儲層綜合分類評價研究思路與方法

張芳

摘 要 儲層綜合分類評價指對儲存儲集油氣的能力進(jìn)行客觀評價，而實施儲層綜合分類評價的根本目的在于開發(fā)優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育區(qū)，同時明確優(yōu)質(zhì)儲層的客觀分布規(guī)律，依托最終獲得的評價結(jié)果能為油田開發(fā)工作的落實提供科學(xué)可行的指導(dǎo)，這項工作也是儲存研究領(lǐng)域的重要課題之一。本文圍繞著儲層綜合分類評價的研究思路進(jìn)行了分析，提出了儲層綜合分類評價的研究方法，還研究了儲層綜合分類評價的具體應(yīng)用，旨在為油氣的勘探、開發(fā)提供理論層面的參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 儲層綜合分類評價 儲集油氣 儲層綜合特征

中圖分類號：TE122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0063-02

由于儲層原本就具有孔隙類型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣化、孔滲度差、非均質(zhì)強的特點，這也使得儲集性能在不同條件下呈現(xiàn)出了明顯差異，因此積極對含油氣盆地儲層的儲集性能進(jìn)行客觀評價，嚴(yán)格把控儲集性能的主要影響因素，可以為有效儲集油氣的預(yù)測奠定良好基礎(chǔ)，進(jìn)而為油氣勘探開發(fā)工作的落實提供理論層面的指導(dǎo)。根據(jù)國內(nèi)外已有的文獻(xiàn)資料，具體可從儲層綜合分類評價的研究思路與評價方法兩個方面著手進(jìn)行深入探究，在保證儲存綜合分類評價準(zhǔn)確性的同時還能有效落實油氣勘探開發(fā)工作。

1 儲層綜合分類評價研究思路

儲層綜合評價指充分考慮儲層綜合特征及影響因素，結(jié)合不同因素對儲層造成的影響，對不同儲層的綜合特征進(jìn)行客觀評價。在此過程中，必須以儲層綜合特征的影響的因素為基礎(chǔ)，深入挖掘儲層綜合特征的主控因素[1]。實際上儲層綜合特征極容易受到成巖作用、地層溫度、埋藏時間、沉積環(huán)境等多種外在因素的影響，特別是在沉積環(huán)境中通常需要通過控制砂巖成分、粒度、沉積構(gòu)造、雜基含量來判斷砂體的儲集性能。與此同時，由于致密砂巖儲層主要由多個不同的碎屑顆粒構(gòu)成，因此在開發(fā)過程中不同儲層的壓力敏感性不同，并且沉積物分選也相對較大，還有著較高的膠結(jié)物含量，而塑性顆粒含量越高，儲存的壓力敏感性就越強。在充分了解儲存綜合特征的主控因素后，可以將主控因素的表征參數(shù)作為儲層綜合特征評價的重要參考依據(jù)，同時采用不同的分析方法，計量不同評價參數(shù)對儲存綜合特征造成影響的權(quán)重系數(shù)。依托于極大值標(biāo)準(zhǔn)化法還能科學(xué)計量單個評價參數(shù)的具體得分，并根據(jù)不同評價參數(shù)的得分情況確定影響儲層綜合特征的權(quán)重系數(shù)，以此獲得科學(xué)的儲層綜合評價得分[2]。

2 儲層綜合分類評價研究方法

2.1 單因素或多因素綜合定性分類評價方法

我國現(xiàn)有的儲層綜合分類評價方法主要以定性分類評價方法為主，并且不同地區(qū)采用的分類評價方法也各不相同。例如，某個地區(qū)將孔隙度與滲透率差值作為評價參數(shù)進(jìn)行對比分析，旨在綜合評估儲層發(fā)育的主控因素，在不同控制因素的耦合機制下對儲層實施綜合分類評價方法，并在單井經(jīng)濟產(chǎn)能的限制下客觀評價不同儲藏類型的經(jīng)濟潛能。盡管我國現(xiàn)有的評價方法已從傳統(tǒng)單一的定性評價過渡轉(zhuǎn)變?yōu)楸碚鲀Υ婢C合特征的多因素定性評價方法，但這種定性評價方法過度地依賴于主觀經(jīng)驗，可供選擇的評價參數(shù)有限[3]。

