黃 飛，孫東升

（中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009）

JS 油田難動用儲量區(qū)塊多在油田開發(fā)試采至正式開發(fā)動用的過程中，因儲層物性差、儲量規(guī)模小、豐度低、地質(zhì)落實程度低、已試采井產(chǎn)能低等原因，難以實現(xiàn)效益動用。此類區(qū)塊并非無法動用，若可以篩選出相對有利的區(qū)塊開展試驗，可逐步實現(xiàn)由試采到效益開發(fā)。

區(qū)塊潛力綜合評價是篩選有利區(qū)塊的常用手段。當有多種因素對目標結(jié)果產(chǎn)生不同程度影響時，常規(guī)定性評價以及單因素評價缺點明顯，而采用數(shù)學統(tǒng)計方法對定量評價排序有較好的優(yōu)勢，一般有加權求和法、模糊評判法、風險概率法、灰色關聯(lián)法和層次分析法等［1］。

本文對JS 油田部分未動用、難動用區(qū)塊潛力進行排序及區(qū)塊優(yōu)選，結(jié)合難動用儲量開發(fā)潛力因素較多的特點，通過篩選有效開發(fā)的主要客觀和主觀因素，利用灰色關聯(lián)統(tǒng)計法求取各參數(shù)間的關聯(lián)度，最終實現(xiàn)對各區(qū)塊的潛力大小定量評價，為區(qū)塊潛力排序及分類提供幫助。

1 灰色關聯(lián)統(tǒng)計分析基本原理及方法

灰色系統(tǒng)理論在因素關聯(lián)分析中所用的數(shù)學方法主要是依據(jù)空間理論的數(shù)學基礎，按照規(guī)范性、偶對稱性、整體性和接近性等原則，確定參考數(shù)列和若干比較數(shù)列，形成加權矩陣［2-5］。隨后開展數(shù)據(jù)處理，對選定的每個參數(shù)相對于其中某一參數(shù)的變化做定量比較，計算其相互之間的關聯(lián)度，最終實現(xiàn)定量排序。流程主要包括參考序列與比較序列的選擇，無量綱處理及關聯(lián)度計算等［6-8］?；疑P聯(lián)統(tǒng)計分析方法與模糊數(shù)學統(tǒng)計方法具有一定的類似性。

第一步：構建指標序列及參考序列。假定目標有i個樣本行，j個因素列，可構建序列αij，參考序列由所有指標的極值構成，其余參數(shù)則為比較序列（1）。

第二步：原始數(shù)據(jù)變換。對指標進行數(shù)據(jù)變換即無量綱化處理，當原始數(shù)據(jù)屬于多種類型，無統(tǒng)一標準對比，關聯(lián)度極低時，需進行數(shù)據(jù)變化，建立統(tǒng)一量綱使其具有可對比的相關關系。通常變換方式包括：初值化、均值化、區(qū)域值化、極值化及歸一化等。本次采取極值化變換，當參數(shù)對目標為正相關關系則為公式（2），如果為負相關則為公式（3），其中βij是αij無量綱化的結(jié)果。

第三步：求取計算第i單位第j指標與參考序列相比較的關聯(lián)系數(shù)δij（公式（5）），即建立其他參數(shù)序列與對比參考序列之間的關聯(lián)度。此時參考序列設為βi1，γij為第i單位第j指標與參考序列之間的絕對差距（公式（4）），Minαij、Maxαij分別為所有單位所有指標與參考序列之間的絕對差距中的最小值與最大值。ρ為分選系數(shù)，取值介于［0，1］，通常選取0.5，本次研究中取γij的平均值。

最終求取針對每個因素j的關聯(lián)度（公式（6）），即將第i單位全部指標的關聯(lián)系數(shù)進行加權平均，歸一化后即得到所有各個因素的關聯(lián)系數(shù)νj（公式（7）），其中j分別為{1，2……n}。

2 應用實例

2.1 評價參數(shù)選取、解釋與數(shù)據(jù)尺度

分析一個區(qū)塊是否具有開發(fā)潛力，通常需要對區(qū)塊的基本地質(zhì)條件、區(qū)塊基礎落實程度以及區(qū)塊產(chǎn)能效果開展綜合評價。

JS 油田難動用區(qū)塊油藏地質(zhì)靜態(tài)參數(shù)普遍較差，表現(xiàn)為分布零散、豐度低、物性差、埋深大等，投入試采后，普遍產(chǎn)能低，若進行整體開發(fā)普遍成本較高，效益開發(fā)難度較大。因此選擇影響產(chǎn)能、成本等具有代表性的基本地質(zhì)靜態(tài)參數(shù)，包括：含油面積、儲量規(guī)模、含油層系、油藏埋深、儲層厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、原油密度、原油黏度。

