CN111381292B - 一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法与装置。该方法包括：获取岩石基质物性参数以及测井曲线数据；基于岩石基质物性参数计算纵波速度、横波速度以及密度；构建砂岩含烃储层预测因子，该预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；基于纵波速度、横波速度以及密度计算分析砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；利用测井曲线数据计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测。所述装置包括：数据获取单元、速度密度计算单元、砂岩含烃储层预测因子构建单元、含烃储层预测阈值分析单元、砂岩含烃储层预测单元。该方法克服了仅以电阻率信息预测流体的单一性以及多解性。

Description

一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法与装置

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探领域，涉及一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法与装置。

背景技术

在石油天然气勘探开发中，利用测井仪器得到的测井曲线直接反映了井周地层岩石的物理性质。随着测井技术的不断进步，常规测井已经可以得到各类表征岩石物性、电性以及含流体性的特征曲线，其中包括纵波声波曲线、横波声波曲线、密度曲线、GR曲线、深浅电阻率曲线以及中子孔隙度曲线等。随着学科融合的不断深入，地震、测井与地质结合的更加紧密，使得原本应用于其他领域的特色技术被广泛应用到测井解释领域，众所周知，地震数据的采集与处理均依赖并反映地下岩石的物理性质，而测井中的声波曲线和密度曲线也是对地下井周岩石的物性观测，与之具有物理一致性，然而由于观测手段的不同使得二者具有一些显著区别，主要表现在尺度、频率以及测量精度等方面。地震岩石物理理论分析认为纵横波速度、密度等信息能够有效判别储层的含流体性质，在地震领域，通常利用叠前地震反演技术获得纵横波阻抗与密度，并基于纵横波阻抗以及密度信息构建表征储层流体的属性因子，最后通过流体属性因子识别储层含烃有利区，在测井领域，基于速度、密度的含烃储层预测方法比较少见，主要原因是测井中的电阻率曲线能够基于电性信息对储层流体进行表征识别，在一定程度上实现了井周含烃储层的预测，另外一个原因在于，早期的常规测井技术受限于成本以及技术的要求，很少能够得到横波测井信息，由于横波对于储层流体具有天然敏感性，导致在缺少横波的情况下，很难开展基于速度、密度等岩石物理性质的储层流体预测。随着岩石物理理论的发展以及测井采集技术的进步，横波测量以及预测在很大程度上得到解决，使得得到准确可靠的横波信息成为可能，同时促进了基于声波、密度等物性信息预测井周含烃分布的方法研究，然而相对于常规的基于电阻率曲线的含烃储层测井解释方法流程，目前基于岩石物性的含烃储层测井解释仍处于起步阶段，需要不断开展研究以及创新方法，实现技术成熟化应用常规化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法，该方法充分利用纵横波以及密度信息实现对砂岩含烃储层的测井解释，克服了常规仅以电阻率信息预测流体的方法单一性以及多解性，实现了基于物性特征的砂岩含烃储层测井解释，为常规测井曲线预测含烃储层提供了可靠的技术手段，提高了储层预测的精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法，该方法包括：

1)获取岩石基质物性参数以及测井曲线数据；

2)基于步骤1)获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度；

3)构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；

4)基于步骤2)计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度计算并分析砂岩储层饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；

5)利用步骤1)获取的测井曲线数据以及步骤3)构建的含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据步骤4)确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，所述岩石基质物性参数包括：岩石基质体积模量(即固体基质体积模量)、岩石骨架体积模量、岩石骨架的剪切模量、密度、孔隙度以及混合流体体积模量(即孔隙含烃体积模量)、流体粘滞系数、渗透率、介质厚度等。为了更准确的实现砂岩含烃储层的预测，通常选取的岩石基质物性参数需要选能够代表待预测区域岩石基质物性参数；例如可以选取带预测区域的勘探井、评价井等的岩石基质物性参数。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，所述测井曲线数据包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及中子孔隙度曲线。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，在步骤2)中，砂岩储层饱和不同流体时的纵横波速度以及密度的计算利用砂岩White模型进行；更优选地，所述基于步骤1)获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度包括：A、基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算流体饱和介质的弹性模量；B、基于岩石基质物性参数、流体饱和介质的弹性模量利用砂岩White模型计算纵波速度、横波速度及密度；其中，计算流体饱和介质的弹性模量的公式较佳为：

