Z區(qū)塊測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化方法

紀(jì) 智， 張慶國(guó)， 孫德瑞

(1．東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶163318;2．陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，西安710075)

Z 區(qū)塊屬于扶余油田開發(fā)老區(qū)塊，多年來(lái)，由于其勘探開發(fā)過(guò)程中使用的國(guó)內(nèi)外儀器不斷更新，致使測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)既存在以3700、5700 為主的引進(jìn)測(cè)井系列，也存在JD581、多線型、大數(shù)控、小數(shù)控等國(guó)產(chǎn)測(cè)井系列，測(cè)井分辨率及測(cè)井精度均有很大差別，在一定程度上影響了測(cè)井解釋結(jié)果及儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，有必要對(duì)不同測(cè)井系列、不同年代測(cè)井資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法較多，如均值校正法、直方圖校正法、趨勢(shì)面分析法等［1］，筆者根據(jù)扶余油田Z區(qū)塊現(xiàn)狀，分別采用直方圖法、趨勢(shì)面分析法及直方圖法與趨勢(shì)面分析法相結(jié)合的方法(結(jié)合法)對(duì)其測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，為該區(qū)塊的測(cè)井解釋及儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

1 測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法

1.1 頻率直方圖法

頻率直方圖法是將不同井標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井取值劃分成若干段，分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)井標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井?dāng)?shù)量落入各段的頻次，以此繪制各個(gè)井的頻率直方圖，并與關(guān)鍵井的標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井值比較［2］的方法。該方法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層的頻率直方圖峰值或是其頻率分布應(yīng)基本保持不變的情況，以關(guān)鍵井的頻率直方圖作為判別標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算分析將所有井的曲線值校正至統(tǒng)一刻度范圍［3］。

1.2 趨勢(shì)面分析方法

1.2.1 基本原理

運(yùn)用數(shù)學(xué)方程擬合曲面表示地質(zhì)數(shù)據(jù)區(qū)域的變化趨勢(shì)，該曲面即為趨勢(shì)面［4］。這種由趨勢(shì)面匹配地質(zhì)數(shù)據(jù)的方法就稱為趨勢(shì)面分析法。趨勢(shì)面分析法的基本思路是，建立適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井響應(yīng)多項(xiàng)式趨勢(shì)面，并認(rèn)為它與原始地層趨勢(shì)面具有一定的一致性，如果趨勢(shì)分析的殘差值僅僅是隨機(jī)變量，則認(rèn)為是由測(cè)井刻度誤差造成的;如果存在一組異常的殘差值，這組異常值則可能是由巖性的局部變化引起的［5］。在標(biāo)準(zhǔn)層選擇合理的條件下，趨勢(shì)分析所得的殘差值即地質(zhì)參數(shù)空間的隨機(jī)變量。

1.2.2 處理過(guò)程

趨勢(shì)面分析法的處理過(guò)程:首先讀取每口井各類測(cè)井曲線在標(biāo)準(zhǔn)層的值，然后繪制頻率直方圖，并確定其分布頻率和峰值，將該峰值作為標(biāo)準(zhǔn)層的特征峰值，進(jìn)行趨勢(shì)面法校正，得到趨勢(shì)值和殘差值，從而得到校正量。

標(biāo)準(zhǔn)化校正量的計(jì)算式為

式中:Zq、Zh——標(biāo)準(zhǔn)化前后的測(cè)井響應(yīng)值;

Zc——趨勢(shì)面分析后的殘差值。

1.2.3 趨勢(shì)函數(shù)擬合次數(shù)選擇

趨勢(shì)函數(shù)擬合次數(shù)選擇關(guān)系到趨勢(shì)面分析法進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理的準(zhǔn)確性和合理性。趨勢(shì)函數(shù)擬合次數(shù)選擇過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，均會(huì)影響該方法對(duì)測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理的準(zhǔn)確性。擬合次數(shù)選擇一般遵循以下條件:

(1)區(qū)域地質(zhì)模型和測(cè)井相應(yīng)特征具有一致的趨勢(shì)，并認(rèn)為這一區(qū)域地質(zhì)模型的選擇與標(biāo)準(zhǔn)層的埋深有關(guān)。

