发明内容：
为了克服现有水淹层测井解释方法符合率低的不足，本发明提供
一种状态空间解释模型提高水淹层精度的方法，该方法充分利用多种
测井资料所反映的储层信息，借助于基本解释单元的有效划分，将储
层的空间位置与水动力条件有机结合起来，使水淹层解释更趋合理，
具有解释符合率高的特点。
本发明的技术方案是：该状态空间解释模型提高水淹层精度的方
法包括基本解释单元，a、基本解释单元确定，基本解释单元根据表
外层之间大于或等于0.5米的距离来划分；b、初始条件的选择，以
每个解释单元的顶层作为初始条件层，即顶层的水淹等级；c、双地
层水电阻率模型，采用公式φt＝φe+A*φsh*Vshl+B*Vcld求取总孔隙度，
其中A、B为修正系数；d、多区块综合处理，选择不同区块调整井的
测井资料，按要求做加权平均处理，所有井的资料均已所得的值作为
标准值，进行规范化处理。
本发明具有如下有益效果：由于采用基本解释单元方法，使得储
层水淹状况的对比与判定只在本解释单元内进行，一方面储层水淹级
别的确定更加符合水淹机理，因为不同的沉积单元均有自己独特的水
淹状况，彼此互相独立，只有各沉积单元内部各有效储层的水淹状况
才具有可比性；另一方面即使一个或几个基本解释单元的水淹等级出
现误判，也不会影响其它解释单元水淹等级的判定，仍能保持较高的
解释精度和符合率；由于对测井资料采用规范化处理，使得不同区块
的测井资料均能统一到一个标准上；先由状态空间解释模型确定水淹
等级，再由经过改进的双地层水电阻率模型计算储层参数，这种“先
定性、后定量”的解释方法使得储层参数计算更趋合理，该方法充分
利用多种测井资料所反映的储层信息，借助于基本解释单元的有效划
分，将储层的空间位置与水动力条件有机结合起来，使水淹层解释更
趋合理，解释符合率高。
具体实施例：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
该态空间解释模型提高水淹层精度的方法包括基本解释单元，按
下列步骤进行：
a、基本解释单元的确定：基本解释单元根据表外层之间大于或
等于0.5米的距离来划分，所谓的“基本解释单元”，就是把地质上
的沉积单元映射或扩展到测井曲线上，并根据曲线特征划分出一个层
段进行整体解释，这样的层段就称为基本解释单元；基本解释单元必
须根据表外层之间的距离来划分，砂岩储层、有效储层均不能很好地
划分基本解释单元，因为这些储层有一定的渗透性，不能将储层内的
流体较好地隔离开，即储层间具有连通性，属于同一解释单元。一般
地，表外层间的距离大于或等于1.0米视为一个独立的解释单元，若
表外层间的泥岩夹层发育较好，具有很好的隔层效果，并且夹层厚度
(即表外层间的距离)大于或等于0.5米，也可划分成一个独立的解
释单元；小于0.5米，则不能划分，这样的夹层隔层效果较差，储层
间的流体容易相互渗透。
b、初始条件的选择：以每个解释单元的顶层作为初始条件层，
即顶层的水淹等级；初始条件选择的正确与否，对解释单元内其它储
层水淹等级的判断十分重要。初始条件的选择，必须根据多种测井资
料进行综合确定，在本发明中，以每个解释单元的顶层作为初始条件
层(根据水淹机理，在水趋砂岩储层，受水重力及岩性影响，顶层的
水淹状况对基本解释单元内其它储层的水淹状况反映最为明显，根据
测井资料的变化特征，能够较为准确地确定其它储层的水淹级别)，
选择对储层水淹状况、岩性及孔渗条件反应明显的高分辨率深、浅侧
向、高分辨率声波、微电位、微梯度、密度等六种测井资料的幅值信
息，通过与邻近解释单元水淹状况、同一解释单元内其它储层的幅度
信息，以及该储层的多种测井资料变化趋势综合判断，可以有效地确
定每个解释单元的初始条件层，即顶层的水淹等级。
c、双地层水电阻率模型建立：采用公式φt＝φe+A*φsh*Vshl+B*Vcld
求取总孔隙度，其中A、B为修正系数；双地层水电阻率模型是根据
测井资料的幅值信息进行储层参数计算的。在本发明中，由于先由状
态空间解释模型确定水淹等级，再由双地层水电阻率模型计算储层参
数，需要对原模型进行改进。一是在循环迭代过程中，按方法的要求，
限制地层水电阻率和泥质含量的变化范围，使得求取的含水饱和度能
够满足要求；二是对孔隙度的求取方式做了改进，原孔隙度的求取方
程为：φt＝φe+φsh*Vshl+Vcld，是一个理论推导的回归方程，代表总体
的变化特征，但各储层均有不同的特定表现，运用该方程进行求解时，
会带来一定的误差，有时误差还会很大，为此，在本发明中采用：
φt＝φe+A*φsh*Vshl+B*Vcld的形式，公式中的修正系数A和B，根据不
