黃天鏡， 劉鈺洋， 吳英強(qiáng)， 潘 懋， 馬良杰，劉慶彬， 陳 霖， 姚健鵬， 曹立坤， 賈志賓

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院， 西安 710018； 2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室， 西安 710018；3.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 4.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院， 北京 100871；5.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心， 北京 100871； 6.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司油田開發(fā)事業(yè)部， 西安 710018)

致密砂巖油成為繼頁(yè)巖氣之后全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的又一新熱點(diǎn)，被石油工業(yè)界譽(yù)為“黑金”[1-3]，對(duì)于致密砂巖油的勘探開發(fā)已成為全球各國(guó)研究的重點(diǎn)[4]。中國(guó)致密砂巖油在松遼盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地等地廣泛分布，具有較高的資源儲(chǔ)量，勘探開發(fā)前景廣闊[5-6]。

致密砂巖儲(chǔ)層具有儲(chǔ)層物性差、資源豐度低、油氣局部富集等特點(diǎn)，勘探開發(fā)需要借助水平井、水力壓裂技術(shù)增產(chǎn)[7]。水平井和壓裂施工費(fèi)用較高，進(jìn)行有效的甜點(diǎn)預(yù)測(cè)，圈定勘探有利區(qū)，對(duì)油田勘探開發(fā)部署方案有重要的指導(dǎo)意義。隨著計(jì)算機(jī)、地震、測(cè)井等技術(shù)的快速發(fā)展，多學(xué)科融合交叉[8-10]，甜點(diǎn)評(píng)價(jià)逐步從宏觀向微觀，從定性向定量化發(fā)展。

地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的影響程度不同[11-13]，建立合理數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度進(jìn)行量化，是實(shí)現(xiàn)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)與工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)融合的關(guān)鍵?；诮⒌牡刭|(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用合理數(shù)學(xué)模型將專家有關(guān)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于甜點(diǎn)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)影響程度的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可以量化的權(quán)重值，使地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)得到合理結(jié)合[14]。通過(guò)三維地質(zhì)屬性模型，獲取各評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性值，基于各評(píng)價(jià)指標(biāo)量化得到的權(quán)重值，通過(guò)數(shù)學(xué)方法加權(quán)求和得到最終的雙甜點(diǎn)預(yù)測(cè)總評(píng)價(jià)指數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)-工程綜合甜點(diǎn)的預(yù)測(cè)。

首先系統(tǒng)分析致密砂巖甜點(diǎn)分布的主要影響因素，建立雙甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。隨后，簡(jiǎn)要介紹了層次分析法的基本數(shù)學(xué)背景，結(jié)合雙甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和層次分析法建立了基于層次分析法的致密砂巖甜點(diǎn)評(píng)價(jià)方法。最后，采用X區(qū)油田實(shí)例，進(jìn)行了甜點(diǎn)區(qū)域的評(píng)價(jià)，建立了區(qū)域工程甜點(diǎn)、地質(zhì)甜點(diǎn)和雙甜點(diǎn)的分布模型。

1 雙甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本文中提出的致密砂巖儲(chǔ)層雙甜點(diǎn)評(píng)價(jià)體系綜合考慮工程甜點(diǎn)與地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)各評(píng)價(jià)指標(biāo)，依托地質(zhì)構(gòu)造建模、地質(zhì)屬性建模開展甜點(diǎn)預(yù)測(cè)研究。致密砂巖儲(chǔ)層雙甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的首要工作是對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行全面梳理，分析相關(guān)參數(shù)對(duì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的影響，建立雙甜點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為雙甜點(diǎn)預(yù)測(cè)提供必要理論依據(jù)。

致密砂巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)主要從地質(zhì)甜點(diǎn)以及工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)兩方面開展工作，綜合前人的研究[1-6,11-13]，地質(zhì)甜點(diǎn)(圖1)預(yù)測(cè)旨在優(yōu)選油氣富集區(qū)，主要從烴源巖、儲(chǔ)集層、地層能量以及天然裂縫發(fā)育程度等四個(gè)方面，選取總有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、砂體厚度、地層壓力系數(shù)、裂縫發(fā)育指數(shù)、構(gòu)造曲率等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。工程甜點(diǎn)(圖2)預(yù)測(cè)旨在優(yōu)選儲(chǔ)層壓裂有利區(qū)，主要從巖石可壓裂性和地應(yīng)力條件方面入手，選取脆性指數(shù)、可壓裂指數(shù)、水平應(yīng)力差等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1 地質(zhì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation system of geology sweet spot

