【導(dǎo)讀】隨著石油勘探的進(jìn)一步深入，對(duì)測(cè)井的要求也越來越高，要求能進(jìn)行精細(xì)測(cè)量，以便分析。復(fù)雜的侵入地層。20世紀(jì)90年代，國(guó)外幾大測(cè)井公司相繼推出了陣列感應(yīng)成像測(cè)井儀。儀于2020年完成樣機(jī)研制。通過滾動(dòng)開發(fā)，攻克了一系列的核心技術(shù)和工藝問題，并投入?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用。本篇論文在分析MIT陣列感應(yīng)測(cè)井儀的適應(yīng)性和徑向探測(cè)特性的同時(shí)，分析研究。陣列感應(yīng)測(cè)井在油層和水層中的響應(yīng)特征和儲(chǔ)層流體識(shí)別的方法。主，長(zhǎng)10以無差異和低阻環(huán)帶侵入特征為主；對(duì)于水層，三個(gè)層位都以負(fù)差異和無差異侵入為主；而油水同層陣列感應(yīng)測(cè)井存在各種侵入特征；通過實(shí)際應(yīng)用分析，多參數(shù)兩向量判別交會(huì)法、飽和度系數(shù)法以及飽和度成像法的應(yīng)用效果較好，與試油資料的符合率高。

　　

【正文】 圖 對(duì)于隴東長(zhǎng) 陜北長(zhǎng) 9 及長(zhǎng) 10，結(jié)合解釋成果表和試油資料，按儲(chǔ)層不同的流體性質(zhì)特征，分析油層、水層以及油水同層在不同層位的陣列感應(yīng)電阻率徑向侵入特征，如表 31 所示，針對(duì)油層，長(zhǎng) 3 油層以無差異和負(fù)差異侵入特征為主，而長(zhǎng) 9 油層以正差異和無差異侵入特征為主，長(zhǎng) 10 以無西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 21 差異和低阻環(huán)帶侵入特征為主；針對(duì)水層，三個(gè)層位都以負(fù)差異和無差異侵入為主；而油水同層陣列感應(yīng)測(cè)井存在各種侵入特征。 表 31 不同層位的陣列感應(yīng)測(cè)井侵入特征統(tǒng)計(jì)表 層位 流體性質(zhì) 正差異 無差異 負(fù)差異 低阻環(huán)帶 隴東長(zhǎng) 3 油層 水層 油水同層 陜北長(zhǎng) 9 油層 水層 油水同層 陜北長(zhǎng) 10 油層 水層 油水同層 對(duì)于隴東長(zhǎng) 陜北長(zhǎng) 9 及長(zhǎng) 10，結(jié)合試油資料 ，按儲(chǔ)層不同的流體性質(zhì)特征，統(tǒng)計(jì)其陣列感應(yīng)測(cè)井的響應(yīng)特征值，如下 表 32 所示。 表 32 不同層位的陣列感應(yīng)測(cè)井響 應(yīng)特征值 層位 流體性質(zhì) AT30(Ω .m) AT90(Ω .m) 隴東長(zhǎng) 3 油層 1366 水層 1114 油水同層 1015 陜北長(zhǎng) 9 油層 水層 1326 油水同層 1130 1235 陜北長(zhǎng) 10 油層 34180 36165 水層 2735 2632 MIT 陣列感應(yīng)在油層識(shí)別中的應(yīng)用研究 22 第 4 章 利用陣列感應(yīng)測(cè)井識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì) 綜合指數(shù)法 當(dāng)儲(chǔ)層類型復(fù)雜時(shí)，巖性和流體性質(zhì)同時(shí)對(duì)儲(chǔ)層 電性產(chǎn)生影響，陣列感應(yīng)測(cè)井無法正確反映儲(chǔ)層的流體性質(zhì)，通過綜合分析不同層位，不同測(cè)量環(huán)境下陣列感應(yīng)深電阻率曲線數(shù)值、不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線差異以及自然電位異常幅度對(duì)流體響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，提出了一種將陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率曲線數(shù)值、不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線差異、自然電位異常幅度相結(jié)合的流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法。 首先實(shí)現(xiàn)不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線差異程度的定量化。