同储层的具体特征，通过参数迭代即可确定，使得由该公式求取的总
孔隙度更加接近真值。
d、多区块综合处理：选择不同区块调整井的测井资料，按要求
做加权平均处理，所有井的资料均已所得的值作为标准值，进行规范
化处理。通过多区块综合处理的方式，对测井资料进行规范化处理，
使得本发明研究的方法及其中参数的标定，更具普适性。
在测井解释过程中，储层特性的精确描述是极为复杂的，它属于
分布参数系统，而且其特性往往具有非线性，有时甚至还具有随机性。
在现代数学处理方法中，该类问题的数学模型可分为输入输出模型和
状态空间模型两大类。输入输出模型利用微分方程和传递函数作为系
统的数学模型来描写系统的输入与输出之间的关系，它只刻划过程的
外特性而不深入到其内部，对系统内部其它变量不给出任何信息。状
态空间分析方法是利用系统内部的状态变量来描述动态特性的，它是
由一阶方程所构成的一个一个矩阵方程来描述系统特性的。一个n
阶系统一般应确定n个状态变量。状态方程和输出方程结合起来形成
动态方程，它即表达了系统内部的状态，又描述了其外部输出，故动
态方程能给系统以完全的描述。利用该套方法，与常规的双地层水电
阻率模型有机结合，则能够成功地实现“先定性、后定量”的水淹层
解释。本发明的基本原理已在《测井技术》2001年第25卷第4期上
发表。
利用上述方法对大庆油田高1129检25、北-50、南4-1-检728、南2-
丁1-检430、检562、杏21检及29井共7口取心井167个层连续处理，
总平均误差为：孔隙度(Φ)1.31pu，渗透率(K)38.2％，含水饱和
度(Sw)5.78，束缚水饱和度(Swb)3.17，水淹层综合解释符合率达
到74.7％，满足了油田开发的需要。下面是利用该方法所得到的对比
数据表：
附表1 双地层水电阻率求取储层参数与岩心分析对比数据表
井 号
井 段
孔隙度
渗透率
饱和度
岩心
计算
岩心
计算
岩心
计算
南4-1-检728
811.4-811.7
29.5
28.3
0.611
0.505
49
48.6
812.4-812.7
25.3
25.5
0.439
0.416
56.3
50.7
815.3-815.6
25.7
25.7
0.275
0.405
48.2
40.1
816.5-816.9
27.5
25.9
0.201
0.311
49.6
40.2
817.5-817.7
26.2
24.5
0.11
0.101
48
39.8
819.7-820.4
30.1
29.3
1.023
0.895
58
48.3
834.2-834.9
31.9
29.5
1.146
1.041
52
48.9
839.7-839.9
23.6
24.3
0.511
0.285
42.3
45.2
840.1-841.5
29.7
31.5
1.156
0.721
62.7
63
845.1-845.3
25.1
25
0.472
0.444
50
42.6
845.7-846.0
26.3
26
0.552
0.412
51.3
49.3
848.0-848.4
28.7
28.5
0.513
0.419
48.2
51.9
857.6-858.0
25.5
27.5
0.197
0.309
46.6
38.2
859.5-859.9
26.4
25.8
0.39
0.361
44.5
39.3
859.9-860.1
27.7
24.7
0.268
0.311
52.2
44.3
860.1-860.3
27.6
27.5
0.778
0.608
53.7
50.6
860.3-860.8
29.5
28.5
1.23
0.923
59.9
62.3
864.7-865.1
28.1
28
0.386
0.669
43.1
36.9
877.4-877.9
30.5
28
1.094
0.946
65.8
62.3
882.0-882.5
26.2
27
0.227
0.294
50.7
42.3
882.5-883.4
27.6
28.8
0.843
0.538
51.6
43.4
883.5-884.0
30.4
29.8
1.047
1.167
46.2
49.5
884.0-885.0
30.4
30.5
1.572
1.594
51.1
51
894.4-894.6
27.2
26
0.165
0.285
54.1
42.7
894.7-895.2
29
27.3
0.725
0.342
56.7
45
910.8-911.2
27
26
0.241
0.232
50.1
50.5
932.7-932.9
28.4
