Z区块测井曲线的标准化方法

纪 智， 张庆国， 孙德瑞

(1．东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆163318;2．陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，西安710075)

Z 区块属于扶余油田开发老区块，多年来，由于其勘探开发过程中使用的国内外仪器不断更新，致使测井数据既存在以3700、5700 为主的引进测井系列，也存在JD581、多线型、大数控、小数控等国产测井系列，测井分辨率及测井精度均有很大差别，在一定程度上影响了测井解释结果及储集层评价结果的准确性。因此，有必要对不同测井系列、不同年代测井资料进行标准化处理。

测井曲线标准化方法较多，如均值校正法、直方图校正法、趋势面分析法等［1］，笔者根据扶余油田Z区块现状，分别采用直方图法、趋势面分析法及直方图法与趋势面分析法相结合的方法(结合法)对其测井曲线进行标准化处理，为该区块的测井解释及储集层评价提供了依据。

1 测井曲线标准化方法

1.1 频率直方图法

频率直方图法是将不同井标准层的测井取值划分成若干段，分别统计各个井标准层测井数量落入各段的频次，以此绘制各个井的频率直方图，并与关键井的标准层测井值比较［2］的方法。该方法根据标准层的频率直方图峰值或是其频率分布应基本保持不变的情况，以关键井的频率直方图作为判别标准，通过计算分析将所有井的曲线值校正至统一刻度范围［3］。

1.2 趋势面分析方法

1.2.1 基本原理

运用数学方程拟合曲面表示地质数据区域的变化趋势，该曲面即为趋势面［4］。这种由趋势面匹配地质数据的方法就称为趋势面分析法。趋势面分析法的基本思路是，建立适应标准层的测井响应多项式趋势面，并认为它与原始地层趋势面具有一定的一致性，如果趋势分析的残差值仅仅是随机变量，则认为是由测井刻度误差造成的;如果存在一组异常的残差值，这组异常值则可能是由岩性的局部变化引起的［5］。在标准层选择合理的条件下，趋势分析所得的残差值即地质参数空间的随机变量。

1.2.2 处理过程

趋势面分析法的处理过程:首先读取每口井各类测井曲线在标准层的值，然后绘制频率直方图，并确定其分布频率和峰值，将该峰值作为标准层的特征峰值，进行趋势面法校正，得到趋势值和残差值，从而得到校正量。

标准化校正量的计算式为

式中:Zq、Zh——标准化前后的测井响应值;

Zc——趋势面分析后的残差值。

1.2.3 趋势函数拟合次数选择

趋势函数拟合次数选择关系到趋势面分析法进行测井曲线标准化处理的准确性和合理性。趋势函数拟合次数选择过高或者过低时，均会影响该方法对测井曲线标准化处理的准确性。拟合次数选择一般遵循以下条件:

(1)区域地质模型和测井相应特征具有一致的趋势，并认为这一区域地质模型的选择与标准层的埋深有关。

(2)拟合度的高低影响趋势面总信息量的多少，但它不能作为评判趋势面分析效果的唯一标准。通常，拟合度会随着拟合次数的不断增加而增大，当拟合次数达到一定值时，拟合度就会随着拟合次数的增大而逐渐降低，拟合度和拟合次数成正弦曲线关系，所以，正弦曲线顶点处的拟合次数即为最佳次数。

2 研究区概况及关键井与标准层确定

2.1 研究区概况

扶余油田Z 区块位于松辽盆地南部中央凹陷区东缘、扶新隆起带扶余三号构造上，是一个被断层复杂化的多高点穹隆背斜，油藏主要受构造控制，属于裂缝性低渗透构造砂岩油藏。油田开采的主要目地层为泉头组四段的扶余油层，地层划分为四个砂岩组、13 个小层，储层是以粉砂岩和细砂岩为主的稳定岩层［6－7］。油田断层多、断裂系统复杂，油藏埋浅、油层多分布在构造高点且多而薄，物性差异大，油层层间、层内非均质性严重，水驱效果较差。

2.2 关键井与标准层确定

对测井曲线进行标准化处理，首先选择关键井，然后确定研究区内地层厚度大且平面上分布广泛、岩性与测井响应特征标志明显的目的层为标准层。

关键井选择须具备四个条件，第一，测井曲线相对较全;第二，有比较详细的取芯资料和分析化验资料;第三，有较好的地质控制因素;第四，井眼相对较好［8］。通过对研究区域的取芯资料与测井资料的分析，在地层精细划分与对比的基础上，选用目的层3700 测井系列和5700 测井系列的井作为关键井。

标准层是指基本覆盖全区、厚度较厚、岩性单一、电性特征明显的非渗透性储集层［9］，其一般应符合下列条件:

