一種基于測井資料進行溫度響應特征分析的方法與流程

本發明屬于石油地球物理勘探技術，具體是一種利用測井資料實現溫度響應分析的方法。針對聲波速度、電阻率測井影響因素多，如何排除巖性、地層壓力、流體等因素的影響，確保聲波速度、電阻率與溫度響應關系可靠性的分析方法。

背景技術：

地熱資源作為儲量大、應用廣泛的綠色能源，在當今節能環保、能源短缺的國際背景下越來越受到人們的重視。目前地球物理勘探方法由于成本低、對場地沒有或很少破壞、勘探深度大、成果直觀等優點，表現出極強的生命力。

巖石電阻率、聲波速度隨溫度的響應特征是進行溫度場反演的基礎，對于解決地熱區熱源、熱儲通道等問題具有重要的意義。

目前國內外研究巖石聲波速度、電阻率等參數與溫度關系主要通過實驗來進行。聲波速度測量實驗巖心主要以砂巖為主，在實驗室模擬真實地層溫度和壓力的條件下，給巖石飽和度不同的油、氣、水，進行聲波的縱、橫波測量，建立儲層的聲波特性與巖性、含油性及有效壓力和溫度之間的關系。

對于電阻率溫度響應實驗分析，前蘇聯г.а.切列緬斯基通過大量試驗，得出含水巖層電阻率溫度關系。2000年gregussher通過實驗模擬了常溫到高溫400度條件下，孔隙度分別為5％，10％，20％條件下，電阻率隨溫度的變化關系。

很明顯這種高溫高壓條件下的實驗對儀器及技術條件要求很高，同時價格昂貴，不可能對地熱區所有深度、層位及巖性的樣品進行實驗，只能采取典型樣品分析，由于取樣和測試受到實際條件的限制，所測出的巖石物理溫度響應 特征具有一定的局限性。

因此，本領域亟需一種高效經濟的分析方法。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種針對地球物理測井數據研究溫度響應關系的方法，消除實際測井資料中巖性、壓力、流體等因素的影響，提高地球物理溫度響應分析精度，為溫度場反演提供可靠的技術支撐。

根據本發明的一個方面，提供一種基于測井資料進行溫度響應特征分析的方法，所述方法包括：單井測井數據與溫度響應特征分析；以及在單井測井數據與溫度響應特征綜合分析的基礎上排除影響因素，進行多井測井數據與溫度響應特征分析。

進一步地，所述方法還包括，在進行溫度響應特征分析之前，對紙質測井資料的拼接及數字化。

進一步地，所述測井數據包括聲波速度、電阻率、自然伽馬。

進一步地，單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟包括，進行聲波速度與溫度響應特征分析，運用原始的測井數據綜合分析聲波時差隨溫度的變化關系。

進一步地，單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟包括，進行電阻率與溫度響應特征分析，運用原始的測井數據綜合分析電阻率隨溫度的變化關系。

進一步地，單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟還包括，對針對不同層位、不同巖性和/或不同深度的測井數據分別進行溫度響應特征分析。

進一步地，在單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟中分別對單井不同巖性、不同深度的數據進行篩選，然后進行多井測井數據與溫度響應特征分析。

進一步地，在單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟中，根據測井綜合解釋出每口井的干層與水層，排除巖性、地層中流體對電阻率測井的影響，再進行多井測井數據與溫度響應特征分析。

進一步地，多井測井數據與溫度響應特征分析的步驟還包括，對針對不同層位、不同巖性和/或不同深度的測井數據分別進行溫度響應特征分析。

本發明的基于測井資料進行溫度響應特征分析的方法，通過運用地球物理測井資料進行分析，具有高效、經濟的優點。此外，與選擇典型樣品進行實驗相比，本發明的方法不受取樣和測試等實際條件的限制，具有一定普遍性。而且，本發明的方法可以運用多口井的測井資料，排除巖性、地層壓力、流體等因素的影響后，綜合分析不同層位、不同巖性的溫度響應特征，降低了單口井分析的誤差，提高了溫度響應特征分析的可靠性，具有速度快、普遍性強的特點。

附圖說明

通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1是ht2號井的測井響應特征。

圖2是nfh1井nm熱儲ac與溫度的測井響應。

圖3是by1井jxw熱儲ac與溫度的測井響應。

圖4是雄縣地熱井薊縣系白云巖測井曲線。

圖5是不同深度范圍內(每隔100m)多井聲波時差與溫度的響應關系。

圖6是不同深度范圍內(每隔300m)多井聲波時差與溫度的響應關系。

圖7是薊縣系地層綜合因素下單井電阻率與溫度的響應關系。

圖8是薊縣系白云巖多井電阻率與溫度的關系圖。

圖9是本發明方法的步驟框圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了 本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。