26
0.972
0.232
51.4
52.3
938.5-939.3
29.9
28
0.968
0.951
61.9
62.3
942.9-943.2
27.4
27.3
1.02
0.47
52.5
49.9
947.9-948.6
27.3
27
1.77
0.704
51.9
42
948.6-948.8
29.6
27.7
1.92
0.906
56.2
45.5
南4-1-检728
949.4-950.0
28.4
27
1.364
0.704
56.9
41.5
南4-1-检728
950.0-950.7
27.8
28
3.651
1.232
60
46.8
951.1-951.4
27.7
26.5
0.48
0.445
61.3
43
951.4-951.8
28.2
27.5
0.494
0.731
63.7
52.4
951.8-952.0
30.1
28.2
0.743
0.671
58.5
56.7
952.0-952.6
31.1
30
1.498
1.119
59.3
58.5
952.6-953.0
31.9
30.7
1.564
1.449
62.1
66.4
962.7-963.7
28
27
0.794
0.704
50.4
41.5
963.7-964.5
26.3
25.5
1.105
1.302
43
46.5
964.5-965.1
29.3
26.5
1.105
1.686
48.7
50.6
965.5-966.1
27.2
28
1.631
1.292
64.4
60.9
966.1-966.4
28.8
28.7
1.738
1.62
65.2
63.7
966.4-966.7
28.1
29.4
2.057
1.949
62.2
68.4
966.7-967.4
30.5
30
3.548
2.449
70.9
71.9
967.4-968.0
29
30.7
2.115
2.799
62.2
76.9
990.7-991.5
28.7
27
0.548
0.697
68.5
64.5
992.3-993.2
29.3
30.5
1.529
1.191
69.6
61.7
993.2-993.7
29.1
31.2
1.146
1.68
66.6
66.4
1003.4-1003.9
29.4
27
0.665
0.574
52.4
48
1003.9-1004.1
28.1
25.5
0.749
1.003
61.9
53
1017.2-1018.0
28.9
29.4
0.57
0.549
63.9
48
1018.0-1018.4
26.7
27.6
0.417
0.493
70.3
57.4
1024.1-1024.7
26.5
27
1.375
1.062
59.7
49.6
1032.4-1032.7
29.3
29
0.914
0.805
62.5
60.9
1045.5-1045.7
26.8
29.8
0.525
0.8
66.6
60.9
南4-1-检728
1045.7-1046.1
27
30.5
0.737
1.09
68.9
63.6
南2-丁1-检430
853.3-854.0
32.1
28.5
1.669
0.98
53
48.8
854.0-854.4
31.7
29.2
1.166
1.387
51.4
47.9
854.4-854.9
30.8
29.9
1.279
2.005
52.6
47.3
854.9-855.5
30.2
31
1.445
2.386
54.7
47.9
855.5-856.4
31.2
31
1.389
2.484
50.9
47.9
856.4-856.8
27.6
27.9
1.137
2.582
52.4
50.7
857.0-858.0
31
28.6
2.178
2.566
48.1
50.3
858.0-858.9
30.3
29.3
2.338
2.567
52.7
52.6
858.9-859.5
30.7
30.3
2.12
2.969
52.1
54.3
859.5-860.6
31.7
31.5
2.867
3.295
79.3
76.6
南2-丁1-检430
862.3-862.8
27
27
0.178
0.319
38
37.9
南2-丁1-检430
863.7-864.1
27.7
25.9
0.159
0.295
49.1
44
873.8-874.8
29.2
29.6
1.985
1.327
65.9
66.4
876.8-877.2
28.5
25.8
1.21
0.255