(2)擬合度的高低影響趨勢(shì)面總信息量的多少，但它不能作為評(píng)判趨勢(shì)面分析效果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。通常，擬合度會(huì)隨著擬合次數(shù)的不斷增加而增大，當(dāng)擬合次數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，擬合度就會(huì)隨著擬合次數(shù)的增大而逐漸降低，擬合度和擬合次數(shù)成正弦曲線關(guān)系，所以，正弦曲線頂點(diǎn)處的擬合次數(shù)即為最佳次數(shù)。

2 研究區(qū)概況及關(guān)鍵井與標(biāo)準(zhǔn)層確定

2.1 研究區(qū)概況

扶余油田Z 區(qū)塊位于松遼盆地南部中央凹陷區(qū)東緣、扶新隆起帶扶余三號(hào)構(gòu)造上，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的多高點(diǎn)穹隆背斜，油藏主要受構(gòu)造控制，屬于裂縫性低滲透構(gòu)造砂巖油藏。油田開采的主要目地層為泉頭組四段的扶余油層，地層劃分為四個(gè)砂巖組、13 個(gè)小層，儲(chǔ)層是以粉砂巖和細(xì)砂巖為主的穩(wěn)定巖層［6－7］。油田斷層多、斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，油藏埋淺、油層多分布在構(gòu)造高點(diǎn)且多而薄，物性差異大，油層層間、層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重，水驅(qū)效果較差。

2.2 關(guān)鍵井與標(biāo)準(zhǔn)層確定

對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，首先選擇關(guān)鍵井，然后確定研究區(qū)內(nèi)地層厚度大且平面上分布廣泛、巖性與測(cè)井響應(yīng)特征標(biāo)志明顯的目的層為標(biāo)準(zhǔn)層。

關(guān)鍵井選擇須具備四個(gè)條件，第一，測(cè)井曲線相對(duì)較全;第二，有比較詳細(xì)的取芯資料和分析化驗(yàn)資料;第三，有較好的地質(zhì)控制因素;第四，井眼相對(duì)較好［8］。通過(guò)對(duì)研究區(qū)域的取芯資料與測(cè)井資料的分析，在地層精細(xì)劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)上，選用目的層3700 測(cè)井系列和5700 測(cè)井系列的井作為關(guān)鍵井。

標(biāo)準(zhǔn)層是指基本覆蓋全區(qū)、厚度較厚、巖性單一、電性特征明顯的非滲透性儲(chǔ)集層［9］，其一般應(yīng)符合下列條件:

(1)在目的層的上部、下部或者中間的位置。

(2)受油氣和孔隙度等影響相對(duì)較小的非滲透性儲(chǔ)集層，如硬石膏、致密的石灰?guī)r或者較純的頁(yè)巖。

(3)測(cè)井曲線在橫向上比較穩(wěn)定或者有規(guī)律變化，在縱向上厚度分布相對(duì)集中，一般都不小于5 m。

(4)巖性變化不大，所含雜質(zhì)較少。

(5)在深度上不會(huì)有太大變化，如深度上有較大變化，則須進(jìn)行分段處理。

由于此次研究的目的層段是河流、三角洲沉積體系，經(jīng)綜合對(duì)比分析，選取泉四段沉積時(shí)期松遼盆地南部最大湖泛形成的穩(wěn)定泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)層段，其厚度約為5～10 m。

3 結(jié)果與討論

3.1 測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

3.1.1 頻率直方圖法

選取研究區(qū)內(nèi)測(cè)井曲線比較全且均為3700 測(cè)井系列和5700 測(cè)井系列的67 口井作為關(guān)鍵井，讀取深側(cè)向電阻率值，同時(shí)選取泉四段沉積時(shí)期松遼盆地南部最大湖泛形成的穩(wěn)定泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)層，分別讀取曲線的最大值、最小值和平均值，并利用深側(cè)向電阻率(ρRLLD)的平均值作出頻率分布直方圖，如圖1 所示。由圖1 可以看出，研究區(qū)內(nèi)深側(cè)向電阻率均值為5.883 Ω·m。將67 口井的深側(cè)向電阻率值均校正到同一參考點(diǎn)，即研究區(qū)內(nèi)均值，從而得到深側(cè)向電阻率校正量系數(shù)(K)的頻率分布直方圖，如圖2 所示，校正系數(shù)均分布在0.85～1.05 之間，校正系數(shù)均值為1.013。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層深側(cè)向電阻率直方圖Fig．1 Standard lateral resistivity layer depth histogram