圖2 工程甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation system of engineering sweet spot

2 層次分析法基本原理

據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)，地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的影響程度不同，但現(xiàn)實(shí)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間沒(méi)有明確的定量對(duì)比關(guān)系用層次分析法可有效地將專家有關(guān)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)影響程度的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為量化的權(quán)重值，合理的完成各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比關(guān)系的量化工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)與工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的合理融合。

甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)確定類似于多屬性決策問(wèn)題，多屬性決策問(wèn)題是一般具有以下幾點(diǎn)共性：影響決策結(jié)果的影響元素之間量綱不同；影響決策結(jié)果的影響元素可同時(shí)存在定性屬性和定量屬性；各影響元素通?？梢詷?gòu)成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)；提供一定的決策信息，有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的決策者可做出主觀判斷。層次分析法的決策原理是將復(fù)雜問(wèn)題分解為多個(gè)組成元素，元素分布呈階梯狀，階梯每個(gè)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)層次，對(duì)比每個(gè)層次屬性之間的重要性，綜合決策者的主觀判斷，量化各屬性的重要度以確定備選方案的總排序。

層次分析法具有應(yīng)用簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、系統(tǒng)性等特點(diǎn)，能夠發(fā)揮決策判斷者主觀意識(shí)，充分反映判斷者對(duì)決策事物的認(rèn)識(shí)度。方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作，增加了決策的有效性；能夠合理地對(duì)不可定量分析的屬性定量化，將決策屬性中定性與定量的因素有效結(jié)合。層次分析法分析主要包含以下幾個(gè)步驟。

步驟1 依據(jù)決策事件各元素的相關(guān)關(guān)系，建立階梯層次結(jié)構(gòu)(圖3)。構(gòu)造具有階梯層次的結(jié)構(gòu)模型是層次分析法分析決策問(wèn)題的首要工作。層次分析構(gòu)造結(jié)構(gòu)模型有目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層等三個(gè)層次。其中目標(biāo)層是決策事件的理想達(dá)到目標(biāo)，準(zhǔn)則層則表示決策時(shí)需要考慮的準(zhǔn)則或子準(zhǔn)則，方案層是供篩選以得到理想目標(biāo)方案的備選方案群?？紤]到元素之間兩兩比較重要程度的難度，層次分析法中每一個(gè)層次的元素?cái)?shù)一般不能超過(guò)9個(gè)。

圖3 層次結(jié)構(gòu)模型示意圖Fig.3 Illustration of analytical hierarchy process model

步驟2 對(duì)同層次的元素進(jìn)行兩兩比較，建立判斷矩陣。大多數(shù)決策問(wèn)題屬性之間的權(quán)重不能直接得到。層次分析法通過(guò)專家(決策者)在一定準(zhǔn)則下構(gòu)建判斷矩陣，進(jìn)而獲取各層次屬性的權(quán)重值。判斷矩陣的構(gòu)造是層次分析法的關(guān)鍵，矩陣中的數(shù)值表示同一層次的各個(gè)相關(guān)的評(píng)價(jià)因素之間的相對(duì)重要程度。設(shè)層次模型為3層結(jié)構(gòu)，層次A為目標(biāo)層，B為層次B的因素綜合判斷矩陣，層次B包含n個(gè)因素(B1,B2,…,Bn)，各個(gè)相關(guān)因素相對(duì)于目標(biāo)層的重要程度可以表示為

(1)

式(1)中：矩陣中的數(shù)值bij表示矩陣中的第i行第j列元素，即為層次B中的因素Bi與指標(biāo)Bj相對(duì)于目標(biāo)層相對(duì)重要程度的判斷值，其中i,j=1,2,…,n。層次分析法中指標(biāo)Bi與指標(biāo)Bj相對(duì)重要程度的判斷值的表示標(biāo)度范圍為1～9，如表1所示。

表1 層次分析法相對(duì)重要性標(biāo)度Table 1 Relative importance scale of analytical hierarchy process model

