浅谈利用正态分布法识别水淹层测井技术

1、浅谈利用正态分布法识别水淹层测井技术well logging technology1999 年 第 23 卷 第期 vol.23 no.l 1999王秀艳周凤呜王文先摘耍 运用正态分布法（p1 / 2）识别油水层是早期测井解释中常用的方法。将其用于水 淹层解释中，也见到了明显的效果。用止态分布图法解释水淹层时，图中出现几个台阶，不 同台阶反映不同的水淹程度。该方法也可以用于计算水淹层的混合液电阻率。用正态分布图 确定的水淹层不仅包括了利用口然电位曲线反映地层水矿化度明显变化的储层，还可以解释 目前一些常规方法难以识别的水淹层。主题词：正态分布白然电位 曲线 水淹层 地层水电阻率 测井解释on

2、identification of watered-out zones by normal distribution method.wang xouyan, zhou fcngming, wang wcnxian.abstract normal distribution method is a regular practice to identify oil and water bearing rocks in the early stage of log interpretation. now it is used to distinguish watered-out zones, the

3、results of which are obviously good. there are many different steps in the probability chart, which reflect different watered-degrees. the method can also be used to calculate the resistivity of the mixed liquid in the pores of watered-out zones. the watered-out zones from the normal distribution ch

4、art include not only the zones with variable formation water salinity provided by the sp curves, but also the watered-out zones identified by the current conventional interpretation method.subject terms： normal distribution self-potential log watcrcd-out zone formation water resistivity log interpre

5、tation引言我国大部分油出均采用注水开发方式。目前国内外水淹层测井解释的主要方法冇两大 类，其一是在个别井中加测激发极化电位、双频介电、c/0等一些特殊测井项1=1,利用其 响应值与地层水矿化度无关的特点來识别注水开发区中油层、水层及水淹层；另一种方法是 应用电阻率测井系列，结合口然电位曲线来识别水淹层，这也是冃前国内各油田主要采取的 方法。当汕层被注入水水淹示，会造成地层孔隙屮原生水与注入水的混和，而且混合液矿化 度随水驱程度而变化。因此，在开发区中确定孔隙中混合液的电阻率是计算含油饱和度的关 键参数。区域背景冀东汕田南堡凹陷地区地层水矿化度纵横向变化人，有时共至在同一个较厚的砂层内地

6、层水矿化度也有较大差界。在注水开发阶段，油层被水淹后，地层孔隙中水矿化度变化情况 就更加难以确定，这些因素都给测井解释带来了很大的困难。因此，如何求准孔隙中混合液 的电阻率，在水淹层解禅工作屮显得尤为重要。柳赞汕iii是冀东汕iii的主要产汕区z，其构造特征为被断层复杂化的短轴背斜，其小 柳10区块为柳赞油ii的主力含油区块。主要含油层位是es53o柳10区块自1989年投入开 发,截止到1997年12月，仅主力断块柳10断块已累计采油29.036x104 t,产水14.419 7x104 m3。该断块己累计注入水45.045x104 m3。目前，柳10断块平均h产汕56.9 t, 含水71.

7、5%,日注水296 m3。注水过程为先注淡水后注污水。木文所研究的典型井柳1()4 井位于断块背斜较高部位，与注水井柳10-1井相距280 m。柳10-1井已累计注入水24.4x104 m3,注水层位es53o其余两井位于冀东油田另一主要釆油区高尚堡油皿，亦属注水区 内的调整井。在冃的层段应用止态分布法作出p1/2的概率分布图，可以冇效地识别水淹 层及定性判别水淹级别。解释方法及实例分析1. 正态概率分布图的作法要点在概率坐标上作出pl /2= (em.r) 1/2及其累计频率的分布图，利用汕层线与水层 线的斜率不同识别汕水层。在具体作图过程屮采用人工读值的办法，一般是1个层读取1 个点。当储

8、层物性冇较大的差别时，可读2个或3个点。人工读值可以避免计算机读值时储 层中一些薄夹层(如泥质或钙质富集条带)和层界面信息的干扰。在泥质含量较低或成岩作用 影响较小的层段，读取储层的深侧向电阻率极大值或平均值、声波时差或其它孔隙度曲线的 测量而积平均值。利用地区经验公式计算孔隙度后获得多个单层的p1/2值，在概率坐标 下展开示即获得如图1所示的解释图版。图1柳10-4井p1 /2值概率分布图2. 正态分布图应用于水淹层解释实例分析图1为柳10区块新钻井柳10-4井目的层段es53概率分布图。图1中共有4条不同斜 率的直线。通常，在岩性基本和同的井段内，原始状态下油层线及水层线具有不同的斜率;

