本發(fā)明涉及測(cè)井資料解釋技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，在測(cè)井資料解釋領(lǐng)域中，解釋注水開發(fā)油田水淹層的方法一般是從參數(shù)匹配入手的，根據(jù)理論上分析的注水開發(fā)宏觀水淹機(jī)理，建立雙地層水電阻率模型。以下為雙地層水電阻率模型：理論和實(shí)驗(yàn)研究表明，泥質(zhì)砂巖孔隙都呈雙峰分布，既分為宏孔隙和微孔隙。宏孔隙允許流體自由流動(dòng)，在原始油層中，油主要占據(jù)宏孔隙空間；微孔隙則不允許流體流動(dòng)，其中的水構(gòu)成了束縛水。假設(shè)阿爾奇地層因數(shù)公式在宏孔隙和、微孔隙空間都成立，則建立以下雙地層水電阻率模型為：

上述公式中Φ_ac為宏孔隙度，mac為宏孔隙指數(shù)；Φ_ic為微孔隙度，mic為微孔隙指數(shù)；nf為自由水飽和度指數(shù)；a為阿爾奇系數(shù)；R_t為地層水電阻率；R_w為注入水電阻率；R_wi為束縛水電阻率；S_wf為自由水飽和度(即注入水占據(jù)宏孔隙體積的百分?jǐn)?shù))。該雙地層水電阻率模型針對(duì)注入水礦化度多變(即注淡水、又污水回注)導(dǎo)致水淹層地層水電阻率變化復(fù)雜難以確定的難題，采用多重迭代遞歸方法解決了在地層水電阻率不能確知情況下的含水飽和度求解問題，使水淹層測(cè)井解釋獲得顯著進(jìn)步。

然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)雙地層水電阻率模型是根據(jù)測(cè)井資料的幅值信息進(jìn)行儲(chǔ)層參數(shù)解釋的。對(duì)于長(zhǎng)期進(jìn)行注水開發(fā)的老油田，層與層之間、層內(nèi)之間地層水礦化度變化較大，出現(xiàn)很多在曲線幅值信息完全相同的情況下其水淹狀況卻差異很大的情形，為水淹層測(cè)井解釋帶來很大困難，造成水淹層測(cè)井解釋不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法及裝置，以解決水淹層測(cè)井解釋不準(zhǔn)確的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，包括：

對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐?，確定基本解釋單元層段；

對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；

根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果；

利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)。

進(jìn)一步的，該利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，還包括：

根據(jù)測(cè)井響應(yīng)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)及對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況反應(yīng)的靈敏度數(shù)據(jù)，確定待處理的測(cè)井系列；所述測(cè)井系列包括：自然伽馬測(cè)井、深雙側(cè)向電阻率測(cè)井、淺側(cè)向測(cè)井、沖洗帶電阻率測(cè)井、微側(cè)向電阻率測(cè)井、微梯度電阻率測(cè)井、同位素示蹤伽馬測(cè)井；

獲取油田的密度測(cè)井資料，獲取所述密度測(cè)井資料對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的響應(yīng)特征數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，該利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，還包括：

選取井區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段；

對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段的測(cè)井曲線進(jìn)行加權(quán)平均處理；

確定各測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化偏移系數(shù)。

此外，對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐郑_定基本解釋單元層段，包括：

根據(jù)自然伽馬測(cè)井曲線和微電極幅度差測(cè)井曲線對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層劃分；

在測(cè)井曲線縱向上，以各目的儲(chǔ)層之間的預(yù)設(shè)隔層厚度為界限，小于所述預(yù)設(shè)隔層厚度便劃分為一個(gè)基本解釋單元，形成基本解釋單元層段。

此外，對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果，包括：

將基本解釋單元層段的頂層作為啟動(dòng)狀態(tài)空間解釋模型的初始條件；

若基本解釋單元層段的頂層為獨(dú)立層，則通過比較所述獨(dú)立層與和所述獨(dú)立層相鄰的基本解釋單元層的隔層條件、巖性差異、曲線形態(tài)差異、曲線幅值變化關(guān)系以及目的儲(chǔ)層所處的空間位置，確定所述獨(dú)立層的水淹狀況；

若基本解釋單元層段的頂層為非獨(dú)立層，則根據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理后的測(cè)井曲線幅值信息、砂體的縱向連通條件以及與同一基本解釋單元層段內(nèi)其它測(cè)井曲線形態(tài)的對(duì)比結(jié)果，確定所述非獨(dú)立層的水淹狀況。

具體的，根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，包括：

根據(jù)狀態(tài)空間解釋模型：

x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)

y(n)＝j(luò)(n)x(n)+v(n)

確定x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解；

所述x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解為：

其中，y(n)表示目的儲(chǔ)層的高分辨率深側(cè)向電阻率；e(n)為輸入量，所述輸入量為經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；x(n)為狀態(tài)向量，所述狀態(tài)向量為不經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；O(n)、b(n)、v(n)與j(n)表示模型系數(shù)；n表示目的儲(chǔ)層；k表示基本解釋單元層段中除所述目的儲(chǔ)層的其他目的儲(chǔ)層；A(n,k+1)與B(k)表示待辨識(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣模型參數(shù)；x(0)代表同一基本解釋單元層段內(nèi)作為初始條件的解釋層的多條曲線幅度值；e(k)為經(jīng)過零均值化處理同一基本解釋單元層段內(nèi)其它目的儲(chǔ)層多條曲線幅度值；A(n,k+1)B(k)表示卡曼濾波增益；

根據(jù)狀態(tài)空間模型辨識(shí)算法確定所述卡曼濾波增益；

根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

具體的，根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，包括：

若卡曼濾波增益大于等于第一系數(shù)，且小于等于第二系數(shù)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)不變；

若卡曼濾波增益小于所述第一系數(shù)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)降低；

若卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)增大，且目的儲(chǔ)層位于基本解釋單元層段，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)增加或不變；

若卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)減小，則目的儲(chǔ)層水淹程度增加。

具體的，利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，包括：

根據(jù)雙地層水電阻率模型：

確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf；

根據(jù)混合水電阻率的總含水飽和度方程：

確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w；

其中，S_wf為自由水飽和度，即注入水占據(jù)宏孔隙體積的百分?jǐn)?shù)；nf為自由水飽和度指數(shù)；Rw為注入水電阻率；Φ_ac為宏孔隙度；mac為宏孔隙度指數(shù)，a為阿爾奇系數(shù)；R_t為地層水電阻率；Φ_ic為微孔隙度，Φ_ic＝0.899V_sh1+1.907V_cld+0.02；2mic為微孔隙度指數(shù)；R_wi為束縛水電阻率；S_w為含水飽和度；n'為含水飽和度指數(shù)；R_wz為水淹層內(nèi)混合地層水電阻率；為總孔隙度，S_wi為束縛水飽和度；x為泥質(zhì)分布指數(shù)；m＝1.75+Φ_ac；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量，V_sh＝V_cld+V_1sh；V_cld為分散黏土體積；Φ_e為有效孔隙度；Φ_sh為泥質(zhì)孔隙度；Φ_max為純泥巖層的孔隙度；

將目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w帶入判別轉(zhuǎn)換方程：

S_w＝S_wf(1-S_wi)+S_wi中，進(jìn)行循壞迭代，將目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線繪制于交會(huì)圖上；

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線出現(xiàn)重疊點(diǎn)，則確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi正確；

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線無重疊點(diǎn)，則調(diào)整雙地層水電阻率模型和混合水電阻率的總含水飽和度方程中的各參數(shù)，重新確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w。

具體的，所述利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，還包括：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量V_sh；其中，R_sh為泥巖電阻率；R_xo為淺電阻率；R_max為純泥巖電阻率值；GR為自然伽馬值；GR_min為純砂巖層的自然伽馬值；GR_max為純泥巖層的自然伽馬值。

進(jìn)一步的，所述利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，還包括：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層有效孔隙度Φ_e；

其中，Δt為目的儲(chǔ)層聲波時(shí)差；Δt_ma為骨架聲波時(shí)差；Δt_mf為流體聲波時(shí)差；Δt_sh為泥巖聲波時(shí)差；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量。

進(jìn)一步的，所述利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，還包括：

根據(jù)公式：

K_y＝10^{1.28logK'-1.36}；

確定目的儲(chǔ)層滲透率K_y；其中，Φ_ac為宏孔隙度；S_wi為束縛水飽和度。

一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，包括：

基本解釋單元層段確定單元，用于對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐郑_定基本解釋單元層段；

初始條件水淹狀況判別結(jié)果確定單元，用于對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；

目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元，用于根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果；

目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元，用于利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)。

進(jìn)一步的，所述的利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，還包括：

待處理的測(cè)井系列確定單元，用于根據(jù)測(cè)井響應(yīng)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)及對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況反應(yīng)的靈敏度數(shù)據(jù)，確定待處理的測(cè)井系列；所述測(cè)井系列包括：自然伽馬測(cè)井、深雙側(cè)向電阻率測(cè)井、淺側(cè)向測(cè)井、沖洗帶電阻率測(cè)井、微側(cè)向電阻率測(cè)井、微梯度電阻率測(cè)井、同位素示蹤伽馬測(cè)井；

響應(yīng)特征數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取油田的密度測(cè)井資料，獲取所述密度測(cè)井資料對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的響應(yīng)特征數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述的利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，還包括標(biāo)準(zhǔn)化處理單元，用于：

選取井區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段；

對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段的測(cè)井曲線進(jìn)行加權(quán)平均處理；

確定各測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化偏移系數(shù)。

此外，所述基本解釋單元層段確定單元，具體用于：

根據(jù)自然伽馬測(cè)井曲線和微電極幅度差測(cè)井曲線對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層劃分；

在測(cè)井曲線縱向上，以各目的儲(chǔ)層之間的預(yù)設(shè)隔層厚度為界限，小于所述預(yù)設(shè)隔層厚度便劃分為一個(gè)基本解釋單元，形成基本解釋單元層段。

另外，所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果確定單元，具體用于：

將基本解釋單元層段的頂層作為啟動(dòng)狀態(tài)空間解釋模型的初始條件；

在基本解釋單元層段的頂層為獨(dú)立層時(shí)，則通過比較所述獨(dú)立層與和所述獨(dú)立層相鄰的基本解釋單元層的隔層條件、巖性差異、曲線形態(tài)差異、曲線幅值變化關(guān)系以及目的儲(chǔ)層所處的空間位置，確定所述獨(dú)立層的水淹狀況；

在基本解釋單元層段的頂層為非獨(dú)立層時(shí)，則根據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理后的測(cè)井曲線幅值信息、砂體的縱向連通條件以及與同一基本解釋單元層段內(nèi)其它測(cè)井曲線形態(tài)的對(duì)比結(jié)果，確定所述非獨(dú)立層的水淹狀況。

此外，所述目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元，具體用于：

根據(jù)狀態(tài)空間解釋模型：

x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)

y(n)＝j(luò)(n)x(n)+v(n)

確定x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解；

所述x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解為：

其中，y(n)表示目的儲(chǔ)層的高分辨率深側(cè)向電阻率；e(n)為輸入量，所述輸入量為經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；x(n)為狀態(tài)向量，所述狀態(tài)向量為不經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；O(n)、b(n)、v(n)與j(n)表示模型系數(shù)；n表示目的儲(chǔ)層；k表示基本解釋單元層段中除所述目的儲(chǔ)層的其他目的儲(chǔ)層；A(n,k+1)與B(k)表示待辨識(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣模型參數(shù)；x(0)代表同一基本解釋單元層段內(nèi)作為初始條件的解釋層的多條曲線幅度值；e(k)為經(jīng)過零均值化處理同一基本解釋單元層段內(nèi)其它目的儲(chǔ)層多條曲線幅度值；A(n,k+1)B(k)表示卡曼濾波增益；