依照層次分析法相對(duì)重要標(biāo)度值表，借助專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，同時(shí)兩兩比較時(shí)要遵循“同層次、歸一性、量級(jí)性”三原則，盡可能降低主觀因素對(duì)判斷結(jié)果帶來(lái)的影響，進(jìn)行判斷矩陣的構(gòu)造。矩陣B具有以下幾點(diǎn)性質(zhì)：①bij>0；②bij=1/bji；③bii=1。由此可知，對(duì)于一個(gè)有n個(gè)元素的判斷矩陣，只需要確定矩陣上三角的n(n+1)/2個(gè)元素，即可確定整個(gè)判斷矩陣元素值。

步驟3 一致性判斷。通常情況下有決策者構(gòu)造的判斷矩陣并不一定滿足判斷矩陣的互反性條件，需采用一致性檢驗(yàn)來(lái)判斷。假設(shè)ω=(ω1，ω2，…，ωn)T為判斷矩陣的特征向量，或稱為排序權(quán)重向量。當(dāng)綜合判斷矩陣B滿足式(2)時(shí)，即左右兩邊分別乘以特征向量ω，即得到等式Bω=ωn，則ω即為矩陣B的特征向量，n為矩陣B在特征向量ω下的特征根。即排序向量ω為判斷矩陣B的特征向量。

(2)

判斷矩陣B為互反矩陣，需滿足一致性條件。滿足一致性條件的互反矩陣具有的以下幾個(gè)性質(zhì)：①bijbjk=bik；②矩陣B的秩為1，即經(jīng)過(guò)變換的判斷矩陣B的某一行為任意一行的整數(shù)倍；③判斷矩陣B的最大特征值為n；④若判斷矩陣B最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量為ω，則有bij=ωi/ωj。

n階判斷矩陣|B|>0，其最大特征λmax具有以下性質(zhì)：①λmax>0，與其對(duì)應(yīng)的特征向量為正向量；②矩陣B的其他任何特征值的絕對(duì)值均小于λmax；③λmax對(duì)應(yīng)的特征向量可簡(jiǎn)化為唯一特征向量。

綜上可知，當(dāng)判斷矩陣B滿足一致性時(shí)，計(jì)算求得矩陣B的最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量，歸一化后即為決策事件中各元素的量化權(quán)重值。當(dāng)λmax>n時(shí)，判斷矩陣B則不滿足一致性條件。當(dāng)判斷矩陣不滿足一致性條件時(shí)，由判斷矩陣求得的排序向量ω則不能真實(shí)的表現(xiàn)決策問(wèn)題中層次屬性的權(quán)重值。故定義衡量判斷矩陣一致性條件的指標(biāo)Ic，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，如式(3)。當(dāng)判斷矩陣滿足一致性條件時(shí)，則Ic=0。

(3)

由于現(xiàn)實(shí)中決策事物的復(fù)雜性以及決策者對(duì)于決策中屬性認(rèn)識(shí)的主觀性，一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)Ic不能完全滿足一致性條件的檢驗(yàn)。引入隨機(jī)一致性指標(biāo)Ir作為檢驗(yàn)判斷一致性的指標(biāo)刻度，如表2所示。

表2 不同階數(shù)矩陣的Ir取值Table 2 Matrix values of Ir of different orders

定義一致性比例Rc=Ic/Ir，Rc越小，判斷矩陣一致性越好。規(guī)定Rc<0.1，則判斷矩陣符合一致性，若Rc≥0.1，則需要修正判斷舉矩陣以使其符合一致性判斷。

層次分析的總排序過(guò)程，即為確定構(gòu)造層次模型中評(píng)價(jià)層次對(duì)總目標(biāo)的相對(duì)重要性的權(quán)重值。計(jì)算同一層次每個(gè)屬性的綜合權(quán)重值是由層次模型的高層次到低層次加權(quán)計(jì)算得到。假設(shè)層次A有屬性A1,A2,…,An，各屬性權(quán)重值為α1,α2,…,αn；層次A下面的層次B有n個(gè)屬性B1,B2,…,Bn，權(quán)重值分別為β1j,β2j,…,βnj。通過(guò)層次元素的權(quán)重疊加即可得到層次B各屬性的權(quán)重值，如表3所示。

