逐步删除异常值的测井曲线标准化处理综合方法

赵斌,高立群,郑强,张有印,陈铮

(1.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;2.中国石油新疆油田公司准东采油厂,新疆克拉玛依834000)

0 引 言

在多井评价与油藏描述当中,一般采用二维直方图频率分析法、多维直方图法、趋势面分析法、均值-方差法等对测井数据进行标准化处理[1]。其中直方图频率分析法和趋势面分析法更为常用,但单独使用直方图频率分析法和趋势面分析法都存在一定弊端。直方图频率分析法人为把各井标准层特征值校正到同一定值上而忽视了地下储层固有的非均质性事实[2];常规的趋势面分析法使得异常井直接参与拟合导致局部区域井曲线整体偏大或偏小[3]。提出了以趋势面分析法和直方图频率分析法相结合的逐步删除异常值的测井曲线标准化处理综合方法,使得标准化的效果更符合研究区地质特征,能够为后续研究提供数据保障[4]。

1 标准化处理方法和流程

逐步删除异常值的测井曲线标准化处理综合方法,主要是利用直方图法读取每口井标准层的曲线幅度范围和曲线特征值,然后分别绘制其趋势面;检查有无异常值,若有异常值则删除异常值并重新绘制,反复这一过程直至得到满意的趋势面并统计校正量完成标准化。测井曲线标准化处理流程见图1。

图1 测井曲线标准化处理流程

(1)选取标准层。标准层是标准化的地质基础,选取标准层的原则:选取的标准层段沉积稳定、具有一定厚度;岩性和测井响应特征明显,以便于全区跟踪;工区内分布广泛,90%的井点均有显示[5]。

(2)由于每口井的曲线幅度和曲线特征值存在着差异,因此,首先做标准层的频率分布直方图(见图2),统计标准层数值的主要分布区间ΔY(曲线幅度)和标准层的曲线特征值X(频率分布图峰值)[6]。其中ΔY=Ymax-Ymin。

(3)采用克里金算法(能清晰反映出每个异常点的分布位置)制作标准层原始曲线幅度ΔY趋势面图和曲线特征值范围X趋势面。

(4)通过与周围邻井曲线幅度值对比,在原始曲线幅度趋势面上删除明显的标准层曲线幅度异常值并更新趋势面,再次查看趋势面上有无明显的异常值。重复这一过程,直至得到无明显异常、相邻井光滑过渡的曲线幅度趋势面。利用这一趋势面得到对应各井的曲线幅度趋势面值ΔY1,计算出各井相应曲线的幅度值校正系数a

a=ΔY1/ΔY

(1)

(5)通过周围邻井曲线特征值对比,在原始曲线特征值趋势面上删除明显的标准层曲线特征异常值并更新趋势面,再次查看趋势面上有无明显的异常值。重复这一过程,直至得到无明显异常、相邻井光滑过渡的曲线特征值趋势面。利用这一趋势面得到对应各井的曲线特征趋势面值X1。

(6)统计每口井的曲线校正量,包括曲线幅度校正拉伸系数a和曲线特征值偏移量,并对每口井的对应测井曲线进行标准化校正。若原曲线为L,则标准化后的曲线L1为

L1=aL+(X1-aX)

(2)

图2 标准层曲线频率分布示意图

2 实际应用

某油田开发层系为中侏罗统,在59年内先后完钻了1 700余口井,测井系列较多,为岩性识别、储层研究和有效厚度判别带来了一定的困难。如自然伽马(GR)测井曲线部分单位为UR/H(微伦琴),部分为API,利用具有自然伽马平行测井的井曲线资料建立UR/H与API单位转换关系转换为API单位后存在部分井自然伽马值偏大或偏小;电阻率曲线主要有深感应电阻率RILd、标准测井系列中1 m电位电阻率PZ、2.5 m底部梯度电阻率GZ3和2.5 m顶部梯度电阻率OGZ3等。因此,必须要做标准化处理才能进一步开展岩性识别等工作。本文以自然伽马曲线的标准化为例介绍采用这种逐步删除异常值的测井曲线标准化处理综合方法的实际应用效果。

图5 自然伽马幅度和值标准化成果图

首先选择目的层顶部1套厚约10 m、且稳定分布的泥岩层作为标准层,利用直方图统计各井对应的自然伽马曲线幅度值和自然伽马特征值。可以看出,研究区内自然伽马曲线幅度值和自然伽马曲线特征值的分布均较分散,自然伽马曲线特征值分布在40～150 API范围内(见图3),自然伽马曲线幅度值分布在20～80 API范围内(见图4)。利用克里金法编制标准层自然伽马曲线幅度值和自然伽马曲线特征值的平面图,即趋势面[见图5(a)、(b)]。可以看出在平面图上局部存在明显的异常极大、极小值。删除这些明显的极大、极小值后,更新该趋势面图,调整色标,再次删除明显的局部异常极大、极小值并更新该趋势面图。多次反复这一过程,直至得到较光滑的、局部无明显异常值的趋势面图[见图5(c)、(d)]。利用该图对应的各井点的自然伽马曲线幅度值、自然伽马曲线特征值作为各井校正后的对应目标值。

对于删除了异常值的井点,其需要校正的自然伽马曲线幅度、自然伽马曲线特征目标值为邻井插值而得;对于未删除值的井点则不需要标准化处理,即其校正的目标值仍为其原来对应的自然伽马曲线幅度值、自然伽马曲线特征值。据此,利用式(1)、式(2)可以批量、快速地完成测井曲线的标准化处理。

图3 某油田标准层自然伽马曲线特征值分布直方图

图4 某油田标准层自然伽马曲线幅度值分布直方图

图6为2口井自然伽马曲线标准化处理前后的对比图。很明显,标准化后自然伽马曲线值更符合地层实际情况,能更好地识别岩性。采用上述方法对电阻率Rt等曲线也作了标准化处理。图7为标准化前后的自然伽马曲线和Rt曲线建立的岩性识别图版对比图。标准化前粉砂岩类、细砂岩、中细砂岩和不等粒砂岩混在一起无法区分,标准化后岩性界限较明显,可以较好地区分各种岩性。

图6 自然伽马曲线标准化前后对比图

图7 标准化前后自然伽马曲线和Rt曲线建立的岩性图版对比图

3 结 论

(1)逐步删除异常值的测井曲线标准化处理综合方法结合趋势面分析法和直方图频率分析法,对于曲线数据资料较为复杂、储层非均质性较强的区域适用,标准化结果更符合地质实际,对老油田储层测井解释中的曲线标准化处理具有重要的意义和应用推广价值。

(2)用该方法对某油田的测井曲线数据进行了标准化,从而消除了由测井仪器、操作方式等不同原因而引起的系统误差。通过标准化前后对比表明,曲线标准化的结果符合区域地质特征,标准化效果显著。