本發明提供一種基于測井資料進行溫度響應特征分析的方法，所述方法包括：單井測井數據與溫度響應特征分析；以及在單井測井數據與溫度響應特征綜合分析的基礎上排除影響因素，進行多井測井數據與溫度響應特征分析。

可選地，測井數據可以包括聲波速度、電阻率、自然伽馬等數據。

地球物理測井是地熱勘探開發的重要技術手段，利用測井資料發現和評價含水層及溫度變化是一種高效、經濟的方法，與昂貴的鉆井成本和低效且不低廉的取心試驗相比，測井可以快速而準確地從鉆孔中直接獲取地層的多種物理性質，并通過一定的解釋理論和技術，高效地對地層做出精細評價。在地熱勘探階段，測井可以用來識別地層的巖性、地層中流體及礦物成分，分析與溫度有關的敏感物性參數，進而對后期的電阻率、溫度反演奠定基礎。

聲波測井是利用巖石的聲學性質來研究鉆井地質剖面的一種測井方法。聲波測井利用聲波在巖層中傳播，通過檢測縱波初至時間來測量巖層聲波傳播特性，得到的值是滑行波的波速。聲波在巖石中的傳播速度與巖石的性質、巖層的埋藏深度、地層溫度以及孔隙中所充填的流體性質等有關。

電阻率測井是在鉆孔中采用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定巖石(包括其中的流體)電阻率的方法。通常所用的有普通電阻率及三電阻率測井系列(深側向、淺側向和微側向電阻率測井)。在地殼和上地幔范圍內，巖石電阻率由淺至深由于不同地質構造單元中巖石的組分和結構，以及溫度和壓力分布情況都有很大差別。

巖石物理參數電阻率受溫度的影響比較明顯，電阻率與溫度的關系與巖石的性質、巖石孔隙度、含水飽和度等有關。巖石速度與溫度的關系與巖石巖性、壓力及深度等有關。由于電阻率及聲波速度隨溫度變化受到的影響因素較多，如果盲目的運用測井數據直接做出溫度響應關系不可能反映出正確的結論。因 此，本發明的方法，在對單井做聲波時差、電阻率等測井數據與溫度交會分析，明確出每個測井參數的主要影響因素，在此基礎上，為確保溫度響應分析的可靠性，通過測井綜合解釋排除巖性、流體等影響因素，然后對多口井進行不同深度、不同巖性聲波速度、電阻率與溫度測井響應特征的分析，從理論上比單井響應特征更為合理、更加可靠，為下一步溫度場反演提供技術支撐。

本發明根據測井資料得到與溫度相關的測井電子資料。

對于老的紙質測井數據資料，首先進行拍照或掃描，然后運用coredraw軟件對圖件拼接、校正，形成整口井完整的資料圖件，然后運用neuralog軟件對圖件進行測井曲線數字化，輸出las文件。對于有電子數據的測井資料該步驟省略。

首先進行單井溫度響應特征綜合分析。將每口井的聲波速度、電阻率、自然伽馬等測井數據與溫度進行交會，整體分析其響應特征，由于不同層位、不同巖性的巖石溫度響應特征不同，可以對針對不同層位的數據分別進行分析，判析其溫度響應的主要影響因素。

具體地，首先進行單井測井數據與溫度響應特征分析。運用原始的測井數據綜合分析聲波時差隨溫度的變化關系，分析其主要影響因素。為了排除巖性、地層壓力、流體等影響因素，分別對每口井不同巖性、不同深度的數據進行篩選，并通過測井解釋排除含水層，然后進行多井測井數據與溫度響應特征分析，運用多口井的數據整體分析其溫度響應特征，確保聲波速度與溫度響應特征的可靠性。

具體地，進行電阻率與溫度響應特征分析，分析電阻率主要的影響因素，根據測井綜合解釋出每口井的干層與水層，通過巖性劃分、干層和含水層的獨立交會排除巖性、地層中流體對電阻率測井的影響，再進行多口井的電阻率與溫度響應特征的分析。

優選地，單井測井數據與溫度響應特征分析的步驟還包括，對針對不同層位、不同巖性和/或不同深度的測井數據分別進行溫度響應特征分析。

為便于理解本發明實施例的方案及其效果，以下給出一個具體應用示例。本領域技術人員應理解，該示例僅為了便于理解本發明，其任何具體細節并非意在以任何方式限制本發明。

參照圖9，描述根據本發明一個實施例的測井資料進行溫度響應特征分析的方法，所述方法包括：

測井資料的拼接及數字化。在該步驟中，收集紙質測井數據資料，首先進行拍照或掃描，然后運用coredraw軟件對圖件拼接、校正，形成整口井完整的資料圖件，然后運用neuralog軟件對圖件進行測井曲線數字化，輸出las文件。