2.2 多因素綜合定性分類評價方法

目前我國油氣儲層評價方法愈發(fā)趨于多元化，尤其是表征儲層特性的多因素綜合評價方法更是有著廣泛的應(yīng)用前景。我國學(xué)者在儲層綜合分類評價過程中，并未將重心放在各個參數(shù)對總體特征影響的差異上，而是以孔隙度、滲透率、中值壓力、中值半徑、碳酸鹽含量等參數(shù)作為儲層評價的參考依據(jù)。在聚類分析過程中，實施儲層多因素綜合評價方法時并未深入研究不同參數(shù)影響總體特征時產(chǎn)生的差異，而聚類分析數(shù)據(jù)又有著較高的一致性要求，因此最終評價結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性無法得到根本保障。

2.3 多因素綜合定量分類評價方法

在多因素綜合定量分類評價方法得到廣泛應(yīng)用的前提下，若想降低不同參數(shù)權(quán)重系數(shù)對人為主觀判斷造成的影響，可以將數(shù)學(xué)方法及相關(guān)理論應(yīng)用到權(quán)重系數(shù)法中，并在層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法、主層次分析法等確定權(quán)重系數(shù)方法的驅(qū)動下，將多因素綜合評價階段升級為定量化階段[4]。

2.3.1 層次分析法

利用層次分析法確定權(quán)重系數(shù)時，可以將孔隙度、滲透率、粒度終值等參數(shù)作為評價參考依據(jù)，實際上對某個區(qū)域利用層次分析法確定各參數(shù)的權(quán)重系數(shù)時，最終得出的結(jié)果與研究區(qū)的儲層特征有著較高的一致性。基于層次分析法確定判別矩陣時，通常需要以主觀經(jīng)驗為判斷依據(jù)，而判別矩陣的一致性檢驗又有著嚴(yán)格的邏輯性，因此這種權(quán)重系數(shù)確定方法真正將定性與定量進(jìn)行了有機結(jié)合。

2.3.2 灰色關(guān)聯(lián)法

以孔隙度、滲透率、顆粒分選性、粒徑等儲集性能參數(shù)作為儲層質(zhì)量評價參數(shù)時，可以利用灰色關(guān)聯(lián)分析法求解各子因素相對于母因素的權(quán)重系數(shù)。實際上灰色關(guān)聯(lián)法主要是依據(jù)母因素與子因素之間的相似度來確定權(quán)重系數(shù)，這種評價結(jié)果也具有一定的客觀性，但母因素對總體特征仍有著顯著的影響，其中也不可避免的融入了一定的主觀因素，并且利用這種方法確定的子因素權(quán)重系數(shù)并無明顯差別，由此導(dǎo)致綜合評價的精細(xì)度無法得到基本保障，并且將關(guān)聯(lián)度與權(quán)重系數(shù)等價的可行性仍然有待考證[5]。

2.3.3 因子分析法

在儲層厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度等評價參數(shù)的支持下，利用因子分析法確定權(quán)重系數(shù)時，可以從物性因子、面積因子、厚度因子、含油性因子四個方面著手，計算各主因子得分與權(quán)重系數(shù)下的最終綜合得分，并利用聚類分析法對綜合結(jié)果進(jìn)行分級與規(guī)劃，最終得出砂巖儲層的分類結(jié)果。這種儲層綜合評價方法具有一定的定量化特點，反映出的地質(zhì)意義也較為明確。與此同時，因子分析法還可以通過重新定義變量來確定儲存的分類，并且這種定量還具有一定的實際意義，而權(quán)重數(shù)據(jù)來源參數(shù)對評價目的的影響也較為客觀。但在變量重建影響下很難確定單一控制因素對儲層的具體影響。

2.3.4 主成分分析法

利用主成分分析法確定權(quán)重系數(shù)時，可以將孔隙度、滲透率、粒度中值、滲透率突進(jìn)系數(shù)、夾層密度、滲透率極差作為評價參數(shù)指標(biāo)，借助主成分分析法確定各主成分組成及相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)時，還能得到最終的儲存綜合評價系數(shù)。實際上主成分分析法與因子分析法大體相似，都需要以各評價參數(shù)的線性組合關(guān)系為依據(jù)確定主成分，并在明確各主成分權(quán)重系數(shù)的基礎(chǔ)上得出主成分控制下的綜合評價指標(biāo)，進(jìn)而獲得較為客觀的權(quán)重數(shù)據(jù)來源參數(shù)對評價目的的影響結(jié)果。

