正態(tài)分布法在判別深層低飽和度儲(chǔ)層流體性質(zhì)中的應(yīng)用

錢戰(zhàn)宏，李會(huì)光，馬元琨

（中國(guó)石油青海油田勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736202）

正態(tài)分布法在判別深層低飽和度儲(chǔ)層流體性質(zhì)中的應(yīng)用

錢戰(zhàn)宏，李會(huì)光，馬元琨

（中國(guó)石油青海油田勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736202）

前人利用正態(tài)分布法判別儲(chǔ)層的流體性質(zhì)都停留在定性到半定量的標(biāo)準(zhǔn)下，筆者以南八仙氣田深層儲(chǔ)層流體判別為例，總結(jié)了氣、水層正態(tài)分布的差異性，建立了該氣田深層低飽和度氣藏流體性質(zhì)的定量判別標(biāo)準(zhǔn)。主要體現(xiàn)在氣層（Rwa）1/2＞0.8，斜率＞0.3；氣水同層 0.6＜（Rwa）1/2＜0.8，曲線形態(tài)為折線或斜率 0.15～0.3；水層或含氣水層（Rwa）1/2＜0.5，斜率＜0.15。在方法實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，利用視地層水電阻增大率與聲波時(shí)差進(jìn)行交會(huì)來(lái)建立研究區(qū)流體性質(zhì)判別圖版，實(shí)現(xiàn)了正態(tài)分布法的定量運(yùn)用，實(shí)際應(yīng)用效果證明，正態(tài)分布法在南八仙氣田深層低飽和度氣藏的流體性質(zhì)判別上是有效的。

正態(tài)分布；流體性質(zhì)判別；定量判別

許多數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法都被用來(lái)分析不同現(xiàn)象之間的相關(guān)關(guān)系。正態(tài)分布能反映相同條件下重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)結(jié)果的規(guī)律，自然界中很多隨機(jī)現(xiàn)象都服從正態(tài)分布，從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)看，各種測(cè)量的誤差基本都服從正態(tài)分布[1-3]。利用正態(tài)分布法判別流體性質(zhì)，就是通過(guò)測(cè)量同一層的視地層水電阻率的大小并結(jié)合其分布規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)油水層的識(shí)別。

南八仙油氣田位于柴達(dá)木盆地東北部，是盆地北緣斷塊馬海－南八仙背斜帶上的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造。西北緊鄰冷湖七號(hào)構(gòu)造，東與馬海構(gòu)造相鄰，南以陵間斷裂與伊克雅烏汝凹陷為界。目前，南八仙深層氣藏已有多口井進(jìn)行了試氣試采，深層多口井的試采表明深層干柴溝組產(chǎn)能較高，是較為理想的產(chǎn)能接替層，但深層儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，存在氣水關(guān)系復(fù)雜、含氣飽和度低及地層水礦化度差異大等特點(diǎn)，儲(chǔ)層流體識(shí)別難度很大，因此正確判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)對(duì)后續(xù)氣田勘探開發(fā)具有重要的意義。

1 正態(tài)分布法基本原理

正態(tài)分布法是利用測(cè)井的測(cè)量誤差服從正態(tài)分布規(guī)律而設(shè)計(jì)的一種評(píng)價(jià)地層含油性的統(tǒng)計(jì)方法[4-6]。據(jù)其統(tǒng)計(jì)曲線的形態(tài)和斜率進(jìn)行油、水層判別，對(duì)地層水礦化度變化大的地區(qū)識(shí)別效果尤其明顯。理論上講，通過(guò)比較視地層水電阻率Rwa和地層水電阻率Rw可以判別儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，但由于直接用測(cè)井資料求準(zhǔn)地層水電阻率的Rw難度很大，所以用這種方法來(lái)判別儲(chǔ)層的流體性質(zhì)的實(shí)用價(jià)值很低。為此引入正態(tài)分布法來(lái)解決這一問(wèn)題，在考慮Rw絕對(duì)值的同時(shí)，利用Rwa的變化規(guī)律來(lái)識(shí)別儲(chǔ)層的流體性質(zhì)[7]。

