CN103670390A - 一种水淹层测井评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测井技术领域，公开了一种水淹层测井评价方法及系统，通过获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值,对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值,根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度，提高了水淹层测井评价的准确性，避免了单因素评价方法带来的误差问题。

Description

一种水淹层测井评价方法及系统

技术领域

本发明涉及测井技术领域，特别涉及一种水淹层测井评价方法及系统。

背景技术

由于油田的长期开发，油田进入了高含水、高采出阶段，因此准确评价水淹层和剩余油饱和度对油田开发中后期调整挖潜及采油方案的实施至关重要。目前的水淹层和剩余油饱和度的综合评价存在多种方法，目前的水淹层测井有裸眼测井、生产测井等，而剩余油饱和度评价方法有基于差分模型和水驱油模型等的剩余油饱和度评价方法，而现有的水淹层测井评价方法仅仅基于某一种测井资料，至少存在如下技术问题：

1、如果测井资料受到某种因素的影响，准确性出现偏差，将给最终的评价结果带来极大的影响；

2、不管应用哪一种测井资料进行评价，解释参数的选择不当都可能造成评价结果的偏差。例如：实际应用中，解释参数不可能逐点相同，因此解释参数选取不当将造成评价结果的偏差。

发明内容

本发明实施例提供的一种水淹层测井评价方法及系统，实现了水淹层测井的综合评价，提高了水淹层测井评价的准确性，避免了单因素评价方法带来的误差问题。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水淹层测井评价方法，包括：

获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值，所述水淹强度评价指标包括物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子，所述石油井位于油田井网中，所述油田井网包括至少两个石油井；

对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；

根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

通过本发明提供的一种水淹层测井评价方法及系统，获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值,对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值,根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。提高了水淹层测井评价的准确性，避免了单因素评价方法带来的误差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的油田井网地下油层结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种水淹层测井评价方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种剩余油饱和度的评价方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的油田井网某水淹层的水淹指数平面分布图；

图5为本发明实施例提供的油田井网某水淹层的剩余油饱和度平面分布图；

图6为本发明实施例提供的一种水淹层测井评价系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例中提供的油田井网地下的油层结构示意图，如图1所示，该示意图只是实际油层结构的理想化表示，由于地质结构的复杂性和多变性，实际应用中以实际油层的结构为准。该井网包括6个井点，分别为井点1、井点2、井点3、井点4和井点5，地下油层包括6层分别为油层1、油层2、油层3、油层4、油层5和油层6。如图例中所示，每个油层包括水层、气层和油层。下面将结合该油层结构示意图详细介绍一种水淹层测井评价方法，如下：

实施例一

本发明实施例一中提供了一种水淹层测井评价方法，以井点3在油层3的测井评价为例，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤201、获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值；

其中，所述水淹强度评价指标包括物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子。水淹强度评价指标的样本值来自与同一个石油井点的同一个油层，例如：物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子均是对井点3在油层3的测量结果，实际应用中可以记录预定时期内水淹强度评价指标的多个样本值，例如记录的3年内的物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子各自分别记录有107个样本值。

物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子五个水淹强度评价指标可以通过如下方法获得：

1、物性评价指标：

物性评价指标可根据测井资料获得（具体可通过补偿声波、补偿密度测量曲线获得），物性评价指标为流动单元指数，其是孔隙度、渗透率及粒度等的函数，在不同的流体单元之间为一变化的常数，但在一个确定的流体单元内为一个固定的常数。作为一种能够在平面上和垂向上划分出具有连续的、相似的渗透率储层单元的有效参数，在水淹层评价解释方面具有一定的作用。根据Kozeny-Carman方程，该流动单元指数等于

或

其中，k为渗透率，φ_e为有效孔隙度，F_S为孔隙几何形状因子，s_gv为单位颗粒的比表面，τ为流动路径的弯曲度。

2、泥质含量：

泥质含量可根据自然伽马测井资料获得。实际应用中由于下套管后自然伽马测井响应易出现异常，因此优选地通过裸眼井自然伽马测井资料计算获得泥质含量。

3、可动水饱和度：

计算可动水饱和度有三种方式如下：

方式a：当存在裸眼井在预设时期之外的测井资料，且不存在所述水淹层在预设时期以内的过套管测井资料时，可动水饱和度由水淹层中连通邻井在预设时间内的可动水饱和度计算获得（这里需要进行平面砂体厚度分析，明确石油井在某个石油层的连通性，例如：平面砂体厚度分析，明确图1中的油层3中哪些石油井点是连通的），若较近的邻井不能提供预设时间内的可动水饱和度，则继续向外推进考虑较远的邻井，然后，可通过计算公式获得可动水饱和度，可动水饱和度等于