選取上述參數(shù)主要原因在于：①儲量規(guī)模普遍小，JS 油田探明未動用區(qū)塊儲量平均50×104t，加之面積大、豐度低，影響規(guī)模動用整體降低成本；②不同含油層系成巖作用差異大，從已開發(fā)油田效果看戴南組、泰州組油藏普遍產(chǎn)能較高，阜寧組油藏產(chǎn)能相對較低，在難動用區(qū)塊中阜寧組油藏較多，深層戴南組次之；③油藏埋深大，多數(shù)區(qū)塊的埋深大于3 000 m，鉆井開發(fā)成本較高；④儲層單層厚度薄、單塊鉆遇有效厚度低，特低滲區(qū)塊儲層多為2～3 m，平均單塊鉆遇儲集層有效厚度僅9.3 m，開發(fā)調(diào)層措施余地小，影響產(chǎn)能大小及持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)；⑤孔隙度、滲透率、含油飽和度等儲層參數(shù)體現(xiàn)了儲層微觀孔喉結(jié)構、驅(qū)油效率、可動油飽和度等質(zhì)量差異，相比高孔、高滲油藏，特低滲油藏儲層參數(shù)越低，開發(fā)難度越大，采收率越低，因此對區(qū)塊潛力評價起到重要影響；⑥原油密度、原油黏度影響原油在儲層中的滲流能力，密度、黏度越大，特低滲油藏的開發(fā)難度增加，區(qū)塊動用潛力降低。油藏地質(zhì)靜態(tài)參數(shù)取值均來自區(qū)塊實鉆井分析化驗數(shù)據(jù)。

除了自身油藏地質(zhì)靜態(tài)因素，因地質(zhì)條件復雜導致區(qū)塊落實程度低，即使地質(zhì)靜態(tài)參數(shù)整體有利，也并不能夠完全體現(xiàn)區(qū)塊真實的可動用潛力。要開展效益動用，評估動用風險不可缺少，因此需要對區(qū)塊落實程度進行評價。選取的參數(shù)及原因如下：①因地震資料品質(zhì)差異大、實鉆井數(shù)不同，對圈閉構造落實程度不一，選取斷層、地層落實程度兩個參數(shù)作為表達體現(xiàn)圈閉落實程度、評估構造風險的參數(shù)；②因不同區(qū)塊井間砂體的厚薄、穩(wěn)定性、連續(xù)性、非均質(zhì)程度無法準確認識，選擇儲層連通性、裂縫發(fā)育程度、甜點發(fā)育程度作為評估儲層可靠性以及優(yōu)劣程度的參數(shù)；③圈閉構造、儲層存在不確定性導致含油面積、有效厚度存在多解性，選取儲量落實程度作為評估儲量能否動用的因素之一。

以上落實程度評價與靜態(tài)參數(shù)評價不矛盾不重復。油藏地質(zhì)靜態(tài)參數(shù)取值于已完鉆井分析化驗數(shù)據(jù)，難以確切代表井間、整個區(qū)塊真實情況，引入落實程度可彌補單井靜態(tài)參數(shù)對井間及整個區(qū)塊構造、儲層評價的不足，能夠體現(xiàn)出井間不確定性程度的評判。

因落實程度參數(shù)為定性參數(shù)，無法直接參與綜合評價，采用1～9標度法對各區(qū)塊相關參數(shù)特征進行定量表征，落實程度歸為“極高”、“較高”、“一般”、“較低”和“不落實”5 個等級，分別對應9，7，5，3，1，其余8，6，4，2 作為中間數(shù)進行輔助標定，根據(jù)多專家意見綜合確定各自取值。

區(qū)塊產(chǎn)能效果評價參數(shù)選取初期日產(chǎn)油、單井平均累計產(chǎn)油和采出程度。難動用區(qū)塊內(nèi)或周邊區(qū)塊油井初期日產(chǎn)油和平均累計產(chǎn)油數(shù)據(jù)能夠部分體現(xiàn)油藏開發(fā)潛力大小，采出程度可作為評價剩余油開發(fā)潛力大小的參數(shù)。