應(yīng)用累計(jì)法建立不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線的總差異。該方法放大了不同流行性質(zhì)的差異特征，且能夠定量描述儲(chǔ)層的差異特征。總差異的計(jì)算公式如下： 9 0 9 0 9 0 9 01 0 2 0 3 0 6 0A T A T A T A TDR A T A T A T A T? ? ? ? (41) 式中， AT10～ AT90 為 MIT 陣列感應(yīng)不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線。 油水層電性標(biāo)準(zhǔn)的歸一化處理，針對(duì)不同層位的油水層的電性標(biāo)準(zhǔn)不同，應(yīng)用比值法對(duì)深探測(cè)電阻率曲線評(píng)價(jià)流體性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行歸一化，歸一化的公式為： 90ATRR RZ? (42) 式中， RR 為電阻率比值； RZ 為區(qū)域電性的油水層電阻率大約分界值，不同層位的 RZ 數(shù)值也各不相同，典型水層的 RR 數(shù)值小于 1，典型油層的 RR 數(shù)值大于 1，油、水界限層處， RR 值接近于 1。 建立地層水、泥漿濾液礦化度差異指示曲線，地層水礦化度與泥漿濾液礦化度差異變化對(duì)不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線差異變化影響明顯，為此引進(jìn)礦化度差異指示曲線，計(jì)算公式為： SPDSP SSP?? (43) 式中， DSP 為礦化度差異指示曲線；△ SP 為自然電位異常幅度值； SSP 為區(qū)域最大靜自然電位異常幅度值。 針對(duì)隴東長(zhǎng) 陜北長(zhǎng) 9 儲(chǔ)層，不同性質(zhì)的流體在自然電位異常幅度上差異不明顯，所以不采用礦化度差異指示曲線 DSP 來區(qū)分油水層，優(yōu)選不同徑向探測(cè)深度電阻率曲線總差異、電阻率比值計(jì)算流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，即 I=DR RR。從圖 4 42 上可以看出，長(zhǎng) 3 油水層的流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的界限值大約為 ，而長(zhǎng) 9 油水層的流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的界限值大約為 。 圖 41 隴東長(zhǎng) 3 陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率與綜合評(píng)價(jià)指數(shù)交會(huì)圖 1101001 10 100 1000陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率 ( Ω . m )流體性質(zhì)綜合指數(shù)鎮(zhèn) 101 油層 ( 1975 . 5 1977 )環(huán) 32 油層 ( 1890 . 5 1893 . 5 )午 58 油層 ( 1360 1368 )西 62 油層 ( 1500 1502 )莊 30 油層 ( 1492 1494 )莊 73 油層 ( 1203 1205 )鎮(zhèn) 98 水層 ( 2053 . 5 2060 )鎮(zhèn) 103 水層 ( 2310 2312 . 5 )西 63 含油水層 ( 1475 1477 )abaababab陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率流體性質(zhì)綜合指數(shù)鎮(zhèn) 油層環(huán) 油層午 油層西 油層莊 油層莊 油層鎮(zhèn) 水層鎮(zhèn) 水層西 含油水層西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 23 圖 42 陜北長(zhǎng) 9 陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率與綜合評(píng)價(jià)指數(shù)交會(huì)圖 圖 4圖 44 是兩口井的隴東長(zhǎng) 3 儲(chǔ)層陣列感應(yīng)測(cè)井流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖，從圖上可以看出，午 a井試油井段陣列感應(yīng)電阻率呈低侵特征，而鎮(zhèn) b 井試油井段陣列感應(yīng)電阻率呈明顯高侵特征，圖中第三道為陣列感應(yīng)流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)曲線，午 a 井 13601368m，流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù) I 均大于 10，而鎮(zhèn) b 井試油井段 ， I 值介于 之間，其它幾處解釋的水層 I 值一般也小于 ，綜合解釋為午 a 井 13601368m 為油層，而鎮(zhèn) b 井 為水層，與試油結(jié)論符合。 