正态分布法在判别深层低饱和度储层流体性质中的应用

钱战宏，李会光，马元琨

（中国石油青海油田勘探开发研究院，甘肃敦煌 736202）

正态分布法在判别深层低饱和度储层流体性质中的应用

钱战宏，李会光，马元琨

（中国石油青海油田勘探开发研究院，甘肃敦煌 736202）

前人利用正态分布法判别储层的流体性质都停留在定性到半定量的标准下，笔者以南八仙气田深层储层流体判别为例，总结了气、水层正态分布的差异性，建立了该气田深层低饱和度气藏流体性质的定量判别标准。主要体现在气层（Rwa）1/2＞0.8，斜率＞0.3；气水同层 0.6＜（Rwa）1/2＜0.8，曲线形态为折线或斜率 0.15～0.3；水层或含气水层（Rwa）1/2＜0.5，斜率＜0.15。在方法实际运用过程中，对该方法进行改进，利用视地层水电阻增大率与声波时差进行交会来建立研究区流体性质判别图版，实现了正态分布法的定量运用，实际应用效果证明，正态分布法在南八仙气田深层低饱和度气藏的流体性质判别上是有效的。

正态分布；流体性质判别；定量判别

许多数学统计方法都被用来分析不同现象之间的相关关系。正态分布能反映相同条件下重复进行多次实验或观测结果的规律，自然界中很多随机现象都服从正态分布，从统计学观点看，各种测量的误差基本都服从正态分布[1-3]。利用正态分布法判别流体性质，就是通过测量同一层的视地层水电阻率的大小并结合其分布规律来实现油水层的识别。

南八仙油气田位于柴达木盆地东北部，是盆地北缘断块马海－南八仙背斜带上的一个三级构造。西北紧邻冷湖七号构造，东与马海构造相邻，南以陵间断裂与伊克雅乌汝凹陷为界。目前，南八仙深层气藏已有多口井进行了试气试采，深层多口井的试采表明深层干柴沟组产能较高，是较为理想的产能接替层，但深层储层非均质性强，存在气水关系复杂、含气饱和度低及地层水矿化度差异大等特点，储层流体识别难度很大，因此正确判别储层流体性质对后续气田勘探开发具有重要的意义。

1 正态分布法基本原理

正态分布法是利用测井的测量误差服从正态分布规律而设计的一种评价地层含油性的统计方法[4-6]。据其统计曲线的形态和斜率进行油、水层判别，对地层水矿化度变化大的地区识别效果尤其明显。理论上讲，通过比较视地层水电阻率Rwa和地层水电阻率Rw可以判别储层的流体性质，但由于直接用测井资料求准地层水电阻率的Rw难度很大，所以用这种方法来判别储层的流体性质的实用价值很低。为此引入正态分布法来解决这一问题，在考虑Rw绝对值的同时，利用Rwa的变化规律来识别储层的流体性质[7]。

根据阿尔奇公式：

利用地层的真实电阻率计算得到的地层水电阻率值就是地层的视地层水电阻率，由此可以得到：

正态分布法正是通过根据测井资料计算的视地层水电阻率值的分布规律来判断储层的流体性质。但在实际运用的过程中，由于孔隙度、a、m值在求取过程中存在一定的误差，所以依据（Rwa）1/2值的变化规律来判断储层的流体性质，主要目的是为了压制误差的影响。

（Rwa）1/2正态分布频率图（见图1），图中μ值为中值，表示（Rwa）1/2出现频率最高的值；σ为正态分布曲线的标准偏差，反映测量点落在（μ－σ）和（μ＋σ）范围内的概率，它反映了正态曲线的宽窄程度，即测量点越离散，σ越大。当储层完全含水时，储层孔隙均被地层水充填，故其视地层水电阻率从理论上讲应为一常数，实际测量值的变化也会很小，因此统计的正态曲线形状较尖、较窄。而储层含油时，孔隙空间中含油和水，导致地层电阻率比相同孔隙度条件下的水更高，因此计算出来的Rwa要高于实际的Rw，测量值随着储层含油饱和度的变化而变化，计算出来的视地层水电阻率值分布范围比较广，故其统计的正态曲线形状较缓、较宽（见图2～图4）。

