基于神经网络模型的生物扰动碳酸盐岩储集层识别与孔隙度预测——以塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层为例

塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层非常发育,但利用常规测井数据识别生物扰动储集层发育段和准确预测孔隙度难度较大。本文在对研究区16口取芯井奥陶系岩芯上生物扰动区域扰动等级划分的基础上,通过岩性标定测井,优选常规测井参数,基于BP神经网络模型分别建立了适合研究区生物扰动碳酸盐岩储集层识别和孔隙度预测的模型,并对建立的模型进行了有效性检验。结果表明：① 选择自然电位、自然伽马、井径、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、补偿中子和密度等常规测井数据作为生物扰动碳酸盐岩储集层识别模型输入层的参数值,生物扰动指数（Bioturbation Index, BI）作为输出结果;选取rprop、sigmoid symmetric和sigmoid stepwise函数分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为3、层数为3的神经网络识别模型,识别效果好,适用于研究区奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层的识别。② 选择自然电位、自然伽马、井径、声波、补偿中子和密度值等常规测井数据作为输入层的参数值,对应深度上岩芯柱塞孔隙度测试结果和利用孔隙度样品检验模型计算得出的孔隙度结果作为输出结果,选取incremental、gaussian和sigmoid分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为4,层数为3的生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙度预测模型,预测效果良好,适用于研究区奥陶系生物扰动储集层孔隙度的预测。该研究对定量表征研究区生物扰动储层特性、储量估算、油藏描述和储层地质建模等具有重要的借鉴意义。     

基于神经网络模型的生物扰动碳酸盐岩储集层识别与孔隙度预测——以塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层为例

塔里木盆地塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层非常发育,但利用常规测井数据识别生物扰动储集层发育段和准确预测孔隙度难度较大。本文在对研究区16口取芯井奥陶系岩芯上生物扰动区域扰动等级划分的基础上,通过岩性标定测井,优选常规测井参数,基于BP神经网络模型分别建立了适合研究区生物扰动碳酸盐岩储集层识别和孔隙度预测的模型,并对建立的模型进行了有效性检验。结果表明：① 选择自然电位、自然伽马、井径、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、补偿中子和密度等常规测井数据作为生物扰动碳酸盐岩储集层识别模型输入层的参数值,生物扰动指数（Bioturbation Index, BI）作为输出结果;选取rprop、sigmoid symmetric和sigmoid stepwise函数分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为3、层数为3的神经网络识别模型,识别效果好,适用于研究区奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层的识别。② 选择自然电位、自然伽马、井径、声波、补偿中子和密度值等常规测井数据作为输入层的参数值,对应深度上岩芯柱塞孔隙度测试结果和利用孔隙度样品检验模型计算得出的孔隙度结果作为输出结果,选取incremental、gaussian和sigmoid分别作为训练函数、隐含层和输出层的激活函数,建立节点数为4,层数为3的生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙度预测模型,预测效果良好,适用于研究区奥陶系生物扰动储集层孔隙度的预测。该研究对定量表征研究区生物扰动储层特性、储量估算、油藏描述和储层地质建模等具有重要的借鉴意义。     

塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明:(1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10～100μm3,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%～10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。     

塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析*

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明: (1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10~100μm³,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%~10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。     

塔河油田奥陶系生物扰动型储集层的三维重构及启示意义*

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组生物扰动型储集层发育。在岩心观测的基础上,通过典型岩样切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜和X射线显微镜观测以及XRD测试分析,对研究区奥陶系生物扰动型储集层的发育特征进行了研究。研究区奥陶系可识别的生物扰动分为2类,分别是 Thalassinoides和Helminthopsis,但以Thalassinoides最为发育,扰动体积可达90%;生物潜穴充填物以白云石颗粒为主,可达90%以上;宿主围岩为泥晶灰岩。随着塔河油田早—中奥陶世海侵、海退沉积环境的变化,生物潜穴的发育呈现出明显的周期性演化规律。在综合提取生物扰动型储集层特征信息的基础上,以沉积学和遗迹学理论为指导,应用3ds Max软件对研究区奥陶系生物扰动型储集层进行了三维重构。该研究虚拟再现了塔河油田生物扰动型储集层的内部结构与微观特征,不仅为后续研究这类储集层的宏观非均质性与微观各向异性、定量表征该类储集层微观尺度上的渗流特征奠定了基础,而且还为完善塔河油田奥陶系油藏模型提供了一种新思路。     

