起的弹性波利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法;随着油气水在地层中勘探开发程度的不断增加,油气田勘探的深度和作业难度增加,所遇到的油气水分布情况越来越复杂,测井勘探

地震勘探方法都难以有效准确识别地层中位置和分布特征,增加油气勘探开发的周期和成本



技术实现要素:

3.(一)解决的技术问题为解决上述随着油气水在地层中勘探开发程度的不断增加,油气田勘探的深度和作业难度增加,所遇到的油气水分布情况越来越复杂,测井勘探

地震勘探方法都难以有效准确识别地层中位置和分布特征,增加油气勘探开发的周期和成本的问题,实现以上准确高效识别地层中油气水的目的

4.(二)技术方案本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于近源电场的高精度油气水识别方法,该方法包括如下步骤:本方法中油气水定义为油水

气水,即油气水包括油水和气水;
s1、
在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场在目的层底部和顶部分别激发电场;
s2、
当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个
接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据;
s3、
依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业;
s4、
获取地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位;
s5、
依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业;
s6、

s5
中电位反演后电位进行极化率处理;
s7、
将电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算;
s8、
油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出,其中
ia
表示依据油水

气水不同组成成分在地质层中的电阻率

电位

极化率及地质属性参数特征不同而反应出的油水和气水在地质层的分布数据;优选的,所述在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场在目的层底部和顶部分别激发电场的操作步骤如下:
s11、
在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层1和目的层2,设定
b1
为目的层1的顶部边界,
b2
既是目的层1的底部边界,也是目的层2的顶部边界,
b3
为目的层2的底部边界;
s12、
在激发电极井中使用近源电场发生器在
b1、b2、b3
位置激发电场;所述
b1、b2、b3
位置均在地震勘探测线位置上进行,所述近源电场是激发电极井口到接收点距离小于等于
100m。
5.优选的,所述当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据的操作步骤如下:
s21、
当激发电场发生器产生稳定的激发电场后进行断电操作,其中激发电场会在激发电极井周围的地层和油气水储层中产生二次电场;
s22、
在地面设置一条或多条接收线构成的多个接收点;
s23、
按照时间顺序在每个接收点分别记录在目的层1和目的层2不同深度位置的顶部以及底部的电场数据

6.优选的,所述依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业的操作步骤如下:
s31、
获取
s23
中接收点目的层顶底部的电场数据;
s32、
依据获取的电场数据计算目的层顶底边界激发接收的电场强度差;;其中表示在时刻
b1

b2
边界位置电场强度,表示在时刻a和
b2
边界位置电场强度,表示在时刻a和
b1
边界位置电场强度;电场强度公式为,其中为测量点
b1
到地面的距离,表示电导率,表示接收时间;
s33、
依据获取的电场数据计算目的层顶底边界的电阻率,电阻率公式为
,其中目的层1顶部边界和底部边界之间的电阻率,为测量点
b1

b2
到地面的距离,表示电导率,表示接收时间,表示在时刻
b1

b2
边界位置电场强度,依此电阻率公式获取激发电极井不同位置深度目的层的电阻率生成电阻率曲线,依据电阻率曲线沿着接收线水平方向位置分布电阻率分布组成电阻率剖面

7.优选的,所述获取地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位的操作步骤如下:
s41、
获取油气勘探开发区域地质层数据;
s42、
将激发电极井内部不同深度位置的电阻率与电阻率曲线进行对比,依据电阻率数值突变差异确定出激发电极井中真正目的层位置;
s43、
根据激发电极井确定的位置及电阻率关系特征,在剖面上追踪出油气勘探开发区域内目的层,进而确定出油气的层位;
s44、
电阻率剖面拾取的层位与各剖面的地质层位进行对应,将目的层电阻率投影到油气勘探开发区域的地质层位上,得到空间归位的电阻率剖面,所述地质层位包括地震剖面