圖2 深側(cè)向電阻率校正量直方圖Fig．2 Deep lateral resistivity correction histogram

3.1.2 趨勢(shì)面分析法

該區(qū)塊油層標(biāo)準(zhǔn)化的最適合次數(shù)為三次，應(yīng)用MATLAB 軟件對(duì)研究區(qū)內(nèi)67 口井的深側(cè)向電阻率值進(jìn)行三次擬合，可以由擬合出的趨勢(shì)面方程計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井趨勢(shì)值，即得到經(jīng)趨勢(shì)校正后的測(cè)井值。圖3a 為深側(cè)向電阻率曲線標(biāo)準(zhǔn)層原始值，圖中深側(cè)向電阻率趨勢(shì)不明顯，可能是受到不同系列測(cè)井儀器的影響。圖3b 為趨勢(shì)值的平面等值線圖，可以看出，深側(cè)向電阻率有一定的規(guī)律性。

圖3 ρRLLD校正前后的趨勢(shì)面Fig．3 ρRLLD trend surface before and after correction

3.1.3 結(jié)合法

直方圖法與趨勢(shì)面法兩種方法均是在關(guān)鍵井和標(biāo)準(zhǔn)層的直接參與下完成的，理論上都可以獲得較好的效果，但實(shí)際校正過(guò)程中，由于目的層在沉積過(guò)程中，受到沉積環(huán)境和構(gòu)造作用的影響，不同井的標(biāo)準(zhǔn)層所反映出的頻率峰值和頻率分布并不相同，單獨(dú)采用直方圖法和趨勢(shì)面法會(huì)產(chǎn)生誤差。文中采用直方圖法與趨勢(shì)面分析法相結(jié)合的方法(結(jié)合法)，對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行校正。根據(jù)研究區(qū)域井資料，采用趨勢(shì)面分析法對(duì)泉四段上部標(biāo)準(zhǔn)層的深側(cè)向電阻率曲線進(jìn)行校正，并利用校正后的值進(jìn)行頻率直方圖法校正。根據(jù)其主峰值的分布特征，確定泉四段上部標(biāo)準(zhǔn)層電阻率峰值為6.5 Ω·m 左右，其他井逐一與之對(duì)比，采用平移法確定出其校正值，這就實(shí)現(xiàn)了測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化。圖4 為深側(cè)向電阻率校正量直方圖，經(jīng)過(guò)趨勢(shì)面法校正后的測(cè)井值再一次進(jìn)行直方圖法校正，其校正系數(shù)均值為1.012。

圖4 結(jié)合法深側(cè)向電阻率校正量直方圖Fig．4 Deep lateral resistivity correction histogram

3.2 效果分析

3.2.1 滲透率

分別利用直方圖法、趨勢(shì)面分析法和結(jié)合法對(duì)系統(tǒng)取芯井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并用標(biāo)準(zhǔn)化后的曲線進(jìn)行測(cè)井解釋，解釋后的滲透率(k1)與巖芯分析滲透率(k2)相關(guān)性如圖5 所示?？梢钥闯?，結(jié)合法解釋的滲透率比巖芯分析的滲透率相關(guān)性更好。

3.2.2 深側(cè)向電阻率與深度的關(guān)系

利用結(jié)合法對(duì)電阻率與深度(h)的關(guān)系進(jìn)行分析，其關(guān)系散點(diǎn)圖如圖6 所示。從圖中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)化前數(shù)據(jù)點(diǎn)比較分散，經(jīng)過(guò)校正之后，數(shù)據(jù)點(diǎn)明顯集中，并且靠近趨勢(shì)線，且深度對(duì)深側(cè)向電阻率值的影響均不大。

圖5 不同方法求解滲透率比較Fig．5 Comparison of different methods to solve permeability

圖6 標(biāo)準(zhǔn)化前后深側(cè)向電阻率值與深度的關(guān)系Fig．6 Standardized deep lateral resistivity values before and after relationship with depth

4 結(jié)束語(yǔ)

在多井研究中，大部分測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)是需要作標(biāo)準(zhǔn)化處理的，用以校正野外數(shù)據(jù)采集時(shí)的誤差和系統(tǒng)誤差。筆者分別采用頻率直方圖法、趨勢(shì)面分析法及頻率直方圖法與趨勢(shì)面分析法相結(jié)合的方法(結(jié)合法)對(duì)扶余油田Z 區(qū)塊測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。研究結(jié)果證明，該區(qū)塊宜采用結(jié)合法進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理，該方法減少了不同測(cè)井系列引起的誤差，為測(cè)井解釋和礦區(qū)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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