测井曲线预处理技术在时深标定中的应用

2014-09-15苗凡胜

长江大学学报(自科版) 2014年13期

苗凡胜

（中石油大庆油田有限责任公司第一采油厂地质大队，黑龙江大庆 163001）

地震分层的分层原理和分层标准不同于测井分层。从分层原理上看，地震分层属于时间域，是沉积岩层的弹性差异在某一时段上的累积效应；而测井分层属于深度域，是电信号、声信号和放射性信号对地层的瞬时反应。从分层标准上看，地震分层的依据是连续性好的同相轴，不能代表薄互层砂岩油藏的储层界限；而测井分层是多种测井手段对储层序列的综合评判，可信度极高。而原始的声波测井数据和密度测井数据，受井壁垮塌、井壁噪声、井壁泥饼、泥浆比重变化等因素的影响，都在不同程度上，存在着失真现象。这些失真现象对时深标定影响较大，是降低井震结合精度的主要问题。因此，在制作合成记录以前，必须对测井曲线做预处理，以减小或消除失真现象对时深标定的影响［1，2］。

因此，测井分层通过时深转换后，在地震体中的投影与地震分层有一定的差异（见图1）。可见，要精确标定测井分层在地震体中位置，必须做好时深标定工作。

图1 地震分层与测井分层的差异对比

1 声波曲线和密度曲线对时深标定的影响

合成记录是实现井震结合时深标定的根本途径，是实现深度域（测井数据）向时间域（地震体）投影的信息载体。合成记录的初始时深关系由声波曲线形成，而合成记录的波组形态受到声波曲线和密度曲线的共同控制［4］。

在理想的情况下，合成记录的波组特征与井旁地震道完全一致，在钻井质量和测井质量较好的情况下，合成记录的波组特征与井旁地震道近似一致。

1.1 声波曲线

井壁垮塌和井壁噪声是影响声波曲线质量的主要因素。受其影响，部分井的声波曲线中存在 “周波跳跃”和 “提前触发干扰”等假现象，使测井资料失去真实性和可靠性。这些失真现象对测井解释影响不大，但对时深标定影响较大。合成记录的初始时深关系由声波测井的积分来决定，积分运算不可避免地放大了失真程度，使时深标定偏离真实情况。

以M井为例，该井的最大井径为30.8cm，超出正常范围上限36.8%。受扩径影响，该井的声波时差最大值677μs／m，超出正常范围上限41.0%。该井的井径的变化，直接影响到声波曲线的形态（见图2）。

图2 M井声波曲线与井径曲线对比

1.2 密度曲线

萨中开发区的井绝大多数一次加密、二次加密，而高台子老井没有密度曲线，但这些老井的钻井深度大，是标定高台子油层时深关系的必选目标。新井虽然有密度曲线，但钻井深度浅，无法标定高台子油层的时深关系。因此，要完成高台子油层的时深标定，需要通过已有的电测、声测或放射性测井曲线，拟合出符合该井特点的密度曲线。

2 测井曲线预处理

测井曲线预处理技术是井震结合的核心技术之一，主要包括曲线编辑技术和曲线重构技术。

2.1 曲线编辑

曲线编辑的对象是因 “井壁噪声”、“泥浆侵蚀”等因素引起毛刺状异常的测井曲线，其方法是采用数理统计方法分析测井曲线合理形态，并采取合理调整，使测井曲线达到制作合成记录的要求。测井曲线编辑技术主要包括测井曲线平滑滤波和测井曲线削峰。

1）测井曲线平滑滤波技术测井曲线平滑滤波能有效消除毛刺状异常值，同时又能很好的保留代表地层性质的有用信号。以N井为例，该井的井壁变化较大，井壁噪声较大，声波曲线的毛刺较多，影响合成记录的质量。声波曲线平滑滤波后，所制作的合成记录明显好于平滑滤波前的合成记录（见图3）。

