基于经验模态分解和能量熵判别的碳酸盐岩储集体测井识别方法

摘要

本发明公开了一种基于经验模态分解和能量熵判别的碳酸盐岩储集体测井识别方法，该方法从露头和岩心资料出发将碳酸盐岩储集体类型划分为溶洞型储集体、岩溶缝洞复合型储集体和微孔隙型储集体三类，明确了不同储集体的微宏观特征。用岩心资料、成像测井和阵列声波测井资料对单井储集体进行了标定，定性描述了不同储集体的典型测井响应特征。提出基于测井资料经验模态分解和能量熵判别分析的储集体自动识别方法，有效地提高了储集体识别的符合率。该方法摒弃了以往大都依靠单层取值的不确定性，更加细致地提取了层内测井响应的变化规律，有效地解决了碳酸盐岩油藏开发中储集体类型难以识别的难题。

主权项

一种基于经验模态分解和能量熵判别的碳酸盐岩储集体测井识别方法，其特征在于包括以下步骤：a储集体划分及基本特征将碳酸盐岩储集体划分为溶洞型储集体、缝洞复合型储集体和微孔隙型储集体，研究不同储集体的测井响应特征；b储集体测井识别标准的建立b1测井信号的经验模态分解：b11首先将地层进行分类,确定储集层；对地层从上到下分别处理，确定需要进行分析的井段后,找出该井段原始测井曲线s(t)的极大值和极小值点，拟合原始包络线并计算其均值，记为m₁(t)，得到第一个本征模态函数为：h₁(t)＝s(t)‑m₁(t)  (1)b12对第一个本征模态函数h₁(t)重复进行上述过程k次，直到h_1k(t)的平均值为0；这样，就得到了第1个本征模态函数分量c₁(t)，它代表原始信号s(t)中最高频率的分量h_1(k‑1)(t)‑m_1k(t)＝h_1k(t)  (2)c₁(t)＝h_1k(t)b13将c₁(t)从s(t)中分离出来，即得到一个去掉高频分量的差值信号r₁(t)，可得到残余函数r₁(t)＝s(t)‑c₁(t)  (3)b14将r₁(t)作为原始信号，重复步骤(1)、(2)和(3)，得到第2个本征模态函数分量c₂(t)，重复n次，得到n个本征模态函数分量c_n(t)，这样就有$\left\{\begin{array}{c}{r}_1\left(t\right)-c_2\left(t\right)=r_2\left(t\right)\\ M\\ r_{n-1}\left(t\right)-c_n\left(t\right)=r_n\left(t\right)\end{array}\right\}---\left(4\right)$b15当c_n(t)或r_n(t)满足终止条件时，循环结束，由式(3)和式(4)可得到$s\left(t\right)=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{c}_j\left(t\right)-r_n\left(t\right)---\left(5\right)$其中，r_n(t)为残余函数，而各个本征模态函数分量c₁(t)，c₂(t)，…，c_n(t)分别包含了信号不同时间特征尺度大小的成分；b2测井参数选取以及能量熵的计算：b21首先选取能有效反应储层变化的敏感测井曲线：深侧向电阻率、浅侧向电阻率、自然伽马、密度、中子孔隙度、声波时差；对各测井信号分别进行经验模态分解后可得到一系列本征模态函数，每个本征模态函数包括一个残余函数r_n(t)和n个本征模态函数分量c₁(t)，c₂(t)，…，c_n(t)；本征模态函数的能量E_i可由式(6)计算，E_i＝∫|c_i(t)|²dt,i＝1,2,L,n  (6)b22通过本征模态函数计算的能量E_i可以构成向量E＝[E₁,E₂,L,E_n]，对其进行归一化处理可得：E′＝[p₁,p₂,L,p_n]  (7)其中p_i＝E_i/E,i＝1,2,L,n；该测井信号的能量熵可写为：$H_{EN}=-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{p}_i\log p_i---\left(8\right)$b23选取测井数据进行计算，得到自然伽马、中子孔隙度、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、声波时差和密度的能量熵，分别表示为H_ENGR、H_ENCNL、H_ENRD、H_ENRS、H_ENAC和H_ENDEN；c基于Fisher判别的储集体类型划分采用Fisher方法对能量熵矩阵X＝[H_ENGR,H_ENCNL,H_ENRD,H_ENRS,H_ENAC,H_ENDEN]进行判别分析，得到每类储集体的判别公式：y_{溶洞型储集体}＝29.285×H_ENRS+12.201×H_ENRD+20.288×H_ENGR+27.426×H_ENDEN  (9)+12.309×H_ENCNL+15.66×H_ENAC‑9.829y_{缝洞复合型储集体}＝77.226×H_ENRS+30.819×H_ENRD+36.891×H_ENGR+21.766×H_ENDEN  (10)+28.818×H_ENCNL+26.115×H_ENAC‑31.909y_{微孔隙型储集体}＝114.053×H_ENRS+47.13×H_ENRD+47.938×H_ENGR+48.093×H_ENDEN  (11)+36.612×H_ENCNL+45.675×H_ENAC‑72.256在实际操作过程中，对每个储层段分别处理，得到能量熵并应用式(9)至式(11)计算到y_{溶洞型储集体}、y_{溶洞复合型储集体}和y_{微孔隙型储集体}，最大值所对应的类型就是所判别的储集体类型。