56.2
40.5
877.2-877.8
26.8
27.5
0.962
0.665
56.9
42.8
881.8-882.5
26
27
0.726
0.856
58.6
55
891.7-892.1
27
28.4
0.651
0.383
50.1
55.3
900.3-900.7
28.1
26
0.642
0.415
50.7
51
911.9-912.3
28.4
27
0.486
0.949
48.3
57.8
932.7-933.5
29.7
29.5
0.608
1.02
46.2
63.7
941.1-941.4
28.7
27.7
0.202
0.294
58.2
51.2
950.6-951.6
31.4
31.5
1.587
1.277
63.7
60.9
951.8-952.6
31.9
33.3
1.098
1.62
66.9
72.2
970.9-971.6
29.5
27
0.627
0.913
56.3
54.6
971.6-972.1
29.6
28
0.836
1.302
65.2
62.7
984.0-984.2
28.4
27.8
0.197
0.341
59.2
51.4
988.3-988.9
26.6
27
0.622
0.813
66.1
62.3
1003.7-1004.1
27.7
26
0.494
0.629
64.9
57
南2-丁1-检430
1004.9-1005.8
30.3
30.5
1.385
1.073
61.7
62.1
附表2 水淹层测井解释结果与岩心分析对比数据表
井 名
井 段
孔隙度
渗透率
含水饱和度
束缚水饱和度
水淹等级
岩心
计算
岩心
计算
岩心
计算
岩心
计算
岩心
计算
高
1129
检
899.8-900.5
28.6
28.46
0.72
0.692
33.8
38.73
20.2
21.1
4
3
|
900.6-901.9
30.2
30.97
1.448
1.117
49.1
53.54
15.4
18.6
2
2
904.1-904.9
29.7
28.18
0.684
0.622
50.6
49.97
23.7
26.75
2
2
920.1-920.4
27.5
26.37
0.296
0.514
34
28.89
25.7
45.08
4
3
920.5-921.1
29.3
29.53
0.923
1.052
41.7
50.4
22.9
26.44
3
2
923.7-924.0
28.6
28.58
0.551
0.279
38.6
48.38
25.4
21.65
3
2
927.9-928.5
27
29.56
0.357
1.279
39.9
63.74
24.4
18.52
3
1
937.1-938.5
30.8
31.54
1.149
1.052
51.2
62.64
16.8
21.59
2
1
25
井
952.5-952.7
26.1
26.64
0.236
0.444
31.2
52.31
29.1
26.65
4
2
|
952.9-953.3
28.7
30.82
0.672
0.792
44.2
59.7
28.1
25.6
3
1
957.2-957.6
29.4
24.14
0.35
0.356
35.9
35.68
24.5
31.16
4
4
957.7-958.5
31.5
28.56
1.148
0.789
42.1
45.87
21.8
28.3
3
3
958.5-959.4
30.5
27.51
1.458
0.747
54.1
42.25
18.9
21.11
2
3
1006.7-1007.4
29.7
28.45
2.096
0.923
53.2
51.09
13.3
18.33
2
2
1007.4-1008.4
29.9
29.69
1.395
1.358
62.5
61.72
15.7
14.83
1
1
1012.5-1013.5
30.8
27.51
1.022
0.655
53.4
42.67
17.5
21.8
2
3
1013.6-1014.3
32.1
28.94
1.687
1.369
50.8
51.81
14.6
15.95
2
2
1044.6-1045.1
29.9
27.35
0.624
0.771
44.1
42.47
24.1
21.78
3
3
1051.2-1052.1
28.4
31.54
0.433
1.279
39.4
63
23.8
17.78
2
1
1099.4-1099.7
28.3
24.14
0.446
