正態分布法在判別深層低飽和度儲層流體性質中的應用

錢戰宏，李會光，馬元琨

（中國石油青海油田勘探開發研究院，甘肅敦煌 736202）

正態分布法在判別深層低飽和度儲層流體性質中的應用

錢戰宏，李會光，馬元琨

（中國石油青海油田勘探開發研究院，甘肅敦煌 736202）

前人利用正態分布法判別儲層的流體性質都停留在定性到半定量的標準下，筆者以南八仙氣田深層儲層流體判別為例，總結了氣、水層正態分布的差異性，建立了該氣田深層低飽和度氣藏流體性質的定量判別標準。主要體現在氣層（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。在方法實際運用過程中，對該方法進行改進，利用視地層水電阻增大率與聲波時差進行交會來建立研究區流體性質判別圖版，實現了正態分布法的定量運用，實際應用效果證明，正態分布法在南八仙氣田深層低飽和度氣藏的流體性質判別上是有效的。

正態分布；流體性質判別；定量判別

許多數學統計方法都被用來分析不同現象之間的相關關系。正態分布能反映相同條件下重復進行多次實驗或觀測結果的規律，自然界中很多隨機現象都服從正態分布，從統計學觀點看，各種測量的誤差基本都服從正態分布[1-3]。利用正態分布法判別流體性質，就是通過測量同一層的視地層水電阻率的大小并結合其分布規律來實現油水層的識別。

南八仙油氣田位于柴達木盆地東北部，是盆地北緣斷塊馬海－南八仙背斜帶上的一個三級構造。西北緊鄰冷湖七號構造，東與馬海構造相鄰，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行了試氣試采，深層多口井的試采表明深層干柴溝組產能較高，是較為理想的產能接替層，但深層儲層非均質性強，存在氣水關系復雜、含氣飽和度低及地層水礦化度差異大等特點，儲層流體識別難度很大，因此正確判別儲層流體性質對后續氣田勘探開發具有重要的意義。

1 正態分布法基本原理

正態分布法是利用測井的測量誤差服從正態分布規律而設計的一種評價地層含油性的統計方法[4-6]。據其統計曲線的形態和斜率進行油、水層判別，對地層水礦化度變化大的地區識別效果尤其明顯。理論上講，通過比較視地層水電阻率Rwa和地層水電阻率Rw可以判別儲層的流體性質，但由于直接用測井資料求準地層水電阻率的Rw難度很大，所以用這種方法來判別儲層的流體性質的實用價值很低。為此引入正態分布法來解決這一問題，在考慮Rw絕對值的同時，利用Rwa的變化規律來識別儲層的流體性質[7]。

根據阿爾奇公式：

利用地層的真實電阻率計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：

正態分布法正是通過根據測井資料計算的視地層水電阻率值的分布規律來判斷儲層的流體性質。但在實際運用的過程中，由于孔隙度、a、m值在求取過程中存在一定的誤差，所以依據（Rwa）1/2值的變化規律來判斷儲層的流體性質，主要目的是為了壓制誤差的影響。

（Rwa）1/2正態分布頻率圖（見圖1），圖中μ值為中值，表示（Rwa）1/2出現頻率最高的值；σ為正態分布曲線的標準偏差，反映測量點落在（μ－σ）和（μ＋σ）范圍內的概率，它反映了正態曲線的寬窄程度，即測量點越離散，σ越大。當儲層完全含水時，儲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為一常數，實際測量值的變化也會很小，因此統計的正態曲線形狀較尖、較窄。而儲層含油時，孔隙空間中含油和水，導致地層電阻率比相同孔隙度條件下的水更高，因此計算出來的Rwa要高于實際的Rw，測量值隨著儲層含油飽和度的變化而變化，計算出來的視地層水電阻率值分布范圍比較廣，故其統計的正態曲線形狀較緩、較寬（見圖2～圖4）。

圖1 正態分布法曲線特征圖

圖2 仙4井水層正態分布圖

圖3 仙6井氣水同層正態分布圖

圖4 仙7井氣層正態分布圖

圖5 累計頻率正態分布曲線特征圖

2 應用實例及效果分析

南八仙氣田干柴溝組儲層非均質性強、地層水礦化度變化大，導致電阻率對儲層含氣性的反映不敏感，利用常規測井方法識別流體的難度比較大，通過正態分布法對經過試氣資料證實的井進行處理，建立該氣田的流體判別解釋圖版（見圖5）。仙7井單層試氣日產氣1 223 m3，不含水，為純氣層。從累計頻率正態分布曲線特征圖可以看出，氣層的累計頻率的值比較大，斜率比較大；仙4井經過單層試氣日產水28.5 m3，為純水層。從累計頻率正態分布曲線特征圖可以看出，氣層的累計頻率的值比較小，斜率比較小；仙6井單層試氣結果為日產氣250 m3，水3.8 m3，為氣水同層。從這三口井的累計頻率正態分布曲線特征圖可以看出，氣水同層的累計頻率的值和頻率都介于氣層和水層的累計頻率值之間。

選取該氣田具有試氣結論的井進行了正態分布處理。選取該氣田所有有試氣資料的層（30小層）進行了正態分布處理，并建立了該氣田的定量識別標準：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。

在實際應用過程中，單純依靠觀察、分析累計頻率圖形特征判斷流體性質，操作起來比較繁瑣且只能做到定性判別，為此，對該方法進行改進，利用視地層水電阻增大率與聲波時差進行交會來建立研究區流體性質判別圖版，一方面可以減小需要對待識別砂層逐層繪制正態概率曲線的工作量，建立流體判別的定量標準（見圖6）；同時，還可以改進該方法不適用于干層流體性質判別的缺陷，因為對于干層來說，既可以是水層，也可以是含油氣層，雖然測試結果不產出任何流體，但二者的累計頻率特征差別很大，前者斜率很小，后者斜率很大，甚至出現不規則曲線。通過建立的判別標準進行氣水層識別，識別效果較好，符合率達到 90%（見表1）。

3 結論

（1）正態分布法是建立在數理統計基礎上的一種測井分析方法，在一些復雜油藏流體性質的判別過程中，尤其在由于非均質性強、地層水礦化度差異比較大而導致油、水層識別困難的地層，判別效果更為顯著。

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

圖6 研究區目的層孔隙度與視電阻增大率交會

表1 流體性質判別效果分析表（部分）

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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