9、不同含汕饱和度可构成儿个折线，其斜率逐步增大，汕层线(包括不同含汕饱和度的折线)的 延长线不会与水层线的延长线相交。但由图1可以看出，在开发区水淹井段的p1/2图却 出现了多个台阶，r其向右的延氏线与水层线相交。由此可以反映出该段部分储层地层水矿 化度及含汕性均发生了变化。图1 a、c、d 3段所反映的视地层水电阻率有较人的差 界。a段p1/2值最低，说明该段视地层水矿化度最高，具有原生水层的特点；b段反映了 在原始状态卜的低饱和度含油层；c段p1/2值相对较低，孔隙中原生水被注入水淡化程度 小，或相对保留的原生水多一些，即水淹程度较低；同样，d段p1/2值綾高，说明该段孔 隙屮注入的淡水及污

10、水造成混合液电阻率增高，孔隙中混合液矿化度较低，具有强水淹的特 点。b、e两段反映了仍保留原生水的含油层，且e段具有较高的含油饱和度，是进一步开 采的主力油层。上述分析的依据是：b、e两段向右延长线与水层线a段不相交，表明它们 与水层具有相同的地层水，仅因含汕饱和度不同造成电阻增人系数不同，因此具延长线不可 能与水层线相交。而c、d两段因吸入淡水或污水造成混合液电阻率增高，可见它们与原生 地层水不属于相同水系统，因而其向右的延长线与原生水层线a段相交。柳10-4井投产时，射开7885号层共8层22.8 m。生产初期，平均口产液50.7 m3, fi产油16.5 m3,含水67.4%。生产16

11、d后，含水突然上升至97%,液量稳定在60 m3 /d左右。结合同位素吸水剖而资料分析，邻井注水井柳1()1的主要吸水层与该井78、8() 83号层连通。由图1可知，柳10-4井78、79、80、82均位于d段，f (x)值分别为79.49 %, 84.62%, 66.67%, 71.79%4个点,利用正态分布图解释为强水淹层；81号层f (x)值为23.08%,位于图中b段，解释为油水同层；84、85、及83号层为油层。柳104井自然电位曲线未出现已被水淹的典型特征,由于sp测量半径小,sp |11|线尚 未反映出注入水影响，但深侧向探测半径较人，rt含有水淹的信息。采汕16 d后产水率 急

12、剧上升到97%,表明注入水此时已推进到井筒。这也可间接证明p1 /2方法判別水淹层 的准确度及町信度优于单纯依赖sp曲线的判断。图2为高88-11井冃的层段es2+33亚段的p1/2图。该井于1997年完钻，在冃的层 段射开54、55号两层，平均h产水18 m3,而且由测井资料可知，两个层物性均很差，声 波吋差值仅为223 ns/m,地层对比结果认为这两层与邻井注水井高88-3井的主要吸水 层连通，从产液能力上看，这两个层高于同样物性的其他水层及油层。在高尚堡油出储层下 限的声波时差在220 ms/m左右。由图2可知,54、55号层f (x)值分别为42.55%、 44.68%均位于水淹程度中

13、等的c段。图3为高97-4井目的层段的p1 /2图。该井共射开13个层共42.7 m,牛产初期fi产 水约3() m3。采取测井温曲线、气举找水的方法示，认为51号层为主要出水层，该层与邻 井注水层连通。51号层的f (x)值为82.5%,位于强水淹层段，解释与采油及气举找水层 的结果相符，其他层的解释投产结果也基本相符。图2高88-11井p1 /2值概率分布图图3高97-4井p1 / 2值概率分布图用p1 / 2法确定孔隙中原生水及混合液电阻率由上所述，图2中a、b、c、d段为具有不同矿化度的水层，而且c、d、e段包含有 后期注水的彫响。对a、b、c、d段的水层分别在概率处标下展开，找到累计