塔河油田奥陶系生物扰动型储集层的三维重构及启示意义

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组生物扰动型储集层发育。在岩心观测的基础上,通过典型岩样切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜和X射线显微镜观测以及XRD测试分析,对研究区奥陶系生物扰动型储集层的发育特征进行了研究。研究区奥陶系可识别的生物扰动分为2类,分别是Thalassinoides和Helminthopsis,但以Thalassinoides最为发育,扰动体积可达90%;生物潜穴充填物以白云石颗粒为主,可达90%以上;宿主围岩为泥晶灰岩。随着塔河油田早—中奥陶世海侵、海退沉积环境的变化,生物潜穴的发育呈现出明显的周期性演化规律。在综合提取生物扰动型储集层特征信息的基础上,以沉积学和遗迹学理论为指导,应用3ds Max软件对研究区奥陶系生物扰动型储集层进行了三维重构。该研究虚拟再现了塔河油田生物扰动型储集层的内部结构与微观特征,不仅为后续研究这类储集层的宏观非均质性与微观各向异性、定量表征该类储集层微观尺度上的渗流特征奠定了基础,而且还为完善塔河油田奥陶系油藏模型提供了一种新思路。     

碳酸盐岩中生物潜穴充填特征及其诱导孔隙演化规律——以豫西奥陶系马家沟组三段为例

豫西奥陶系马家沟组三段碳酸盐岩中生物潜穴十分发育。在野外露头实地观测的基础上,利用偏光显微镜、阴极发光显微镜及扫描电镜对研究区碳酸盐岩中生物潜穴的充填特征及其诱导孔隙演化规律进行了研究。结果表明:1）研究区奥陶系碳酸盐岩中生物潜穴多呈全充填和半充填,潜穴充填物主要以白云石和方解石为主,局部生物潜穴呈现未充填状态;2）生物潜穴诱导发育的孔隙,主要有溶蚀孔隙、微裂隙两种类型,在生物潜穴与围岩两者的交界处尤为发育;3）生物潜穴孔隙的发育主要受埋藏白云化作用与海西早期和印支期以来的表生溶蚀作用的影响,浅埋藏白云化作用对晶间孔隙起到促进作用,海西早期的表生溶蚀形成了潜穴中大部分的溶蚀孔隙;4）生物潜穴的选择性溶蚀主要受潜穴中白云石充填物结晶程度的影响,宏观上的选择性溶蚀可划分为四个阶段,微观上的选择性溶蚀主要是粒间孔在流体的作用下逐渐扩大所形成。     

生物扰动油气水储层的研究现状及展望全文替换

【目的】在油气水储层中，生物扰动通过改变原生沉积组构降低或提高地层的孔隙度和渗透率，进而影响储层物性和流体流动特征。【方法】为了调研生物扰动储层的研究现状及进展，结合前人和笔者团队近年的研究成果，系统梳理和归纳总结了生物扰动油气水储层的储集空间类型、孔隙结构特征、储层介质类型、流体传输特征、储层类型及其属性特征。【结果】（1）生物扰动储层的储集空间类型包括：原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔和晶间孔等；（2）生物扰动储层可划分为双孔隙度生物成因储层介质和双渗透率生物成因储层介质，两类储层介质在生物潜穴类型、运移动力、流体传输特征、沉积环境等方面存在不同程度的差异；（3）生物扰动储层包括界面控制的生物扰动储层、非界面控制的生物扰动储层、边界不清晰的生物扰动储层、隐蔽性生物扰动储层、成岩成因的生物扰动储层五种类型，潜穴充填物和基质渗透率比、生物扰动强度和连通性、生物潜穴表面积、潜穴的构型特征是影响生物扰动储层岩石物性的主控因素。【结论】尽管生物扰动储层的共同特征已被充分记录，但国内外对于生物扰动储层的研究还处于初级阶段，但可预见的是加强生物扰动储层的研究对丰富储层地质学理论，实现油气增储、上产...     