根據(jù)狀態(tài)空間模型辨識(shí)算法確定所述卡曼濾波增益；

根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

此外，所述目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元，具體還用于：

在卡曼濾波增益大于等于第一系數(shù)，且小于等于第二系數(shù)時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)不變；

在卡曼濾波增益小于所述第一系數(shù)時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)降低；

在卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)增大，且目的儲(chǔ)層位于基本解釋單元層段時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)增加或不變；

在卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)減小時(shí)，則目的儲(chǔ)層水淹程度增加。

另外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元，具體用于：

根據(jù)雙地層水電阻率模型：

確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf；

根據(jù)混合水電阻率的總含水飽和度方程：

確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w；

其中，S_wf為自由水飽和度，即注入水占據(jù)宏孔隙體積的百分?jǐn)?shù)；nf為自由水飽和度指數(shù)；Rw為注入水電阻率；Φ_ac為宏孔隙度；mac為宏孔隙度指數(shù)，a為阿爾奇系數(shù)；R_t為地層水電阻率；Φ_ic為微孔隙度，Φ_ic＝0.899V_sh1+1.907V_cld+0.02；2mic為微孔隙度指數(shù)；R_wi為束縛水電阻率；S_w為含水飽和度；n'為含水飽和度指數(shù)；R_wz為水淹層內(nèi)混合地層水電阻率；為總孔隙度，S_wi為束縛水飽和度；x為泥質(zhì)分布指數(shù)；m＝1.75+Φ_ac；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量，V_sh＝V_cld+V_1sh；V_cld為分散黏土體積；Φ_e為有效孔隙度；Φ_sh為泥質(zhì)孔隙度；Φ_max為純泥巖層的孔隙度；

將目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w帶入判別轉(zhuǎn)換方程：

S_w＝S_wf(1-S_wi)+S_wi中，進(jìn)行循壞迭代，將目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線繪制于交會(huì)圖上；

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線出現(xiàn)重疊點(diǎn)，則確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi正確；

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線無重疊點(diǎn)，則調(diào)整雙地層水電阻率模型和混合水電阻率的總含水飽和度方程中的各參數(shù)，重新確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元，具體還用于：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量V_sh；其中，R_sh為泥巖電阻率；R_xo為淺電阻率；R_max為純泥巖電阻率值；GR為自然伽馬值；GR_min為純砂巖層的自然伽馬值；GR_max為純泥巖層的自然伽馬值。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元，具體還用于：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層有效孔隙度Φ_e；

其中，Δt為目的儲(chǔ)層聲波時(shí)差；Δt_ma為骨架聲波時(shí)差；Δt_mf為流體聲波時(shí)差；Δt_sh為泥巖聲波時(shí)差；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元，具體還用于：

根據(jù)公式：

K_y＝10^{1.28logK'-1.36}；

確定目的儲(chǔ)層滲透率K_y；其中，Φ_ac為宏孔隙度；S_wi為束縛水飽和度。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法及裝置，首先對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐?，確定基本解釋單元層段；然后，對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；之后，根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，從而完成對(duì)目的儲(chǔ)層的水淹狀況的定性判別；利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，從而根據(jù)目的儲(chǔ)層參數(shù)完成對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的定量判別?？梢姡景l(fā)明可以利用系統(tǒng)內(nèi)部各狀態(tài)變量間的變化關(guān)系來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，能充分利用同一基本解釋單元層段內(nèi)各儲(chǔ)層間多種測(cè)井資料的相對(duì)變化趨勢(shì)來描述儲(chǔ)層的水淹狀況，能夠克服雙地層水電阻率模型根據(jù)曲線幅值信息求取儲(chǔ)層參數(shù)及判定儲(chǔ)層水淹狀況所帶來的誤差和不足，使得儲(chǔ)層水淹狀況的精確描述得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了水淹層測(cè)井解釋精度，其處理效果能夠滿足油田開發(fā)對(duì)水淹層解釋的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法的流程圖一；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法的流程圖二；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中參與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫建立部分泥巖段曲線的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中取芯井儲(chǔ)層厚度劃分圖版示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中某井基本解釋單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中判別強(qiáng)水淹層測(cè)井曲線特征示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中狀態(tài)空間模型運(yùn)行流程圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中利用狀態(tài)空間模型分析初始狀態(tài)水淹等級(jí)與其他儲(chǔ)層水淹等級(jí)變化關(guān)系的示意圖一；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中利用狀態(tài)空間模型分析初始狀態(tài)水淹等級(jí)與其他儲(chǔ)層水淹等級(jí)變化關(guān)系的示意圖二；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在上述“對(duì)于長(zhǎng)期進(jìn)行注水開發(fā)的老油田，層與層之間、層內(nèi)之間地層水礦化度變化較大，出現(xiàn)很多在曲線幅值信息完全相同的情況下其水淹狀況卻差異很大的情形，為水淹層測(cè)井解釋帶來很大困難，造成水淹層測(cè)井解釋不準(zhǔn)確”的問題，其根本原因就是雙地層水電阻率模型未能充分考慮到目的儲(chǔ)層的空間位置及水動(dòng)力條件。

對(duì)此，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，包括：

步驟101、對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐郑_定基本解釋單元層段。

步驟102、對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果。

步驟103、根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

步驟104、利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，首先對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐?，確定基本解釋單元層段；然后，對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；之后，根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，從而完成對(duì)目的儲(chǔ)層的水淹狀況的定性判別；利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，從而根據(jù)目的儲(chǔ)層參數(shù)完成對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的定量判別。可見，本發(fā)明可以利用系統(tǒng)內(nèi)部各狀態(tài)變量間的變化關(guān)系來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，能充分利用同一基本解釋單元層段內(nèi)各儲(chǔ)層間多種測(cè)井資料的相對(duì)變化趨勢(shì)來描述儲(chǔ)層的水淹狀況，能夠克服雙地層水電阻率模型根據(jù)曲線幅值信息求取儲(chǔ)層參數(shù)及判定儲(chǔ)層水淹狀況所帶來的誤差和不足，使得儲(chǔ)層水淹狀況的精確描述得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了水淹層測(cè)井解釋精度，其處理效果能夠滿足油田開發(fā)對(duì)水淹層解釋的要求。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的了解本發(fā)明，下面列舉一個(gè)更為詳細(xì)的實(shí)施例，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，包括：

