燕繼成，李淵

（1．大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712；2．華北油田公司第五采油廠，河北 石家莊052360）

0 引 言

HT油田屬于巖性斷塊油藏，其油氣富集程度主要受斷層控制，孔隙度中等，中－低滲透率，原油性質中等。巖石成分主要為長石、石英、巖屑和黏土礦物（蒙脫石、伊利石及伊－蒙混層）；膠結物以方解石和鐵土質為主，其次為云母和泥灰質；膠結類型以充填－孔隙式膠結為主。儲層主要為中砂巖、細砂巖、含礫砂巖和礫巖，部分儲層巖性為粗砂巖和粉砂巖。油水關系復雜，給油藏“四性”關系研究、儲層參數(shù)精細解釋、油水層識別及儲層有效厚度劃分帶來了一定難度。本文從測井資料中提取多個反映油水層特征的參數(shù)，采用改進的判別分析法建立該區(qū)快速、直觀的多參數(shù)油水層識別典型圖版，提高油水層解釋符合率，為試油和油氣地質儲量計算提供可靠依據(jù)。

1 方法原理

1．1 計算第1判別向量C

儲層含流體性質測井識別也稱儲層流體測井相識別［1］。根據(jù)所要判別的總體種類的數(shù)目，測井多參數(shù)油水層識別屬于多組判別分析問題。

實際處理時首先要計算判別向量C與建立判別函數(shù)R，其次是確定判別準則，并進行顯著性檢驗。從測井資料計算的參數(shù)和其他來源的參數(shù)中優(yōu)選出最能反映油水層特征的參數(shù)，組合出一個向量Z（z1，z2，…，zp）作為判別分析的觀察值。參數(shù)彼此間應盡可能獨立，研究中z1為φ（測井解釋有效孔隙度）、z2為Sw（含水飽和度）、z3為Rwa（視地層水電阻率）、z4為Rti（地層深淺探測電阻率之比或深側向與感應電阻率之比，它反映了泥漿濾液侵入油層、油水同層、水層而造成油水分布不同的規(guī)律，在一定程度上反映了油水的相對滲透率大小）等。判別函數(shù)為

每層都有一個R1值。式中，p為參數(shù)的個數(shù)；c1，c2，…，cp為待定參數(shù)，可以根據(jù)Fisher準則確定。假設有油層和水層2類樣本層

n個油層xi＝（xi1，xi2，…，xip），i＝1，2，…，n（xi為油層的特征值）

m個水層yi＝（yi1，yi2，…，yip），i＝1，2，…，m（yi為水層的特征值）

（l是判別儲層流體參數(shù)的個數(shù)，j＝1，2…，p）

由Fisher準則和極值定理可推導出SC＝D，由此可得C＝S－1D。

1．2 計算第2判別向量k

當采用一個判別向量C時，油層和水層沿C方向的投影值R1可能還有重疊區(qū)，判別效果不很理想。為提高判別油水層的效果，又計算了第2個判別向量k，樣本點在第1和第2個判別向量C、k所決定的判別平面上投影，其投影值即綜合指標分別為R1和R2。然后根據(jù)樣本點在R1和R2軸組成的平面坐標系中的位置，判別未知地層的含流體性質。

確定第2個判別向量k的條件：與第1個判別向量C正交，并能使觀測度Q最大。根據(jù)這2個條件計算第2判別向量k的方法。首先，作一個新變量E把第1和第2判別向量聯(lián)系起來

式中，λ為常數(shù)；c′為第1判別向量C的轉置矩陣；K為第2判別向量k的矩陣。顯然，K要使Q達到最大，就必然使E達到最大。根據(jù)條件極值的

式中，γ和β均為待定系數(shù)；S、D與上述含義一致。計算出第2判別向量K，再用公式R2＝KZ即可求出第2個綜合指標R2。

2 油水層判別處理流程

由已知油水層樣本計算出第1判別向量C和第2判別向量k后，用已知油層、油水同層和水層資料分別算出綜合指標R1和R2，然后以R1和R2為橫、縱坐標繪制油水層判別圖版。圖1為HT油田斷層上盤N1層多參數(shù)油水層識別圖版。由圖1可見，水層和油層都集中分布在相距較遠處。畫2條相互平行的油水層判別線L1和L2，L1是油層與油水同層的界限，L2是油水同層與水層的界限。這樣，當需要判別任一儲層的含油、水性質時，只需要算出綜合指標R1和R2，看它落在判別圖上的哪一區(qū)域，即可判斷該層是油層、油水同層或水層［2－4］。

圖1 HT油田儲層多參數(shù)兩向量判別法識別油水層圖版

為了在計算機上自動顯示油（氣）、水層，可在判別圖上過原點作直線，L3與L1和L2正交。在L3上取得單位向量i3（r1，r2），i3＝r1i＋r2j，則油層、油水同層、水層3類樣品點向量w（R1，R2）在L3上投影將不會相互重疊，可作為區(qū)分油水層的單一變量，稱為油水層特征值，記為W，即

將L3與L1和L2的交點坐標代入式（6），可求出油層與油水同層分界值W1和油水同層與水層分界值W2。對每個采樣點算出它的油水層特征值W后便可判別其含油水性質：當W＞W(wǎng)1時，則為油層；當W＜W2時，則為水層；當W2≤W≤W1時，則為油水同層。實際處理時逐點計算每個采樣點的值，輸出1條連續(xù)的油水層特征值W曲線，并輸出W1和W2這2個界限值。將直線W1和W2連同曲線W一起繪制在成果圖上。在成果圖上畫出顯示水層、油水同層和油層符號。根據(jù)有效孔隙度和滲透率的大小界定干層，當有效孔隙度和滲透率小于某一界限值時，則判為干層。

3 應用實例與效果分析

圖1是HT油田多參數(shù)兩向量判別法識別油水層（模型）圖版，圖2是采用模型圖版對工區(qū)10個層的含流體性質判釋結果，符合率為85．7%。

圖2 S34井21個層的油水層判釋結果圖

根據(jù)所建立的圖版對工區(qū)內部分井的目的層段進行了油水層判別。表1是HT油田部分井的多參數(shù)兩向量判別法識別的油水層結果。可見，該法判別的油水層結論與射孔結論吻合情況較好，符合率高達90%。

表1 HT油田部分井多參數(shù)兩向量判別法的油水層識別結果

4 結論與建議

HT油田采用測井地質多參數(shù)兩向量判別分析方法（R1－R2交會圖法）能夠快速直觀、準確地識別該地區(qū)的油水層。該法不但解決了該地區(qū)開發(fā)井大批量的油水層識別較難的問題，也為其他地區(qū)油水層的識別提供了有益參考，為進一步深化對油藏的認識與準確計算油氣地質儲量提供了可靠依據(jù)。

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