其中，

其中，E为流体饱和介质的弹性模量，E₀为干岩石的弹性模量，K_m为岩石骨架体积模量，K_g为岩石基质体积模量，K_f为混合流体体积模量，μ_m为岩石骨架的剪切模量，

为孔隙度，p为含流体一与含流体二饱和度比率，p₁为含流体一(即含上层流体)饱和度，p₂为含流体二(即含下层流体)饱和度，η为流体粘滞系数，κ为渗透率，k为纵波的复波数，d为介质厚度，i为虚数单位，ω为角频率；其中流体一的密度低于流体二的密度，Δr表示岩石内部应力的变化。具体的，当地震波经过饱和流体的孔隙介质时，由于孔隙压力不均衡会导致孔隙流体发生流动，而这种流动会导致岩石内部应力分布发生变化，用Δr可以表征这种因流体流动引起的应力变化。

计算纵波速度、横波速度及密度的公式较佳为：

其中，饱和流体一的介质(即上层介质)的密度为ρ₁，饱和流体二的介质(即下层介质)的密度为ρ₂，含流体一(即含上层流体)饱和度为p₁，含流体二(即含下层流体)饱和度为p₂，砂岩纵波速度(即所述纵波速度)为ν_p，砂岩横波速度(即所述横波速度)为ν_s，三砂岩密度(即所述密度)为ρ_d；其中饱和流体一的密度低于饱和流体二的密度。

White模型为互层分布的双相介质理论模型，有两种饱和流体介质组成，利用White模型进行计算的过程中，含上层流体(即所述流体一)饱和度与含下层流体(即所述流体二)饱和度的和为1，上层介质即为饱和上层流体的储层，下层介质即为饱和下层流体的储层。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，所述砂岩含烃储层预测因子的表达式为

其中，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为砂岩纵波速度(即所述纵波速度)，ν_s为砂岩横波速度(即所述横波速度)，ρ_d为砂岩密度(即所述密度)，

为孔隙度。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，具体的，所述基于步骤2)计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度计算并分析砂岩储层在饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，可以通过包括下述步骤的方式进行：将计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度分别代入砂岩含烃储层预测因子公式，分别得到砂岩储层饱和不同流体时的含烃储层预测因子的分布特征，通过分析砂岩储层饱和不同流体时的含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，其中砂岩含烃储层预测阈值应当能够排除水层的影响确定砂岩含烃储层分布范围；优选地，所述分析砂岩储层饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值通过将砂岩储层饱和不同流体时的含烃储层预测因子分别进行岩石物理模板以及敏感性分析，确定砂岩含烃储层预测阈值的方式实现。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，所述饱和不同流体包括饱和水、饱和油和饱和气。

在上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法中，优选地，在步骤5)中，利用步骤1)获取的测井曲线数据以及步骤3)构建的含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据步骤4)确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测包括：将获取的测井曲线数据代入到砂岩含烃储层预测因子公式中，得到含烃储层预测因子曲线，然后根据含烃储层预测阈值进行判定：大于等于阈值的含烃储层预测因子曲线部分为含烃储层，小于阈值的曲线部分为含水层或者致密层，从而实现砂岩含烃储层的识别。

本发明还提供了一种预测砂岩含烃储层的装置，该装置包括：

数据获取单元，用于获取岩石基质物性参数以及测井曲线数据；获取的岩石基质物性参数传输至速度密度计算单元，获取的测井曲线数据传输至砂岩含烃储层预测单元；

速度密度计算单元，用于进行基于数据获取单元获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度；计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度传输至含烃储层预测阈值分析单元；

砂岩含烃储层预测因子构建单元，用于进行构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；构建得到的砂岩含烃储层预测因子分别传输至含烃储层预测阈值分析单元和砂岩含烃储层预测单元；

含烃储层预测阈值分析单元，用于基于速度密度计算单元计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度和砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算并分析砂岩储层饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；确定得到的砂岩含烃储层预测阈值传输至砂岩含烃储层预测单元；

砂岩含烃储层预测单元，用于利用数据获取单元获取的测井曲线数据以及砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据含烃储层预测阈值分析单元确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，所述岩石基质物性参数包括：岩石基质体积模量(即固体基质体积模量)、岩石骨架体积模量、岩石骨架的剪切模量、密度、孔隙度以及混合流体体积模量、流体粘滞系数、渗透率、介质厚度等。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，所述测井曲线数据包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及中子孔隙度曲线。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，速度密度计算单元中，砂岩储层饱和不同流体时的纵横波速度以及密度的计算利用砂岩White模型进行；更优选地，所述基于步骤1)获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度包括：A、基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算流体饱和介质的弹性模量；B、基于岩石基质物性参数、流体饱和介质的弹性模量利用砂岩White模型计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度及密度；其中，计算流体饱和介质的弹性模量的公式较佳为：