14、频率为50% 点对应的p1 /2值，即可确定不同混合液的电阻率。如图4及图5分别为图2中原生地层 水及a段混合液电阻率的确定方法。图4高88-11井a段求解原生水电阻率概率分布图图5高88-11井b段求解混合液 电阻率p1 / 2值概率分布图问题讨论1. 求解rw用正态分布法求解的rw是求収地层水电阻率的最直接方法。阿尔奇公式中的rw指充 满岩石孔隙中的地层水电阻率。地层水中既有可动的自山水，也有朿缚水，它们的含盐量通 常是不同的。在实际的钻井过程小，地层不可避免地会受到泥浆侵入的影响，侵入深度及不 均匀性增加了求解rw的难度。许多人虽然考虑了多种影响因素及校正方法，但如何确定泥 浆对不同储层

15、的侵入量是很困难的，因此准确地确定rw值就很困难。正态分布法是以数理 统计为基础，水层线上的各点仅表示地层因素f值的不同，由它求解的rw可不再进行侵入 及温度等校正，此方法是求解rw的授佳方法。2. 对各个台阶靠近端线右端的点应作具体分析表示不同水淹程度的各个台阶靠近端线右端的个别点，还有可能掩盖个别非水淹层。当 含油饱和度不同而显示的rwa值与水淹层混介液rwa相同时，该层点就可能分布在反映不 同水淹级别的各个台阶内。通常只能用地层对比或采汕及试汕连通性来证实，亦可通过孔渗 性好坏來间接判别。即孔渗性不好的低含油饱和度层吸收注入水较少，更多地保持原始的含 汕饱和度。3. 在含有水淹层的井段内

16、如何求取含汕饱和度由前文可知，由于注入水的影响，在p1 /2图中出现了多个台阶，不同台阶的斜率变 化反映了不同的水淹程度，并且由此可以确定出每一台阶的rwa值。本文作者认为，用由 每个台阶在概率处标下展开计算的rw值，代入阿尔奇公式中进行含油饱和度计算可反映该 储层冃前的含油饱和度。在开发区中应用原生水线或不同台阶段展开求取rw值计算原始含 汕饱和度和残余汕饱和度更为合理。由于木方法目前处于探索使用阶段，随着资料的积累， 还会挖掘出一些更新更深刻的认识。4. 用p1/2法计算含油饱和度在研究过程中，对同一口井的同一层段应用不同的m值作出p1/2图(如图6所示)， p1 /2图中的趋势及特征不变

17、。当m值增加时,p1/2值将减小,造成由各个台阶段计算的 rw整个系统值降低，但由rw / rwa计算出的含汕饱和度最人绝对谋爰仅为2.18%, 一般 绝对误差范围在1 %1.5%。由表1可以看出，m值不同时对含水饱和度计算影响不大。m 值表示孔隙孔道弯曲程度，通常只影响地层因素f值的大小。其原因是sw值反映电阻增大 系数(rwa/rw)o対于新探区的油气井，取心及岩电实验数据较少时，选収m=2,结合 p1 /2图判别汕水层并求取含汕饱和度是可信的。图6高88-11井m值变化対p1 / 2概率分布图影响表1不同m值时含汕饱和度计算结果层号含水饱和度/ % sw, mlsw, m2 %备注ml

18、= l. 68652 m2 = 2- 065 27. 49 26. 51 0. 98 sw= (rw/p) 1 /2rw由pl / 2图水线求出rw, ml =0. 2107 q.mrw, m2 =0. 1403q .m60b 33.05 31.90 1. 1548c 33.65 30.84 2. 8163 36. 19 34. <)7 1. 2260a 37.55 35.85 1. 762b41.09 40.09 1. 0062a41.31 40.21 1. 1043b41.59 41.17 -0. 52结论1 应用视地层水电阻率正态分布图的台阶性，可以识别水淹层；台阶的不同反映水淹 程度的不同。2.卅正态分布法p1 /2可计算不同水淹级别储层孔隙内混合液电阻率，为计算残余汕 饱和度提供了可靠依据。作者简介：王秀艳工程师，1969年生。1990年毕业于大庆石油学院测井专业，获得学士 学位。毕业后分配在冀东油川勘探开发研究院测井室工作。主持并研究的冀东油hi rft 资料的地质应用效果分析获局级进步三等奖。(地址：河北省唐山市冀东油田勘探开发研 究院测井室 邮编：0