步驟201、根據(jù)測(cè)井響應(yīng)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)及對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況反應(yīng)的靈敏度數(shù)據(jù)，確定待處理的測(cè)井系列。

其中，所述測(cè)井系列包括：自然伽馬測(cè)井、深雙側(cè)向電阻率測(cè)井、淺側(cè)向測(cè)井、沖洗帶電阻率測(cè)井、微側(cè)向電阻率測(cè)井、微梯度電阻率測(cè)井、同位素示蹤伽馬測(cè)井。

步驟202、獲取油田的密度測(cè)井資料，獲取所述密度測(cè)井資料對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的響應(yīng)特征數(shù)據(jù)。

在有密度測(cè)井資料的情況下，也將密度測(cè)井資料對(duì)儲(chǔ)層水淹狀況的響應(yīng)特征提取出來，加以有效利用，以進(jìn)一步提高儲(chǔ)層水淹狀況的解釋精度。

測(cè)井資料的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理是所有解釋方法研究工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到該方法能否大面積推廣應(yīng)用，能否在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下建立解釋模型。對(duì)狀態(tài)空間解釋模型應(yīng)用的常規(guī)測(cè)井資料采用獨(dú)特的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法，分別進(jìn)行處理，建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫。在處理過程中，選取各井區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的泥巖段，如圖3所示，作為標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段。這是因?yàn)橐环矫婺鄮r發(fā)育穩(wěn)定，多種測(cè)井資料，尤其是電阻率響應(yīng)穩(wěn)定；另一方面泥巖段處的電阻率不受開發(fā)進(jìn)程的影響，即泥巖中不含任何可動(dòng)流體，在不同的開發(fā)階段，其電性特征基本一致。因此采用如下步驟203-步驟205，完成測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理。

步驟203、選取井區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段。

步驟204、對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段的測(cè)井曲線進(jìn)行加權(quán)平均處理。

步驟205、確定各測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化偏移系數(shù)。

步驟206、根據(jù)自然伽馬測(cè)井曲線和微電極幅度差測(cè)井曲線對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層劃分。

此處例如可以利用多口井的n個(gè)砂巖層和m個(gè)泥巖層繪出圖版。

由圖4可以看出：儲(chǔ)層的劃分條件是：GR<90(API)，其中API是指美國石油學(xué)會(huì)規(guī)定的自然伽馬和中子伽馬測(cè)井的計(jì)量單位，微電極幅差值>0.2(Ω·m)。可將此種方式應(yīng)用到處理各類井?dāng)?shù)據(jù)，從而劃分儲(chǔ)集層厚度。

步驟207、在測(cè)井曲線縱向上，以各目的儲(chǔ)層之間的預(yù)設(shè)隔層厚度為界限，小于所述預(yù)設(shè)隔層厚度便劃分為一個(gè)基本解釋單元，形成基本解釋單元層段。

預(yù)設(shè)隔層厚度可以為1.0米。

狀態(tài)空間解釋模型是利用各儲(chǔ)層間測(cè)井曲線的相對(duì)變化趨勢(shì)來判定儲(chǔ)層的水淹狀況，這就需要有一個(gè)可對(duì)比的層段(注：進(jìn)行全井對(duì)比沒有任何意義)。在注水開發(fā)油田中，對(duì)同一個(gè)厚層而言，層內(nèi)各段水淹特征也有很大的差異，因此需根據(jù)各儲(chǔ)層的具體特征來判定其水淹狀況；其次，薄、差層在測(cè)井曲線上水淹特征不明顯，但可通過在一個(gè)層段內(nèi)進(jìn)行多層對(duì)比，來發(fā)現(xiàn)其水淹特征，為此本發(fā)明實(shí)施例提出了“基本解釋單元”概念，即把地質(zhì)上的沉積單元映射或擴(kuò)展到測(cè)井曲線上，并根據(jù)曲線特征劃分出一個(gè)層段進(jìn)行整體解釋，這樣的層段就稱為“基本解釋單元”。具體劃分方法可以是在測(cè)井曲線縱向上，以各砂巖層之間的隔層厚度1.0米為界限，小于1.0米便劃分為一個(gè)基本解釋單元，這樣在全井段劃分出若干個(gè)“基本解釋單元”。如圖5給出某井部分井段的幾個(gè)基本解釋單元。

步驟208、將基本解釋單元層段的頂層作為啟動(dòng)狀態(tài)空間解釋模型的初始條件。在步驟208之后，繼續(xù)執(zhí)行步驟209或者步驟210。

步驟209、若基本解釋單元層段的頂層為獨(dú)立層，則通過比較所述獨(dú)立層與和所述獨(dú)立層相鄰的基本解釋單元層的隔層條件、巖性差異、曲線形態(tài)差異、曲線幅值變化關(guān)系以及目的儲(chǔ)層所處的空間位置，確定所述獨(dú)立層的水淹狀況。

步驟210、若基本解釋單元層段的頂層為非獨(dú)立層，則根據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理后的測(cè)井曲線幅值信息、砂體的縱向連通條件以及與同一基本解釋單元層段內(nèi)其它測(cè)井曲線形態(tài)的對(duì)比結(jié)果，確定所述非獨(dú)立層的水淹狀況。

