基于交会图和全概率公式的流体识别方法

袁宇，高楚桥 （ 油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

邹雯 （中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院湛江实验中心，广东 湛江524057）

李祖遥 （ 油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

陈嵘 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司，广东 湛江524057）

关叶钦 （中海石油 （中国）有限公司天津分公司，天津300452）

流体性质的准确识别是地层评价的核心任务之一，也是现代测井技术的重点和难点，关系着油田的经济效益，甚至决定整个油藏是否具有开发价值。并且，海上石油天然气勘探开发的成本昂贵，如何利用现有测井资料、气测录井资料和测试资料等识别储层流体性质对于勘探开发具有重要意义。尤其在油田开发井随钻分析中，如何准确识别目的层流体性质已引起关注，建立适合的流体识别图版及方法用以解决储层流体快速准确识别意义重大。

交会图［1］是用于表示地层的测井参数或其他参数之间关系的图形。利用交会图技术识别流体性质，前人已做了大量研究，但往往是将一个或为数不多的图版识别结果定为最终识别结果，可能存在另外的图版结论与之不相符的情况。南海西部海域储层流体性质极其复杂［2～5］，既有油层、气层，也有凝析油气层，还有高含CO2气层，由于井下地质环境复杂、不同测井方法的探测特性各异等因素造成测井信息在认识上的模糊性和多解性。有关全概率公式在流体识别中的应用报道几乎没有。为此，笔者充分利用已有的测井、气测录井资料，基于全概率公式，利用交会图版改进上述缺陷，为流体性质识别提供了一种新思路。

1 全概率公式的定义

全概率公式属于古典概率，是概率论中的一个重要公式，在实际中有着广泛的应用。设试验E的样本空间为S，B为E 的事件，A1，A2，…，Am为S的一个划分，且P（Ai）＞0（i＝1，2，…，m），则全概率公式定义［6］为：

2 基于交会图和全概率公式的流体识别方法

2．1 交会图优选

运用全概率公式识别流体过程中，选择合适的交会图版是识别结果好坏的关键。在综合利用测井资料和气测录井资料的基础上，依据试油资料选定流体性质，在交会图中人工划定分界线，不同流体性质数据点分布在不同区域内。交会图参数选取来自相应测试层段内层厚适中、物性稳定的能代表储层特征的测井值、气测录井值，如图1所示；也可选取相应层段经过处理之后的储层参数，如孔隙度等，还可以为几种参数的组合，如纵波时差×电阻率、中子测井值 （该次研究中的中子测井值为原始测井值，反映岩石中的含氢量）×密度，如图2所示。前提是曲线需经过校正和标准化。图1可以较好地区分油气水层，图2可以较好地区分气层和水层。

图1 北部湾盆地流沙港组油气水识别图版

图2 莺歌海盆地乐东组气水识别图版

2．2 流体性质判定结果的确定

将能够成功识别出某种流体性质当作一个事件（Bj）；将优选出来的图版作为样本空间，要求各个图版组成样本空间的一个划分，即所有图版不能有重复。例如，图版1的两个参数分别为A、B，图版2的两个参数分别为B、C，图版3的两个参数分别为A、C，则图版3重复。

每个交会图中，分界线将交会图版分为多个（至少2个）区域，每个区域对应相应的流体性质（也会存在一个区域内有两种或多种流体性质的情况，即区域内的流体不能区分但能跟其他区域内流体区分开）。单个图版的固有属性，表示第i个图版能够准确识别第j种流体的概率，其中a、b分别表示落在区域内的点的个数和这种流体性质点的总数。由于获取参数的来源不同，每个图版能够准确区分流体性质的权重值也不同，因此设pi为第i个图版的权重值。

流体性质识别原理如表1所示。

表1 基于交会图和全概率公式的流体性质识别原理

根据全概率公式，有：

式中：P（Bj）为成功识别第j种流体性质的概率；m为交会图版个数；P（Ai）为第i个图版对最终识别结果的贡献概率；pi为第i个图版权重值，根据交会图所取资料的可靠性确定，可以规定1≤pi≤10；P（Bj︱Ai）为事件Ai发生前提下能准确判断j流体的概率；xij为第i个图版能够准确识别第j种流体的概率；n为流体性质种类数。

因此，流体j识别成功的概率最终可表示为：

最大的P（Bj）对应的流体性质即定为相应储层的最终结论。

3 应用实例分析

在南海西部海域，分地区、分层位优选的交会图，利用提出的方法进行了流体性质识别。图3为北部湾盆地流沙港组某层油气类型识别图版及每个图版对应的识别结果。图3中，w（C1）、w（C2）和w（C2＋C3＋C4＋C5）分别为气测录井中单碳原子烃组分、双碳原子烃组分和碳原子数为2～5的烃组分占所有组分的质量分数，烃平衡为w（C1＋C2）与w（C2＋C3＋C4＋C5）的比值。从图3中可以看出，普通原油、轻质油和天然气的区分效果不明显，如果单纯利用某个图版判断流体性质，识别结果出现多解性，图3（a）、（d）、（e）识别为轻质油层，图3（b）、（c）识别为普通原油。

图3 北部湾盆地流沙港组某层油气识别图版

表2为与图3对应识别结论的计算数据表，计算结果判断为轻质油的概率最大，结论定为轻质油层。识别层对应的原油分析资料显示20℃时油密度为0．8367g／cm3，属轻质油层，利用提出的方法识别得出的结论与原油分析结果相符。

该方法应用在莺歌海盆地、珠江口盆地、北部湾盆地的流体识别，包括油气水识别、油类型识别、气类型识别，共25口井的31个层中，有28个相符，3个不符，流体识别准确率90．3%。可见，提出的方法具有应用价值。

表2 北部湾盆地流沙港组某层油气识别数据及结论

4 结论

1）提出的方法在流体识别过程中能充分利用测井和气测资料，从而提高了识别结果的可靠性。传统交会图版只是利用少量测井和气测资料，未能起到发挥其他已有信息的作用。

2）优选交会图版过程中，能对不同图版赋予权重值，并且每个图版中每种流体性质具有不同的准确识别概率，从而突出了资料质量好的测井、气测曲线在流体识别中的作用，使判别结果更合理可靠。

3）不仅限于流体识别，将xij理解为第i个图版第j种岩性的判断，该方法可以推广到复杂岩性识别中。

本文属 “中海油能源发展股份有限公司项目 （HFXMLZ－BF1101）”产出论文。

［1］雍世和，张超谟 ．测井数据处理与综合解释 ［M］．东营：中国石油大学出版社，2007．

［2］胡向阳，吴健，陈嵘，等 ．南海珠江口盆地文昌A凹陷低孔低渗油气层测井识别方法及应用 ［J］．海洋地质前沿，2012，28（6）：46．

［3］吴洪深，高华，林德明，等 ．南海西部海域非烃类气层测井识别及解释评价方法 ［J］．中国海上油气，2012，24（1）：21．

［4］高楚桥 ．复杂储层测井评价方法 ［M］．北京：石油工业出版社，2003．

［5］邹雯 ．北部湾盆地油气层识别图版的建立与应用 ［J］．中国海上油气，2010，22（5）：296～299．

［6］盛骤，谢式千，潘承毅，等 ．概率论与数理统计 ［M］．北京：高等教育出版社，2001．