技术领域本发明一种基于迭代算法求解地层孔隙度的方法，利用联合体积物理模型和阿尔奇公式采用迭代算法求解含气储层孔隙度，为储层测井孔隙度的计算提供一种新的技术，属于地球物理勘探领域。
背景技术：
随着油气勘探开发程度的不断深入，目前勘探领域已逐渐从常规储层转向非常规储层。非常规油气藏的勘探与开发越来越受到重视；但是非常规储层的测井评价一直是储层评价的重难点。储层孔隙度的评价、描述是其中最关键、最核心的技术问题之一，非常规的特性使得储层流体对于测井响应的贡献变化较大，加之井眼等环境影响较大，使部分测井信息对于地层的反映失真，使得非常规储层测井流体识別及评价更加困难。储层孔隙是油气勘探开发的重要参数之一，其准确计算不仅是储层精细评价的关键，而且是石油、天然气等资源储量估算的关键，对于寻找油气储层有着重要的意义。当前计算储层孔隙度的方法很多，主要有三孔隙理论响应方程法、交会图法、基于岩心分析资料的单因素(声波时差、密度、中子)拟合法等。利用常规测井计算储层孔隙度时，对于常规地层，当储层孔隙中只含有油水两相时，考虑到油和水的密度以及纵波时差值差别不大，故可以采用岩心刻度法，即建立密度或纵波时差值与岩心分析孔隙度的对应关系来求取储层孔隙度。但对于非常规的含气储层，由于天然气与水的密度和纵波时差差别较大，不能在密度和纵波时差上将流体看做单一流体，如果继续使用岩心刻度法则可能使求出的孔隙度偏离真实孔隙度。针对此问题，本文发明提出利用考虑流体成分的岩石体积物理模型，再联合饱和度计算经典公式—阿尔奇公式，共同求解含气储层孔隙度。为了提高非常规气藏的勘探开发效率，准确地求取储层孔隙度显得尤为重要。对此，本发明首先将气体对流体密度和地层水电阻率的影响进行了分析，然后再建立相应的孔隙度计算模型。该优化的孔隙度测井解释方法，提高了现有非常规含气储层测井解释模型的精度，在研究区得到了很好的运用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了有效地克服非常规含气储层在测井孔隙度计算过程中，由于气、水性质的差异，若用岩心刻度法求取储层孔隙度，会导致计算的孔隙度值不能反映地层真实情况，对此，提出联合体积物理模型和阿尔奇公式的方法求解非常规含气储层的孔隙度。应用表明，该联合求解孔隙度的方法较简洁，且解释结果与经覆压校正后的岩心孔隙度吻合较好，满足非常规含气储层评价的要求，说明该方法是可靠、有效的。该方法可为非常规含气储层测井孔隙度计算提供一种新的技术。为实现上述目的，本发明的技术方案是：本发明一种基于迭代算法求解地层孔隙度的方法，首先将储层所含气体对流体密度和地层水电阻率的影响进行了分析，然后再建立相应的孔隙度计算模型。该优化的孔隙度测井解释方法，提高了现有非常规含气储层测井解释模型的精度，在实际资料处理中得到了很好的运用。方法包括以下步骤：1.建立基于密度的体积物理模型：由于受气层影响，声波测井曲线出现周波跳跃现象，导致孔隙度与声波测井值相关性差；由于骨架以及流体的中子值难以准确获取，且中子测井值受天然气的挖掘效应影响较大，故本发明选用密度测井来建立岩石体积物理模型。用密度测井值建立体积物理模型，首先必须要准确确定骨架密度和流体密度。①岩石骨架密度的确定：对研究区的薄片数据进行分析，统计其中各种矿物成分的含量，运用体积物理模型的方法求取岩石骨架密度，计算公式如下：B=Σi=1nBi·Vi---(1)]]>式中B、Bi—骨架密度、骨架各组成部分密度；Vi—骨架各组成部分占骨架总体积比例。②岩石流体密度的确定：流体密度可以直接通过实验模拟地层温压条件，来测量和计算得到单种流体或多种混合流体的密度及其他参数值。本发明同样选用体积物理模型的方法来计算岩石流体密度。