此處，根據(jù)水重力學(xué)原理及油氣水運(yùn)移規(guī)律，在儲(chǔ)層內(nèi)，每個(gè)解釋單元內(nèi)頂段儲(chǔ)層的水淹狀況對(duì)該解釋單元內(nèi)其它儲(chǔ)層的水淹程度影響很大，若頂部?jī)?chǔ)層高淹，對(duì)于均質(zhì)發(fā)育的厚層河道砂，其底部水淹程度相對(duì)較重。對(duì)于含有巖性或物性夾層的薄差層，要根據(jù)隔層條件及曲線形態(tài)特征判定其水淹狀況；若頂部未淹，則根據(jù)曲線形態(tài)及儲(chǔ)層條件判定其它儲(chǔ)層的水淹狀況。因此，此處可以選擇頂層作為啟動(dòng)狀態(tài)空間解釋模型的初始條件，初始條件水淹狀況判斷較為復(fù)雜，對(duì)于獨(dú)立層采用比較法，比較與之鄰近解釋單元隔層條件、巖性差異、曲線形態(tài)差異、曲線幅值變化關(guān)系以及儲(chǔ)層所處的空間位置等，以確定其水淹程度。通常當(dāng)隔層條件大于0.5米且隔層條件較好時(shí)，認(rèn)為該層不受其鄰層水淹狀況的影響，其水淹程度的判別就要根據(jù)該層的深側(cè)向幅值、深淺側(cè)向幅度差、微電極幅度差、密度曲線、聲波曲線以及該層所處的位置加以綜合確定。

一般情況下，當(dāng)儲(chǔ)層有效厚度小于0.5米，深側(cè)向電阻率大于門限值10.9歐姆·米。當(dāng)儲(chǔ)層有效厚度大于0.5米，深側(cè)向電阻率的門限值、幅度差門限值(包括深淺側(cè)向幅度差及微電極幅度差)，根據(jù)層厚的變化相應(yīng)增高。當(dāng)隔層條件不好時(shí)，該儲(chǔ)層有可能受鄰近儲(chǔ)層水淹狀況的影響，需仔細(xì)分析鄰層水淹狀況、儲(chǔ)層條件及該層的相對(duì)位置等諸多因素加以判別。對(duì)于非獨(dú)立儲(chǔ)層，則應(yīng)用經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的曲線幅值信息、砂體的縱向連通條件以及與同一解釋單元內(nèi)其它曲線形態(tài)進(jìn)行對(duì)比，才能確定其水淹狀況，通常當(dāng)深側(cè)向的幅值及深、淺側(cè)向和微電極幅度差均較大，聲波時(shí)差相對(duì)底部較高，砂體連通性較好，且底部有明顯水淹特征時(shí)，頂部為高水淹(如圖6所示)；否則，當(dāng)頂部深側(cè)向的幅值及深、淺側(cè)向和微電極幅度差均較小、聲波時(shí)差較高、砂體連通性較差時(shí)，頂部為低水淹。

在步驟209和步驟210之后，繼續(xù)執(zhí)行步驟211。

狀態(tài)空間模型是利用系統(tǒng)內(nèi)部各狀態(tài)變量的變化關(guān)系來描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的。測(cè)井資料解釋是以非平穩(wěn)過程和時(shí)變狀態(tài)空間模型為對(duì)象的多輸入(輸入多種測(cè)井資料)多輸出(輸出多個(gè)儲(chǔ)層參數(shù))的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用下面步驟211中的狀態(tài)空間模型來描述：

步驟211、根據(jù)狀態(tài)空間解釋模型：

x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)

y(n)＝j(luò)(n)x(n)+v(n)

確定x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解。

所述x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解為：

其中，x(n)∈R^nx，e(n)∈R^ne，v(n)∈R^nv。R^nx，R^ne，R^nv為相應(yīng)矩陣的n維歐氏空間。

其中，y(n)表示目的儲(chǔ)層的高分辨率深側(cè)向電阻率；e(n)為輸入量，所述輸入量為經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；x(n)為狀態(tài)向量，所述狀態(tài)向量為不經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；O(n)、b(n)、v(n)與j(n)表示模型系數(shù)；n表示目的儲(chǔ)層；k表示基本解釋單元層段中除所述目的儲(chǔ)層的其他目的儲(chǔ)層；A(n,k+1)與B(k)表示待辨識(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣模型參數(shù)；x(0)代表同一基本解釋單元層段內(nèi)作為初始條件的解釋層的多條曲線幅度值；e(k)為經(jīng)過零均值化處理同一基本解釋單元層段內(nèi)其它目的儲(chǔ)層多條曲線幅度值；A(n,k+1)B(k)表示卡曼濾波增益。

利用上述的狀態(tài)空間模型，需要事先選定初始狀態(tài)，即x(0)。由于不同的沉積砂體，水淹特征差異很大，因此應(yīng)根據(jù)各儲(chǔ)層的具體特征來判定其水淹特性；其次，薄差層等在測(cè)井曲線上找不出明顯的水淹特征，但可通過在一個(gè)層段內(nèi)進(jìn)行多層對(duì)比來發(fā)現(xiàn)其水淹特性。為此提出了基本解釋單元概念，即把地質(zhì)上的沉積單元映射或擴(kuò)展到測(cè)井曲線上，并根據(jù)曲線特征劃分出一個(gè)層段進(jìn)行整體解釋，這樣的層段就稱作基本解釋單元。在每個(gè)解釋單元內(nèi)，采用比較法，分析層與層之間地質(zhì)上的關(guān)系，選出具有代表性的、水淹特征明顯的單層，作為啟動(dòng)狀態(tài)空間模型的初始條件，從而實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層水淹狀況的定性判別。

步驟212、根據(jù)狀態(tài)空間模型辨識(shí)算法確定所述卡曼濾波增益。

即上述的A(n,k+1)B(k)。

步驟213、根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

具體的，在該步驟213中，根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，可以采用如下方式：

若卡曼濾波增益大于等于第一系數(shù)，且小于等于第二系數(shù)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)不變。

