基于交會(huì)圖和全概率公式的流體識(shí)別方法

袁宇，高楚橋 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)）長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

鄒雯 （中海油能源發(fā)展股份有限公司鉆采工程研究院湛江實(shí)驗(yàn)中心，廣東 湛江524057）

李祖遙 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)）長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

陳嶸 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

關(guān)葉欽 （中海石油 （中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300452）

流體性質(zhì)的準(zhǔn)確識(shí)別是地層評(píng)價(jià)的核心任務(wù)之一，也是現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，關(guān)系著油田的經(jīng)濟(jì)效益，甚至決定整個(gè)油藏是否具有開發(fā)價(jià)值。并且，海上石油天然氣勘探開發(fā)的成本昂貴，如何利用現(xiàn)有測(cè)井資料、氣測(cè)錄井資料和測(cè)試資料等識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)對(duì)于勘探開發(fā)具有重要意義。尤其在油田開發(fā)井隨鉆分析中，如何準(zhǔn)確識(shí)別目的層流體性質(zhì)已引起關(guān)注，建立適合的流體識(shí)別圖版及方法用以解決儲(chǔ)層流體快速準(zhǔn)確識(shí)別意義重大。

交會(huì)圖［1］是用于表示地層的測(cè)井參數(shù)或其他參數(shù)之間關(guān)系的圖形。利用交會(huì)圖技術(shù)識(shí)別流體性質(zhì)，前人已做了大量研究，但往往是將一個(gè)或?yàn)閿?shù)不多的圖版識(shí)別結(jié)果定為最終識(shí)別結(jié)果，可能存在另外的圖版結(jié)論與之不相符的情況。南海西部海域儲(chǔ)層流體性質(zhì)極其復(fù)雜［2～5］，既有油層、氣層，也有凝析油氣層，還有高含CO2氣層，由于井下地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、不同測(cè)井方法的探測(cè)特性各異等因素造成測(cè)井信息在認(rèn)識(shí)上的模糊性和多解性。有關(guān)全概率公式在流體識(shí)別中的應(yīng)用報(bào)道幾乎沒(méi)有。為此，筆者充分利用已有的測(cè)井、氣測(cè)錄井資料，基于全概率公式，利用交會(huì)圖版改進(jìn)上述缺陷，為流體性質(zhì)識(shí)別提供了一種新思路。

1 全概率公式的定義

全概率公式屬于古典概率，是概率論中的一個(gè)重要公式，在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。設(shè)試驗(yàn)E的樣本空間為S，B為E 的事件，A1，A2，…，Am為S的一個(gè)劃分，且P（Ai）＞0（i＝1，2，…，m），則全概率公式定義［6］為：

2 基于交會(huì)圖和全概率公式的流體識(shí)別方法

2．1 交會(huì)圖優(yōu)選

運(yùn)用全概率公式識(shí)別流體過(guò)程中，選擇合適的交會(huì)圖版是識(shí)別結(jié)果好壞的關(guān)鍵。在綜合利用測(cè)井資料和氣測(cè)錄井資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)試油資料選定流體性質(zhì)，在交會(huì)圖中人工劃定分界線，不同流體性質(zhì)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在不同區(qū)域內(nèi)。交會(huì)圖參數(shù)選取來(lái)自相應(yīng)測(cè)試層段內(nèi)層厚適中、物性穩(wěn)定的能代表儲(chǔ)層特征的測(cè)井值、氣測(cè)錄井值，如圖1所示；也可選取相應(yīng)層段經(jīng)過(guò)處理之后的儲(chǔ)層參數(shù)，如孔隙度等，還可以為幾種參數(shù)的組合，如縱波時(shí)差×電阻率、中子測(cè)井值 （該次研究中的中子測(cè)井值為原始測(cè)井值，反映巖石中的含氫量）×密度，如圖2所示。前提是曲線需經(jīng)過(guò)校正和標(biāo)準(zhǔn)化。圖1可以較好地區(qū)分油氣水層，圖2可以較好地區(qū)分氣層和水層。

圖1 北部灣盆地流沙港組油氣水識(shí)別圖版

圖2 鶯歌海盆地樂(lè)東組氣水識(shí)別圖版

2．2 流體性質(zhì)判定結(jié)果的確定

將能夠成功識(shí)別出某種流體性質(zhì)當(dāng)作一個(gè)事件（Bj）；將優(yōu)選出來(lái)的圖版作為樣本空間，要求各個(gè)圖版組成樣本空間的一個(gè)劃分，即所有圖版不能有重復(fù)。例如，圖版1的兩個(gè)參數(shù)分別為A、B，圖版2的兩個(gè)參數(shù)分別為B、C，圖版3的兩個(gè)參數(shù)分別為A、C，則圖版3重復(fù)。

每個(gè)交會(huì)圖中，分界線將交會(huì)圖版分為多個(gè)（至少2個(gè)）區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)相應(yīng)的流體性質(zhì)（也會(huì)存在一個(gè)區(qū)域內(nèi)有兩種或多種流體性質(zhì)的情況，即區(qū)域內(nèi)的流體不能區(qū)分但能跟其他區(qū)域內(nèi)流體區(qū)分開）。單個(gè)圖版的固有屬性，表示第i個(gè)圖版能夠準(zhǔn)確識(shí)別第j種流體的概率，其中a、b分別表示落在區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和這種流體性質(zhì)點(diǎn)的總數(shù)。由于獲取參數(shù)的來(lái)源不同，每個(gè)圖版能夠準(zhǔn)確區(qū)分流體性質(zhì)的權(quán)重值也不同，因此設(shè)pi為第i個(gè)圖版的權(quán)重值。

