王　曄， 王向公， 沈　華， 王健穎， 王向玖， 王　杰

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北武漢 430100；

2.長(zhǎng)江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北武漢 430100；

3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司華北油田分公司， 河北任丘 062552)

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基于模糊綜合評(píng)判的儲(chǔ)層流體識(shí)別技術(shù)

王曄1，2， 王向公1，2， 沈華3， 王健穎1，2， 王向玖1，2， 王杰1，2

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北武漢 430100；

2.長(zhǎng)江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院， 湖北武漢 430100；

3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司華北油田分公司， 河北任丘 062552)

摘要：針對(duì)A凹陷儲(chǔ)層由于巖性變化大、凝灰質(zhì)膠結(jié)嚴(yán)重、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素造成的油水層難以區(qū)分的問(wèn)題，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判方法，綜合考慮各種相關(guān)因素，以A凹陷流體識(shí)別影響因素分析為基礎(chǔ)，以試油資料和測(cè)井資料為依據(jù)，研發(fā)了該區(qū)塊儲(chǔ)層流體識(shí)別技術(shù).通過(guò)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，準(zhǔn)確率達(dá)到91.7%.

關(guān)鍵詞：凝灰質(zhì)膠結(jié)； 孔隙結(jié)構(gòu)； 模糊綜合評(píng)判； 流體識(shí)別

目的區(qū)塊主要含油層段為騰二段、騰一段、阿四段和阿三段.其儲(chǔ)層主要由砂礫巖、含礫砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)砂巖和凝灰質(zhì)砂巖組成，并且?guī)r性變化大，非均質(zhì)性強(qiáng)，凝灰質(zhì)均以膠結(jié)物的形式存在，導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙的連通性差，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜[1].該凹陷儲(chǔ)層流體識(shí)別影響因素多樣，依靠常規(guī)方法直接對(duì)儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別困難.因此，必須尋找一種適應(yīng)于該區(qū)塊流體性質(zhì)識(shí)別的方法.

模糊綜合評(píng)判以考慮多種影響因素對(duì)樣本進(jìn)行分類為特長(zhǎng)，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判方法對(duì)儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別，優(yōu)勢(shì)明顯.利用模糊綜合評(píng)判識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)，就是應(yīng)用模糊變換原理和貼近度規(guī)則，結(jié)合試油資料和測(cè)井資料，考慮與被評(píng)判事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)判，在識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)時(shí)，可以將評(píng)判結(jié)果分為油層、油水同層、水層[2].

論文以模糊綜合評(píng)判為理論依據(jù)，在綜合分析目的區(qū)塊儲(chǔ)層影響因素的基礎(chǔ)上，以測(cè)井響應(yīng)分析為手段，綜合考慮多種測(cè)井曲線對(duì)識(shí)別流體性質(zhì)的有利因素，提取了與儲(chǔ)層流體性質(zhì)密切相關(guān)的有關(guān)曲線，建立了模糊綜合評(píng)判矩陣，并進(jìn)行了應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期目的，解決了目的區(qū)塊儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別這一難題.

1流體識(shí)別影響因素分析

1.1 巖性差異大，凝灰質(zhì)膠結(jié)嚴(yán)重

目的區(qū)塊含油儲(chǔ)層主要由砂礫巖、含礫砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)砂巖和凝灰質(zhì)砂巖組成.儲(chǔ)層巖性變化大，導(dǎo)致測(cè)井響應(yīng)特征復(fù)雜.圖1為目的區(qū)塊不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征對(duì)比圖，從圖中可以看出，細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、砂礫巖和凝灰?guī)r電阻率曲線差異大，導(dǎo)致儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別困難.

圖1 目的區(qū)塊不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征對(duì)比圖

1.2 孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜

在相同條件下，電阻率隨著含水飽和度增加而變小；隨著喉道變窄而變大. 通過(guò)對(duì)目的區(qū)塊巖心壓汞資料的分析研究，結(jié)合毛管壓力曲線形態(tài)及各特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)該凹陷儲(chǔ)層具有雙孔隙特征，微孔隙發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜.僅依靠電阻率曲線不能準(zhǔn)確的反映儲(chǔ)層流體性質(zhì)的變化[3].