碳酸盐岩储层渗透率预测

碳酸盐岩渗透率受岩石结构控制,而岩石结构是沉积和成岩共同作用的结果,碳酸盐岩储层渗透率的定量计算和预测是高效开发碳酸盐岩气田的重要依据.同传统指数模型、Winland-Pittman模型、Garman-Kozeny模型、Bryant-Finney模型相比,一般渗透率计算模型更能将岩石渗透率和地质参数有机地联系起来.采用一般渗透率模型,根据岩石原始水饱和度测定数据和薄片孔隙度,再结合钻井岩芯、岩屑和常规测井(自然伽马和深侧向电阻率)等资料,将岩石结构数与岩石物性及沉积旋回联系起来,对四川盆地某探井鲕滩气层的渗透率进行了定量计算,进而分析储层段渗透率垂向变化和沉积旋回间的关系,为在高频层序旋回内精确选定开发层段提供了可靠依据.     

塔河油田八区奥陶系碳酸盐岩缝洞储层测井识别研究

塔河油田八区奥陶系碳酸盐岩储集层具有基质致密、缝洞发育、纵横向强非均质性等突出特点,根据15口井取心井段的岩心观察、钻井资料、测井资料、FMI成像测井资料及试油资料对该地区奥陶系碳酸盐岩储层中的缝洞体系进行识别。在对测井资料标准化、归一化等预处理计算的基础上,提取8个常规测井特征参数,识别出5种类型储集层的典型电性响应特征,作为缝洞体系的常规识别标准,建立研究区储集层测井分类识别模型,通过对比和检验,获得了较高的识别符合率,为塔河油田复杂碳酸盐岩储层识别和流体类型识别提供了一种实用、高效的方法。     

黔中息烽磷矿床成矿环境、成矿作用及成矿模式探讨*

息烽磷矿是贵州地区震旦纪陡山沱期磷矿的重要组成部分,以矿层厚、品位高、断裂构造发育、叠层石丰富而独具特色。通过对矿床地质特征及矿床地球化学特征综合研究认为,从陡山沱组底到顶气候经历温湿—干热—湿热变化,海平面对应经历了海进—海退—海进,其内的磷块岩和磷质岩是在热水沉积作用、生物作用和正常海水沉积作用等共同作用下形成于前滨—临滨环境。综合以上,反演息烽陡山沱期成矿过程,发现矿床经历了“海进—海退—海进”三阶段成矿,在陡山沱早期海进阶段形成下矿层,随后的海退阶段和海进阶段形成上矿层。空间上,2矿层之间夹白云岩,且交于靠黔中古陆一侧,当第2次海进越过第1次海进的前滨—临滨位置后,只形成上矿层,是开阳、息烽磷矿床1层矿体形成的对应部位。瓮福磷矿床有2层矿体,对应处于经历了“三阶段成矿”的前滨—临滨部位,且瓮福磷矿成矿时的位置高程明显低于息烽磷矿、息烽磷矿略低于开阳磷矿,通过岩性特征对比,与实际基本吻合。因此,在对陡山沱期的磷矿进行成矿预测和找矿勘查中,与息烽磷矿床相似的黔中及附近区域的动态前滨—临滨环境,均为磷矿床的找矿靶区,利用“三阶段成矿”形成相交的2矿层特点,可高效对已知矿床、矿化点和前滨—临滨带周围进行成矿预测。     