可动水饱和度由距离当前石油井最近的K口连通邻井同一水淹层的可动水饱和度S_wfn加权获得，权值d_n为距离影响系数，

（X₁，Y₁）为当前石油井的坐标，（X_n，Y_n）为距离当前石油井最近的K口连通邻井中其中一口石油井的坐标，

表示本油田井网中距离最远的两口石油井间的距离。例如：按照此方法计算图1中石油井点3的油层3的可动水饱和度，当K=3时，石油井点1、石油井点2和石油井点4是距离石油井点3最近的3口石油井，但是石油井点1没有预设时间（如3年）内的可动水饱和度，则继续向外推进考虑较远的石油井点5。S_wf5为石油井点5的油层3在预设时间内的可动水饱和度，d₅为石油井点5与石油井点3的距离影响系数，S_wf2为石油井点2的油层3在预设时间内的可动水饱和度，d₂为石油井点2与石油井点3的距离影响系数，S_wf4为石油井点4在预设时间内的油层3的可动水饱和度，d₄为石油井点4与石油井点3的距离影响系数。则石油井点3的油层3的可动水饱和度等于S_wf5*d₅+S_wf2*d₂+S_wf4*d₄。

方式b：当存在裸眼井在预设时期之内的测井资料，所述可动水饱和度由裸眼井测井资料计算获得，例如：由预设时期之内裸眼井电阻率资料计算获得可动水饱和度，其中，电阻率可由深感应或阵列感应测得。

方式c：当存在所述水淹层在预设时期以内的过套管测井资料时，所述可动水饱和度由过套管测井资料计算获得。

4、吸水剖面影响因子：

计算吸水剖面影响因子有两种方式如下：

方式a：当所述井点在水淹层无射孔，或无预设时期以内的吸水剖面解释结论时，所述吸水剖面影响因子由所述石油井网内其它在水淹层有预设时期以内吸水剖面解释结论的井点的吸水剖面解释结论获得，吸水剖面影响因子等于

其中：k为石油井网内在该同一油层有预设时期以内吸水剖面解释结论的石油井数，W_n为第n口井预设时期以内某油层的绝对吸水量的值或多个样本值的平均值。d_n为k口邻井归一化后对当前井的距离影响系数（类似于可动水饱和度计算方法的方式a中的距离影响系数）。

方式b：当所述井点在水淹层有预设时期以内的吸水剖面解释结论时，所述吸水剖面影响因子为当前井点水淹层的绝对吸水量的值或多个样本值的平均值。

5、产液剖面影响因子：

计算产液剖面影响因子有两种方式如下：

方式a：当所述井点在水淹层无射孔，或无预设时期以内的产液剖面解释结论时，所述产液剖面影响因子由所述石油井网内其它在水淹层有预设时期以内产液剖面解释结论的井点的产液剖面解释结论获得，产液剖面影响因子等于

其中：k为石油井网内在该同一油层有预设时期以内产液剖面解释结论的石油井数，R_n为第n口井预设时期以内某油层的产水量与产液量的比值或多个样本比值的平均值。d_n为k口邻井归一化后对当前井的距离影响系数（类似于可动水饱和度计算方法的方式a中的距离影响系数）。

方式b：当所述井点在水淹层有预设时期以内的产液剖面解释结论时，产液剖面影响因子为所述井点水淹层的产水量与产油量的比值或多个样本比值的平均值。

上述五个参数中，优选地，为提高测井评价的准确度，可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子这三个指标，根据预定时期内的测井资料获得，例如：3年内的可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子。而物性评价指标和泥质含量可以不受此限制，任意时间的测井资料均可以。

步骤202、对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；

其中，步骤202具体可以包括：

步骤202-1、根据水淹强度评价指标的样本值，计算所述水淹强度评价指标的熵值；

其中，计算某水淹强度评价指标熵值，具体为将分析样本集内某水淹强度评价指标按取值范围分成H段（H为正整数），分析样本点落在第h(h＝1、2、?、H)段的频率记作P(b_h)作为先验概率，分析样本点落在各段的先验概率之和满足

按照熵的一般公式，计算某水淹强度评价指标的熵值，例如：可动水饱和度熵值

熵值S可表现可动水饱和度的无序性，数值越大越无序，以计算物性评价指标的熵值为例，性评价指标按取值范围分成4段，分析样本点落在第一段的概率为1/2，分析样本点落在第一段的概率为1/4，分析样本点落在第一段的概率为1/8，分析样本点落在第一段的概率为1/8，则物性评价指标的

