趙亮 宋江濤 劉虎(延長(zhǎng)油田股份有限公司子長(zhǎng)采油廠，陜西 延安 716000)

針對(duì)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)目前主要使用的方法有三類：①定性評(píng)價(jià)，包括了儲(chǔ)層宏觀、微觀、宏觀和微觀相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法；②半定量評(píng)價(jià)，結(jié)合應(yīng)用數(shù)學(xué)所建立的一種半定量評(píng)價(jià)方法；③定量評(píng)價(jià)，基于灰色系統(tǒng)理論的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法。

前兩類定性評(píng)價(jià)和半定量評(píng)價(jià)所使用的方法，均受到研究人員主觀地質(zhì)認(rèn)知水平的影響，分類標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)存在一定的差距，同時(shí)，選取的參數(shù)不同也會(huì)不同程度的影響儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性。為此，本文采用了基于灰色系統(tǒng)理論的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法，這種定量評(píng)價(jià)方法降低了個(gè)人主觀因素和因評(píng)價(jià)參數(shù)的變化對(duì)最終評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

子長(zhǎng)油田屈家溝區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中東部，伊陜斜坡整體具有東高西低的特征，坡降8～10m/km，發(fā)育因差異壓實(shí)作用引起的相對(duì)簡(jiǎn)單的鼻狀隆起構(gòu)造。屈家溝區(qū)主力油層為長(zhǎng)61-3層，孔隙度為10.3%，滲透率為1.04×10-3μm2，屬于低孔、低滲、低豐度、低產(chǎn)巖性油藏。

圖1 屈家溝區(qū)位置圖

2 選評(píng)價(jià)參數(shù)

儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)應(yīng)滿足平面上的整體性和分類標(biāo)準(zhǔn)可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。為了提高儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，應(yīng)優(yōu)選出多項(xiàng)具有代表性的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)屈家溝區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)資料的豐度及分布情況，最終引入砂巖厚度、砂地比、孔隙度、滲透率、沉積微相六種評(píng)價(jià)參數(shù)，并在這六種參數(shù)中進(jìn)一步優(yōu)選。

為了優(yōu)選出相對(duì)獨(dú)立的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)，本文引用譜系聚類分析方法[1]。用距離來(lái)刻劃變量之間的相關(guān)性，即歐氏距離：

由于上述六種評(píng)價(jià)參數(shù)的量綱及物理意義均不相同，為了降低量綱對(duì)計(jì)算過(guò)程的影響和操作方便，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換處理，本文使用極差正規(guī)化變換方法。變換后的數(shù)據(jù)無(wú)量綱，且在0～1 的范圍內(nèi)變化。通過(guò)聚類分析最終可繪制出屈家溝區(qū)聚類分析譜系圖(圖2)。

圖2 屈家溝區(qū)長(zhǎng)61-3儲(chǔ)層聚類分析譜系圖

根據(jù)譜系聚類分析結(jié)果，泥質(zhì)含量和其它參數(shù)相似性最低，而相似性最高的兩組參數(shù)為砂巖厚度和砂地比，可將其中的砂地比去掉。最終優(yōu)選出了砂層厚度、孔隙度、滲透率、沉積微相、泥質(zhì)含量五個(gè)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)。

3 確定評(píng)價(jià)參數(shù)的權(quán)系數(shù)

灰色系統(tǒng)理論分析法中確定各類評(píng)價(jià)參數(shù)權(quán)系數(shù)的目的是總結(jié)各類評(píng)價(jià)參數(shù)的親疏關(guān)系，分清主次關(guān)系，明確儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重要參數(shù)和因素，掌握不同評(píng)價(jià)參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)整了評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行定量描述和解析。具體操作包括了子母序列的選定，聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度和權(quán)系數(shù)的計(jì)算。

3.1 選定子、母序列

計(jì)算評(píng)價(jià)參數(shù)權(quán)系數(shù)之前，需要確定儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的子母序列。主要是理清評(píng)判事件與各類參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，最終實(shí)現(xiàn)可用一種評(píng)價(jià)參數(shù)定量刻畫(huà)評(píng)判事物的特征。上述這種按一定規(guī)律分布的參數(shù)指標(biāo)，稱為關(guān)聯(lián)分析的母序列：

{X0t(0)} t=1，2，…，n

分析過(guò)程中可決定被評(píng)判事物特性的各子參數(shù)的有序排列即是子序列，考慮主因素的m 個(gè)子因素，則有子序列：

{X0t(i)} t=1，2，…，n；i=1，2，…，m

對(duì)泥質(zhì)含量，其值越小，反映儲(chǔ)層物性越好。本文把泥質(zhì)含量的數(shù)值作倒數(shù)處理，以便使其變換后的數(shù)值越大越利于油氣儲(chǔ)集。由于系統(tǒng)中各評(píng)價(jià)參數(shù)的物理意義和量綱均不相同。因此本文采用均值化變換方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