為了能夠綜合評價區(qū)塊潛力大小，加入3 個虛擬區(qū)塊，不參與過程計算，其計算結(jié)果作為評價區(qū)塊潛力大小的參考，其中“虛擬-最優(yōu)”為所有參數(shù)的最大值（負相關參數(shù)為最小值），“虛擬-平均”為所有參數(shù)的算術平均值，“虛擬-最差”為所有參數(shù)的最小值（負相關參數(shù)為最大值）。以上選擇參數(shù)構成原始序列αij（見表1）。

表1 JS油田部分難動用潛力區(qū)塊參數(shù)

2.2 構造目標層次模型

依據(jù)選定的評價參數(shù)，分別構建層次結(jié)構模型，包括目標層、準則層和要素層（見圖1）。

圖1 難動用潛力區(qū)塊評價層次結(jié)構模型

2.3 求取各項指標關聯(lián)度

目前所有斷塊基本處于未開發(fā)狀況，采出程度數(shù)據(jù)均取極小值0，因此選取采出程度作為參考序列，其余因素作為對比因素。

各指標定量化標準采取以下方式：對于面積、儲量、有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度等正向指標，按極大值參照公式（2）進行標準化；對于油藏埋深、原油密度、原油黏度等負相關參數(shù)參照公式（3）進行標準化，構建序列βij。

求取其余因素對參考因素的關聯(lián)關系時，依據(jù)公式（4）～（7）求出關聯(lián)系數(shù)（見表2）。從關聯(lián)度分析看，基礎地質(zhì)參數(shù)主要為客觀因素，占潛力評價的53%；油藏落實程度為主觀因素，占潛力評價的33%；現(xiàn)開發(fā)效果作為當前的表現(xiàn)因素，占14%。

表2 難動用潛力區(qū)塊有效動用評價關聯(lián)系數(shù)

利用關聯(lián)系數(shù)對各個區(qū)塊進行綜合評價計算，形成潛力結(jié)果的排序，最終結(jié)果見表3。

表3 JS油田部分難動用潛力區(qū)塊灰色關聯(lián)度及綜合評價結(jié)果

從計算結(jié)果來看，虛擬測試區(qū)塊最優(yōu)在取值時均為所有區(qū)塊的最優(yōu)值，而非極值，例如油藏埋深的實際取值為1 060 m，理論上埋深為0 時為極優(yōu)值，計算的最終結(jié)果為0.86，非極值1，取極值情況下理論計算上限值為1。虛擬測試區(qū)塊最差結(jié)果為0.13，表明區(qū)塊基礎地質(zhì)參數(shù)差、落實程度低的區(qū)塊不具有評價潛力，即使地質(zhì)條件落實，動用潛力仍然較低。

從區(qū)塊潛力排序評價結(jié)果看，整體上難動用區(qū)塊處于0.3～0.7 之間，參考虛擬測試的最優(yōu)值、平均值、最差值結(jié)果，可以進一步將區(qū)塊潛力劃分為以下5類：

0.8～1.0為I類，0.6～0.8為II類，0.4～0.6為III類，0.2～0.4為V類，0～0.2為VI類。

續(xù)表3 JS油田部分難動用潛力區(qū)塊灰色關聯(lián)度及綜合評價結(jié)果

根據(jù)排序結(jié)果暫無I 類區(qū)塊；L38、Y38、T33-3、Y5、T5為II類區(qū)塊，相比于其他區(qū)塊開發(fā)潛力較高；C62、F6、H12、L1 等區(qū)塊為III 類區(qū)塊，開發(fā)潛力中等；剩余其他區(qū)塊為V類，開發(fā)潛力較低。

優(yōu)先選取L38 等開展開發(fā)試驗，區(qū)塊實鉆效果較好，投入開發(fā)后，已初步見到良好效果。

3 結(jié)論與建議

（1）綜合區(qū)塊各類對開發(fā)具有影響的基礎地質(zhì)參數(shù)、落實程度以及開發(fā)效果等參數(shù)，利用灰色關聯(lián)方法定量化評價難動用區(qū)塊潛力的方法方便實用。其評價結(jié)果可為篩選潛力目標提供參考?，F(xiàn)場應用取得了較好效果。

（2）使用灰色關聯(lián)分析開展定量綜合評價，僅依靠現(xiàn)有參數(shù)值進行綜合評價有一定的局限性，建議配合極端值、平均值作為參考，以優(yōu)化評價結(jié)果。

（3）建議對難動用潛力區(qū)塊中II 目標進一步擴大應用規(guī)模，對III 類較差目標開展優(yōu)選及動用試驗，以探索適應復雜小斷塊難動用區(qū)塊有效開發(fā)的方式和經(jīng)驗。