普光地区碳酸盐岩储层孔隙类型测井识别及孔渗关系

普光地区长兴组和飞仙关组碳酸盐岩储层孔隙度与渗透率之间没有严格通用的数学关系,导致储层渗透率计算具有很大困难.通过对该地区测井资料、常规薄片、铸体薄片和岩心物性等资料进行分析,表明碳酸盐岩孔隙类型是影响孔渗关系的主要因素.基于常规测井资料构造出对孔隙结构比较敏感的测井特征:声波时差与密度比值和深浅侧向电阻率比值,可用于对该地区碳酸盐岩孔隙类型进行识别,再针对不同的孔隙类型建立相应的孔渗关系模型,用于计算该地区储层渗透率.实例资料处理结果表明,模型计算渗透率与岩心分析渗透率符合较好,且井间规律具有一致性,基于孔隙结构建立的储层孔隙度与渗透率模型能较好地确定储层渗透率.      

基于机器学习和测井数据的碳酸盐岩孔隙度与渗透率预测

准确预测碳酸盐岩储层孔隙度和渗透率对于碳酸盐岩油气藏储层评价具有重要意义。碳酸盐岩储层裂缝与溶孔广泛发育,基于经验公式从测井曲线预测储层孔隙度和渗透率具有较大误差。以中东某碳酸盐岩油藏为研究对象,选取914块取心井岩心,测定孔隙度与渗透率,利用随机森林（RF）、K-近邻（KNN）、支持向量机（SVM）和长短期记忆网络（LSTM）4种不同机器学习方法,通过测井数据进行孔隙度与渗透率预测,优化机器学习参数,筛选出适用于碳酸盐岩油藏的测井孔隙度与渗透率预测方法。研究结果表明：4种机器学习方法预测储层孔隙度结果差异不大,通过调整输入参数种类,可进一步提高孔隙度与渗透率预测效果,当以补偿中子（NPHI）、岩性密度（RHOB）和声波时差（DT）3种测井参数数据作为输入时,基于LSTM的储层孔隙度预测精度最高,孔隙度预测结果均方根误差（RMSE）为4.536 2;由于碳酸盐岩储层的强非均质性,基于机器学习的测井储层渗透率预测效果较差,相对而言,仅以NPHI作为机器学习输入参数时,基于RF的储层渗透率预测精度最高,渗透率预测结果的RMSE为45.882 3。     

塔中地区碳酸盐岩与碎屑岩储层物性差异及主控因素

通过对塔里木盆地塔中地区55口探井的岩心观察及200多张铸体薄片的鉴定,分析了92口探井的孔渗、岩石压汞及测井解释成果,及其石炭系—志留系碎屑岩储层与奥陶系碳酸盐岩储层之间物性特征的差异,结合地质背景讨论了造成这些差异的主控因素。结果表明研究区碎屑岩储层总体为低孔低渗—中孔中渗,碳酸盐岩储层总体为低孔低渗—特低孔特低渗,两类储层的孔隙度、渗透率和孔喉半径三个物性特征参数之间的相关性完全不同。原始沉积作用是两类储层物性差异形成的基础,宏观上体现在储层沉积相带的不同,微观上体现在储层矿物组分、结构的差异;后期成岩作用,包括压实、溶蚀、胶结及构造裂缝改造是两类储层物性差异形成的关键,相对于碎屑岩储层物性参数大小的改变,碳酸盐岩储层物性受溶蚀、胶结、构造裂缝改造的影响较大,相对而言受压实作用的影响较小。两类储层物性差异主控因素的对比研究表明碎屑岩储层应侧重于优质沉积相带中原生孔隙油气勘探;碳酸盐岩储层应侧重于次生孔隙油气勘探。     

用俘获截面解释碳酸盐岩储层孔隙度的方法研究

塔河油田主要为碳酸盐岩储层,裂隙、缝洞发育,影响常规测井数据的获取和准确性。当不能获得常规测井数据时,可由PND测井的俘获截面SIGMA解释储层孔隙度。根据CATO与饱和度和孔隙度的关系,对SIGMA进行了饱和度校正。计算的孔隙度与CNL有更好的一致性,相关系数高达0.91,证明了SIGMA与CATO联合计算孔隙度方法的有效性,为碳酸盐岩储层裂隙、缝洞发育时的孔隙度解释提供了一种行之有效的方法。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系数字岩心图像中生物扰动的定量表征*