0.309
58.1
34.82
29.9
30.56
2
3
1099.9-1100.2
27.4
25.92
0.54
0.84
58.3
39.88
28.7
27.19
2
2
1160.5-1160.8
28.5
25.52
1.121
0.436
53.6
48.05
21.3
23.1
2
2
1164.3-1164.8
27.2
28.26
0.734
1.192
51.4
56.62
24.3
18.7
2
1
北
1
50
978.1-979.3
28.5
28.2
0.63
0.584
11.6
35.1
20.6
24.7
4
4
|
1009.1-1009.5
24.1
25.8
0.532
0.547
43
43.8
21.7
23.7
3
3
1013.1-1013.4
30.1
25.9
0.277
0.553
44.7
44.6
21.4
25.5
3
3
1017.3-1017.9
29.8
28.9
0.627
1.017
57.9
48.9
20.6
21.55
2
2
1022.6-1022.8
26.5
27.2
0.178
0.232
51.2
42.2
29.3
25.6
3
3
1025.9-1026.3
30
27.68
0.391
0.444
26.3
50.78
23.7
25.15
4
2
1030.8-1031.3
29.3
27.6
0.602
0.706
42.8
53
21.3
22.2
3
2
1038.4-1038.7
28.6
29.3
0.667
0.704
52.6
67.8
20.2
24.4
3
1
1043.9-1044.6
24.4
31.2
0.023
0.437
67.5
46.7
48.4
22.8
2
2
1044.8-1045.1
24.9
28.3
0.221
0.38
51. 7
50.2
27.8
24.4
2
2
1091.3-1092.0
32.6
29.4
0.823
0.592
23.1
46.7
22.5
22.4
4
2
1092.5-1093.2
25.4
27.6
1.187
0.861
63.1
49.4
20.4
21.6
1
2
1093.3-1093.5
26.1
28.3
0.142
0.223
39.9
52.9
33.7
23.1
4
2
1095.3-1096.1
29.1
28.8
1.578
0.923
46
47.18
18.5
19.04
2
2
检
562
1098.0-1098.2
26
24.2
0.012
0.233
53.7
43.4
56.8
25.7
4
3
|
1098.2-1098.6
26.1
25.9
0.118
0.541
71.1
47.6
35.1
23.2
1
2
1099.6-1099.9
23.7
26.6
0.013
0.362
80.6
50.6
55.5
25.1
1
2
1099.9-1100.2
28.9
28.4
0.603
0.776
61.5
58.4
24.3
23.9
2
1
1100.8-1101.7
29.3
27.6
1.121
0.704
69
68.5
20.7
21.2
1
1
1105.5-1106.0
29.1
29.4
0.82
0.738
29.2
63.84
22.5
21.6
4
1
1108.9-1109.3
24.6
27.6
0.598
0.304
56.7
49.7
24.3
25.3
2
2
1111.2-1111.7
26.6
27.6
0.424
0.946
53.3
48.2
26.4
22.2
2
2
1133.1-1134.1
29
26.6
0.525
0.444
60.2
52.4
25.1
27
2
2
1134.7-1135.3
30.3
30.6
1.857
1.302
49.8
66.6
18
21.4
2
1
1135.6-1136.6
29.2
31.4
1.074
1.149
44.3
68.8
21
22.1
3
1
1137.7-1138.2
23.5
27.6
0.012
0.946
54.6
47.9
56.9
22.1
4
2
1141.8-1142.9
25.7
26.6
0.038
0.444
54
51.9
44
27
2
2
1145.4-1146.1
29.4
26.8
0.367
0.445
33.1
50.7
27.4
25.7
4
2
1146.1-1146.4
26.6
30.8
0.322
0.753
50.2
64.1
28.2
24.4
3
1