③基于密度测井值的体积物理模型建立：依据气层的岩石体积物理模型，其密度测井的响应方程为经变换后可得：式中ρma、ρg、ρw和ρsh—分别为纯砂岩骨架、气体、地层水和泥质的密度；和—总孔隙度和含水体积；Sw—含水饱和度；Vsh—泥质含量。式(3)中有总孔隙度和含水体积两个未知参数，仅用一个体积物理方程无法全部求解。但需要注意的是，总孔隙度和含水体积之间存在一个含水饱和度Sw的关系，因此，可以联立阿尔奇公式，同时求出上述两个未知参数。2.基于阿尔奇公式的储层孔隙度模型：本发明提出应用阿尔奇公式计算储层孔隙度。运用阿尔奇公式求取含水饱和度的表达式为：两边同时取对数可得：将Sw进行转化后可得：通过岩电实验可得四个岩电参数a、b、m、n的值，且通过地层水分析资料可以求出地层水电阻率Rw。因此，式(6)中同样含有总孔隙度和含水体积两个未知参数，可以联合上式(3)共同求解两个未知参数。3.联合体积物理模型—阿尔奇孔隙度模型，采用迭代算法计算孔隙度：由上述可知，联立式(3)和式(6)两个方程后，可同时求解总孔隙度和含水体积两个未知参数。此外，由于式(6)中存在对数，故无法简单地求解这两个未知数。因此，本发明采用赋初值并以一定步长循环的原理对这两个未知数进行离散化数值求解，具体步骤是：(1)对总孔隙度赋初始值(2)对含水体积赋初始值然后以0.1为采样间隔，对含水孔隙度进行扫描取值，含水孔隙度的最大值为然后通过程序自动确定一组使得方程(3)和(6)误差最小的解，作为本次的数值最优解；(3)当循环结束；否则重复上述步骤②；(4)从②中提取出每组使得方程(3)和(6)误差最小的解优选出误差最小的一组解作为本文含水体积和总孔隙度的数值最优解。对某研究区的所有井壁取心的覆压校正后的测试孔隙度与本发明测井计算孔隙度之间的平均误差为5.81％，如图1所示。由此证实，基于本发明提出的孔隙度计算方法能够满足该区储层评价和储量计算的要求。本发明的优点：1、本方法所利用的基础数据完全来自于现场，资料的获取方便，容易；2、利用联合体积物理模型和阿尔奇公式采用迭代算法求解含气储层孔隙度，既有一定的理论依据，又有实际资料得出的统计规律，从而提高了计算的精度；3、该方法操作简单，实用性较强，且有较好的推广应用价值。4、能有效地克服非常规含气储层在测井评价孔隙度计算过程中，由于气、水性质的差异导致计算的孔隙度值不能反映地层真实情况，提高了非常规含气储层测井孔隙度计算的精度。附图说明图1本发明测井计算孔隙度和岩心覆压校正后孔隙度交会图具体实施方式本发明一种基于迭代算法求解地层孔隙度的方法，其方法具体实施包括以下步骤：1.建立基于密度的体积物理模型：首先必须要准确确定骨架密度和流体密度，通过对研究区的薄片数据进行分析，统计其中各种矿物成分的含量，运用体积物理模型的方法求取岩石骨架密度，岩石骨架密度计算公式如式(1)；通过实验模拟地层的温压条件，来测量和计算得到单种流体或多种混合流体的密度及其他参数值，同样选用体积物理模型的方法来计算岩石流体密度。然后依据气层的岩石体积物理模型，建立密度测井岩石体积物理模型，其密度测井的响应方程如式(2)。2.基于阿尔奇公式的储层孔隙度模型：运用阿尔奇公式求取含水饱和度的表达式如式(4)，对式(4)两边同时取对数可得式(5)，将将式(5)中的Sw进行转化后可得式(6)。式(6)中的四个岩电参数a、b、m、n的值通过岩电实验获取，地层水电阻率Rw通过地层水分析资料获取。3.联合体积物理模型—阿尔奇孔隙度模型，采用迭代算法计算孔隙度：由步骤1和2可知，联立式(3)和式(6)两个方程后，可同时求解总孔隙度和含水体积两个未知参数。由于式(6)中存在对数，故无法简单地求解这两个未知数，因此，本发明采用赋初值并以一定步长循环的原理对这两个未知数进行离散化数值求解。