一般情況下，該第一系數(shù)為0.8，該第二系數(shù)為1.2。

若卡曼濾波增益小于所述第一系數(shù)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)降低。

若卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)增大，且目的儲(chǔ)層位于基本解釋單元層段，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)增加或不變。

若卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)減小，則目的儲(chǔ)層水淹程度增加。

如圖7所示，給出了狀態(tài)空間模型運(yùn)行流程圖。據(jù)此，我們就可以判斷同一解釋單元內(nèi)，各有效儲(chǔ)層間水淹狀況相對(duì)變化趨勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)水淹等級(jí)的定性判別。

如圖8所示，某井中的443.2～445.5米與445.5～446.5兩儲(chǔ)層，兩儲(chǔ)層間A(即上述的A(n,k+1))、B(即上述的B(k))的乘積為1.628，前者A值為1.257，后者為0.849，A值減小，說明水淹程度加重，這與巖心分析結(jié)果一致。如圖9所示某井中的389.2～397.6米、397.6～398.8米、398.8～401.3米、401.3～404.6米四個(gè)儲(chǔ)層之間A、B的乘積分別是0.87、0.86、0.89，因此四個(gè)儲(chǔ)層的水淹等級(jí)相同，巖心分析資料為強(qiáng)淹，說明根據(jù)巖心資料、試油資料所設(shè)門檻值是正確的。

上述方式僅是一般情況，具體水淹等級(jí)變化情況，還要考慮儲(chǔ)層的位置、巖性條件、夾層情況等因素，以確保理論與實(shí)踐的結(jié)合。

步驟214、利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)。

具體的，此處步驟214的利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，可以包括如下內(nèi)容：

根據(jù)雙地層水電阻率模型：

確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf；

根據(jù)混合水電阻率的總含水飽和度方程：

確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w；

其中，S_wf為自由水飽和度，即注入水占據(jù)宏孔隙體積的百分?jǐn)?shù)；nf為自由水飽和度指數(shù)；Rw為注入水電阻率；Φ_ac為宏孔隙度；mac為宏孔隙度指數(shù)，a為阿爾奇系數(shù)；R_t為地層水電阻率；Φ_ic為微孔隙度，Φ_ic＝0.899V_sh1+1.907V_cld+0.02；2mic為微孔隙度指數(shù)；R_wi為束縛水電阻率；S_w為含水飽和度；n'為含水飽和度指數(shù)；R_wz為水淹層內(nèi)混合地層水電阻率；為總孔隙度，S_wi為束縛水飽和度；x為泥質(zhì)分布指數(shù)；m＝1.75+Φ_ac；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量，V_sh＝V_cld+V_1sh；V_cld為分散黏土體積；Φ_e為有效孔隙度；Φ_sh為泥質(zhì)孔隙度；Φ_max為純泥巖層的孔隙度；

將目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w帶入判別轉(zhuǎn)換方程：

S_w＝S_wf(1-S_wi)+S_wi中，進(jìn)行循壞迭代，將目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線繪制于交會(huì)圖上。

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線出現(xiàn)重疊點(diǎn)，則確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi正確。

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線無重疊點(diǎn)，則調(diào)整雙地層水電阻率模型和混合水電阻率的總含水飽和度方程中的各參數(shù)，重新確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w。

此外，該步驟214，還可以：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量V_sh；其中，R_sh為泥巖電阻率；R_xo為淺電阻率；R_max為純泥巖電阻率值；GR為自然伽馬值；GR_min為純砂巖層的自然伽馬值；GR_max為純泥巖層的自然伽馬值。

進(jìn)一步的，該步驟214，還可以：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層有效孔隙度Φ_e；

其中，Δt為目的儲(chǔ)層聲波時(shí)差；Δt_ma為骨架聲波時(shí)差；Δt_mf為流體聲波時(shí)差；Δt_sh為泥巖聲波時(shí)差；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量。

此外，該步驟214，還可以：

根據(jù)公式：

K_y＝10^{1.28logK'-1.36}；

確定目的儲(chǔ)層滲透率K_y；其中，Φ_ac為宏孔隙度；S_wi為束縛水飽和度。

通過上述個(gè)步驟，可以對(duì)實(shí)際油田中各區(qū)塊進(jìn)行處理，例如如下實(shí)例：

通過本發(fā)明實(shí)施例提供的利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法分別處理了多個(gè)區(qū)塊取心井5口，共335個(gè)層，總符合率在80％；處理生產(chǎn)井10余口，其一次解釋符合率同經(jīng)驗(yàn)解釋十分接近；處理采油廠1999年單層試油井2口，共8個(gè)層，其中基本符合試油結(jié)果的7個(gè)層。利用雙地層水電阻率模型反求這5口取心井、335個(gè)層的儲(chǔ)層參數(shù)，與取心資料相比，其絕對(duì)誤差分別為：孔隙度為1.59％；含水飽和度為3.32％；束縛水飽和度為2.11％。滲透率相對(duì)誤差為41.3％。雖然滲透率與巖心分析資料比較還存在較大誤差，但其總體變化趨勢(shì)與巖心分析及實(shí)際儲(chǔ)層條件基本相符。證明了該套解釋方法的可行性與實(shí)用性。

以Y1井為例，表1為軟件解釋和巖性分析對(duì)比后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1：

第4號(hào)層(1236.1m-1236.9m)，該層位于該井第一個(gè)基本解釋單元底部，該基本解釋單元初始條件判定正確，4號(hào)層與3號(hào)層分界點(diǎn)處存在深側(cè)向電阻率加速下降的拐點(diǎn)，且聲波時(shí)差顯示高值。由狀態(tài)空間解釋模型得出其與3號(hào)層之間的卡曼增益AB乘積為1.364，該層處于解釋單元底部，故解釋為強(qiáng)淹，與巖心分析結(jié)果一致。