8.优选的,所述依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业的操作步骤如下:
s51、
依据
s32
中电场强度公式为,计算激发电极井中不同深度位置的电法电场强度数据;
s52、
依据公式,其中示模拟电场强度,为自然电位,为泥浆电阻率,为底层电阻率,为系数,计算激发电极井中不同深度位置的测井模拟电场强度数据;
s53、
反演算法采用梯度下降算法

模拟退火算法

遗传算法

神经网络算法其中任意一种或多种,其中算法的目标函数为;表示目标函数,表示模拟电场强度,表示电法电场强度;表示电法电场强度与测井模拟电场强度之差最小值;根据目标函数确定的反演准则,在实际的电法电场强度与测井模拟电场强度之差达到最小值,输出激发电极井的相邻激发电极井的反演电位,建立起反演模型并用于油气探勘开发区域所有的电场数据,计量出油气探勘开发区域全部电位数据

9.优选的,所述对
s5
中电位反演后电位进行极化率处理的操作步骤如下:
s61、

s53
中油气探勘开发区域全部电位数据进行极化率处理,所述极化率是在电位反演后通过计算最高频率电位和最低频率电位之差,极化率公式为

10.优选的,所述将电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算以及油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出的操作步骤如下:
s71、
根据激发电极井和相邻激发电极井的测井电阻率

电位对电法电阻率

电位
进行标定,将标定系数用于油气探勘开发区域所有电法测得的电阻率

电位,得到油气探勘开发区域内与实际相符的电阻率

电位;
s72、
确定出含油水

气水的电阻率

电位阈值,对电阻率

电位进行单参数油水

气水识别;
s73、
计算油气探勘开发区域内包括电阻率

电位

极化率

地震属性多种参数与含油水

气水的关联程度,确定其权系数,所述地震属性多种参数包括油气水敏感参数,如泊松比

纵横波速度比;
s74、
各参数权系数对目的层参数加权求和,计算输出综合识别油水

气水
ia
值;
s75、
将激发电极井的相邻激发电极井的初步识别结果与各井含油气性进行对比,确定出含油水

气水
ia
阈值,以此对油气探勘开发区域目的层各位置确定出含油水

气水情况,并进而得到纵向剖面

横向平面分布图;
s76、
依据
s75
中油水

气水的
ia
阈值参数不同,
ia
值包括含气
gia、
含水
wia
,其中含气
gia
表示油水
ia
或气水
ia
中的单独气分布,含气
wia
表示油水
ia
或气水
ia
中的单独水分布,输出进行油水

气水识别计算作业

11.一种实现所述基于近源电场的高精度油气水识别方法的系统,该系统包括电场激发及接收模块,激发电极井层位标定模块,电阻率

电位空间归位反演模块,油水

气水
ia
分布数据输出模块;所述电场激发及接收模块包括目的层底部电场激发单元

二次电场接收反馈单元;所述目的层底部电场激发单元,用于油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场发生器在目的层底部和顶部分别激发电场;所述二次电场接收反馈单元,当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据;所述激发电极井层位标定模块包括电阻率

电位层位标定单元;所述电阻率

电位层位标定单元,用于依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业;所述电阻率

电位空间归位反演模块包括地质层获取单元,电阻率

电位结合地质层空间归位单元,电位转换反演单元;所述地质层获取单元,用于获取油气勘探开发区域的地质层数据;所述电阻率

电位结合地质层空间归位单元,用于依据地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位;所述电位转换反演单元,用于依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业;所述油水

气水
ia
分布数据输出模块包括电位极化率处理单元,测井层及地质层电参数权值获取单元,油水

气水
ia
分布数据分析输出单元;所述电位极化率处理单元,用于对目的层顶底部电位反演后电位进行极化率处理;所述测井层及地质层电参数权值获取单元,用于电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算;所述油水