3.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

具體計(jì)算過(guò)程中，引入了分辨系數(shù)ρ，其目的是為了提高灰關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性，降低最大絕對(duì)差數(shù)值太大對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性的影響。通常情況下ρ ∈[0.1，1]，本文取值0.1。

統(tǒng)計(jì)可知，子母因素之間的關(guān)聯(lián)度越靠近1，則關(guān)系越緊密，說(shuō)明該子因素對(duì)母因素的影響越大。

3.3 評(píng)價(jià)參數(shù)權(quán)系數(shù)的確定

根據(jù)計(jì)算得出的關(guān)聯(lián)度，通過(guò)歸一化處理即可得到權(quán)系數(shù)。本次選取的砂巖厚度一個(gè)參數(shù)為母因素，選取孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、沉積微相四個(gè)參數(shù)為子因素。根據(jù)上述計(jì)算方法和流程，最終計(jì)算出了各評(píng)價(jià)參數(shù)的權(quán)系數(shù)(見(jiàn)表1)。

表1 各參數(shù)權(quán)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 儲(chǔ)層綜合分類評(píng)價(jià)

通過(guò)評(píng)價(jià)權(quán)系數(shù)的計(jì)算，將優(yōu)選出的評(píng)價(jià)參數(shù)綜合考慮，即可計(jì)算出一個(gè)綜合性且具有代表性的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值，最后可根據(jù)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值分布范圍進(jìn)行儲(chǔ)層綜合分類。具體計(jì)算公式如下：

式中：Re表示綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)；n 表示評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)；Ai表示評(píng)價(jià)參數(shù)的權(quán)系數(shù)；Bi表示評(píng)價(jià)參數(shù)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，儲(chǔ)層發(fā)育越好的區(qū)域，相應(yīng)的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)也越大，為含油有利區(qū)。

本文運(yùn)用拐點(diǎn)法，確定各類儲(chǔ)層的分閾值，最終可根據(jù)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)指標(biāo)值在平面上區(qū)分出Ⅰ類(有利儲(chǔ)層)、Ⅱ類(較有利儲(chǔ)層)、Ⅲ類(差儲(chǔ)層)儲(chǔ)層的分布區(qū)域。

根據(jù)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值分類閾值圖，可以發(fā)現(xiàn)曲線上有3 個(gè)拐點(diǎn)，每個(gè)拐點(diǎn)就是相應(yīng)2 類儲(chǔ)層的區(qū)分點(diǎn)，即分類閾值(圖3)。具體分類閾值為：A 點(diǎn)(3.0)、B 點(diǎn)(4.0)和C 點(diǎn)(6.0)，并確定了各類儲(chǔ)層的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表2)。

表2 儲(chǔ)層分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表

圖3 屈家溝區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層分類閾值圖

在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)回歸分析可以確定各類儲(chǔ)層相關(guān)評(píng)價(jià)參數(shù)的分布范圍(表3)。

表3 各類儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)分布表

根據(jù)長(zhǎng)61-3儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)平面分布圖，I 類儲(chǔ)層主要分布在主河道砂體較為發(fā)育的區(qū)域，在研究區(qū)北部呈小范圍條帶狀展布，II 類儲(chǔ)層主要分布在分流河道及河道側(cè)翼的大部分區(qū)域，分布范圍較為廣泛，III 類儲(chǔ)層主要分布在河道側(cè)翼向河間洼地過(guò)渡區(qū)域分布，分布范圍最小。

圖4 長(zhǎng)61-3儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)圖

5 結(jié)語(yǔ)

基于灰色系統(tǒng)理論的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)，消除了個(gè)人主觀因素和評(píng)價(jià)參數(shù)選取不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，是一種可靠的定量評(píng)價(jià)方法。基于此方法最終將子長(zhǎng)油田屈家溝長(zhǎng)61-3儲(chǔ)層評(píng)價(jià)分為3 類：I 類儲(chǔ)層主要分布在主河道砂體較為發(fā)育的區(qū)域，II 類儲(chǔ)層主要分布在分流河道及河道側(cè)翼的大部分區(qū)域，III 類儲(chǔ)層主要分布在河道側(cè)翼向河間洼地過(guò)渡區(qū)域分布。評(píng)價(jià)結(jié)果符合本區(qū)的地質(zhì)開(kāi)發(fā)特征，達(dá)到了預(yù)期的效果。

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