2.3.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法將孔隙度、滲透率、飽和度中值壓力以及孔喉均值等作為儲層評價參數(shù)，尤其是在部分儲存樣品點分類過后，還需要充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的自主學(xué)習(xí)功能確定各評價參數(shù)的權(quán)重系數(shù)，并以模糊判別法為基礎(chǔ)對待評價儲層進(jìn)行綜合分類評價，最終獲得的評價結(jié)果也與真實類型有著較高的一致性，并且這一評價結(jié)果也遠(yuǎn)比人工經(jīng)驗獲得的權(quán)重評價結(jié)果更準(zhǔn)確?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)法確定權(quán)重系數(shù)時，離不開自主學(xué)習(xí)功能的支持，最終得到的結(jié)果也較為客觀，并且學(xué)習(xí)樣本還為權(quán)重系數(shù)的確定奠定了良好基礎(chǔ)。

3 儲層綜合分類評價的具體應(yīng)用

3.1 最優(yōu)化組合標(biāo)準(zhǔn)

對于未實施過儲存綜合分類評價方法、儲層綜合特征主控因素也尚不明確的區(qū)域，可以利用特征參數(shù)法、熵值法、譜系聚類法等初步確定評價參數(shù)，并利用專家經(jīng)驗法確定不同評價參數(shù)下的低滲透儲存最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，以此全面表征不同評價參數(shù)控制下的儲存綜合特征。以層次分析法為基礎(chǔ)，對不同儲層性質(zhì)參數(shù)之間的邏輯層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建時，可以在專家經(jīng)驗法的指導(dǎo)下建立判別矩陣，以此得出不同參數(shù)下的儲層影響權(quán)重系數(shù)。在灰色關(guān)聯(lián)思想的驅(qū)動下，對待分類評價儲層和理想儲存的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計算時，可以根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小科學(xué)排序儲層的優(yōu)劣情況，同時靈活運用Q型聚類方法進(jìn)行儲存綜合分類評價，并對不同類型下的儲層評價參數(shù)特征進(jìn)行科學(xué)歸納與總結(jié)。最后，利用模糊判別法與灰聚類判別法，有效分類判別剩余待評價儲層，以此完成整個儲層綜合分類評價過程[6]。

3.2 對比權(quán)重系數(shù)

對于某些未實施過儲層分類評價方法、儲層綜合特征主控因素明確的區(qū)域，可以將儲存綜合特征的主控因素作為母因子，而其他因素則可以視為子因子，通過灰色關(guān)聯(lián)分析法計量不同評價參數(shù)下的儲層綜合特征影響的權(quán)重系數(shù)，或者依托于儲層綜合特征主控因素的邏輯關(guān)系，構(gòu)建一個完善的綜合判別矩陣，并以此為基礎(chǔ)確定不同評價參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)，并將這兩種方法得出的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行對比分析，結(jié)合實際地質(zhì)情況選擇適合的約束條件，以此得出不同評價參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)。最后，借助Q型聚類法進(jìn)行儲層綜合分類評價，重新梳理與歸納不同類型下的儲層評價參數(shù)特征，同時利用模糊判別法與灰聚類判別法分類判別剩余待評價儲層，進(jìn)而達(dá)到儲層綜合分類評價的目的。

3.3 模糊判別法

對于已實施過儲層綜合分類評價方法、儲存評價參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)明確的地區(qū)，對其他待評價儲層進(jìn)行綜合分類評價時，可以選用模糊判別法或灰聚類判別法進(jìn)行儲層綜合分類評價，也就是在不同類型儲層評價參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)下，利用層次分析法建立判別矩陣，并開展一次性檢驗工作，以此得出不同評價參數(shù)下的儲層綜合特征影響的權(quán)重系數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用菱形函數(shù)對待評價儲層的評價參數(shù)以及對應(yīng)類型的儲層評價參數(shù)的隸屬度求取時，可以通過不同評價參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)，直接求取待評價在不同類型儲層中的隸屬度，同時基于最大隸屬度原則明確儲層所屬類型，進(jìn)而完成儲層綜合分類評價。

4 結(jié)論

深入研究與分析儲層綜合分類評價的研究思路具有重要現(xiàn)實意義，在實踐過程中具體可從確定評價參數(shù)、選擇評價方法、計量評價參數(shù)權(quán)重系數(shù)、應(yīng)用綜合分類評價指標(biāo)、實現(xiàn)綜合分類評價等方面著手完善研究思路。而儲層綜合分類評價方法整體需要圍繞著從定性到定量、從單因素到多因素、從宏觀到微觀與宏觀相結(jié)合三個階段進(jìn)行總結(jié)。對于不同類型儲層評價參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)下的地區(qū)，可以利用模糊判別法或灰聚類判別法對其他待評價儲層進(jìn)行綜合分類評價。

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