生物扰动对塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩“基质储集体”储集性能的改造效应具有重要影响。以塔河油田奥陶系岩心为研究对象,利用Adobe^® Photoshop^® CS6软件提供的生物扰动数字图像分析软件包,对岩心数字图像中生物扰动区域进行了识别和定量表征。结果表明: (1)在生物扰动数字图像分析软件包提供的方法中,“相似像素选择法”和“魔棒法”是对生物扰动识别与定量表征最为有效的方法,但二者适用范围不同;(2)“相似像素选择法”适用于生物扰动程度较大,单个形体相对较小且离散度相对较高的情况:当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较大时,应用“选取相似”操作效果最好;而当生物扰动充填物和围岩基质边界对比度较小时,应用“色彩范围”操作识别效果最好;这2种操作都仅能执行1次;(3)“魔棒法”对于识别生物扰动区域形体大而分布连续,且充填物颜色不同的情况具有独到优势;该方法可以通过多次重复操作以及调整“容差”来提高生物扰动区域与围岩基质的识别度。该研究对从生物成因角度解释碳酸盐岩“基质储集体”的非均质性与分布规律、实现增强储集性能生物扰动属性表征、丰富海相碳酸盐岩储集层地质学理论、指导该类油气藏远景勘探和储量计算以及选择合理的开发方案等具有重要意义。     

碳酸盐岩储层测井评价方法

从碳酸盐岩储层类型划分、储层参数表征、流体性质判别到数学方法的应用等4个方面,系统总结厘定了国内外碳酸盐岩储层测井评价的方法技术,通过对比分析各种评价方法可知:根据一定的数学算法,综合利用常规测井和成像测井不仅能很好地识别储层类型,而且能实现对储层参数的半定量、定量计算评价。利用常规测井和测井新技术资料(电测井和声波测井)计算出缝洞储层的各项物性参数,在此基础上,结合常规测井、核磁共振测井和偶极横波测井能进一步判别出流体性质。通过与岩心分析结果比较,该储层参数计算方法不仅有效,而且简单可行。数学算法和测井新技术资料在复杂碳酸盐岩储层评价中发挥不可替代的作用,能解决复杂碳酸盐岩储层的计算评价问题。以碳酸盐岩储层特征及流体性质为切入点,结合各种地质、地震和测井资料,借助数学算法,准确地识别储层类型与判别流体性质,并精确求解碳酸盐岩储层特别是缝洞储层的物性参数,将是碳酸盐岩储层测井评价的重点及发展方向。     

Logging Evaluation of the Ordovician Carbonate Reservoir Beds in the Lungudong Region,Tarim Basin

<正>In recent years,great progress has been made constantly in oil and gas exploration in the Lungudong region of the Tarim Basin.However,progress has been slow in the evaluation of its main oil-producing horizons-the Ordovician carbonate reservoir beds.Based on previous researches and on the various data such as drilling,geology and oil test,in combination with the interpretation of each single-well imaging and conventional logging data,and through analysis and comparison,the identification methods in imaging and conventional logging for four types of carbonate reservoir beds in this region are summarized in this paper.Calculation formulas for four reservoir bed parameters,i. e.shale content,porosity,permeability and oil saturation in this region are proposed;and reservoir beds in this region are divided into three levels(Ⅰ,ⅡandⅢ) by combining oil test data and logging data,The lower limits of the effective porosity of reservoir beds and the fracture porosity of effective reservoir beds are determined as 1.8%and 0.04%,respectively.The physical property parameters are calculated by conventional logging curves,and the most advantageous areas for reservoir development are predicted comprehensively.On the plane,the high-value zones of reservoir bed parameters are mainly concentrated in the N-S-trending strike-slip fault,the Sangtamu fault horst zone and near the LG38 well area;vertically,the reservoir bed parameters of the Yijianfang Formation are better than those of the Yingshan and Lianglitage formations.