根據(jù)阿爾奇公式：

利用地層的真實(shí)電阻率計(jì)算得到的地層水電阻率值就是地層的視地層水電阻率，由此可以得到：

正態(tài)分布法正是通過(guò)根據(jù)測(cè)井資料計(jì)算的視地層水電阻率值的分布規(guī)律來(lái)判斷儲(chǔ)層的流體性質(zhì)。但在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，由于孔隙度、a、m值在求取過(guò)程中存在一定的誤差，所以依據(jù)（Rwa）1/2值的變化規(guī)律來(lái)判斷儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，主要目的是為了壓制誤差的影響。

（Rwa）1/2正態(tài)分布頻率圖（見圖1），圖中μ值為中值，表示（Rwa）1/2出現(xiàn)頻率最高的值；σ為正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差，反映測(cè)量點(diǎn)落在（μ－σ）和（μ＋σ）范圍內(nèi)的概率，它反映了正態(tài)曲線的寬窄程度，即測(cè)量點(diǎn)越離散，σ越大。當(dāng)儲(chǔ)層完全含水時(shí)，儲(chǔ)層孔隙均被地層水充填，故其視地層水電阻率從理論上講應(yīng)為一常數(shù)，實(shí)際測(cè)量值的變化也會(huì)很小，因此統(tǒng)計(jì)的正態(tài)曲線形狀較尖、較窄。而儲(chǔ)層含油時(shí)，孔隙空間中含油和水，導(dǎo)致地層電阻率比相同孔隙度條件下的水更高，因此計(jì)算出來(lái)的Rwa要高于實(shí)際的Rw，測(cè)量值隨著儲(chǔ)層含油飽和度的變化而變化，計(jì)算出來(lái)的視地層水電阻率值分布范圍比較廣，故其統(tǒng)計(jì)的正態(tài)曲線形狀較緩、較寬（見圖2～圖4）。

圖1 正態(tài)分布法曲線特征圖

圖2 仙4井水層正態(tài)分布圖

圖3 仙6井氣水同層正態(tài)分布圖

圖4 仙7井氣層正態(tài)分布圖

圖5 累計(jì)頻率正態(tài)分布曲線特征圖

2 應(yīng)用實(shí)例及效果分析

南八仙氣田干柴溝組儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、地層水礦化度變化大，導(dǎo)致電阻率對(duì)儲(chǔ)層含氣性的反映不敏感，利用常規(guī)測(cè)井方法識(shí)別流體的難度比較大，通過(guò)正態(tài)分布法對(duì)經(jīng)過(guò)試氣資料證實(shí)的井進(jìn)行處理，建立該氣田的流體判別解釋圖版（見圖5）。仙7井單層試氣日產(chǎn)氣1 223 m3，不含水，為純氣層。從累計(jì)頻率正態(tài)分布曲線特征圖可以看出，氣層的累計(jì)頻率的值比較大，斜率比較大；仙4井經(jīng)過(guò)單層試氣日產(chǎn)水28.5 m3，為純水層。從累計(jì)頻率正態(tài)分布曲線特征圖可以看出，氣層的累計(jì)頻率的值比較小，斜率比較小；仙6井單層試氣結(jié)果為日產(chǎn)氣250 m3，水3.8 m3，為氣水同層。從這三口井的累計(jì)頻率正態(tài)分布曲線特征圖可以看出，氣水同層的累計(jì)頻率的值和頻率都介于氣層和水層的累計(jì)頻率值之間。

選取該氣田具有試氣結(jié)論的井進(jìn)行了正態(tài)分布處理。選取該氣田所有有試氣資料的層（30小層）進(jìn)行了正態(tài)分布處理，并建立了該氣田的定量識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：氣層（Rwa）1/2＞0.8，斜率＞0.3；氣水同層 0.6＜（Rwa）1/2＜0.8，曲線形態(tài)為折線或斜率 0.15～0.3；水層或含氣水層（Rwa）1/2＜0.5，斜率＜0.15。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，單純依靠觀察、分析累計(jì)頻率圖形特征判斷流體性質(zhì)，操作起來(lái)比較繁瑣且只能做到定性判別，為此，對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，利用視地層水電阻增大率與聲波時(shí)差進(jìn)行交會(huì)來(lái)建立研究區(qū)流體性質(zhì)判別圖版，一方面可以減小需要對(duì)待識(shí)別砂層逐層繪制正態(tài)概率曲線的工作量，建立流體判別的定量標(biāo)準(zhǔn)（見圖6）；同時(shí)，還可以改進(jìn)該方法不適用于干層流體性質(zhì)判別的缺陷，因?yàn)閷?duì)于干層來(lái)說(shuō)，既可以是水層，也可以是含油氣層，雖然測(cè)試結(jié)果不產(chǎn)出任何流體，但二者的累計(jì)頻率特征差別很大，前者斜率很小，后者斜率很大，甚至出現(xiàn)不規(guī)則曲線。通過(guò)建立的判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行氣水層識(shí)別，識(shí)別效果較好，符合率達(dá)到 90%（見表1）。