圖2為A3井巖心毛管壓力曲線圖與孔喉半徑分布直方圖.從圖中可以看出巖心分選性較好，略粗歪度，孔喉半徑分布范圍在0.1～6.3μm之間，出現(xiàn)雙峰特征.所對(duì)應(yīng)層位試油結(jié)果為油層，2.5m梯度電阻率為198.42Ω·m.圖3為A4井巖心毛管壓力曲線圖與孔喉半徑分布直方圖.從圖中可以看出巖心分選性差，細(xì)歪度，孔喉分布為單峰特征，孔喉半徑分布范圍在0.1～0.63μm之間.所對(duì)應(yīng)層位試油結(jié)果也同樣為油層，但是2.5m梯度電阻率為89.21Ω·m，與A3井電阻率相差很大.通過(guò)以上對(duì)比說(shuō)明，孔隙結(jié)構(gòu)的差異對(duì)電阻率有較大的影響[4].

2利用模糊綜合評(píng)判識(shí)別流體

綜上所述，A凹陷儲(chǔ)層由于巖性差異、凝灰質(zhì)膠結(jié)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜的影響，測(cè)井響應(yīng)特征復(fù)雜，不能單純的利用電阻率曲線直接對(duì)儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別.模糊綜合評(píng)判法利用隸屬度和模糊綜合統(tǒng)計(jì)方法為定性指標(biāo)定量化，很好地解決了判斷對(duì)象的模糊性和不確定性[5].

圖2 A3井巖心毛管壓力曲線圖與孔喉半徑分布直方圖

圖3 A4井巖心毛管壓力曲線圖與孔喉半徑分布直方圖

2.1 方法原理

模糊綜合評(píng)價(jià)的著眼點(diǎn)是所要考慮的各個(gè)相因素，在評(píng)價(jià)某個(gè)事物時(shí)，可以將評(píng)價(jià)結(jié)果分成一定等級(jí).設(shè)著眼因素集為U=(u1,u2,…,um)；抉擇評(píng)語(yǔ)集為V=(v1,v2,…,vn).首先對(duì)著眼因素集U中的單因素ui(i=1,2,…,m)作為單因素評(píng)判，從因素ui著眼，確定該事物對(duì)抉擇等級(jí)vi(i=1,2,…,n)的隸屬度rij，這樣可得出第i個(gè)因素ui的單因素評(píng)判集ri=(rr1,rr2,…rin)，(i=1,2,…,m)，它是抉擇評(píng)語(yǔ)集上的模糊子集.

其次，由m個(gè)著眼因素的評(píng)價(jià)集，構(gòu)造總的評(píng)價(jià)矩陣R.

R是著眼因素論域U到抉擇評(píng)語(yǔ)論域V的一個(gè)模糊關(guān)系，uR(ui,vi)=rij表示因素ui對(duì)抉擇等級(jí)vj的隸屬度.

因各著眼因素在總的評(píng)價(jià)中影響程度大小不同，故需確定各因素ui(i=1,2,…,m)的重要程度系數(shù)ai(i=1,2,…,m)，這是一個(gè)模糊擇優(yōu)的問(wèn)題，可把評(píng)價(jià)的著眼點(diǎn)看成著眼因素論域U上的模糊子集A，記作

A=a1,a2,…,am

其中，ai[0,1]為ui對(duì)A的隸屬度，它是單因素ui在總評(píng)價(jià)中的影響程度大小的變量，在一定程度上也代表根據(jù)單因素ui評(píng)定等級(jí)的能力.