步骤202-2、根据水淹强度评价指标的样本值和所述水淹强度评价指标的熵值，获取水淹强度评价指标的权值。

其中，设某种水淹强度评价指标峰值为c（例如第j个水淹强度评价指标的N个样本值为a_1j、a_2j、a_3j...a_Nj，a_3j为N个样本值中的最大值，则第j个水淹强度评价指标峰值c=a_3j）,a_ij为第j个分析样本的第i个水淹强度评价指标值，a_ij的权值系数λ_ij＝(max(S_i)-S_i+0.1)^(D_ij)，其中，D_ij＝d_ij/c，d_ij为a_ij与c的差值，S_i为第i个水淹强度评价指标的熵值，max(S_i)为熵值的最大值，λ_ij取值范围为0≤λ_ij≤1，例如：S1代表物性评价指标的熵值，S2代表泥质含量的熵值，S3代表可动水饱和度的熵值，S4代表吸水剖面影响因子的熵值，S5代表产液剖面影响因子的熵值，max(S_i)这表示S1、S2、S3、S4和S5中的最大值。

步骤203、根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

其中，根据获得的权值，按照如下公式获得第j个分析样本的水淹指数：

${\mathrm{FI}}_j=(P_j{\mathrm{\λ}}_{1j}+C_j{\mathrm{\λ}}_{2j}+\mathrm{MW}{S}_j{\mathrm{\λ}}_{3j}+{\mathrm{IP}}_j{\mathrm{\λ}}_{4j}+P{P}_j{\mathrm{\λ}}_{5j})/\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ij}}$

式中，P_j为第j个分析样本的物性评价指标，λ_1j为第j个分析样本的物性评价指标的权值；C_j为第j个分析样本的泥质含量，λ_2j为第j个分析样本的泥质含量的权值；MWS_j为第j个分析样本的可动水饱和度，λ_3j为第j个分析样本的可动水饱和度的权值；IP_j为第j个分析样本的吸水剖面影响因子，λ_4j为第j个分析样本的吸水剖面影响因子的权值；PP_j为第j个分析样本的产液剖面影响因子，λ_5j为第j个分析样本的产液剖面影响因子的权值。

第j个分析样本水淹指数即可代替水淹层的水淹指数，优选地，可以对多个水淹指数的样本值求数学期望，获得水淹指数等于

其中，FIj为第j个分析样本水淹指数，N为正整数。

实际应用中，可根据实际情况选取水淹强度评价指标中指标类型的个数，并不限于本实施例中的5种类型的情况，实际应用中可少于或多余5种类型的指标，例如：只采用泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子三种指标。

本发明实施例一中提供的一种水淹层测井评价方法，通过获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值,对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值,根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。提高了水淹层测井评价的准确性，由于采用了多种因素综合评价，避免了单因素评价方法带来的误差问题。

实施例二

本发明实施例二中提供了一种水淹层测井评价方法，以井点3在油层3的测井评价为例，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤301、获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值；

步骤302、对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；

步骤303、根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

步骤304、根据所述水淹层的水淹指数、残余油饱和度、初始含油饱和度，计算所述水淹层的剩余油饱和度。

其中，本发明实施例提出水淹指数指采出的原油体积（可动水体积）与可动油体积的比值，以下定义水淹指数（简称为FI）为其中：S_o为剩余油饱和度；S_oo为原始含油饱和度；S_or为残余油饱和度，残余油饱和度可根据岩石物理实验分析，通过孔隙度、束缚水饱和度和渗透率求得，原始含油饱和度可有初始时的测井资料获得。按照水淹指数的公式，剩余油饱和度等于S_o＝(1-FI)×S_oo+FI×S_or。

实际应用中，可根据实际情况选取水淹强度评价指标中指标类型的个数，并不限于本实施例中的5种类型的情况，实际应用中可少于或多余5种类型的指标，例如：只采用泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子三种指标。

本发明实施例二中提供的一种水淹层测井评价方法，通过获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值,对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值,根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，根据所述水淹层的水淹指数、残余油饱和度、初始含油饱和度，计算所述水淹层的剩余油饱和度。提高了剩余油饱和度测井评价的准确性，由于采用了多种因素综合评价，避免了单因素评价方法带来的误差问题。

按照本发明实施例一中提供的技术方案，求取各石油井点预设时期内某油层的水淹指数后，可绘制水淹指数在该油层平面分布图，可了解该油层的水淹级别分布规律，例如：对图1中的石油井点1、石油井点2、石油井点3、石油井点4和石油井点5分别应用实施例一中提供的技术方案，可获得图1中石油井网的水淹指数平面分布图，实际应用中的水淹指数平面分布图，如图4所示。