1151.0-1151.3
25.3
24.2
0.043
0.232
36.6
42.3
42.5
25.8
4
3
1187.2-1187.9
28.1
31.5
0.343
0.981
59
66.2
31.6
23.2
2
1
杏
21
检
1005.1-1005.9
28.1
28.78
1.123
0.95
49.9
65.04
17.23
19.58
2
1
|
1018.2-1019.0
27.6
27.8
0.185
0.622
50.3
53.54
28.1
23.29
2
2
1026.5-1027.3
28.2
28.3
0.515
1.068
57.5
56.8
21.9
18.7
2
1
1029.1-1029.5
25.6
27.57
0.218
0.704
73.1
68.5
27.9
21.2
1
1
1033.0-1033.6
29.8
28.3
0.553
1.191
53.1
60.26
21.4
18.1
3
1
1033.8-1034.3
28.5
30.26
0.89
1.341
66.5
65.3
21.5
16.1
2
1
1044.7-1045.8
27.2
30.5
0.37
1.052
66.1
66.7
24.1
19.86
1
1
1050.8-1051.2
23.1
26.1
0.169
0.378
60
64.87
24.6
29.7
2
1
1057.0-1057.6
27.4
27.6
1.043
0.988
54.8
51.34
17.4
21.08
2
2
1057.8-1058.1
29.2
29.48
1.124
1.094
51
53.34
18.2
19.6
2
2
1058.3-1058.7
27.8
31.24
1.134
1.483
65.3
58.3
16.9
18.56
1
1
1062.7-1063.5
27.4
27.58
0.737
0.67
55.2
48.06
23.8
22.1
1
1
1063.9-1064.8
27.3
29.4
0.812
0.755
56.9
54.44
20
21.52
2
2
1081.3-1082.2
27.6
27.57
0.732
0.894
54.4
57.14
19.6
18.56
2
1
1084.8-1085.3
28
29.2
0.879
1.077
50.2
46.8
18.4
16.23
2
2
1085.5-1085.9
28.2
29.98
0.835
1.242
53.1
50.28
18.8
15.6
2
2
1116.5-1117.2
26.8
27.66
0.285
0.946
45.6
52.6
29
22.1
2
2
1123.7-1124.3
26.3
30.22
0.318
1.337
61
62.11
23.1
17.37
1
1
1124.5-1125.0
26.4
28.64
0.294
1.234
66.4
67.11
24.6
19.8
1
1
1130.2-1131.0
28.3
28.26
1.164
0.947
56.9
55.77
19
18.69
2
1
1144.4-1145.7
28.3
27.58
0.868
0.775
58.6
55.91
22.2
20.92
2
2
1162.0-1162.5
26.1
28.26
0.109
0.946
50.5
58.3
24.1
20.6
2
1
1162.5-1162.9
27.4
28.99
0.343
1.302
56.4
63.3
22.4
16
2
1
1162.9-1163.7
27.1
29.7
0.539
1.68
58.1
68.3
20.1
15.26
2
1
29
1174.1-1174.6
25.7
27.66
0.181
0.464
47.3
47
27.3
24.5
2
2
1174.6-1175.0
27.2
28.44
0.381
0.973
56.3
50
23.1
20.57
2
2
1175.0-1175.4
28.4
30.34
0.524
0.916
55.1
52.67
21.1
22.07
2
2
其它各采油厂的具体使用情况就不再一一例举，从上表中可以看出，先由状
态空间解释模型确定水淹等级，再由经过改进的双地层水电阻率模型计算储层参
数，这种“先定性、后定量”的解释方法使得储层参数计算更趋合理，该方法充
分利用多种测井资料所反映的储层信息，借助于基本解释单元的有效划分，将储
层的空间位置与水动力条件有机结合起来，使水淹层解释更趋合理，解释符合率
高，值得推广使用。