利用指示克里金模擬重力流砂巖相展布

易 爽 夏潤陶

（長江大學，湖北 武漢 434023）

1 研究工區(qū)和數(shù)據(jù)集

1.1 工區(qū)概況和沉積環(huán)境

隨著地質統(tǒng)計方法的發(fā)展，在80年代末期發(fā)展出指示克里金方法（IK），隨后A.Journel提出序貫指示模擬［1-4］。

應用指示克里金（以下簡稱IK）結合實際數(shù)據(jù)，分析環(huán)江油田環(huán)縣地區(qū)長63的砂巖相展布特征，驗證重力流沉積特征，對沉積相形態(tài)劃分做指導。環(huán)縣地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，長6組3段處于湖盆衰退時期，由于構造和地形因素，長6、長7深湖區(qū)域發(fā)育重力流沉積砂巖屬于三角洲前緣滑塌體沉積，實踐表明砂質碎屑流沉積一般形成“下生上儲”或“上生下儲”的巖性油氣藏［5-8］，構成了深水區(qū)域低孔低滲的儲集體。

研究工區(qū)處于環(huán)江油田環(huán)縣地區(qū)的東南部分，同時是眾多油井開采區(qū)域。環(huán)縣地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西緣，西邊靠近西緣沖斷帶——鄂爾多斯盆地一級構造帶，處于天環(huán)坳陷帶內，晚三疊世的構造活動造成盆地西陡東緩，東北高、西南低的古地理特點，沉降活動主要發(fā)育在環(huán)縣以南［8-9］，晚三疊世長6組處于湖盆衰退時期，由于坡折帶的存在，三角洲前緣沉積物滑塌在深湖泥之上，形成砂質碎屑流舌狀體。這類砂巖底部具有印模構造，發(fā)育在粉砂巖、細砂巖與泥巖接觸面之上，并且大多都是直接與泥巖接觸，構成巖性突變。從測井曲線特征看，缺少河流沉積的旋回性，砂巖體成段出現(xiàn)，砂巖內部為逆粒序——正粒序的變化規(guī)律。可見，重力流沉積旋回中部密度較粗［6］，和頂、底兩端泥巖低孔低滲構成一定圈閉性，形成巖性儲層。

本次研究將長63層劃分為三個小層，每小層厚度在15m左右，主要參考了高振中［7］的沉積研究成果，按照重力流砂體內部旋回性劃分。本次主力研究層段是長632對應砂體。

1.2 數(shù)據(jù)集

對應工區(qū)內分層結果，找到對應長632深度段以及對應一套砂體，從取芯數(shù)據(jù)中篩選出24口井的孔隙度數(shù)據(jù)，對其求均值，代表各井對應的孔隙度值，所有井的孔隙度值在9.35%和11.1%之間，屬于中低孔隙度，為含泥細砂巖至細砂巖?？梢酝茰y低值代表泥質含量多的砂巖，高值代表較純凈的細砂巖。就沉積環(huán)境而言，低值屬于砂質碎屑流邊緣或深湖泥區(qū)域，而高值可能對應砂質碎屑流中心區(qū)域，也是有利油氣儲集區(qū)域。

2 指示克里金

在未取芯地區(qū)，經(jīng)常要將孔隙度取一系列閾值（thresholds）來識別巖相。如果一種巖相能通過一個閾值來識別，則這種巖相在位置uα存在用1表示，不存在用0表示：

其中zk是進行指示變換的一系列閾值；

這樣，原始數(shù)據(jù)轉變成了k類巖相新數(shù)據(jù)，每一類巖相只用0和1表示。這樣做的目的就是為了得到井上的數(shù)據(jù)小于或大于閾值的概率分布。區(qū)域A內孔隙度小于一個閾值的概率為：

