基于经验模态分解和能量熵判别的火成岩岩性识别方法——以春风油田石炭系火成岩储层为例

石 ib -b k f W j t A第39卷第4期OIL & GAS GEOLOGY2018年8月文章编号:0253 -9985(2018)04-0759-07doi：10.11743/ogg20180413基于经验模态分解和能量熵判别的火成岩岩性识别方法—以春风油田石炭系火成岩储层为例韩玉娇\袁超\范宜仁2,葛新民2,范卓颖3,杨文超4[1.中国石油勘探开发研究院测井与遥感所，北京100080; 2.中国石油大学(华东％地球科学与技术学院，山东青岛266580;3.中国石油大学（北京％地球科学学院，北京102249;4.中国石化胜利石油工程有限公司测井公司，山东东营257096]摘要:火成岩储层具有“喷发模式多样化、岩性成因多元化、矿物组合多变化”的特征，岩性精细识别难度大，严重制约了储层参数的计算及后续油气开发。

以准噶尔盆地春风油田石炭系储层为例，结合岩心和薄片等分析测试资料将储层发育的岩性分为5类：玄武岩、玄武质安山岩、安山岩、凝灰岩和火山角砾岩。

在明确不同岩性测井响应特征的基础上，采用“逐级剥离”的思想，利用交会图法识别出了凝灰岩和火山角砾岩。

针对较难识别的火山熔岩，引入经验模态分解算法将常规测井资料转化为多个频带的本征模态函数集，得到了各熔岩不同测井参数经验模态函数的能量熵，应用判别算法实现了火成岩岩性的精细识别。

区块应用结果表明：该方法岩性识别整体符合率高达93.7%，有效提高了岩性识别精度。

关键词：经验模态分解；能量熵;岩性识别；火成岩；春风油田中图分类号:TE122. 2 文献标识码:AIdentification of igneous reservoir litliology based on empirical modedecomposition and energy entropy classification:A case study ofCarboniferous igneous reservoir in Chunfeng oilfieldHan Yujiao1，Yuan Chao1，Fan Yiren2，G e Xinmin2，Fan Zhuoying3，Yang Wenchao4[1. Department o f Well Logging and Remote Sensing Technology，PetroChina Research Institute of PetroleumBeijing100080，China；2. School of Geosciences，China University o f Petroleum# East China)，Qingdao，Shandong266580，China；3. Colleg^e 〇o Geosciences，China University o Petroleum# Beijing)，Beijing102249，C hina；4. Shengli Well Logging Co. Ltd. ，SIN O PEC，D oogying，Shandong257096，China ]Abstract:Igneous reservoirs are characterized by diversity of eruption patterns and lithology geneses，and variat mineralogy assemblage.It i s really dificult to identify litliology in details，which in turn w ill greatly hinder tlie correct cal­culation of reservoir parameters，as w ell as subsequent hydrocarlD on development strategies.Therefore，the study took acase study of the carboniferous igneous reservoirs in Chunfeng oilfield，Junggar Basin.The lit reservoirs are basalt，basaltic andesite，andesite，tuff and volcanic breccias.A combination of core，thin tests’data were used in the study.Then the logging response characteristics of different lithologies w and volcanic breccia were identified w ith the cross plot technique and“progressive stripping”dentify volcanic lava，w e used the empirical mode decomposition algorithm to convert the convention m ultijole band sets of i ntrinsic mode functions，and atained the energy entropy of empirical mode function of various log­ging parameters for lavas.Then the precise identification of igneous litJiologies w as realized by us gorithm.In applying t he method to the block，w e found that the overall matching rate of the proposed method is93.7%，which has greatly improved the accuracy of litJiological identification.Key words：empirical mode decomposition，energy entropy，lithology identification，igneous rock，Chunfeng oilfield收稿日期:2017-08-29;修订日期:2018-06-25。