3 基于層次分析的雙甜點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)

采用的致密砂巖油甜點(diǎn)評(píng)價(jià)方法綜合考慮了工程甜點(diǎn)與地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)各評(píng)價(jià)指標(biāo)，依托構(gòu)造建模、屬性建模開展甜點(diǎn)預(yù)測(cè)研究，對(duì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)予以定量化描述，進(jìn)行基于模型的多信息融合。

表3 層次分析法權(quán)重合成Table 3 Analytical hierarchy process model weight synthesis

3.1 致密砂巖甜點(diǎn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

三維地質(zhì)構(gòu)造模型將地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)以及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以三維圖形的形式直觀顯示，能夠充分且準(zhǔn)確地表達(dá)地質(zhì)環(huán)境以及地層的三維空間展布，是對(duì)儲(chǔ)層油藏分布描述的重要內(nèi)容[7, 15-16]。以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)進(jìn)行三維地質(zhì)建模是雙甜點(diǎn)綜合預(yù)測(cè)方法的首要工作。以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，依據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘探資料對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行單砂體細(xì)分，得到儲(chǔ)層的分層數(shù)據(jù)。分析研究地層格架以及骨架砂體，以測(cè)井資料為源數(shù)據(jù)，通過(guò)聚類算法進(jìn)行地層面重構(gòu)，進(jìn)而得到目的儲(chǔ)層的三維地質(zhì)構(gòu)造模型。

地質(zhì)屬性建模是在地質(zhì)空間變量對(duì)地質(zhì)實(shí)體內(nèi)部屬性參數(shù)進(jìn)行定量化表達(dá)，根據(jù)樣品數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)插或者外推等有效手段對(duì)地質(zhì)體內(nèi)部物性參數(shù)、化學(xué)參數(shù)或者巖石力學(xué)參數(shù)等屬性參數(shù)進(jìn)行合理估值。以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，在建立研究區(qū)三維地質(zhì)構(gòu)造模型的基礎(chǔ)上，獲取網(wǎng)格三維坐標(biāo)，利用測(cè)井資料或巖芯資料等收集獲取樣品點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)，采用序貫高斯同位協(xié)同模擬方法，通過(guò)擬合變異函數(shù)校正最優(yōu)變程定量表征儲(chǔ)層的空間相關(guān)性，最后利用鄰域搜索篩選與待估點(diǎn)相關(guān)的樣品數(shù)據(jù)插值得到致密砂巖儲(chǔ)層雙甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的屬性值，進(jìn)而獲得不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的三維地質(zhì)屬性模型。

根據(jù)三維地質(zhì)屬性模型的數(shù)據(jù)情況和研究區(qū)的實(shí)際情況，由具有一定專業(yè)背景的人員選定參與地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)一般包括地質(zhì)因素(烴源巖、儲(chǔ)集層、地層能量以及天然裂縫發(fā)育程度等)和工程因素(可壓裂性和地應(yīng)力條件等)，具體選用的參數(shù)應(yīng)根據(jù)模型中參數(shù)的有無(wú)、數(shù)據(jù)質(zhì)量等情況進(jìn)行進(jìn)一步篩選(圖4)。

圖4 優(yōu)選建立致密砂巖甜點(diǎn)評(píng)價(jià)體系Fig.4 Optimization and establishment of evaluation system for dense sandstone sweet spot

3.2 基于層次分析的多參數(shù)評(píng)價(jià)

其中層次分析法作為多屬性決策方法，是一種典型的將決策者對(duì)于決策事件的決策思維進(jìn)行量化的過(guò)程，可有效地將專家(決策者)有關(guān)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)影響程度的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可以量化的權(quán)重值，合理地完成各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比關(guān)系的量化工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)與工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的合理融合(圖4)，獲得相對(duì)優(yōu)勢(shì)的甜點(diǎn)區(qū)域分布情況。

基于層次分析法的甜點(diǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)流程如圖5所示具體步驟如下：

第一步選取用于評(píng)價(jià)地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的參數(shù)。

第二步分別設(shè)置用于評(píng)價(jià)地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的各參數(shù)間的相對(duì)重要性矩陣(判斷矩陣)。

第三步設(shè)置地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)間的相對(duì)重要性矩陣(判斷矩陣)。

