基于核主成分_小波能谱分析的复杂储层油水界面预测_葛新民
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Oil/water contact prediction of complex reservoir using kernel principal component analysis and wavelet power spectrum analysis
GE Xinmin1, 2, FAN Zhuoying1, FAN Yiren1, 2, LI Runze3, XU Yongjun1, 2
收稿日期:2014−06−30;修回日期:2014−09−22 基 金 项 目 (Foundation item) : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (41404086) ; 国 家 科 技 重 大 专 项 (2011ZX05020-008) ; 中 国 博 士 后 基 金 资 助 项 目 (2014M560591);山东省自然科学基金资助项目 (ZR2014DQ007) (Project(41404086) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2011ZX05020-008) supported by the National Science and Technology Major Program of China; Project(2014M560591) supported by the China Postdoctoral Science Foundation; Project(ZR2014DQ007) supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province, China) 通信作者:葛新民,博士后,从事测井储层评价、岩石物理实验及解释方面的研究;E-mail: gexinmin2002@
[13]
式中: j , k (n) 为离散尺度函数; j , k (n) 为离散小波函 数。对应的离散小波变换为
W j ,k 1
应用包裹体颗粒指数和定量
颗粒荧光技术对塔北典型油气藏的油水界面进行了恢 复。无论是地震、测井还是地化等法,油水界面识别 的核心在于敏感信息的提取。随着勘探开发的不断深 入,常规方法在复杂储层油水界面识别中存在越来越 多局限性[14−15]。本文作者将小波能谱分析引入油水界 面预测中, 通过核主成分分析得到流体最佳表征信息, 对第一核主成分信号进行小波分解及能谱计算,从不
[11] [4] [2] [1]
同频带能谱数据的差异中提取出合适的油水界面。
1
小波变换及能谱分析
小波变换是在傅里叶变换基础上发展起来的一种
信号分析方法,通过可变的时域窗口实现信号多分辨 率分析,能提供信号各频带信息,也称为自适应时 − 频局部化分析方法。它继承了傅里叶变换的时 −频局 部化特性,克服了傅里叶变换在局部时间段频域特征 信息提取困难的问题,已广泛应用于地震和测井信号 处理、流体识别及沉积旋回分析等石油勘探领域。连 续小波变换可表示为[16]:
第 46 卷第 5 期 2015 年 5 月
中南大学学报(自然科学版) Journal of Central South University (Science and Technology)
Vol.46 No.5 May 2015
DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2015.05.024
a
f (n) * j , k ( n)dn
(5)
Ca ,b 1
a
f (t ) (
t b )dt a
(1)
a ,b
1 a
(
t b ) a
(2)
式中:f(t)为输入连续信号, a ,b 为子小波;a 为尺度 参数;b 为位移参数。 测井数据是随深度变化的离散点,对尺度参数和 位移参数离散后即可得到离散小波变换。令尺度参数 a 为 2 j ,位移参数 b 为 2 j k ,可得离散尺度函数和小 波函数[17]:
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中南大学学报(自然科学版)
第 46 卷
to the first principal component is the best fit for the determination of the oil-water contact according to the biggest difference method of grade 5 and grade 6 power spectrum value. The result is in good agreement with that of the production and test. The oil-water contact first increases and then decreases from west to east and is consistent with the planar variation characteristics of reservoir lithology and physical properties. Key words: oil water contact; kernel principal component; power spectrum analysis; wavelet base function; Coiflet3 base function
基于核主成分−小波能谱分析的复杂储层油水界面预测
葛新民 1, 2,范卓颖 1,范宜仁 1, 2,李润泽 3,徐拥军 1, 2 (1. 中国石油大学 地球科学与技术学院,山东 青岛,266580; 2. 中国石油大学 CNPC 测井重点实验室,山东 青岛,266580; 3. 中国石油青海油田天然气开发公司,青海 格尔木,816000)
j
应用拟毛管压力、
j , k (n) 2 2 (2 j n k ) j , k ( n)
j 2 2 (2 j n k )
(3) (4)
含油饱和度和相对渗透率进行了油水界面的预测。地 化法方面,张春明等[12]将热解分析与气相色谱技术结 合确定了塔里木盆地 YH7X-1 井寒武系碳酸盐岩储层 的油水界面;姜振学等
油水界面对油气藏流体识别、储量计算及油气田 井网布置、施工方案设计等均具有重要意义。复杂储 层的岩性、物性和孔隙结构变化大,不同区域发育特 征各异,流体分异差异大,给油水界面识别带来极大 困难。实际油藏并不存在油水截然分开的界面,由于 重力分异作用,油藏总体呈现上油下水的趋势,地质 工作者和石油公司总是希望钻遇更多油层且避开水 层。油水界面确定可分为地震、测井、压力和地化法 等。地震法方面,刘传虎等 分析了三维地震资料属 性,利用油层、水层在振幅能量上的明显差异性识别 原始油水界面;王学忠等 应用油水层地震振幅差异 进行了春光油田排 2 油藏的油水界面识别;Berle 等[3] 应用 4D 地震资料和随钻电阻率确定了 Troll 油田的油 水界面。测井法方面, Stashin 应用完井、生产动态 和测井资料得到了 Utikumua 油田的原始及现今油水 界面;鲁国明等[5]提出无需提供油藏条件的油水界面 张力和接触角的测井解释与毛管压力相结合的油水界 面确定方法;马勇等[6]应用声波和三孔隙度差比值等 确定了塔河南油田凝析油气藏的气水界面;李静等[7] 用自然电位、电阻率和中子伽马分析了鄂尔多斯盆地 中部南梁油田 N64 井区的油水界面;赵军龙等[8]提出 基于时间推移测井的油水界面确定方法。 压力法方面, 渗、 饱和毛管压力的油水界 Harris 等[9]提出了基于孔、 面拟合公式;肖忠祥等[10]利用三次样条插值将 MDT 所得压力进行等间距采样得到连续的地层压力梯度 线, 进而提取油水界面; 李兴丽等