按照本发明实施例二中提供的技术方案，求取各石油井点预设时期内某油层的剩余油饱和度后，可绘制剩余油饱和度在该油层平面分布图，例如：对图1中的石油井点1、石油井点2、石油井点3、石油井点4和石油井点5分别应用实施例二中提供的技术方案，可获得图1中石油井网的剩余油饱和度分布图，实际应用中的剩余油饱和度的平面分布图，如图5所示。

实施例三

本发明实施例三中提供了一种水淹层测井评价系统，如图6所示，该系统包括评价指标获取装置610和计算服务器620，其中，

所述评价指标获取装置610，用于获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值，所述水淹强度评价指标包括物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子，所述石油井位于油田井网中，所述油田井网包括至少两个石油井；

所述计算服务器620，用于对所述评价指标获取装置610获取的所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；并根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

其中，所述评价指标获取装置610包括：

第一获取模块611，用于通过补偿声波、补偿密度测量曲线获得所述物性评价指标；

第二获取模块612，用于通过自然伽马测井获得所述泥质含量；

第三获取模块613，用于通过深感应或阵列感应测得的电阻率计算获得所述可动水饱和度，或通过过套管剩余油测井的测量值计算获得所述可动水饱和度；

第四获取模块614，用于通过所述油田井网的动态生产资料获得吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水淹层测井评价方法，其特征在于，包括：

获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值，所述水淹强度评价指标包括物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子，所述石油井位于油田井网中，所述油田井网包括至少两个石油井；

对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；

根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值包括：

根据水淹强度评价指标的样本值，计算所述水淹强度评价指标的熵值；

根据水淹强度评价指标的样本值和所述水淹强度评价指标的熵值，获取水淹强度评价指标的权值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

根据所述水淹层的水淹指数、残余油饱和度、初始含油饱和度，计算所述水淹层的剩余油饱和度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物性评价指标为流动单元指数，所述流动单元指数等于

或

其中，k为渗透率，φ_e为有效孔隙度，F_S为孔隙几何形状因子，s_gv为单位颗粒的比表面，τ为流动路径的弯曲度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泥质含量由裸眼井自然伽马测井资料计算获得。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当存在裸眼井在预设时期之外的测井资料，且不存在所述水淹层在预设时期以内的过套管测井资料时，所述可动水饱和度由水淹层中连通邻井的可动水饱和度计算获得；

当存在裸眼井在预设时期之内的测井资料，所述可动水饱和度由裸眼井测井资料计算获得；

当存在所述水淹层在预设时期以内的过套管测井资料时，所述可动水饱和度由过套管测井资料计算获得。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述井点在水淹层无射孔，或无预设时期以内的吸水剖面解释结论时，所述吸水剖面影响因子由所述石油井网内其它在水淹层有预设时期以内吸水剖面解释结论的井点的吸水剖面解释结论获得；

当所述井点在水淹层有预设时期以内的吸水剖面解释结论时，所述吸水剖面影响因子为所述井点水淹层的绝对吸水量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述井点在水淹层无射孔，或无预设时期以内的产液剖面解释结论时，所述产液剖面影响因子由所述石油井网内其它在水淹层有预设时期以内产液剖面解释结论的井点的产液剖面解释结论获得；

当所述井点在水淹层有预设时期以内的产液剖面解释结论时，产液剖面影响因子为所述井点水淹层的产水量与产油量的比值。

9.一种水淹层测井评价系统，其特征在于，所述系统包括评价指标获取装置和计算服务器，其中，

所述评价指标获取装置，用于获取同一石油井下同一水淹层的至少两个水淹强度评价指标的样本值，所述水淹强度评价指标包括物性评价指标、泥质含量、可动水饱和度、吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子，所述石油井位于油田井网中，所述油田井网包括至少两个石油井；

所述计算服务器，用于对所述水淹强度评价指标的样本值进行权重分析，获取所述水淹强度评价指标的权值；并根据所述水淹强度评价指标的权值，对所述水淹强度评价指标的样本值进行加权计算得出所述水淹层的水淹指数，以确定所述石油井下所述水淹层的水淹强度。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述评价指标获取装置包括：

第一获取模块，用于通过补偿声波、补偿密度测量曲线获得所述物性评价指标；

第二获取模块，用于通过自然伽马测井获得所述泥质含量；

第三获取模块，用于通过深感应或阵列感应测得的电阻率计算获得所述可动水饱和度，或通过过套管剩余油测井的测量值计算获得所述可动水饱和度；

第四获取模块，用于通过所述油田井网的动态生产资料获得吸水剖面影响因子和产液剖面影响因子。

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