第四步對(duì)各相對(duì)重要性矩陣(判斷矩陣)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，直至通過(guò)。

第五步對(duì)得出的各權(quán)重進(jìn)行歸一化。

第六步對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。

第七步輸入數(shù)據(jù)與地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)權(quán)重求和，獲得地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)。

第八步地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)加權(quán)求和，獲得綜合甜點(diǎn)。

圖5 基于層次分析法的甜點(diǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)流程Fig.5 The technological process of sweet spot evaluation based on analytical hierarchy process

3.3 甜點(diǎn)評(píng)價(jià)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于GSIS-Modeling平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，基于層次分析法的甜點(diǎn)分析功能主要包括地質(zhì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)功能，工程甜點(diǎn)評(píng)價(jià)功能，雙甜點(diǎn)評(píng)價(jià)功能，甜點(diǎn)地區(qū)可視化功能[17-18]。以地質(zhì)甜點(diǎn)為例，通過(guò)下拉列表的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)參數(shù)的優(yōu)選和評(píng)價(jià)參數(shù)的屬性分布設(shè)置(圖6)。以三個(gè)屬性為例，基于專家權(quán)重方案設(shè)計(jì)，生成相應(yīng)的屬性權(quán)重評(píng)價(jià)(圖7)，進(jìn)而進(jìn)行甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)。工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法與地質(zhì)甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法類似，最后通過(guò)兩種甜點(diǎn)的簡(jiǎn)單疊合，可以確定綜合甜點(diǎn)分布的區(qū)域。

圖6 甜點(diǎn)評(píng)價(jià)參數(shù)優(yōu)選Fig.6 Evaluation parameters optimization of sweet spot

圖7 基于專家權(quán)重方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重設(shè)計(jì)Fig.7 Evaluation index weight design based on expert weight scheme

4 實(shí)例測(cè)試

以長(zhǎng)慶鹽池油田X井區(qū)為例，X區(qū)長(zhǎng)6油藏主要位于陜西省鹽池縣南部，屬典型的黃土塬地貌，溝壑縱橫，梁峁相間，地面海拔一般為1 350～1 850 m，相對(duì)高差較大。長(zhǎng)6油藏主要發(fā)育三角洲前緣亞相。三角洲前緣沉積主要發(fā)育水下分流河道、水下分流間灣和水下天然堤微相。儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖主，儲(chǔ)層填隙物以水云母、綠泥石、鐵方解石、硅質(zhì)為主，孔隙類型以長(zhǎng)石溶孔、粒間孔為主，孔隙結(jié)構(gòu)屬小孔細(xì)喉型。

圖8 測(cè)試區(qū)三維屬性模型Fig.8 Three-dimensional attribute model of target area

X區(qū)儲(chǔ)層物性整體較差，油藏平均孔隙度10.1%，平均滲透率為0.35 mD，屬典型超低滲儲(chǔ)層。油藏類型為巖性油藏，驅(qū)動(dòng)類型為彈性溶解氣驅(qū)，油藏埋深為2 650 m，平均油層厚度2.2 m，油水層10.7 m，差油層4.6 m；油藏原始地層壓力為20.0 MPa，壓力系數(shù)分別為0.75，屬異常低壓油藏。原油性質(zhì)較好，地層原油黏度為1.46 mPa·s，密度為0.752 g/cm3，氣油比為77.8 m3/t；地層水水型為CaCl2型，總礦化度為26.9 g/L；伴生氣分析樣品中未檢測(cè)出H2S、CO等有毒有害氣體。

X區(qū)長(zhǎng)63儲(chǔ)層勘探始于2016年，截至2020年，X區(qū)長(zhǎng)63共鉆遇長(zhǎng)6油層的探井、評(píng)價(jià)井76口，試油23口，獲得工業(yè)油流14口，試油平均單井日產(chǎn)油9.1 m3/d、單井日產(chǎn)水3.2 m3/d。截至2020年4月底，共提交控制儲(chǔ)量5×107t，開發(fā)預(yù)測(cè)儲(chǔ)量1.6×107t。X區(qū)長(zhǎng)63油藏開發(fā)始于2017年，共完鉆開發(fā)井23口；2018年起該區(qū)部署大斜度井20口，建產(chǎn)能2.5×105t；2019年在該區(qū)部署大斜度井38口，建產(chǎn)能3.6×105t。截至2020年4月，完鉆大斜度井51口，平均鉆遇油層75.4 m，完試投產(chǎn)28口，滿三個(gè)月井24口，平均單井日產(chǎn)油4.5 t，含水48.4%，目前日產(chǎn)油3.2 t，含水45.2%。