其中，

其中，E为流体饱和介质的弹性模量，E₀为干岩石的弹性模量，K_m为岩石骨架体积模量，K_g为岩石基质体积模量，K_f为混合流体体积模量，μ_m为岩石骨架的剪切模量，

为孔隙度，p为含流体一与含流体二饱和度比率，p₁为含流体一(即含上层流体)饱和度，p₂为含流体二(即含下层流体)饱和度，η为流体粘滞系数，κ为渗透率，k为纵波的复波数，d为介质厚度，i为虚数单位，ω为角频率；其中流体一的密度低于流体二的密度，Δr表示岩石内部应力的变化。具体的，当地震波经过饱和流体的孔隙介质时，由于孔隙压力不均衡会导致孔隙流体发生流动，而这种流动会导致岩石内部应力分布发生变化，用Δr可以表征这种因流体流动引起的应力变化。

计算纵波速度、横波速度及密度的公式较佳为：

其中，饱和流体一的介质(即上层介质)的密度为ρ₁，饱和流体二的介质(即下层介质)的密度为ρ₂，含流体一(即含上层流体)饱和度为p₁，含流体二(即含下层流体)饱和度为p₂，砂岩纵波速度(即所述纵波速度)为ν_p，砂岩横波速度(即所述横波速度)为ν_s，三砂岩密度(即所述密度)为ρ_d；其中饱和流体一的密度低于饱和流体二的密度。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，在砂岩含烃储层预测因子构建单元中，构建的砂岩含烃储层预测因子的表达式为

其中，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为砂岩纵波速度(即所述纵波速度)，ν_s为砂岩横波速度(即所述横波速度)，ρ_d为砂岩密度(即所述密度)，

为孔隙度。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，具体的在含烃储层预测阈值分析单元中，所述基于步骤2)计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度计算并分析砂岩储层在饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，可以通过包括下述步骤的方式进行：将计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度代入砂岩含烃储层预测因子公式，分别得到砂岩储层饱和不同流体时的含烃储层预测因子的分布特征，通过分析砂岩储层饱和不同流体时的含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，其中砂岩含烃储层预测阈值应当能够排除水层的影响确定砂岩含烃储层分布范围。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，所述饱和不同流体包括饱和水、饱和油和饱和气。

在上述预测砂岩含烃储层的装置中，优选地，在砂岩含烃储层预测单元中，利用数据获取单元获取的测井曲线数据以及砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据含烃储层预测阈值分析单元确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测包括：将获取的测井曲线数据代入到砂岩含烃储层预测因子公式中，得到含烃储层预测因子曲线，然后根据含烃储层预测阈值进行判定：大于等于阈值的含烃储层预测因子曲线部分为含烃储层，小于阈值的曲线部分为含水层或者致密层，从而实现砂岩含烃储层的识别。

本发明提供的预测砂岩含烃储层的测井解释方法基于岩石基质物性参数利用计算得到井周纵波速度、横波速度以及密度，根据构建的砂岩含烃储层预测因子公式计算分析砂岩含烃储层预测因子分布特征并确定砂岩含烃储层预测阈值，最后利用测井曲线计算砂岩含烃储层预测因子曲线并根据砂岩含烃储层预测阈值进行流体检测。该方法充分利用纵横波以及密度信息实现对砂岩含烃储层的测井解释，克服了常规仅仅电阻率信息预测流体的方法单一性以及多解性，实现了基于物性特征的砂岩含烃储层测井解释，为常规测井曲线预测含烃储层提供了可靠的技术手段，提高了储层预测的精度。

附图说明

图1为实施例1中预测砂岩含烃储层的测井解释方法流程图。

图2A为实施例1中获取的测井曲线数据图。

图2B为实施例1中计算得到的饱和水、饱和油、饱和气状态下的横波速度、纵波速度图。

图2C为实施例1中计算得到的饱和水、饱和油、饱和气状态下的密度图。

图3为实施例1中构建的砂岩含烃储层流体因子分布图。

图4为实施例1中构建的砂岩含烃储层流体因子在岩石物理模板中分布图。

图5为实施例1中计算得到的砂岩含烃储层流体因子曲线及测井解释成果图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法(过程如图1所示)，该方法包括：