單井聲波速度與溫度交會。排除巖性、壓力等影響因素后，進行多井不同巖性、不同深度的溫度響應分析。

單井電阻率與溫度交會。排除巖性、流體等影響因素后，進行多井電阻率與溫度響應分析。

獲得聲波速度、電阻率與溫度的整體響應特征。通過地層分段、巖性劃分以及干層和含水層的多井數據的交會，定性分析聲波速度、電阻率在不同深度、不同巖性及干層、水層情況下隨溫度變化的整體變化規律。

在根據本發明的方法基于測井資料進行溫度響應特征分析之后，可以在本發明的分析基礎上進行溫度場反演。通過上述測井響應定性分析建立理論基礎及目標參數，在此基礎上結合地球物理等方法建立熱儲體與電阻率的定量關系，建立溫度反演函數，通過壓制溫度以外的其他因素，進行方法測試、關鍵參數修正等分析，最后在測井測溫、含水帶以及地溫梯度縱向約束下進行熱儲體溫度的非線性反演。

應用例

測井資料的交會分析

以雄縣地熱區為例，收集到該區8口井紙質測井資料，包括聲波速度、井溫、深淺電阻率、自然伽馬、自然電位、孔隙度、滲透率等測井數據，首先對 測井資料數字化。

為了研究地熱井測井參數與溫度的關系，對以上測井數據與溫度進行交會分析，主要分析了聲波速度、電阻率與溫度的響應特征。

分別對明化鎮組砂巖及薊縣系白云巖兩套熱儲層進行測井響應分析，整體來看明化鎮組砂巖儲層電阻率明顯低于薊縣系白云巖儲層，明化鎮組聲波時差明顯高于薊縣系地層(圖1)。從單一層位及巖性來看，明化鎮砂巖及薊縣系白云巖聲波時差隨溫度升高有下降趨勢(圖2、圖3)。由于巖性、地層深度、流體等因素都會對聲波速度產生影響，如隨地層深度的增大，地層壓力增加，巖石孔隙變小，同時地溫升高。因此，圖1-3中所示的聲波時差隨溫度的響應關系是上述綜合因素的反映。而要確保聲波速度與溫度單一因素響應特征的可靠性，須排除其他因素的影響。

雄縣地熱井聲波時差與溫度響應特征

為排除巖性、地層壓力、流體等因素對聲波速度與溫度響應關系的影響，需確保在相同的巖性、壓力等條件下，分析聲波時差與溫度的響應關系，為此通過地層分段、巖性劃分、干層及含水層解釋后進行獨立交會、逐一研究。

首先，對研究區8口地熱井根據電阻率、伽馬、自然電位等測井曲線解釋出薊縣系儲層的巖性(圖4)，排除少量夾雜的泥巖，保證白云巖地層，同時通過測井解釋排除地層含水層的影響，然后做薊縣系白云巖不同深度段(排除地層壓力的影響)聲波速度與溫度的交會。圖5是地層埋深1000～1600m，每隔100m不同深度的聲波速度與溫度的關系。可以看出，不同深度范圍內，聲波時差隨溫度的升高存在上行趨勢。圖6是地層埋深1000～1600m深度范圍內，每隔300m做得聲波速度與溫度的交會圖，更為直觀的展示了聲波時差與溫度的響應關系。

在同一深度范圍(排除地層壓力、巖性及流體等因素的影響)內，聲波時差受溫度影響，隨溫度的升高存在上行趨勢，即聲波速度隨溫度升高存在下降趨勢。

雄縣地熱井電阻率測井響應特征

通過前面的明化鎮組砂巖、薊縣系白云巖地層的電阻率與溫度測井響應特征可以看出，不同巖性地層電阻率的差異以及與溫度的關系(見圖1)。單從薊縣系地層電阻率與溫度的交會圖(圖7)來看，電阻率隨溫度的變化趨勢并不明顯，這是因為電阻率與溫度的關系與巖石的性質、巖石的含水性、巖石孔隙度、水的礦化度等有關，是上述因素的綜合反映。由于薊縣系白云巖儲層孔隙度、礦化度變化很小(地熱田勘查一般是在較小范圍內進行的)，分析主要是地層中流體及巖性對電阻率有著重要的影響。因此，通過測井綜合解釋將薊縣系白云巖儲層分出干層與水層，然后分別對白云巖干層、水層進行電阻率與溫度的響應特征分析。

排除地層流體及巖性的影響后，從8口井的薊縣系白云巖電阻率與溫度關系(圖8)看出，中低溫電阻率受溫度影響，電阻率隨溫度升高存在明顯的下行趨勢，且水層電阻率比干層電阻率低。電阻率呈現出水層低、高溫低的“雙低”現象，對于電法識別熱儲體提供了理論依據。

總之，通過地球物理測井響應特征的分析，明確并排除溫度響應的主要影響因素，建立了電阻率、聲波速度與溫度的定性響應關系。為下一步的溫度場反演奠定基礎。

以上已經描述了本公開的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。