基于X區(qū)測(cè)井與地震數(shù)據(jù)建立的三維屬性模型為基礎(chǔ)，包含地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的多種屬性模型(圖8)，基于地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)體系，包含孔隙度、滲透率、含油飽和度、彈性模量、泊松比、地層厚度、水平應(yīng)力差、脆性指數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量、構(gòu)造曲率等多種屬性模型。

圖9 基于層次分析法的地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)和雙甜點(diǎn)分布Fig.9 Sweet spot evaluation based on analytical hierarchy process

以專家權(quán)重方案為基礎(chǔ)，基于提出的甜點(diǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)和雙甜點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立三維甜點(diǎn)區(qū)域模型(圖9)。圖9中，地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)通過(guò)0～1的數(shù)值，表示甜點(diǎn)的相對(duì)優(yōu)劣程度，其中0最差，1最好。雙甜點(diǎn)區(qū)域通過(guò)地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的區(qū)域疊合確定，其中，1為綜合甜點(diǎn)，0為非綜合甜點(diǎn)區(qū)域。

5 結(jié)論

系統(tǒng)總結(jié)建立了雙甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和層次分析法的基本數(shù)學(xué)原理，進(jìn)而建立了基于層次分析法的致密砂巖甜點(diǎn)評(píng)價(jià)方法，采用X區(qū)油田實(shí)例，進(jìn)行了甜點(diǎn)區(qū)域的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，建立了工程甜點(diǎn)、地質(zhì)甜點(diǎn)和雙甜點(diǎn)模型，得到了如下結(jié)論：

(1)針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層的特性，總結(jié)了一套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：從烴源巖和儲(chǔ)集層的特征，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)地質(zhì)甜點(diǎn)，選取了總有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、砂體厚度、地層壓力系數(shù)、裂縫發(fā)育指數(shù)、構(gòu)造曲率等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；從巖石可壓裂性和地應(yīng)力條件方面入手評(píng)價(jià)工程甜點(diǎn)，選取脆性指數(shù)、可壓裂指數(shù)、水平應(yīng)力差等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(2)地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值的確定是一種典型的多屬性決策問(wèn)題，采用層次分析法進(jìn)行多屬性決策。通過(guò)層次分析法，確定各關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值，將專家經(jīng)驗(yàn)與定量分析相結(jié)合的決策分析方法，利用較少的定量信息把決策思維過(guò)程數(shù)學(xué)化，將人的思維過(guò)程層次化、數(shù)量化，既考慮了事物本身屬性，又納入了專家的經(jīng)驗(yàn)判斷。

(3)雙甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)方法通過(guò)建立的三維地質(zhì)屬性模型，以評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇和評(píng)價(jià)模型的選擇為基礎(chǔ)，進(jìn)行區(qū)域甜點(diǎn)分布預(yù)測(cè)。從烴源巖、儲(chǔ)集層、地層能量、天然裂縫發(fā)育程度等地質(zhì)方面的因素和巖石可壓裂性、地應(yīng)力條件等工程方面的因素，根據(jù)研究區(qū)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)。地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)最終甜點(diǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果影響程度不同，采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值，對(duì)甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(4)在層次分析法中對(duì)各種屬性的對(duì)甜點(diǎn)的貢獻(xiàn)程度根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行的劃分，然而對(duì)處于各優(yōu)劣等級(jí)劃分區(qū)間端點(diǎn)附近的屬性值而言，很難準(zhǔn)確的將其劃歸在一類，存在一定的不確定性，容易導(dǎo)致兩個(gè)接近的屬性值被劃歸至兩個(gè)完全不同的評(píng)價(jià)區(qū)間，影響評(píng)價(jià)結(jié)果，可以嘗試融入模糊綜合評(píng)價(jià)法，進(jìn)行甜點(diǎn)區(qū)域的評(píng)價(jià)。