1)获取工区岩石基质物性参数以及测井曲线数据；其中，岩石基质物性参数包括：岩石基质体积模量、岩石骨架体积模量、岩石骨架的剪切模量、密度、孔隙度以及混合流体体积模量、流体粘滞系数、渗透率、介质厚度；测井曲线数据包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线、中子孔隙度曲线；具体数据如表1、图2A所示。

表1

2)基于步骤1)获取的岩石基质物性参数、利用砂岩White模型分别计算饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度；具体过程为：

A、基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算流体饱和介质的弹性模量；具体计算公式为：

其中，

其中，E为流体饱和介质的弹性模量，E₀为干岩石的弹性模量，K_m为岩石骨架体积模量，K_g为岩石基质体积模量，K_f为混合流体体积模量，μ_m为岩石骨架的剪切模量，

为孔隙度，p为含流体一与含流体二饱和度比率，p₁为含流体一饱和度，p₂为含流体二饱和度，η为流体粘滞系数，κ为渗透率，k为纵波的复波数，d为介质厚度，i为虚数单位，ω为角频率；其中流体一的密度低于流体二的密度，Δr表示岩石内部应力的变化。

B、基于岩石基质物性参数、流体饱和介质的弹性模量利用砂岩White模型计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度及密度；具体计算公式为：

其中，饱和流体一的介质(即上层介质)的密度为ρ₁，饱和流体二的介质(即下层介质)的密度为ρ₂，含流体一(即含上层流体)饱和度为p₁，含流体二(即含下层流体)饱和度为p₂，砂岩纵波速度(即所述纵波速度)为ν_p，砂岩横波速度(即所述横波速度)为ν_s，三砂岩密度(即所述密度)为ρ_d；其中饱和流体一的密度低于饱和流体二的密度；

计算得到的纵波速度、横波速度以及密度如图2B、图2C所示。

3)构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；具体构建过程为：

根据Mavko近似公式，黏弹性裂缝介质流体识别属性表示为：

当裂缝性介质近似为砂岩孔隙介质时，裂缝密度表示为：

同时，对于黏弹性孔隙介质，有如下近似公式，即：

经过推导，由裂缝介质流体识别属性SQ_p可以得到砂岩孔隙介质流体识别属性，即砂岩含烃储层预测因子F的表达式为：

其中，ε为裂缝密度，M为压缩体积模量，G为剪切体积模量，SQp为裂缝介质流体识别属性，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为砂岩纵波速度，ν_s为砂岩横波速度，ρ_d为砂岩密度，

为孔隙度。

4)基于步骤2)计算得到的饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度计算并分析饱和水、饱和油、饱和气时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；具体过程包括：

A、将计算得到的饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度分别代入砂岩含烃储层预测因子公式，分别得到饱和不同流体(饱和水、饱和油以及饱和气)时预测因子的分布特征(及预测因子的值)；

B、通过将饱和不同流体的预测因子分别进行岩石物理模板以及敏感性分析，确定砂岩含烃储层预测阈值，其中砂岩含烃储层预测阈值应当能够排除水层的影响确定砂岩含烃储层分布范围；

具体的，首先绘制预测因子敏感性分析图(图3所示)，在图4中横坐标为孔隙度，纵坐标为含烃储层预测因子F，其中黑色实线为饱和水线，黑色虚线分别为饱和油以及饱和气线，当F≥0.067时，即暗色区域部分，含烃储层预测因子指示了含烃(油和气)储层分布区域，并且无论储层孔隙度如何变化，结论不发生改变；当F<0.067时，含烃储层预测因子指示了含水层分布区域，且分布规律不随孔隙度发生改变；表明含烃储层预测因子能够有效区分含烃储层与水层，且应用效果不受孔隙度影响；

进一步，基于岩石物理模板分析含烃储层预测因子分布规律(图4所示)，图中颜色代表了含烃储层预测因子属性的大小，左下角暗色区域(虚线椭圆区)代表了饱和气储层，右上角区域(实线椭圆区)代表了饱和水储层，可以看出含烃储层预测因子能够有效区分含烃储层与水层；

最终确定出砂岩含烃储层预测阈值为0.067。

5)利用步骤1)获取的测井曲线数据以及步骤3)构建的含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据步骤4)确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测；具体的：