第一作者简介:韩玉娇（1990—％，女，博士研究生，测井方法原理与储层解释评价。

E-m ail:524167987@qq. com。

基金项目：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目（2015 A -3601 %。

760石油与天然气地质第39卷随着世界对油气资源需求量的持续增加，火成岩 油气 大家的[1_3]。

岩的性质、 发模式及后期构造成岩作用等，储层岩岩 ，化大，岩 为， 岩 火成岩储层评价中的 。

为 的岩方法是利测井 学等 [4_5]，的法 的 有限，有 。

在此发 测井 的 学 方法， 成 法、Fisher 判别法、神法 持向量机法等[639]。

方法对提， 大程 的 。

随着成像测井 测井技术的，可以岩石的 成分、结构构造等的图，大测井岩 的解释[1〇-12]，方法成 以 及。

EMD (模解）新型自号处理方法。

依据数据自身的时间尺度特征将号分解成一系列表征时间尺度的分量，与小波变换、傅里叶换具有本质差别，在处理非平稳随 号上具有独特优势[13-14]。

文针对准噶尔盆地石炭系火成岩储层岩、测井大的问题，弓丨EMD 算法，对测井曲线处理得到岩性的敏感信号，从而实现火成岩岩性的精确 。

1火成岩岩相特征及岩性分类准噶尔盆地西北缘期的火山活动、构造运动等因素的，该区内部普遍发育多期次岩性与岩旋回现象（图1%[15]。

依据岩石的成 构，结合区的薄片、岩心鉴定以及 测井等资料可将准噶尔盆地石炭系发育的岩为两大类:火山熔岩(玄武岩、玄武质安山岩和安山岩）和火山碎屑岩（凝 灰岩和火山角砾岩％。

岩的发育 控的 火成岩岩相，火山熔岩 发育在溢流相，以中为，从 的玄武岩到中性的安山岩，+=2含量依次增!凝灰岩发育在火山沉积相，以中酸性为主;火山角砾岩发育在爆发相，以中为主。

2火成岩测井响应特征依据研究区26 口有准确薄片定名及取心验证的火成岩井段 ，对玄武岩、玄武质安山岩、安山岩、凝灰岩和火山角砾岩5类岩性的 测井、成、岩心及图1准噶尔盆地西北缘火山机构及喷发模式Fig. 1 Volcanic edifice and eruption pattern in the northwestern margin of the JunggarBasin第$期韩玉娇，等.基于经验模态分解和能量熵判别的火成岩岩性识别方法761C A L /m 16120AC/^s -f r l ) 30j R M S L /(Q *m )|^ q q q 岩性剖面岩性发育相带成像岩心薄片深度G R /A P I 15〇19D E N /(g •c m -3汔 91 R_.m) 1 00045 C N L /% 151 酬。

.m ) 1 〇〇〇1 090A^J L1岩溢流相il lHIil lil lill!ri w w r f t P i > V J : :「V V i r i - ¥ ¥玄武质安山岩溢流相丨t v ?1 060 -[/1i|1!溢流相B H920 -1])■凝灰岩爆发相沉积相■1 210 -iri|火山角砾岩臟|龜_图2春风油田5类火山岩测井特征综合图Fig. 2 Logging characteristics of five kinds of volcanic rocks in Chunfeng oilfield薄片特征进（图2 )。

玄武岩岩心，成为 构造， 为发育， 薄片为构，以石、辉石质为主，孔表1春风油田不同岩性常规测井值分布范围Table 1 Distribution of conventional logging values fordifferent lithologies in Chunfeng oilfield岩性G R /A P I C N L/%D E N ?# g • c m -3 )A C ?#! - f t -1)R D /#" * m )玄武岩10~40 5 ~302.4~2.845 ~807 -120玄武安山岩10~4010-302.4〜2.755 ~8020 -51安山岩10~50 5 ~352.4~2.855 ~8014-103凝灰岩50~90 5 ~35 2.3~2.855 〜7086 ~1630火山角砾岩10~3035 ~552.0〜2.485 〜10013 ~21隙多为溶蚀、粒间孔隙;玄武质安山岩溶蚀 均较发育， 薄片岩石多具构，为石 石等，基质呈间 构，见杏构造，方解石、沸石等 ！安山岩溶蚀发育， 薄片岩石呈构， 为石量辉石组成，局部有石，气孔 质溶孔较为发育;凝灰岩岩心，发育少量 ，薄片显示凝灰结构和碎屑结构，孔隙空间为粒间孔隙、粒间，部青！火山角砾岩具角砾和碎屑构，基质以凝灰质为主，角砾多为安山、玄武岩等岩屑 组成，岩心及成像测井 溶蚀孔隙最为发育。