相對的，可以得到該處孔隙度大于閾值的概率：

如果樣本數(shù)據(jù)足夠多，即n足夠大，則有：

這里wi（i=1，2，…n）代表克里金體系里殘差值計算的權重值，對應各個測量點。指示變換是直接對未測量區(qū)域不確定性分布的估計。輸入數(shù)據(jù)集的全局概率分布也同樣通過各個閾值來估計。

3 完善數(shù)據(jù)集

原有數(shù)據(jù)集來自24口井的巖心取樣孔隙度，對應長632的一套砂巖體，由于采樣密度較大，每口井做了求平均處理。由于缺少數(shù)據(jù)，從井位圖上可見，在東北和西南分布比較稀疏，因此，新添加6口“模擬井”到工區(qū)內。6口井井位數(shù)據(jù)是工區(qū)內已有井（但是缺少孔隙度值），最終孔隙度數(shù)據(jù)根據(jù)線性克里金插值模型獲得。由圖1可以看見具體井位和孔隙度值。選擇已存在井也是為了方便今后得到數(shù)據(jù)可以對孔隙度分布結果進行驗證。最終得到的30口井數(shù)據(jù)。

本文前提假設是：不同孔隙度值代表砂體泥質含量不一樣，也代表不同的沉積環(huán)境和位置。理論上講，閾值劃分在5～10個是比較合適的，本文劃分6個閾值：9.3、9.73、10.02、10.2、10.32和11.08%。然后針對每一個閾值，通過SGeMS軟件計算其變差函數(shù)。

4 IK模擬結果

對于連續(xù)型變量，指示克里金算法為各個門檻值提供了獨立離散的模型，指示克里金允許不同概率值有不同的變程，相類之間區(qū)域的插值通過指定變差函數(shù)模型（如本次使用Exponential指數(shù)模型）完成過度。這樣模型具有很強的實用性，可以綜合軟數(shù)據(jù)。在網(wǎng)格設置里，X和Y均設置200，模型共有40 000個網(wǎng)格。圖2顯示了井位圖，顏色代表含不同孔隙度值。紅線是概率密度值，藍線是孔隙度概率累積分布。

圖1 工區(qū)井位

選定好6個閾值后，每個閾值做一個概率插值圖，這樣可以觀察孔隙度在相鄰兩個閾值之間的砂巖分布狀況變化，而且通過比較不同閾值的概率圖，可以發(fā)現(xiàn)有些砂體在不同閾值范圍內消失，而有些高值部分砂體顯現(xiàn)更加清晰。從砂體展布形態(tài)來看，主要是高值部分，更加獨立，沒有很好的繼承性關系，孔隙度10.3%對應的概率圖可見，孔隙度最高值分布于工區(qū)南北兩端，而中間部分傳統(tǒng)的人為劃分沉積相圖是很難將砂體具體形態(tài)展布顯示出來，通過IK模擬，工區(qū)內不同特征的砂體細節(jié)關和形態(tài)系可以很好展現(xiàn)，從而可以得到較為細致的沉積相分布形狀和范圍。

圖2 對應6個閾值的孔隙度概率圖，概率1（紅色）表示該處孔隙度值確定小于閾值孔隙度，概率0（藍色）表示該處孔隙度值大于閾值孔隙度。

5 結論

IK十分適合展示平面的不確定性，與其他克里金方法是線性的不同，IK是非線性的差值方法［10］。應用IK得到了不同的截斷值和對應孔隙度分布，可以據(jù)此很好地揭示工區(qū)內長632砂體展布特征，即：砂質碎屑流延伸的前端發(fā)育于三角洲前緣坡折帶以下的湖盆區(qū)域，沿物源方向（本次主要是西北）上延伸不連續(xù)，但垂直物源方向疊置連片［11-13］，是湖盆斜坡與湖盆中心有利的目標區(qū)域。盡管砂質碎屑流引入湖盆相解釋深水重力流理論還比較新，但是新的理論可以幫助找到新的有利建產區(qū)，借助IK可以圈定有利區(qū)的大致理論范圍，對后續(xù)的勘探部署有指導意義。

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