熵权法判别水淹层在埕东东区的应用

陈宁宁

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257000)

1 埕东东区概况

埕东油田1974年投入开发,整个油田被一条二级正断层分为东西2个区,其中埕东东区馆上段是埕东油田的主力开发区块。依据现场岩心描述、沉积结构构造等特征将研究区馆上段23～34层沉积相类型定为辫状河亚相。主力层河心砂坝和辫状河道发育,呈长条形或连片分布;非主力层河心砂坝和辫状河道不发育,大都呈短长条形或不规则透镜状。

埕东东区主要有自然电位、2.5 m梯度电阻率、侧向电阻率、井径、感应、声波时差等测井资料。通对对水淹层测井响应特征分析发现埕东东区馆上段油藏水淹后测井数据变化表现为自然电位曲线基线偏移、声波时差比油层的增大、自然伽马曲线渐趋光滑、电阻率值明显下降等等。

目前埕东东区已全面进入三高开发阶段,层间矛盾突出、注采井网不完善、近几年产量明显下降。如何认识并开采剩余油已成为特高含水后期油藏一个十分重要而又亟待解决的问题。通过动态监测资料和矿场挖潜资料证明,埕东油田特高含水后期仍存在剩余油富集区,要实现开发后期的有效挖潜,定量判别水淹层尤为重要,测井资料提供了认识和评价水淹层的丰富信息[1-4],用数学理论定量解释水淹层[5-6]可起到好的效果。

2 熵权法判别水淹层应用

熵权法是一种多对象、多指标的综合评价方法,依据客观资料,避免单参数间表征结果不一致的情况,同时在很大程度上避免主观因素的影响[7-8]。利用熵权法去同留异的特点,发挥算法优势,建立能够定量表征埕东东区水淹特征的参数,实现储层的水淹状况定量刻画,从而指导剩余油的挖潜工作。

基于埕东东区地质特点和开发状况,采用基于熵权的水淹层定量判别方法(图1),根据水淹级别不同某些特征参数不同的特点,提取水淹层的相关测井参数,依据不同水淹级别特征参数的变化规律来确定水淹程度。结合沉积微相、储层物性等影响油层水淹状况的其他因素,在测井处理和解释成果的基础上,用熵权法定量判别埕东东区水淹层,建立水淹模式。

水淹层控制因素分析发现孔隙度、渗透率、含油饱和度、电阻率以及沉积微相对埕东东区水淹层有影响,选择这5个参数作为埕东东区水淹层定量评价参数,将不同量纲、不同数量级的指标进行归一化处理,归一化到(0～1),0代表水淹最弱,1代表水淹最强。利用隶属函数求取参数决策因子的大小,得到模糊评判矩阵。

(1)

图1 水淹层定量判别流程

为确定埕东东区水淹层定量评价参数的权重,首先要在参数归一化的基础上,通过以下公式计算出各评价参数的熵值,其结果作为每个评价参数所对应的权重值。

(2)

(3)

(4)

通过计算,埕东东区水淹层判别指数权重向量W为

Wi=(w微相指数,w电阻率,w孔隙度,w渗透率,w含油饱和度)=

(0.029 656,0.193 92,0.196 199,0.204 483,0.195 743).

(5)

将埕东东区水淹指数定义为一个多元一次方程,确定水淹指数计算公式Ifw=WBT,建立水淹指数数据库(表1)。比对水淹指数与试油资料,根据多元统计方法将埕东水淹层分为4个等级:当水淹指数≤0.35时,判断为弱水淹;当0.35<水淹指数≤0.6时,判断为中等水淹;当0.6<水淹指数≤0.75时,判断为较强水淹;当0.75>水淹指数时,判断为强水淹。

表1 水淹指数与试油资料判别水淹层对比

分别以取心井和新井为例,建立水淹剖面图(图2、3)。由图可知垂向上水淹程度的变化与这一层沉积韵律基本一致;层内水淹指数变化导致水驱油不均匀。

从水淹剖面图看出,埕东东区主要存在3种水淹模式:

(1)均质韵律油层水淹模式。埕东东区油田均质韵律油层水淹模式表现为物性相对均匀,上部水淹指数略小于下部水淹指数。在重力作用下,注入水呈均匀或者略偏下的水线模式来推进,相对而言,油层下部水淹厚度较大,水淹程度较高。油层顶部有剩余油富集。

(2)正韵律油层水淹模式。埕东东区正韵律油层水淹模式表现为储层底部物性较好,孔隙度大,渗透率高,向上物性变差,渗透率变小,且上部水淹指数小于下部水淹指数。在重力作用下,注入水会沿着地层底部高渗透层段突进,导致正韵律油层的底部水淹严重,所以油层中上部储量动用状况很差,剩余油富集。

图2 埕7-检9井水淹剖面图

(3)复合正韵律油层水淹模式。埕东东区复合正韵律油层水淹模式表现为多个正韵律油层的组合。每个正韵律层段内上部水淹指数小于下部水淹指数,这是由于物性或岩性夹层的存在所造成的多段式水洗。各正韵律层段底部水淹程度较高,油层顶部有剩余油富集。

图3 埕8-斜更7井水淹剖面图

3 结 论

(1)熵权法定量解释水淹层的客观条件容易满足,只要选准测井数据,即可定量判别该区块水淹层的水淹级别。

(2)水淹层判断中依赖测井数据,这是目前油田测井信息分析地下水淹情况的一个方向,根据实际采油情况,加入其他特征综合分析更能提高判断率。