第7號(hào)層(1294.2m-1294.9m)該層厚度小于1米，屬于獨(dú)立薄層，判斷該層水淹狀況需將該層處曲線形態(tài)變化及上下隔層條件相結(jié)合來綜合判定，該層上部有一段純泥巖隔層存在，且該層自然伽馬為低值，中子為低值；故解釋為未淹，與巖心分析結(jié)果一致。

第12號(hào)層(1318.2m-1318.9m)，該層位于基本解釋單元頂部，自然伽馬顯示低值，深側(cè)向電阻率增大且存在幅度差，聲波時(shí)差值低，說明該層儲(chǔ)集性好，軟件解釋為未淹，與巖心分析結(jié)果一致。

第13號(hào)層(1318.9m-1320.4m)，該層位于被選為初始條件層的下部，由狀態(tài)空間解釋模型判斷兩小層之間的AB乘積為0.852，根據(jù)模型設(shè)定的水淹等級(jí)變化條件，認(rèn)為兩層水淹等級(jí)一致，故解釋為未淹，與巖心分析結(jié)果一致。

第18號(hào)層(1327.6m-1329.7m)該層位于基本解釋單元底部，自然伽馬為低值，深側(cè)向電阻率較之相鄰的17號(hào)層存在下降拐點(diǎn)，聲波時(shí)差為高值，利用狀態(tài)空間模型對(duì)17、18兩層進(jìn)行相關(guān)性分析后得，兩層之間AB乘積為1.261，且該層位于解釋單元底部，解釋為強(qiáng)淹，與巖心分析結(jié)果一致。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法，首先對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐?，確定基本解釋單元層段；然后，對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；之后，根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，從而完成對(duì)目的儲(chǔ)層的水淹狀況的定性判別；利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，從而根據(jù)目的儲(chǔ)層參數(shù)完成對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的定量判別，這樣，整個(gè)利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的方法可以實(shí)現(xiàn)先定性，后定量的水淹狀況判別?？梢姡景l(fā)明可以利用系統(tǒng)內(nèi)部各狀態(tài)變量間的變化關(guān)系來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，能充分利用同一基本解釋單元層段內(nèi)各儲(chǔ)層間多種測(cè)井資料的相對(duì)變化趨勢(shì)來描述儲(chǔ)層的水淹狀況，能夠克服雙地層水電阻率模型根據(jù)曲線幅值信息求取儲(chǔ)層參數(shù)及判定儲(chǔ)層水淹狀況所帶來的誤差和不足，使得儲(chǔ)層水淹狀況的精確描述得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了水淹層測(cè)井解釋精度，其處理效果能夠滿足油田開發(fā)對(duì)水淹層解釋的要求。

對(duì)應(yīng)于上述圖1和圖2所述的方法實(shí)施例，如圖10所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，包括：

基本解釋單元層段確定單元301，用于對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐郑_定基本解釋單元層段。

初始條件水淹狀況判別結(jié)果確定單元302，用于對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果。

目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元303，用于根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元304，用于利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)。

進(jìn)一步的，如圖11所示，所述的利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，還包括：

待處理的測(cè)井系列確定單元305，用于根據(jù)測(cè)井響應(yīng)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)及對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況反應(yīng)的靈敏度數(shù)據(jù)，確定待處理的測(cè)井系列；所述測(cè)井系列包括：自然伽馬測(cè)井、深雙側(cè)向電阻率測(cè)井、淺側(cè)向測(cè)井、沖洗帶電阻率測(cè)井、微側(cè)向電阻率測(cè)井、微梯度電阻率測(cè)井、同位素示蹤伽馬測(cè)井。

響應(yīng)特征數(shù)據(jù)獲取單元306，用于獲取油田的密度測(cè)井資料，獲取所述密度測(cè)井資料對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的響應(yīng)特征數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，如圖11所示，所述的利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，還包括標(biāo)準(zhǔn)化處理單元307，用于：

選取井區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段。

對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理的基礎(chǔ)井段的測(cè)井曲線進(jìn)行加權(quán)平均處理。

確定各測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化偏移系數(shù)。

此外，所述基本解釋單元層段確定單元301，具體用于：

根據(jù)自然伽馬測(cè)井曲線和微電極幅度差測(cè)井曲線對(duì)油田儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層劃分。

在測(cè)井曲線縱向上，以各目的儲(chǔ)層之間的預(yù)設(shè)隔層厚度為界限，小于所述預(yù)設(shè)隔層厚度便劃分為一個(gè)基本解釋單元，形成基本解釋單元層段。

另外，所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果確定單元302，具體用于：

將基本解釋單元層段的頂層作為啟動(dòng)狀態(tài)空間解釋模型的初始條件。

在基本解釋單元層段的頂層為獨(dú)立層時(shí)，則通過比較所述獨(dú)立層與和所述獨(dú)立層相鄰的基本解釋單元層的隔層條件、巖性差異、曲線形態(tài)差異、曲線幅值變化關(guān)系以及目的儲(chǔ)層所處的空間位置，確定所述獨(dú)立層的水淹狀況。

在基本解釋單元層段的頂層為非獨(dú)立層時(shí)，則根據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理后的測(cè)井曲線幅值信息、砂體的縱向連通條件以及與同一基本解釋單元層段內(nèi)其它測(cè)井曲線形態(tài)的對(duì)比結(jié)果，確定所述非獨(dú)立層的水淹狀況。

此外，所述目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元303，具體用于：

根據(jù)狀態(tài)空間解釋模型：

x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)

y(n)＝j(luò)(n)x(n)+v(n)