2.2 技術(shù)實(shí)施

為了利用模糊綜合評(píng)判識(shí)別流體性質(zhì)，首先構(gòu)造了選擇評(píng)語(yǔ)集：

V=(油層，油水同層，水層)

通過(guò)資料分析，選取了對(duì)流體性質(zhì)有明顯響應(yīng)的0.4m電位電阻率(R04)、2.5m梯度電阻率(R25)、微電位與微梯度幅度差(RM=RMN-RMG)、聲波時(shí)差(AC)和補(bǔ)償密度(DEN)作為著眼因素集：

U =(R04，R25，RM，AC，DEN)

在分析測(cè)井、試油、錄井資料的基礎(chǔ)上，構(gòu)造了油層、油水同層、水層樣本集，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法選定了權(quán)重集A：

A = (AB1，AB2，AB3，AB4，AB5)

其中AB1，AB2，AB3，AB4，AB5分別是對(duì)應(yīng)于單因素R04，R25，RM，AC、DEN在評(píng)價(jià)中的影響程度的權(quán)重，在一定程度上代表了根據(jù)單因素R04，R25，RM、AC、DEN評(píng)定流體性質(zhì)的能力.

通過(guò)分別統(tǒng)計(jì)油層、油水同層、水層所對(duì)應(yīng)R04，R25，RM，AC、DEN的頻率分布，構(gòu)造了模糊評(píng)判矩陣.根據(jù)最大隸屬度原則，可以求出模糊綜合評(píng)判結(jié)果[6].

3應(yīng)用效果分析

根據(jù)所研究?jī)?chǔ)層流體識(shí)別技術(shù)對(duì)目的區(qū)塊9口井的12個(gè)試油層位進(jìn)行了處理，其中11層與試油結(jié)果相符，1層不符合，識(shí)別準(zhǔn)確率為91.7%(表1).

表1 應(yīng)用效果對(duì)比表

圖4為A4井模糊綜合評(píng)判流體性質(zhì)成果圖.薄片實(shí)驗(yàn)資料顯示12號(hào)層為砂礫巖并伴有凝灰質(zhì)砂巖.試油結(jié)論為油層，日產(chǎn)油21m3.利用模糊綜合評(píng)判法對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)論為油層，與試油結(jié)論相符，說(shuō)明了模糊綜合評(píng)判進(jìn)行流體性質(zhì)識(shí)別的可靠性.

圖4 A 4井模糊綜合評(píng)判流體性質(zhì)成果圖

4結(jié)束語(yǔ)

(1)A凹陷由于巖性差異大、凝灰質(zhì)膠結(jié)嚴(yán)重以及孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素的影響，儲(chǔ)層流體識(shí)別困難.

(2)模糊綜合評(píng)判法可以很好地解決A凹陷儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別困難的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)9口井12個(gè)試油層段進(jìn)行處理，準(zhǔn)確率達(dá)91.7%，應(yīng)用效果良好.

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李梅，賴強(qiáng)，黃科，等.低孔低滲碎屑巖儲(chǔ)層流體性質(zhì)測(cè)井識(shí)別技術(shù)——以四川盆地安岳氣田須家河組氣藏為例[J].天然氣工業(yè)，2013(6):34-38.

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[5]陳水利，李敬功，王向公.模糊集理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[6] 申輝林,王敏,柴婧.低孔低滲儲(chǔ)層油水層模糊識(shí)別方法[J].斷塊油氣田,2007(3):79-81，94.

(編輯：姚佳良)

The technology of fluid identification based on fuzzy synthetic evaluation

WANG Ye1,2, WANG Xiang-gong1,2, SHEN Hua3, WANG Jian-ying1,2,

WANG Xiang-jiu1,2, WANG Jie1,2

(1.Key Laboratory of Exploration for Oil and Gas Resources, Ministry of Education,

Yangtze University, Wuhan 430100, China;

2. College of Geophysics and Oil Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China;

3. Huabei Oilfield Company, China National Petroleum Corporation, Renqiu 062552, China)

Abstract:Aiming at the problem of difficult identifying oil and water in the reservoir of sag A, which is caused by great lithology variation, complex porosity structure, tuffaceous cemented and fuzzy water boundry, a fluid identification technolgy was developed based on the influence of fluid identificationby concerning different factors, using well test data and applying fuzzy synthetic evaluation. The practical application proved that the accuracy of the technology was 91.7% .

Key words:tuffaceous cemented; porosity structure; fuzzy synthetic evaluation; fluid identification

中圖分類號(hào)：P631.8+4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-6197(2015)03-0056-04

作者簡(jiǎn)介：王曄，男 ，wangye_97@163.com

收稿日期：2014-09-04