气水
ia
分布数据分析输出单元,用于油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出

12.(三)有益效果本发明提供了一种基于近源电场的高精度油气水识别方法及系统

具备以下有益效果:一

通过目的层底部电场激发单元和二次电场接收反馈单元配合在油气勘探开发区域的激发电极井利用近源电场在目的层顶底部产生激发电场,确保准确识别地层中油气资源,同时在地面设置接收线构成的接收点反馈地层中二次电场,依据电场在底层的传递变化特征,科学预测底层油气资源;电阻率

电位层位标定单元利用接收目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位

电阻率的计算分析,依据激发电极井中的电阻率变化特征精确显示底层中油气资源分布

13.二

通过电阻率

电位结合地质层空间归位单元依据地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位,从而实现激发电极井中电阻率与油气勘探开发区域的底纸层进行地质匹配,有助于直观精确反映油气资源的地理分布;电位转换反演单元依据目的层底部和顶部电场数据快速计算出电法电场强度与测井模拟电场强度,利用反演算法构建出油气勘探开发区域中激发电极井的相邻测量井的电位数据,依据电位数据进行电位

电阻率分析识别科学分析整个油气勘探开发区域的地层中的油气资源分布,为油气开采提供可靠数据依据

14.三

通过测井层及地质层电参数权值获取单元和油水

气水
ia
分布数据分析输出单元配合计算油气探勘开发区域内包括电阻率

电位

极化率

地震属性多种参数与含油水

气水的关联程度,确定其权系数并对目的层参数加权求和,实现高效精准科学对复杂油气资源分布的开采作业,同时对计算输出综合识别油水
ia
数据和气水
ia
数据科学细分,分别输出油水
ia
的含气
gia、
含水
wia
以及气水
ia
的含气
gia、
含水
wia
,精确反映油水层含有的气和水在地质层中分布组成,以及气水层含有的气和水在地质层中分布,从而实现油气资源高效

科学勘探提供尊龙凯时官方app下载的技术支持,提高了油气勘探开发的经济效益

附图说明
15.图1为本发明提供的一种基于近源电场的高精度油气水识别方法的运行流程图

16.图2为图1所示一种基于近源电场的高精度油气水识别方法的系统功能模块的组成结构图

17.图3为本发明一种基于近源电场的高精度油气水识别方法的电法勘探采集示意图

具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例

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

19.该基于近源电场的高精度油气水识别方法及系统的实施例如下:请参阅图
1-图3,一种基于近源电场的高精度油气水识别方法,该方法包括如下步骤:
本方法中油气水定义为油水

气水,即油气水包括油水和气水;
s1、
在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场在目的层底部和顶部分别激发电场;
s2、
当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据;
s3、
依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业;
s4、
获取地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位;
s5、
依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业;
s6、

s5
中电位反演后电位进行极化率处理;
s7、
将电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算;
s8、
油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出,其中
ia
表示依据油水

气水不同组成成分在地质层中的电阻率

电位

极化率及地质属性参数特征不同而反应出的油水和气水在地质层的分布数据

20.进一步的,请参阅图
1-图3,在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场在目的层底部和顶部分别激发电场的操作步骤如下:
s11、
在油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层1和目的层2,设定
b1
为目的层1的顶部边界,
b2
既是目的层1的底部边界,还是目的层2的顶部边界,
b3
为目的层2的底部边界;
s12、
在激发电极井中使用近源电场发生器在
b1、b2、b3
位置激发电场;
b1、b2、b3
位置均在地震勘探测线位置上进行,近源电场是激发电极井口到接收点距离小于等于
100m。
21.当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据的操作步骤如下:
s21、
当激发电场发生器产生稳定的激发电场后进行断电操作,其中激发电场会在激发电极井周围的地层和油气水储层中产生二次电场;
s22、
在地面设置一条或多条接收线构成的多个接收点,本实施例中地面接收点为
p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6