将获取的测井曲线数据代入到砂岩含烃储层预测因子公式中，得到含烃储层预测因子曲线(如图5左侧所示)，然后根据含烃储层预测阈值进行判定：大于等于阈值的含烃储层预测因子曲线部分为含烃储层，小于阈值的曲线部分为含水层或者致密层，从而实现砂岩含烃储层的识别；图中横坐标为含烃储层预测因子属性振幅值，纵坐标为深度，黑色虚线代表了储层预测因子F＝0.067时等值线，可以看到在深度2150至2200米之间含烃储层预测因子数值明显增大，指示该深度段发育含气储层，同样的，深度2200至2250米之间含烃储层预测因子数值中等偏大，指示该深度段发育一套油层，深度2050米左右含烃储层预测因子数值有起伏但数值偏小，指示该深度段发育水层。

为了验证本实施例提供的预测砂岩含烃储层的测井解释方法的可信度，针对这三个深度段油田现场均进行了试油，试油结果显示如图5右侧所示，证实试油结果与砂岩含烃储层预测因子预测结果一致，表明本发明公开的预测砂岩含烃储层的测井解释方法有效可靠。

本实施例还提供了一种实现上述预测砂岩含烃储层的测井解释方法的预测砂岩含烃储层的装置，其中，该装置包括：

数据获取单元，用于获取工区岩石基质物性参数以及测井曲线数据，将岩石基质物性参数传输给速度密度计算单元，将测井曲线数据传输给砂岩含烃储层预测单元；其中，岩石基质物性参数包括：岩石基质体积模量、岩石骨架体积模量、岩石骨架的剪切模量、密度、孔隙度以及混合流体体积模量、流体粘滞系数、渗透率、介质厚度；测井曲线数据包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及中子孔隙度曲线。

速度密度计算单元，与数据获取单元相连，用于进行基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度，将饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度传输给含烃储层预测阈值分析单元；其中，基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度包括：

A、基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算流体饱和介质的弹性模量，具体计算公式为：

其中，

E为流体饱和介质的弹性模量，E₀为干岩石的弹性模量，K_m为岩石骨架体积模量，K_g为岩石基质体积模量，K_f为混合流体体积模量，μ_m为岩石骨架的剪切模量，

为孔隙度，p为含流体一与含流体二饱和度比率，p₁为含流体一饱和度，p₂为含流体二饱和度，η为流体粘滞系数，κ为渗透率，k为纵波的复波数，d为介质厚度，i为虚数单位，ω为角频率；其中流体一的密度低于流体二的密度，Δr表示岩石内部应力的变化。

B、基于岩石基质物性参数、流体饱和介质的弹性模量利用砂岩White模型计算饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度及密度；计算公式为：

其中，饱和流体一的介质(即上层介质)的密度为ρ₁，饱和流体二的介质(即下层介质)的密度为ρ₂，含流体一(即含上层流体)饱和度为p₁，含流体二(即含下层流体)饱和度为p₂，砂岩纵波速度(即所述纵波速度)为ν_p，砂岩横波速度(即所述横波速度)为ν_s，三砂岩密度(即所述密度)为ρ_d；其中饱和流体一的密度低于饱和流体二的密度。

砂岩含烃储层预测因子构建单元，用于进行构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度，将砂岩含烃储层预测因子分别传输给含烃储层预测阈值分析单元和砂岩含烃储层预测单元；构建的砂岩含烃储层预测因子F的表达式为：

其中，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为砂岩纵波速度，ν_s为砂岩横波速度，ρ_d为砂岩密度，

为孔隙度。

含烃储层预测阈值分析单元，与速度密度计算单元和砂岩含烃储层预测因子构建单元相连，用于基于速度密度计算单元计算得到的饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度和砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算并分析砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值(具体为将计算得到的饱和水、饱和油、饱和气时的纵波速度、横波速度以及密度代入砂岩含烃储层预测因子公式，分别得到饱和水、饱和油以及饱和气时预测因子的分布特征，通过分析饱和不同流体的预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，其中砂岩含烃储层预测阈值应当能够排除水层的影响确定砂岩含烃储层分布范围)，将所述砂岩含烃储层预测阈值传输给砂岩含烃储层预测单元；

砂岩含烃储层预测单元，与数据获取单元、砂岩含烃储层预测因子构建单元和含烃储层预测阈值分析单元连接，用于利用数据获取单元获取的测井曲线数据以及砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据含烃储层预测阈值分析单元确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测；具体的，将获取的测井曲线数据代入到砂岩含烃储层预测因子公式中，得到含烃储层预测因子曲线，然后根据含烃储层预测阈值进行判定：大于等于阈值的含烃储层预测因子曲线部分为含烃储层，小于阈值的曲线部分为含水层或者致密层，从而实现砂岩含烃储层的识别。

