基于模糊綜合評判的儲層流體識別技術

王　曄， 王向公， 沈　華， 王健穎， 王向玖， 王　杰

(1.長江大學 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室， 湖北武漢 430100；

2.長江大學 地球物理與石油資源學院， 湖北武漢 430100；

3.中國石油天然氣集團公司華北油田分公司， 河北任丘 062552)

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基于模糊綜合評判的儲層流體識別技術

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.長江大學 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室， 湖北武漢 430100；

2.長江大學 地球物理與石油資源學院， 湖北武漢 430100；

3.中國石油天然氣集團公司華北油田分公司， 河北任丘 062552)

摘要：針對A凹陷儲層由于巖性變化大、凝灰質膠結嚴重、孔隙結構復雜等因素造成的油水層難以區分的問題，應用模糊綜合評判方法，綜合考慮各種相關因素，以A凹陷流體識別影響因素分析為基礎，以試油資料和測井資料為依據，研發了該區塊儲層流體識別技術.通過實際應用驗證，準確率達到91.7%.

關鍵詞：凝灰質膠結； 孔隙結構； 模糊綜合評判； 流體識別

目的區塊主要含油層段為騰二段、騰一段、阿四段和阿三段.其儲層主要由砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖、泥質砂巖和凝灰質砂巖組成，并且巖性變化大，非均質性強，凝灰質均以膠結物的形式存在，導致儲層孔隙的連通性差，孔隙結構復雜[1].該凹陷儲層流體識別影響因素多樣，依靠常規方法直接對儲層流體進行識別困難.因此，必須尋找一種適應于該區塊流體性質識別的方法.

模糊綜合評判以考慮多種影響因素對樣本進行分類為特長，應用模糊綜合評判方法對儲層流體進行識別，優勢明顯.利用模糊綜合評判識別儲層流體性質，就是應用模糊變換原理和貼近度規則，結合試油資料和測井資料，考慮與被評判事物相關的各個因素，對其進行綜合評判，在識別儲層流體性質時，可以將評判結果分為油層、油水同層、水層[2].

論文以模糊綜合評判為理論依據，在綜合分析目的區塊儲層影響因素的基礎上，以測井響應分析為手段，綜合考慮多種測井曲線對識別流體性質的有利因素，提取了與儲層流體性質密切相關的有關曲線，建立了模糊綜合評判矩陣，并進行了應用，達到了預期目的，解決了目的區塊儲層流體性質識別這一難題.

1流體識別影響因素分析

1.1 巖性差異大，凝灰質膠結嚴重

目的區塊含油儲層主要由砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖、泥質砂巖和凝灰質砂巖組成.儲層巖性變化大，導致測井響應特征復雜.圖1為目的區塊不同巖性測井響應特征對比圖，從圖中可以看出，細砂巖、凝灰質砂巖、砂礫巖和凝灰巖電阻率曲線差異大，導致儲層流體性質識別困難.

圖1 目的區塊不同巖性測井響應特征對比圖

1.2 孔隙結構復雜

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. 通過對目的區塊巖心壓汞資料的分析研究，結合毛管壓力曲線形態及各特征參數的統計分析，發現該凹陷儲層具有雙孔隙特征，微孔隙發育，孔隙結構復雜.僅依靠電阻率曲線不能準確的反映儲層流體性質的變化[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，出現雙峰特征.所對應層位試油結果為油層，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.所對應層位試油結果也同樣為油層，但是2.5m梯度電阻率為89.21Ω·m，與A3井電阻率相差很大.通過以上對比說明，孔隙結構的差異對電阻率有較大的影響[4].

2利用模糊綜合評判識別流體

綜上所述，A凹陷儲層由于巖性差異、凝灰質膠結、孔隙結構復雜的影響，測井響應特征復雜，不能單純的利用電阻率曲線直接對儲層流體進行識別.模糊綜合評判法利用隸屬度和模糊綜合統計方法為定性指標定量化，很好地解決了判斷對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

模糊綜合評價的著眼點是所要考慮的各個相因素，在評價某個事物時，可以將評價結果分成一定等級.設著眼因素集為U=(u1,u2,…,um)；抉擇評語集為V=(v1,v2,…,vn).首先對著眼因素集U中的單因素ui(i=1,2,…,m)作為單因素評判，從因素ui著眼，確定該事物對抉擇等級vi(i=1,2,…,n)的隸屬度rij，這樣可得出第i個因素ui的單因素評判集ri=(rr1,rr2,…rin)，(i=1,2,…,m)，它是抉擇評語集上的模糊子集.

其次，由m個著眼因素的評價集，構造總的評價矩陣R.

R是著眼因素論域U到抉擇評語論域V的一個模糊關系，uR(ui,vi)=rij表示因素ui對抉擇等級vj的隸屬度.

因各著眼因素在總的評價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ai(i=1,2,…,m)，這是一個模糊擇優的問題，可把評價的著眼點看成著眼因素論域U上的模糊子集A，記作

A=a1,a2,…,am

其中，ai[0,1]為ui對A的隸屬度，它是單因素ui在總評價中的影響程度大小的變量，在一定程度上也代表根據單因素ui評定等級的能力.

2.2 技術實施

為了利用模糊綜合評判識別流體性質，首先構造了選擇評語集：

V=(油層，油水同層，水層)

通過資料分析，選取了對流體性質有明顯響應的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)、聲波時差(AC)和補償密度(DEN)作為著眼因素集：

U =(R04，R25，RM，AC，DEN)

在分析測井、試油、錄井資料的基礎上，構造了油層、油水同層、水層樣本集，應用數理統計方法選定了權重集A：

A = (AB1，AB2，AB3，AB4，AB5)

其中AB1，AB2，AB3，AB4，AB5分別是對應于單因素R04，R25，RM，AC、DEN在評價中的影響程度的權重，在一定程度上代表了根據單因素R04，R25，RM、AC、DEN評定流體性質的能力.

通過分別統計油層、油水同層、水層所對應R04，R25，RM，AC、DEN的頻率分布，構造了模糊評判矩陣.根據最大隸屬度原則，可以求出模糊綜合評判結果[6].

3應用效果分析

根據所研究儲層流體識別技術對目的區塊9口井的12個試油層位進行了處理，其中11層與試油結果相符，1層不符合，識別準確率為91.7%(表1).

表1 應用效果對比表

圖4為A4井模糊綜合評判流體性質成果圖.薄片實驗資料顯示12號層為砂礫巖并伴有凝灰質砂巖.試油結論為油層，日產油21m3.利用模糊綜合評判法對其進行識別，識別結論為油層，與試油結論相符，說明了模糊綜合評判進行流體性質識別的可靠性.

圖4 A 4井模糊綜合評判流體性質成果圖

4結束語

(1)A凹陷由于巖性差異大、凝灰質膠結嚴重以及孔隙結構復雜等因素的影響，儲層流體識別困難.

(2)模糊綜合評判法可以很好地解決A凹陷儲層流體性質識別困難的問題，通過對9口井12個試油層段進行處理，準確率達91.7%，應用效果良好.

參考文獻：

[1] 劉震，付東陽，肖偉，等.二連盆地三種典型構造帶巖性油藏形成模式分析[J].石油實驗地質,2007(1):32-39.

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

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[5]陳水利，李敬功，王向公.模糊集理論及其應用[M].北京：科學出版社，2005.

[6] 申輝林,王敏,柴婧.低孔低滲儲層油水層模糊識別方法[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：P631.8+4

文獻標志碼：A

文章編號：1672-6197(2015)03-0056-04

作者簡介：王曄，男 ，wangye_97@163.com

收稿日期：2014-09-04