圖 43 午 a 井長(zhǎng) 3 陣列感應(yīng)流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖 1101000 10 20 30 40 50 60 70陣列感應(yīng)深探測(cè)電阻率( Ω .m)流體性質(zhì)綜合指數(shù)胡1 2 0 油層( 2 4 3 9 2 4 4 6 )安9 8 水層( 2 3 1 8 2 3 2 6 )池1 3 水層( 2 3 9 8 2 4 0 3 . 5 )高1 3 水層( 1 9 3 0 1 9 3 4 )29abac流體性質(zhì)綜合指數(shù)MIT 陣列感應(yīng)在油層識(shí)別中的應(yīng)用研究 24 圖 44 鎮(zhèn) b 井長(zhǎng) 3 陣列感應(yīng)流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖 圖 4圖 46 是兩口井的陜北長(zhǎng) 9 儲(chǔ)層段陣列感應(yīng)測(cè)井流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖，從圖上可以看出，胡a 井試油井段陣列感應(yīng)電阻率呈低侵或無侵特征，而安 b 井試油井段陣列感應(yīng)電阻率呈高侵或無侵特征，圖中第三道為陣列感應(yīng)流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)曲線，胡 a 井 24392446m，流體性質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù) I 情況下大于 2，僅在 處出現(xiàn)低值，主要該處電阻率發(fā)生 低侵特征導(dǎo)致的，而安b 井試油井段 23182334m， I 值均小于 1，綜合解釋為胡 a 井 24392446m為油層，而安 b 井 23182334m為水層，與試油結(jié)論符合。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 25 圖 45 胡 a 井長(zhǎng) 9 陣列感應(yīng)流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖 圖 46 安 b 井長(zhǎng) 9 陣列感應(yīng)流體性質(zhì)評(píng)價(jià)成果圖 多參數(shù)兩向量判別交會(huì)法 電阻率呈低侵，且深探測(cè)電阻率小，致 I 值變小 MIT 陣列感應(yīng)在油層識(shí)別中的應(yīng)用研究 26 所研究工區(qū)地層屬中 低孔滲儲(chǔ)層，侵入特征復(fù)雜，在這種情況下，只根據(jù)電阻率及其差異等參數(shù)識(shí)別油水層符合率較低，油水層區(qū)分難度大。因此，很有必要從測(cè)井資料中提取多個(gè)反映油水層特征的參數(shù)，采用多參數(shù)兩向量交 會(huì)法建立該區(qū)快速、直觀的多參數(shù)油水層識(shí)別典型圖版，提高油水層解釋符合率。 1. 計(jì)算第一判別向量 C 實(shí)際處理時(shí)首先要計(jì)算判別向量 C 與建立判別函數(shù) R，其次是確定判別準(zhǔn)則，井進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。 從測(cè)井資料計(jì)算的參數(shù)和其它來源的參數(shù)中優(yōu)選出最能反映油水層特征的參數(shù)，組合出一個(gè)向量Z 12( , , )pz z z 作為判別分析的觀察值。參數(shù)彼此間應(yīng)盡可能獨(dú)立，如本研究中 1z 為 P0R(測(cè)井解釋有效孔隙度 )、 2z 為 WS (含水飽和度 )、 3z 為 Rwa(視地層水電阻率 )、 4z 為 Rti(地層陣列感應(yīng)深淺探測(cè)電阻率比值，它反映了泥漿濾液侵入油層、油水同層、水層而造成油水分布不同的規(guī)律，在一定程度上反映了油水的相對(duì)滲透率大小 )等。判別函數(shù)為： ? ?1 1 2 1 2 1 1 2 2( , , ) , ,p p p pR C Z a c c c z z z a c z c z c z a?? ? ? ? ? ? ? ? ? 每層都有一個(gè) 1R 值。