多參數(shù)擬合曲線重構(gòu)在永樂油田X區(qū)塊測井解釋中的應(yīng)用

張明學(xué)，馮加志，鄒繼民

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163000； 2.海油能源發(fā)展工程技術(shù)公司中海油監(jiān)督中心， 天津 300000)

近年來，隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外油氣開采能力大幅提高，因此，單純的構(gòu)造沉積已經(jīng)無法起到完全指導(dǎo)的作用，油水關(guān)系、成藏模式以及油氣疏導(dǎo)運(yùn)移能力等都成為影響開發(fā)水平的重要因素，油水界限模糊、成藏模式不清楚，都將對(duì)實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)生巨大影響。永樂油田X區(qū)塊由于受斜坡帶影響，構(gòu)造與巖性認(rèn)識(shí)復(fù)雜，導(dǎo)致油水界限模糊不清，油水關(guān)系混亂的局面，故急需有效的測井解釋方法對(duì)油水關(guān)系進(jìn)行梳理。

1 單一控制因素方法建立圖版

1.1 區(qū)域概況

永樂油田位于松遼盆地中央坳陷區(qū)大慶長垣東斜坡，由大慶長垣向東過渡到三肇凹陷，跨大慶長垣和三肇凹陷兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造帶，斜坡呈“山峰”狀。位于黑龍江省大慶市大同區(qū)境內(nèi)的X區(qū)塊，其西與北部分別于葡萄花油田葡南一斷塊和太平屯油田南部相鄰。該區(qū)存在油層含水高以及高部位含水的油水分布問題，由于油水分布研究是進(jìn)行測井解釋的基礎(chǔ)，更是進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測的關(guān)鍵，急需建立有效的油水界限識(shí)別方法。自然電位和電阻率曲線以及聲波時(shí)差曲線分別對(duì)流體性質(zhì)與儲(chǔ)層物性有較好的識(shí)別效果，因此，選取此3條曲線建立了油水層識(shí)別圖版。

1.2 測井曲線標(biāo)準(zhǔn)化

以葡萄花油層頂部發(fā)育的穩(wěn)定泥巖為標(biāo)準(zhǔn)層，采用直方圖法對(duì)曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后曲線呈正態(tài)分布，一致性較好，如圖1所示。

圖1 聲波時(shí)差曲線標(biāo)準(zhǔn)化前后對(duì)比Fig. 1 Comparison chart of acoustic time curve before and after standardization

大段泥巖巖性穩(wěn)定，在自然電位曲線上顯示為一條電位不變的泥巖基線，但由于水淹層的存在會(huì)導(dǎo)致基線發(fā)生偏移，因此對(duì)自然電位曲線進(jìn)行基線漂移，如圖2所示。

1.3 圖版的建立

首先，通過對(duì)試油資料和實(shí)際測井資料的分析，根據(jù)四性關(guān)系的研究，對(duì)聲波時(shí)差△t，電阻率ρ等參數(shù)進(jìn)行了分析，為了便于實(shí)際應(yīng)用，利用電阻率分別與聲波時(shí)差和自然電位U嘗試建立了永樂油田葡萄花的油、水層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)如圖3、4所示。

圖3 聲波時(shí)差與電阻率關(guān)系Fig. 3 Relation between acoustic time and crossplot

從圖3、4中可以看出，雖然電阻率對(duì)油水識(shí)別具有一定效果，但聲波時(shí)差和電阻率關(guān)系區(qū)分程度一般，自然電位與電阻率對(duì)于油水區(qū)分性較好，油層、油水同層、水層分布較清晰，但仍無法有效區(qū)分油水。因此，單一變量無法有效的對(duì)油水界限進(jìn)行區(qū)分。

圖4 自然電位與電阻率關(guān)系 Fig. 4 Relation diagram between Spontaneous potential and crossplot

2 曲線重構(gòu)方法建立圖版

由于自然電位與電阻率的關(guān)系和其在聲波時(shí)差與電阻率中關(guān)系相同，且自然電位與電阻率對(duì)于油水層識(shí)別效果較好，所以采用復(fù)合控制因素方法，將自然電位量綱化后利用頻率融合的方法對(duì)曲線進(jìn)行融合，步驟如下：

步驟1對(duì)自然電位曲線進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，得到自然電位曲線頻率譜，利用低通濾波器公式：

(1)

Hsl(f)=Cl(f)×Hs(f)，

(2)

式中：Cl(f)——低通濾波函數(shù)；

f——頻率；

fl——低通濾波器的截止頻率；

Hs(f)——自然電位曲線頻譜函數(shù)；

Hsl(f)——自然電位曲線低頻部分。

通過低通濾波處理得到低頻分量頻譜曲線。

步驟2對(duì)電阻率曲線進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，得到深側(cè)向電阻率曲線頻譜，根據(jù)高通濾波器公式：

(3)

HRh(f)=Ch(f)×HR(f)，

(4)

式中：Ch(f)——高通濾波函數(shù)；

fh——高通濾波器的截止頻率；

HR(f)——電阻率曲線頻譜函數(shù)；

HRh(f)——電阻率曲線高頻部分[7]。

通過高通濾波處理得到高頻分量頻譜曲線。

步驟3將步驟1得到的自然電位低頻分量頻譜曲線Hsl(f)和步驟2得到的電阻率高頻分量頻譜曲線HRh(f)進(jìn)行融合，得到擬合曲線。擬合曲線為經(jīng)過融合保留了自然電位與電阻率特性的新曲線，利用電阻率和擬合曲線建立圖版，如圖5所示。

圖5 永樂油田葡萄花油層流體識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)Fig. 5 Standard for fluid identification of Putaohua reservoir in Yongle Oilfield

從圖5可以看出，油層、油水同層、水層區(qū)分效果較好。

油層：以ρ=10.8 Ω·m，ρNH=277.5 Ω·m和ρ=8.6 Ω·m，ρNH=288.0 Ω·m為拐點(diǎn)的折線區(qū)域。

油水同層：以ρ=10.0 Ω·m，ρNH=231.0 Ω·m和ρ=7.1 Ω·m，ρNH=246.5 Ω·m為拐點(diǎn)的折線區(qū)域。

水層：ρ=5.6 Ω·m，ρNH=205.2 Ω·m為拐點(diǎn)的區(qū)域。

圖版建立完成后，需要檢驗(yàn)其精度，以驗(yàn)證是否準(zhǔn)確，其中顯示出永樂油田葡萄花油層11口井53個(gè)試油點(diǎn)的電阻率與聲波時(shí)差關(guān)系圖，其中油層23個(gè)，同層22個(gè)，水層8個(gè)，符合點(diǎn)達(dá)50個(gè)，符合率達(dá)94.3%，符合率較高，遠(yuǎn)超過精度要求，因此得到最終油水解釋圖版。

3 結(jié)束語

多參數(shù)擬合的曲線重構(gòu)方法從曲線自身高頻、低頻段的響應(yīng)特征出發(fā)，將2種曲線有機(jī)的結(jié)合，融合后的曲線包含了原曲線各自的信息，更加準(zhǔn)確的對(duì)測井解釋油水層作出識(shí)別，且精度較高。該方法對(duì)后續(xù)的油水關(guān)系梳理、油水系統(tǒng)分析提供理論基礎(chǔ)，曲線重構(gòu)的思想也將對(duì)今后的測井解釋方法作出重要指導(dǎo)。