测井技术蚀变地层孔隙度的办法

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇测井技术蚀变地层孔隙度的办法范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

0引言利用测井资料计算储层的孔隙度是测井定量评价技术中最成熟和最重要的组成部分［1］，也是计算渗透率、含油饱和度等其他物性参数的基础。岩心刻度方法是目前最为常用的一种孔隙度计算方法，其通过岩心分析孔隙度和孔隙度测井值进行线性回归的手段建立孔隙度计算模型。该方法将同种岩性骨架参数视为固定值，但在实际地层中，岩石往往是由多种矿物构成，即使同种岩性的连续地层也是由特定的几种主要矿物按照不同比例组合而成。因此，采用岩心刻度方法计算的孔隙度值有时与岩心分析孔隙度值存在比较明显的误差，并且该方法依赖于所取岩心的数量是否具有统计意义及岩心分析结果的可靠性。薄片分析表明，准噶尔盆地X1、X2等井区夏子街组存在热液蚀变地层，蚀变作用主要以碳酸盐化、硅化和泥化作用为主，继而衍生出多种次生热水矿物，如白云石、方解石、次生石英，黄铁矿、水云母和沸石等。不同的蚀变类型和蚀变程度加大了岩石骨架参数选择的准确性，利用岩心刻度方法得到的孔隙度计算值难以反映岩石真实孔隙度。本文提出一种通过主成分分析技术连续提取岩石变骨架参数进而计算孔隙度的新方法。

1蚀变地层孔隙度计算方法

1．1主成分分析（PCA）主成分分析（PCA）是由Hotelling提出的一种多元统计分析方法，其基本思想是通过降维将众多相关性变量转化为少数几个非相关的主成分因子，使多维数据信息矩阵映射到低维空间中，以表征被研究对象的综合信息［2］。该方法优点在于它不是对原始变量个数的取舍，而是将所有变量的信息进行重组、降噪以提取最具代表性的主成分，且已被广泛应用于金融、生物、环保、体育等众多领域。在石油勘探开发方面，基于主成分分析的各种数学方法在岩性识别、流体性质识别和储集层分类评价等方面均取得了良好的应用效果［3－5］。值得注意的是，应用主成分分析技术提取的前m个主成分反映的是大部分样本在低维空间中的相对位置，能够客观反映出彼此间的差异性，而仅使用综合主成分进行分析则有可能破坏这些样本间的差异性，导致分析结果不可靠［6］。

1．2变骨架参数提取方法基于薄片分析显示碳酸盐矿物和次生石英比较发育的事实，将纯白云岩、石灰岩、砂岩、典型泥岩段和连续热液蚀变地层的测井组合参数一起进行主成分分析。尽管黏土矿物骨架参数较难确定而不在主成分分析样本集合中，但3种纯矿物在样本集合中（包括典型泥岩段测井数据）的分布趋势仍能基本反映热液蚀变地层骨架参数的变化规律。在累计方差贡献值最大响应的基础上，通过大量测井组合参数的主成分提取效果对比分析，最终选取等效弹性模量（Ec）、中子－密度视石灰岩孔隙度差异值（Δ）和骨架中子（N）值作为主成分分析的原始变量类型，式（1）至式（3）为各参数表达式。表1为主成分分析效果统计表；表2为计算3种纯矿物Ec、Δ和N所选取的骨架参数值。特征值大于1的原则。由表1可知，本次提取的2个主成分参数F1和F2的累积方差达到99．957％，即F1、F2的2个主成分可以对所有样本数据中的99．957％具有解释能力，F1、F2的表达式为

2应用效果分析

由于蚀变作用类型较多且发育程度各不相同，导致应用岩心刻度建立的密度孔隙度模型，密度、声波二元统计回归建立的双孔隙度模型得到的孔隙度（1和2）均比本文所述方法的孔隙度计算值（）精度低（见图9和表3）。因为F1和F2是通过与岩性相关的复合参数获得，即F1、F2在主成分分析中的分布趋势能够体现不同骨架参数之间的差异性，所以应用本文所述方法能够提取热液蚀变地层连续变化的骨架参数，进而达到求取孔隙度的目的。该方法避免了先区分岩性再分别建立孔隙度模型的繁琐步骤，体现了其在计算孔隙度方面快速、准确的优点。

3结论

（1）针对准噶尔盆地西北缘X1、X2等井区夏子街组发育的热液蚀变地层，由于蚀变类型和蚀变程度等差异，造成岩心刻度方法和二元统计回归方法在求取孔隙度时存在不可避免的计算精度问题。

（2）在通过薄片分析资料基本掌握热液蚀变地层矿物学总体特征的前提下，将白云岩、石灰岩、砂岩、典型泥岩段和连续热液蚀变地层的Ec、Δ和中子（N）值经主成分分析技术后，可有效提取岩石骨架参数。

（3）应用补偿岩性和流体的孔隙度计算方程能够较好地提高计算精度，避免区分岩性后再分别建立孔隙度模型的繁琐步骤。式中，F1、F2分别为主成分1和主成分2，无量纲；Ec、Δ和N珡分别为标准化处理后的等效弹性模量、中子－密度视石灰岩孔隙度差异值和骨架N值。图1为典型热液蚀变地层、泥岩段和3种纯矿物的主成分F1与F2交会图。分析可知，在热液蚀变地层中，随着F1的减小，蚀变类型向泥岩分布区图1主成分F1与F2交会图过渡，表明泥化作用逐渐增强。碳酸盐化蚀变程度则随着F2的增加而变强。需要说明的是，热液流体性质演化规律决定了泥化作用多以伴生关系与硅化作用同时赋存于热液蚀变地层，研究中以硅化地层代替硅化、泥化共存的热液蚀变地层，而碳酸盐化为主的热液蚀变地层中泥化作用特征则不明显［8］。将白云岩、石灰岩和砂岩的骨架参数与根据式（4）和式（5）计算得到的F1、F2分别建立交会图。由于3种纯矿物F1、F2是与热液蚀变地层、典型泥岩段一起通过主成分分析得到，因此，其变化规律能够反映不同蚀变地层骨架参数的响应特征。通过多项式拟合得到变骨架参数的计算模型（见图2至图7），连续变化的骨架参数则可通过热液蚀变地层计算的F1、F2插值得到。1．3孔隙度模型选择通过F1、F2得到变骨架参数后可按式（6）至式（8）计算孔隙度。经实际资料处理表明，应用F1得到的骨架中子和声波、F2得到的骨架密度计算的孔隙度与岩心分析孔隙度及核磁孔隙度非常接近，且孔隙度计算值与核磁孔隙度变化规律趋势基本保持一致（见图8）。因此，可将主成分技术提取的骨架w为地层水密度，取1g／cm3；w为地层水含氢指数，取1。主成分个数的选取一般按照累积方差≥85％或