s23、
按照时间顺序在每个接收点分别记录在目的层1和目的层2不同深度位置的顶部以及底部的电场数据

22.依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业的操作步骤如下:
s31、
获取
s23
中接收点目的层顶底部的电场数据;
s32、
依据获取的电场数据计算目的层顶底边界激发接收的电场强度差;;其中表示在时刻
b1

b2
边界位置电场强度,表示在时刻a和
b2
边界位置电场强度,表示在时刻a和
b1
边界位
置电场强度;电场强度公式为,其中为测量点
b1
到地面的距离,表示电导率,表示接收时间;
s33、
依据获取的电场数据计算目的层顶底边界的电阻率,电阻率公式为,其中目的层1顶部边界和底部边界之间的电阻率,为测量点
b1

b2
到地面的距离,表示电导率,表示接收时间,表示在时刻
b1

b2
边界位置电场强度,依此电阻率公式获取激发电极井不同位置深度目的层的电阻率生成电阻率曲线,依据电阻率曲线沿着接收线水平方向位置分布电阻率分布组成电阻率剖面

23.通过目的层底部电场激发单元和二次电场接收反馈单元配合在油气勘探开发区域的激发电极井利用近源电场在目的层顶底部产生激发电场,确保准确识别地层中油气资源,同时在地面设置接收线构成的接收点反馈地层中二次电场,依据电场在底层的传递变化特征,科学预测底层油气资源;电阻率

电位层位标定单元利用接收目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位

电阻率的计算分析,依据激发电极井中的电阻率变化特征精确显示底层中油气资源分布

24.进一步的,请参阅图
1-图3,获取地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位的操作步骤如下:
s41、
获取油气勘探开发区域地质层数据;
s42、
将激发电极井内部不同深度位置的电阻率与电阻率曲线进行对比,依据电阻率数值突变差异确定出激发电极井中真正目的层位置;
s43、
根据激发电极井确定的位置及电阻率关系特征,在剖面上追踪出油气勘探开发区域内目的层,进而确定出油气的层位;
s44、
电阻率剖面拾取的层位与各剖面的地质层位进行对应,将目的层电阻率投影到油气勘探开发区域的地质层位上,得到空间归位的电阻率剖面,地质层位包括地震剖面

25.依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业的操作步骤如下:
s51、
依据
s32
中电场强度公式为,计算激发电极井中不同深度位置的电法电场强度数据;
s52、
依据公式,,其中表示模拟电场强度,为自然电位,为泥浆电阻率,为底层电阻率,为系数,计算激发电极井中不同深度位置的测井模拟电场强度数据;
s53、
反演算法采用梯度下降算法

模拟退火算法

遗传算法

神经网络算法其中任意一种或多种,其中算法的目标函数为;表示目标函数,表示模拟电场强度,表示电法电场强度;表示电法电场强度与测井模拟电场强度之差
最小值;根据目标函数确定的反演准则,在实际的电法电场强度与测井模拟电场强度之差达到最小值,输出激发电极井的相邻激发电极井的反演电位,建立起反演模型并用于油气探勘开发区域所有的电场数据,计量出油气探勘开发区域全部电位数据

26.通过电阻率

电位结合地质层空间归位单元依据地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位,从而实现激发电极井中电阻率与油气勘探开发区域的底纸层进行地质匹配,有助于直观精确反映油气资源的地理分布;电位转换反演单元依据目的层底部和顶部电场数据快速计算出电法电场强度与测井模拟电场强度,利用反演算法构建出油气勘探开发区域中激发电极井的相邻测量井的电位数据,依据电位数据进行电位

电阻率分析识别科学分析整个油气勘探开发区域的地层中的油气资源分布,为油气开采提供可靠数据依据

27.进一步的,请参阅图
1-图3,对
s5
中电位反演后电位进行极化率处理的操作步骤如下:
s61、

s53
中油气探勘开发区域全部电位数据进行极化率处理,极化率是在电位反演后通过计算最高频率电位和最低频率电位之差,极化率公式为

28.将电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算以及油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出的操作步骤如下:
s71、
根据激发电极井和相邻激发电极井的测井电阻率