(1)在目的层的上部、下部或者中间的位置。

(2)受油气和孔隙度等影响相对较小的非渗透性储集层，如硬石膏、致密的石灰岩或者较纯的页岩。

(3)测井曲线在横向上比较稳定或者有规律变化，在纵向上厚度分布相对集中，一般都不小于5 m。

(4)岩性变化不大，所含杂质较少。

(5)在深度上不会有太大变化，如深度上有较大变化，则须进行分段处理。

由于此次研究的目的层段是河流、三角洲沉积体系，经综合对比分析，选取泉四段沉积时期松辽盆地南部最大湖泛形成的稳定泥岩段作为标准层段，其厚度约为5～10 m。

3 结果与讨论

3.1 测井曲线标准化结果

3.1.1 频率直方图法

选取研究区内测井曲线比较全且均为3700 测井系列和5700 测井系列的67 口井作为关键井，读取深侧向电阻率值，同时选取泉四段沉积时期松辽盆地南部最大湖泛形成的稳定泥岩段作为标准层，分别读取曲线的最大值、最小值和平均值，并利用深侧向电阻率(ρRLLD)的平均值作出频率分布直方图，如图1 所示。由图1 可以看出，研究区内深侧向电阻率均值为5.883 Ω·m。将67 口井的深侧向电阻率值均校正到同一参考点，即研究区内均值，从而得到深侧向电阻率校正量系数(K)的频率分布直方图，如图2 所示，校正系数均分布在0.85～1.05 之间，校正系数均值为1.013。

图1 标准层深侧向电阻率直方图Fig．1 Standard lateral resistivity layer depth histogram

图2 深侧向电阻率校正量直方图Fig．2 Deep lateral resistivity correction histogram

3.1.2 趋势面分析法

该区块油层标准化的最适合次数为三次，应用MATLAB 软件对研究区内67 口井的深侧向电阻率值进行三次拟合，可以由拟合出的趋势面方程计算标准层的测井趋势值，即得到经趋势校正后的测井值。图3a 为深侧向电阻率曲线标准层原始值，图中深侧向电阻率趋势不明显，可能是受到不同系列测井仪器的影响。图3b 为趋势值的平面等值线图，可以看出，深侧向电阻率有一定的规律性。

图3 ρRLLD校正前后的趋势面Fig．3 ρRLLD trend surface before and after correction

3.1.3 结合法

直方图法与趋势面法两种方法均是在关键井和标准层的直接参与下完成的，理论上都可以获得较好的效果，但实际校正过程中，由于目的层在沉积过程中，受到沉积环境和构造作用的影响，不同井的标准层所反映出的频率峰值和频率分布并不相同，单独采用直方图法和趋势面法会产生误差。文中采用直方图法与趋势面分析法相结合的方法(结合法)，对测井曲线进行校正。根据研究区域井资料，采用趋势面分析法对泉四段上部标准层的深侧向电阻率曲线进行校正，并利用校正后的值进行频率直方图法校正。根据其主峰值的分布特征，确定泉四段上部标准层电阻率峰值为6.5 Ω·m 左右，其他井逐一与之对比，采用平移法确定出其校正值，这就实现了测井曲线标准化。图4 为深侧向电阻率校正量直方图，经过趋势面法校正后的测井值再一次进行直方图法校正，其校正系数均值为1.012。

图4 结合法深侧向电阻率校正量直方图Fig．4 Deep lateral resistivity correction histogram

3.2 效果分析

3.2.1 渗透率

分别利用直方图法、趋势面分析法和结合法对系统取芯井曲线进行标准化处理，并用标准化后的曲线进行测井解释，解释后的渗透率(k1)与岩芯分析渗透率(k2)相关性如图5 所示。可以看出，结合法解释的渗透率比岩芯分析的渗透率相关性更好。

3.2.2 深侧向电阻率与深度的关系

利用结合法对电阻率与深度(h)的关系进行分析，其关系散点图如图6 所示。从图中可以看出，标准化前数据点比较分散，经过校正之后，数据点明显集中，并且靠近趋势线，且深度对深侧向电阻率值的影响均不大。

图5 不同方法求解渗透率比较Fig．5 Comparison of different methods to solve permeability

图6 标准化前后深侧向电阻率值与深度的关系Fig．6 Standardized deep lateral resistivity values before and after relationship with depth

4 结束语

在多井研究中，大部分测井数据是需要作标准化处理的，用以校正野外数据采集时的误差和系统误差。笔者分别采用频率直方图法、趋势面分析法及频率直方图法与趋势面分析法相结合的方法(结合法)对扶余油田Z 区块测井曲线进行标准化处理。研究结果证明，该区块宜采用结合法进行测井曲线标准化处理，该方法减少了不同测井系列引起的误差，为测井解释和矿区生产打下了坚实的基础。

［1］王金伟．大庆长垣地区测井曲线标准化研究［J］．国外测井技术，2011(2):16 －18．

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