图3 N井声波曲线平滑滤波对合成记录影响对比

2）测井曲线削峰技术测井曲线削峰处理能有效消除由井壁扩径引起的尖峰状异常值，并根据测井数据的统计结果，确定异常段的合理值，减小井壁扩径对测井曲线的影响。以A井为例，该井在扩径段的声波曲线呈尖峰状放大，影响合成记录的形态，削峰处理后，合成记录的波组形态与井旁道的相似性增强（见图4）。

2.2 曲线重构

曲线重构就是在没有目标测井曲线或目标测井曲线严重失真的情况下，借用该井的其他测井曲线或相邻井的目标测井曲线，分析目标测井曲线与其他测井曲线之间的数理统计关系或神经网络拟合关系，拟合出能够反映该井特点的目标测井曲线。曲线重构的方法主要有——经验公式法、神经网络分析法和邻井拟合法。

1）经验公式法法斯特公式和甘德公式是井震结合常用的测井曲线拟合公式，甘德公式（式（1））是根据声波曲线拟合密度曲线，法斯特公式（式（2））则根据电阻率和深度拟合声波曲线:

式中，ρ为密度；ɑ，m，c，b为地区经验常数；DT为声波时差；H为测井深度；R为电阻率。

萨中开发区甘德公式经验值为:

法斯特公式的经验值为:

图4 A井声波曲线削峰处理对合成记录影响对比

图5 B井原始声波合成记录与法斯特声波合成记录对比

图6 神经网络分析声波曲线与实测声波曲线对比

以B井为例，该井的声波曲线较差，所形成的合成记录形态紊乱，与井旁道不一致。但该井的电阻率测井效果较好。根据上述参数，采用R250电阻曲线拟合该井声波曲线，所形成的合成记录与井旁道的符合情况较好（见图5）。

2）神经网络分析法神经网络分析法的技术路线是:首先应用 “神经网络”分析多井的非目标曲线与目标曲线的相关性，选出与目标曲线相关性强的非目标曲线作为培训曲线，形成神经网络重构模型，然后应用所形成的神经网络重构模型拟合出目标井的目标曲线。

该方法所拟合出的测井曲线，能有效避开测井噪声和井壁垮塌对测井的影响。由神经网络分析法产生的声波曲线与实测声波曲线之间相识度达到80%以上（见图6）。

3）邻井拟合法邻井拟合法［3］的主要作法如下:在邻井钻井质量和测井质量均较好的情况下，对邻井目标测井曲线加权平均，求取目标井的目标测井曲线。

以G井为例，该井与周围4口井相邻，而且邻井的声波曲线好于该井的声波曲线（见图7）。G井通过邻井拟合法形成的声波曲线，与邻井相似程度较高，所形成的合成记录与井旁道相符合（见图8）。

3 几点认识

1）要做好开发地震，必须做好时深标定。开发地震不同于传统意义的地震勘探，在油田开发阶段，其主要目的是为油水井措施和开发布井提供参考。油水井措施和开发布井要求开发地震解释到沉积单元，因此，必须做好时深标定工作。

2）测井曲线预处理是标定老井时深关系的前提。萨中开发区高台子老井没有密度曲线，而所测得声波曲线质量较差，不能直接用于合成记录制作。但一次加密井、二次加密井和高台子老井的钻遇深度较大，是标定高台子油层时深关系的首选对象。因此，必须做好老井的测井曲线预处理。

3）慎重选择测井曲线预处理方法，并做好处理结果的质量分析。测井曲线预处理的方法很多，每套方法解决问题的侧重点不同。如果不能抓住测井曲线的主要矛盾选择预处理方法，往往达不到处理要求。因此在确定预处理方法之前，应仔细分析目标曲线存在的问题，选择合适的方法，并把处理结果与测井质量较好的邻井作对比，分析预处理结果的可靠性。只有这样，才能保证时深标定的可靠性。