確定x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解；

所述x(n+1)＝O(n)x(n)+b(n)e(n)的解為：

其中，y(n)表示目的儲(chǔ)層的高分辨率深側(cè)向電阻率；e(n)為輸入量，所述輸入量為經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；x(n)為狀態(tài)向量，所述狀態(tài)向量為不經(jīng)過零均值化處理的微梯度、微電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、淺側(cè)向幅度差值或深側(cè)向幅度差值；O(n)、b(n)、v(n)與j(n)表示模型系數(shù)；n表示目的儲(chǔ)層；k表示基本解釋單元層段中除所述目的儲(chǔ)層的其他目的儲(chǔ)層；A(n,k+1)與B(k)表示待辨識(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣模型參數(shù)；x(0)代表同一基本解釋單元層段內(nèi)作為初始條件的解釋層的多條曲線幅度值；e(k)為經(jīng)過零均值化處理同一基本解釋單元層段內(nèi)其它目的儲(chǔ)層多條曲線幅度值；A(n,k+1)B(k)表示卡曼濾波增益。

根據(jù)狀態(tài)空間模型辨識(shí)算法確定所述卡曼濾波增益。

根據(jù)所述卡曼濾波增益進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果。

此外，所述目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果確定單元303，具體還用于：

在卡曼濾波增益大于等于第一系數(shù)，且小于等于第二系數(shù)時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)不變。

在卡曼濾波增益小于所述第一系數(shù)時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)降低。

在卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)增大，且目的儲(chǔ)層位于基本解釋單元層段時(shí)，確定目的儲(chǔ)層水淹等級(jí)增加或不變。

在卡曼濾波增益大于所述第二系數(shù)，且A(n,k+1)減小時(shí)，則目的儲(chǔ)層水淹程度增加。

另外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元304，具體用于：

根據(jù)雙地層水電阻率模型：

確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf。

根據(jù)混合水電阻率的總含水飽和度方程：

確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w。

其中，S_wf為自由水飽和度，即注入水占據(jù)宏孔隙體積的百分?jǐn)?shù)；nf為自由水飽和度指數(shù)；Rw為注入水電阻率；Φ_ac為宏孔隙度；mac為宏孔隙度指數(shù)，a為阿爾奇系數(shù)；R_t為地層水電阻率；Φ_ic為微孔隙度，Φ_ic＝0.899V_sh1+1.907V_cld+0.02；2mic為微孔隙度指數(shù)；R_wi為束縛水電阻率；S_w為含水飽和度；n'為含水飽和度指數(shù)；R_wz為水淹層內(nèi)混合地層水電阻率；為總孔隙度，S_wi為束縛水飽和度；x為泥質(zhì)分布指數(shù)；m＝1.75+Φ_ac；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量，V_sh＝V_cld+V_1sh；V_cld為分散黏土體積；Φ_e為有效孔隙度；Φ_sh為泥質(zhì)孔隙度；Φ_max為純泥巖層的孔隙度。

將目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w帶入判別轉(zhuǎn)換方程：

S_w＝S_wf(1-S_wi)+S_wi中，進(jìn)行循壞迭代，將目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線繪制于交會(huì)圖上。

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線出現(xiàn)重疊點(diǎn)，則確定目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi正確。

若目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w與束縛水飽和度S_wi的曲線無重疊點(diǎn)，則調(diào)整雙地層水電阻率模型和混合水電阻率的總含水飽和度方程中的各參數(shù)，重新確定目的儲(chǔ)層自由水飽和度S_wf與目的儲(chǔ)層含水飽和度S_w。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元304，具體還用于：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量V_sh；其中，R_sh為泥巖電阻率；R_xo為淺電阻率；R_max為純泥巖電阻率值；GR為自然伽馬值；GR_min為純砂巖層的自然伽馬值；GR_max為純泥巖層的自然伽馬值。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元304，具體還用于：

根據(jù)公式：

確定目的儲(chǔ)層有效孔隙度Φ_e。

其中，Δt為目的儲(chǔ)層聲波時(shí)差；Δt_ma為骨架聲波時(shí)差；Δt_mf為流體聲波時(shí)差；Δt_sh為泥巖聲波時(shí)差；V_sh為目的儲(chǔ)層泥質(zhì)含量。

此外，所述目的儲(chǔ)層參數(shù)確定單元304，具體還用于：

根據(jù)公式：

K_y＝10^{1.28logK'-1.36}；

確定目的儲(chǔ)層滲透率K_y；其中，Φ_ac為宏孔隙度；S_wi為束縛水飽和度。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置的具體實(shí)現(xiàn)方式可以參見上述圖1和圖2對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用狀態(tài)空間模型解釋油田水淹層的裝置，首先對(duì)油田全井段進(jìn)行基本解釋單元?jiǎng)澐郑_定基本解釋單元層段；然后，對(duì)所述基本解釋單元層段進(jìn)行初始條件水淹狀況判別，形成初始條件水淹狀況判別結(jié)果；之后，根據(jù)所述初始條件水淹狀況判別結(jié)果，對(duì)各基本解釋單元層段運(yùn)用狀態(tài)空間解釋模型進(jìn)行目的儲(chǔ)層水淹狀況判別，形成各基本解釋單元層段對(duì)應(yīng)的目的儲(chǔ)層水淹狀況判別結(jié)果，從而完成對(duì)目的儲(chǔ)層的水淹狀況的定性判別；利用雙地層水電阻率模型獲取基本解釋單元層段的目的儲(chǔ)層參數(shù)，從而根據(jù)目的儲(chǔ)層參數(shù)完成對(duì)目的儲(chǔ)層水淹狀況的定量判別?？梢?，本發(fā)明可以利用系統(tǒng)內(nèi)部各狀態(tài)變量間的變化關(guān)系來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，能充分利用同一基本解釋單元層段內(nèi)各儲(chǔ)層間多種測(cè)井資料的相對(duì)變化趨勢(shì)來描述儲(chǔ)層的水淹狀況，能夠克服雙地層水電阻率模型根據(jù)曲線幅值信息求取儲(chǔ)層參數(shù)及判定儲(chǔ)層水淹狀況所帶來的誤差和不足，使得儲(chǔ)層水淹狀況的精確描述得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了水淹層測(cè)井解釋精度，其處理效果能夠滿足油田開發(fā)對(duì)水淹層解釋的要求。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。