3 結(jié)論

（1）正態(tài)分布法是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的一種測(cè)井分析方法，在一些復(fù)雜油藏流體性質(zhì)的判別過(guò)程中，尤其在由于非均質(zhì)性強(qiáng)、地層水礦化度差異比較大而導(dǎo)致油、水層識(shí)別困難的地層，判別效果更為顯著。

（2）正態(tài)分布法能夠較為直觀、準(zhǔn)確地判別地層的流體性質(zhì)，針對(duì)不同的氣田在一定條件下可以達(dá)到定量判別。

圖6 研究區(qū)目的層孔隙度與視電阻增大率交會(huì)

表1 流體性質(zhì)判別效果分析表（部分）

［1］孫志文，馬彩琴，吳輝，等.應(yīng)用正態(tài)分布法判別青西復(fù)雜油藏的油水層［J］.石油地球物理勘探，2005，40（6）：721－723.

［2］朱紅兵，何麗娟.關(guān)于用SPSS中單樣本K-S檢驗(yàn)法進(jìn)行正態(tài)分布等的一致性檢驗(yàn)時(shí)適用條件的研究［J］.首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，21（4）：466-470.

［3］居培，翟應(yīng)虎.基于正態(tài)分布理論的模糊綜合評(píng)判法識(shí)別巖性［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12（21）：5253-5256.

［4］雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1996：137-138.

［5］張豆娟，曾保森，王善江，等.視地層水電阻率正態(tài)分布分析及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2009，16（1）：123-125.

［6］夏竹君，陳川，李增蓮，等.視地層水電阻率正態(tài)分布法在元壩氣田探井解釋中的應(yīng)用［J］.石油管材與儀器，2012，26（5）：62-65.

［7］李鵬翔，張盟物.正態(tài)分布法判別油水層的方法改進(jìn)及軟件設(shè)計(jì)［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，17（1）：41－45.

［8］王秀艷，周鳳鳴，王文先.淺談利用正態(tài)分布法識(shí)別水淹層［J］.測(cè)井技術(shù)，1999，23（1）：29－32.

［9］胡振平.川東地區(qū)石炭系儲(chǔ)層流體性質(zhì)測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)研究［D］.北京：石油大學(xué)（北京），2004.

［10］畢林銳，毛志強(qiáng)，肖承文，等.正態(tài)分布法在油（氣）水層判別上的應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2006，28（3）：76－78.

［11］冉慶，史鳳香，龔亮.Sagizski地區(qū)三疊系儲(chǔ)層流體性質(zhì)的識(shí)別方法［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，34（8）：115-116.

Normal distribution method's application in estimating character of reservoir with low saturation of deep layer

QIAN Zhanhong，LI Huiguang，MA Yuankun
（CNPC Qinghai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Dunhuang Gansu 736202，China）

Praeanthropus used normal distribution method to estimate reservoir's fluid character qualitatively or semi-quantitatively,author summarized the characters of Nanbaxian reservoir's normal distribution and established the quantitative criterion of this gasfield.Based on the study of reservoir fluid logging discrimination of gasfield,it reflected in the following aspects,gas layer's value of（Rwa）1/2＞0.8,slope＞0.3.Gas and water provided layer's value of（Rwa）1/2distributes in 0.6～0.8,broken line or 0.15＜slope＜0.3.Water layer's value of（Rwa）1/2＜0.5,slope＜0.15.In the actual use of the method,the method is improved,the fluid properties of the study area were distinguished by using the apparent formation water resistance increasing rate and the porosity.The practical application proved that it was effective on the application of the normal distribution method in discriminating the character of the reservoir.

normal distribution；fluid property discrimination；quantitative discrimination

TE122.2

A

1673-5285（2017）12-0053-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.013

2017－11-22