式中 p 為參數(shù)的個(gè)數(shù)， 12,pc c c 為待定參數(shù)，可以根據(jù) Fisher 準(zhǔn)則來確定， a可為任意常數(shù)?，F(xiàn)假設(shè)有油層和水層兩類樣本層： N 個(gè)油層： ? ?12, , ,i i i ipx x x x? ， i=1,2, ,n M 個(gè)水層： ? ?12, , ,i i i ipy y y y? , i=1,2, ,m 令 11( ) ( ) ( ) ( )nmjl il l ij j il l ij jiis x x x x y y y y??? ? ? ? ? ??? （ j=1,2, ,p） j j jd x y?? 11 12 121 22 212ppp p pps s ss s sSs s s????? ??????,12pddDd??????????????? 由費(fèi)歇準(zhǔn)則和極值定理可推導(dǎo)出： SC=D，由此可得： 1C S D?? 。 2. 計(jì)算第二判別向量 K 研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用一個(gè)判別向量 C 時(shí)，油層和水層沿 C 方向的投影值 1R 可能還有重疊區(qū)，判別效果不很理想。為了提高判別油水層的效果，需要進(jìn)一步提取有效的判別信息，又計(jì)算了第二個(gè)判別向量 K。樣本點(diǎn)在第一和第二個(gè)判別向量 C、 K 所決定的判別平面上投影，其投影值即綜合指標(biāo)分別為 1R 和 2R 。然后根據(jù)樣本點(diǎn)在 1R 和 2R 軸組成的平面坐標(biāo)系中的位置，來判別未 知地層的含流體性質(zhì)。 確定第二個(gè)判別向量 K 的條件是：與第一個(gè)判別向量 C 正交，并能使觀測(cè)度 Q 最大。根據(jù)這兩個(gè)條件計(jì)算第二判別向量 K 的方法為： 首先，作一個(gè)新變量 E 把第一和第二判別向量聯(lián)系起來 : E Q ck? ??? 式中 ? 常數(shù)； c? 第一判別向量 C 的轉(zhuǎn)置矩陣； k第二判別向量 K 的矩陣。 顯然， K 要使 Q 達(dá)到最大，就必然使 E 達(dá)到最大。根據(jù)條件極值的 ? ?211K S S D???????????? 式中 ? ， ? 均為待定系數(shù)， S、 D與上述含義一致。計(jì)算出第二判別向量 K，再用公式 2R KZ? +b即可求出第二個(gè)綜合指標(biāo) 2R ，其中 b 可為任意常數(shù)。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 27 3. 油水層判別處理流程 由已知油水層樣 本計(jì)算出第一判別向量 C 和第二判別向量 K 后，用已知油層、油水同層和水層資料分別算出綜合指標(biāo) 1R 和 2R ，然后以 1R 和 2R 為橫、縱坐標(biāo)繪制油水層判別圖版。圖 4 圖 48 分別為長(zhǎng) 長(zhǎng) 9 的多參數(shù)油水層識(shí)別圖版。由圖中可見，水層和油層都集中分布在相距較遠(yuǎn)處，較好分辨。兩條相互平行的油水層判別線 1L 和 2L ， 1L 是油層與油水同層的界限， 2L 是油水同層與水層的界限。這樣，當(dāng)需要判別任一儲(chǔ)層的含油、水性質(zhì)時(shí)，只需要算出綜合指標(biāo) 1R 和 2R ，看它落在判別圖上的哪一區(qū)域，即可判斷該層是油層、油水同層或水層。 4321012344 3 2 1 0 1 2 3 4R1R2油層水層L1L24321012344 3 2 1 0 1 2 3 4R1R2油層水層油水同層L2L1 圖 47 長(zhǎng) 3 儲(chǔ)層多參 數(shù)判別法油水層圖版 圖 48 長(zhǎng) 9 儲(chǔ)層多參數(shù)判別法油水層圖版 如圖 47 所示，在繪制長(zhǎng) 3 儲(chǔ)層多參數(shù)兩向量判別法油水層圖版時(shí)采用的典型油層有：鎮(zhèn) a 井（ ）、環(huán) b 井 （ ）、午 a 井 （ 13601368m）、西 a 井 （ ）、莊 b 井 （ ）、莊 a 井 （ 12031205m）；采用的典型水層有：鎮(zhèn) b 井 （ ）、鎮(zhèn)c 井 （ 23102312m）。最后求的系數(shù)為： 1c =, 2c =, 3c =, 4c =, a =。 1k =， 2k =， 3k =， 4k =， b =2。 如圖 48 所示，在繪制長(zhǎng) 9 儲(chǔ)層多參數(shù)兩向量判別法油水層圖版時(shí)采用的典型油層有：胡 a 井（ ）、池 e 井 （ ）、白 a 井 （ ）、高 d 井 （ ）；采用的典型水層有：安 b 井 （ 23182326m）、池 a 井 （ ）、高 e 井 （ 19301934m） ；采用的典型油水同層有：池 c 井 （ 242024