在权利要求书及说明书部分描述的过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

Claims (11)

1.一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法，其中，该方法包括：

1)获取岩石基质物性参数以及测井曲线数据；

2)基于步骤1)获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度；

3)构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；其中，所述砂岩含烃储层预测因子的表达式为：

其中，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为纵波速度，ν_s为横波速度，p_d为密度，

为孔隙度；

4)基于步骤2)计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度计算并分析砂岩储层在饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；

5)利用步骤1)获取的测井曲线数据以及步骤3)构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据步骤4)确定的砂岩含烃储层预测阈值进行砂岩含烃储层预测。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述岩石基质物性参数包括：岩石基质体积模量、岩石骨架体积模量、岩石骨架的剪切模量、密度、孔隙度以及混合流体体积模量、流体粘滞系数、渗透率、介质厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测井曲线数据包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及中子孔隙度曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)利用砂岩White模型进行计算。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于步骤1)获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度包括：

A、基于岩石基质物性参数利用砂岩White模型计算流体饱和介质的弹性模量；

B、基于岩石基质物性参数、流体饱和介质的弹性模量利用砂岩White模型计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度及密度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，计算流体饱和介质的弹性模量的公式为：

其中，

其中，E为流体饱和介质的弹性模量，E₀为干岩石的弹性模量，K_m为岩石骨架体积模量，K_g为岩石基质体积模量，K_f为混合流体体积模量，μ_m为岩石骨架的剪切模量，

为孔隙度，p为含流体一与含流体二饱和度比率，p₁为含流体一饱和度，p₂为含流体二饱和度，η为流体粘滞系数，κ为渗透率，k为纵波的复波数，d为介质厚度，i为虚数单位，ω为角频率；其中流体一的密度低于流体二的密度，Δr为岩石内部应力变化。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，计算纵波速度、横波速度及密度的公式为：

ρ_d＝p₁ρ₁+p₂ρ₂

其中，饱和流体一的介质的密度为ρ₁，饱和流体二的介质的密度为ρ₂，含流体一饱和度为p₁，含流体二饱和度为p₂，纵波速度为ν_p，横波速度为ν_s，密度为ρ_d；其中，流体一的密度低于流体二的密度。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤4)中，分析砂岩储层在饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值，通过将砂岩储层在饱和不同流体时的预测因子分别进行岩石物理模板以及敏感性分析，确定砂岩含烃储层预测阈值的方式实现。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述饱和不同流体包括饱和水、饱和油和饱和气。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤5)中，利用步骤1)获取的测井曲线数据以及步骤3)构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据步骤4)确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测包括：将获取的测井曲线数据代入到砂岩含烃储层预测因子公式中，得到含烃储层预测因子曲线，然后根据含烃储层预测阈值进行判定：大于等于阈值的含烃储层预测因子曲线部分为含烃储层，小于阈值的曲线部分为含水层或者致密层，从而实现砂岩含烃储层的识别。

11.一种预测砂岩含烃储层的装置，其中，该装置用以实现权利要求1-10任一项所述的预测砂岩含烃储层的测井解释方法，该装置包括：

数据获取单元，用于获取岩石基质物性参数以及测井曲线数据；

速度密度计算单元，用于进行基于数据获取单元获取的岩石基质物性参数计算砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度；

砂岩含烃储层预测因子构建单元，用于进行构建砂岩含烃储层预测因子，其中该砂岩含烃储层预测因子的表达式中包含纵波速度、横波速度以及密度；其中，所述砂岩含烃储层预测因子的表达式为：

其中，F为砂岩含烃储层预测因子，ν_p为纵波速度，ν_s为横波速度，p_d为密度，

为孔隙度；

含烃储层预测阈值分析单元，用于基于速度密度计算单元计算得到的砂岩储层饱和不同流体时的纵波速度、横波速度以及密度和砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算并分析砂岩储层饱和不同流体时的砂岩含烃储层预测因子分布特征，确定砂岩含烃储层预测阈值；

砂岩含烃储层预测单元，用于利用数据获取单元获取的测井曲线数据以及砂岩含烃储层预测因子构建单元构建的砂岩含烃储层预测因子计算砂岩含烃储层预测因子曲线，并根据含烃储层预测阈值分析单元确定的砂岩含烃储层预测阈值进行含烃储层预测。

Images