图1 正态分布法曲线特征图

图2 仙4井水层正态分布图

图3 仙6井气水同层正态分布图

图4 仙7井气层正态分布图

图5 累计频率正态分布曲线特征图

2 应用实例及效果分析

南八仙气田干柴沟组储层非均质性强、地层水矿化度变化大，导致电阻率对储层含气性的反映不敏感，利用常规测井方法识别流体的难度比较大，通过正态分布法对经过试气资料证实的井进行处理，建立该气田的流体判别解释图版（见图5）。仙7井单层试气日产气1 223 m3，不含水，为纯气层。从累计频率正态分布曲线特征图可以看出，气层的累计频率的值比较大，斜率比较大；仙4井经过单层试气日产水28.5 m3，为纯水层。从累计频率正态分布曲线特征图可以看出，气层的累计频率的值比较小，斜率比较小；仙6井单层试气结果为日产气250 m3，水3.8 m3，为气水同层。从这三口井的累计频率正态分布曲线特征图可以看出，气水同层的累计频率的值和频率都介于气层和水层的累计频率值之间。

选取该气田具有试气结论的井进行了正态分布处理。选取该气田所有有试气资料的层（30小层）进行了正态分布处理，并建立了该气田的定量识别标准：气层（Rwa）1/2＞0.8，斜率＞0.3；气水同层 0.6＜（Rwa）1/2＜0.8，曲线形态为折线或斜率 0.15～0.3；水层或含气水层（Rwa）1/2＜0.5，斜率＜0.15。

在实际应用过程中，单纯依靠观察、分析累计频率图形特征判断流体性质，操作起来比较繁琐且只能做到定性判别，为此，对该方法进行改进，利用视地层水电阻增大率与声波时差进行交会来建立研究区流体性质判别图版，一方面可以减小需要对待识别砂层逐层绘制正态概率曲线的工作量，建立流体判别的定量标准（见图6）；同时，还可以改进该方法不适用于干层流体性质判别的缺陷，因为对于干层来说，既可以是水层，也可以是含油气层，虽然测试结果不产出任何流体，但二者的累计频率特征差别很大，前者斜率很小，后者斜率很大，甚至出现不规则曲线。通过建立的判别标准进行气水层识别，识别效果较好，符合率达到 90%（见表1）。

3 结论

（1）正态分布法是建立在数理统计基础上的一种测井分析方法，在一些复杂油藏流体性质的判别过程中，尤其在由于非均质性强、地层水矿化度差异比较大而导致油、水层识别困难的地层，判别效果更为显著。

（2）正态分布法能够较为直观、准确地判别地层的流体性质，针对不同的气田在一定条件下可以达到定量判别。

图6 研究区目的层孔隙度与视电阻增大率交会

表1 流体性质判别效果分析表（部分）

［1］孙志文，马彩琴，吴辉，等.应用正态分布法判别青西复杂油藏的油水层［J］.石油地球物理勘探，2005，40（6）：721－723.

［2］朱红兵，何丽娟.关于用SPSS中单样本K-S检验法进行正态分布等的一致性检验时适用条件的研究［J］.首都体育学院学报，2009，21（4）：466-470.

［3］居培，翟应虎.基于正态分布理论的模糊综合评判法识别岩性［J］.科学技术与工程，2012，12（21）：5253-5256.

［4］雍世和，张超谟.测井数据处理与综合解释［M］.东营：石油大学出版社，1996：137-138.

［5］张豆娟，曾保森，王善江，等.视地层水电阻率正态分布分析及应用［J］.断块油气田，2009，16（1）：123-125.

［6］夏竹君，陈川，李增莲，等.视地层水电阻率正态分布法在元坝气田探井解释中的应用［J］.石油管材与仪器，2012，26（5）：62-65.

［7］李鹏翔，张盟物.正态分布法判别油水层的方法改进及软件设计［J］.江汉石油学院学报，1995，17（1）：41－45.

［8］王秀艳，周凤鸣，王文先.浅谈利用正态分布法识别水淹层［J］.测井技术，1999，23（1）：29－32.

［9］胡振平.川东地区石炭系储层流体性质测井评价技术研究［D］.北京：石油大学（北京），2004.

［10］毕林锐，毛志强，肖承文，等.正态分布法在油（气）水层判别上的应用［J］.石油天然气学报，2006，28（3）：76－78.

［11］冉庆，史凤香，龚亮.Sagizski地区三叠系储层流体性质的识别方法［J］.中国石油和化工标准与质量，2014，34（8）：115-116.

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