流體性質(zhì)識(shí)別原理如表1所示。

表1 基于交會(huì)圖和全概率公式的流體性質(zhì)識(shí)別原理

根據(jù)全概率公式，有：

式中：P（Bj）為成功識(shí)別第j種流體性質(zhì)的概率；m為交會(huì)圖版?zhèn)€數(shù)；P（Ai）為第i個(gè)圖版對(duì)最終識(shí)別結(jié)果的貢獻(xiàn)概率；pi為第i個(gè)圖版權(quán)重值，根據(jù)交會(huì)圖所取資料的可靠性確定，可以規(guī)定1≤pi≤10；P（Bj︱Ai）為事件Ai發(fā)生前提下能準(zhǔn)確判斷j流體的概率；xij為第i個(gè)圖版能夠準(zhǔn)確識(shí)別第j種流體的概率；n為流體性質(zhì)種類數(shù)。

因此，流體j識(shí)別成功的概率最終可表示為：

最大的P（Bj）對(duì)應(yīng)的流體性質(zhì)即定為相應(yīng)儲(chǔ)層的最終結(jié)論。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

在南海西部海域，分地區(qū)、分層位優(yōu)選的交會(huì)圖，利用提出的方法進(jìn)行了流體性質(zhì)識(shí)別。圖3為北部灣盆地流沙港組某層油氣類型識(shí)別圖版及每個(gè)圖版對(duì)應(yīng)的識(shí)別結(jié)果。圖3中，w（C1）、w（C2）和w（C2＋C3＋C4＋C5）分別為氣測(cè)錄井中單碳原子烴組分、雙碳原子烴組分和碳原子數(shù)為2～5的烴組分占所有組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，烴平衡為w（C1＋C2）與w（C2＋C3＋C4＋C5）的比值。從圖3中可以看出，普通原油、輕質(zhì)油和天然氣的區(qū)分效果不明顯，如果單純利用某個(gè)圖版判斷流體性質(zhì)，識(shí)別結(jié)果出現(xiàn)多解性，圖3（a）、（d）、（e）識(shí)別為輕質(zhì)油層，圖3（b）、（c）識(shí)別為普通原油。

圖3 北部灣盆地流沙港組某層油氣識(shí)別圖版

表2為與圖3對(duì)應(yīng)識(shí)別結(jié)論的計(jì)算數(shù)據(jù)表，計(jì)算結(jié)果判斷為輕質(zhì)油的概率最大，結(jié)論定為輕質(zhì)油層。識(shí)別層對(duì)應(yīng)的原油分析資料顯示20℃時(shí)油密度為0．8367g／cm3，屬輕質(zhì)油層，利用提出的方法識(shí)別得出的結(jié)論與原油分析結(jié)果相符。

該方法應(yīng)用在鶯歌海盆地、珠江口盆地、北部灣盆地的流體識(shí)別，包括油氣水識(shí)別、油類型識(shí)別、氣類型識(shí)別，共25口井的31個(gè)層中，有28個(gè)相符，3個(gè)不符，流體識(shí)別準(zhǔn)確率90．3%?？梢?，提出的方法具有應(yīng)用價(jià)值。

表2 北部灣盆地流沙港組某層油氣識(shí)別數(shù)據(jù)及結(jié)論

4 結(jié)論

1）提出的方法在流體識(shí)別過(guò)程中能充分利用測(cè)井和氣測(cè)資料，從而提高了識(shí)別結(jié)果的可靠性。傳統(tǒng)交會(huì)圖版只是利用少量測(cè)井和氣測(cè)資料，未能起到發(fā)揮其他已有信息的作用。

2）優(yōu)選交會(huì)圖版過(guò)程中，能對(duì)不同圖版賦予權(quán)重值，并且每個(gè)圖版中每種流體性質(zhì)具有不同的準(zhǔn)確識(shí)別概率，從而突出了資料質(zhì)量好的測(cè)井、氣測(cè)曲線在流體識(shí)別中的作用，使判別結(jié)果更合理可靠。

3）不僅限于流體識(shí)別，將xij理解為第i個(gè)圖版第j種巖性的判斷，該方法可以推廣到復(fù)雜巖性識(shí)別中。

本文屬 “中海油能源發(fā)展股份有限公司項(xiàng)目 （HFXMLZ－BF1101）”產(chǎn)出論文。

［1］雍世和，張超謨 ．測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋 ［M］．東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007．

［2］胡向陽(yáng)，吳健，陳嶸，等 ．南海珠江口盆地文昌A凹陷低孔低滲油氣層測(cè)井識(shí)別方法及應(yīng)用 ［J］．海洋地質(zhì)前沿，2012，28（6）：46．

［3］吳洪深，高華，林德明，等 ．南海西部海域非烴類氣層測(cè)井識(shí)別及解釋評(píng)價(jià)方法 ［J］．中國(guó)海上油氣，2012，24（1）：21．

［4］高楚橋 ．復(fù)雜儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2003．

［5］鄒雯 ．北部灣盆地油氣層識(shí)別圖版的建立與應(yīng)用 ［J］．中國(guó)海上油氣，2010，22（5）：296～299．

［6］盛驟，謝式千，潘承毅，等 ．概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì) ［M］．北京：高等教育出版社，2001．