电位对电法电阻率

电位进行标定,将标定系数用于油气探勘开发区域所有电法测得的电阻率

电位,得到油气探勘开发区域内与实际相符的电阻率

电位;
s72、
确定出含油水

气水的电阻率

电位阈值,对电阻率

电位进行单参数油水

气水识别;
s73、
计算油气探勘开发区域内包括电阻率

电位

极化率

地震属性多种参数与含油水

气水的关联程度,确定其权系数,地震属性多种参数包括油气水敏感参数,如泊松比

纵横波速度比;
s74、
各参数权系数对目的层参数加权求和,计算输出综合识别油水

气水
ia
值;
s75、
将激发电极井的相邻激发电极井的初步识别结果与各井含油气性进行对比,确定出含油水

气水
ia
阈值,以此对油气探勘开发区域目的层各位置确定出含油水

气水情况,并进而得到纵向剖面

横向平面分布图;
s76、
依据
s75
中油水

气水的
ia
阈值参数不同,
ia
值包括含气
gia、
含水
wia
,其中含气
gia
表示油水
ia
或气水
ia
中的单独气分布,含气
wia
表示油水
ia
或气水
ia
中的单独水分布,输出进行油水

气水识别计算作业

29.通过测井层及地质层电参数权值获取单元和油水

气水
ia
分布数据分析输出单元配合计算油气探勘开发区域内包括电阻率

电位

极化率

地震属性多种参数与含油水

气水的关联程度,确定其权系数并对目的层参数加权求和,实现高效精准科学对复杂油气资源分布的开采作业,同时对计算输出综合识别油水
ia
数据和气水
ia
数据科学细分,分别输出油水
ia
的含气
gia、
含水
wia
以及气水
ia
的含气
gia、
含水
wia
,精确反映油水层含有的气和水在地质层中分布组成,以及气水层含有的气和水在地质层中分布,从而实现油气资源高效

科学勘探提供尊龙凯时官方app下载的技术支持,提高了油气勘探开发的经济效益

30.一种实现基于近源电场的高精度油气水识别方法的系统,该系统包括电场激发及接收模块,激发电极井层位标定模块,电阻率

电位空间归位反演模块,油水

气水
ia
分布数据输出模块;电场激发及接收模块包括目的层底部电场激发单元

二次电场接收反馈单元;目的层底部电场激发单元,用于油气勘探开发区域的激发电极井中确定目的层;采用近源电场发生器在目的层底部和顶部分别激发电场;二次电场接收反馈单元,当激发电场达到稳定后断电,在地面上设置沿一条或多条接收线构成的多个接收点接收地层及储层内部产生的二次电场,每个接收点都按照时间顺序记录目的层底部和顶部的电场数据;激发电极井层位标定模块包括电阻率

电位层位标定单元;电阻率

电位层位标定单元,用于依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电阻率

电位层位的标定作业;电阻率

电位空间归位反演模块包括地质层获取单元,电阻率

电位结合地质层空间归位单元,电位转换反演单元;地质层获取单元,用于获取油气勘探开发区域的地质层数据;电阻率

电位结合地质层空间归位单元,用于依据地质层数据结合电阻率

电位层位标定数据进行空间投影归位;电位转换反演单元,用于依据目的层底部和顶部电场数据进行激发电极井位的电位反演作业;油水

气水
ia
分布数据输出模块包括电位极化率处理单元,测井层及地质层电参数权值获取单元,油水

气水
ia
分布数据分析输出单元;电位极化率处理单元,用于对目的层顶底部电位反演后电位进行极化率处理;测井层及地质层电参数权值获取单元,用于电阻率

电位

极化率以及地质层属性参数进行权值计算;油水

气水
ia
分布数据分析输出单元,用于油水
ia
分布数据

气水
ia
分布数据分析输出

31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化

修改

替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定

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