劉 鼎 李國(guó)雄 陳向東 任穎惠 牛嘉偉
(1. 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710069;2. 延長(zhǎng)油田股份有限公司富縣采油廠, 陜西 延安 727500)
J71區(qū)塊位于陜北斜坡中部,其儲(chǔ)集性能和滲流結(jié)構(gòu)差異較大,非均質(zhì)性強(qiáng)。為了更好地研究與評(píng)價(jià)該區(qū)儲(chǔ)層,本次研究利用J71區(qū)塊長(zhǎng)63儲(chǔ)層目的層段油田開發(fā)資料,確定儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù),建立評(píng)價(jià)參數(shù)的解釋標(biāo)準(zhǔn),對(duì)J71區(qū)塊長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元進(jìn)行分類。
J71區(qū)塊長(zhǎng)63儲(chǔ)層沉積相主要為三角洲前緣亞相沉積,其微觀孔隙類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,儲(chǔ)集性能相差懸殊,非均質(zhì)性強(qiáng),孔滲關(guān)系復(fù)雜,儲(chǔ)層研究的難度較大。在本次研究中,進(jìn)行儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐郑x用流動(dòng)層帶指標(biāo)(FZI)、單滲砂層厚度、有效厚度、滲透率、孔隙度、含油飽和度、儲(chǔ)能參數(shù)、泥質(zhì)含量等8項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這些參數(shù)側(cè)重點(diǎn)各不相同,可不同程度地反映主要地質(zhì)特征[1]。
在確定流動(dòng)單元評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),著重分析該區(qū)上述8項(xiàng)參數(shù)及相應(yīng)地質(zhì)條件對(duì)儲(chǔ)層流動(dòng)單元的控制作用。利用流動(dòng)層帶指標(biāo)和巖性 - 物性劃分相結(jié)合的劃分方法,將J71區(qū)塊長(zhǎng)63油層組儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐譃?類流動(dòng)單元,分別為Ⅰ類流動(dòng)單元、Ⅱ類流動(dòng)單元、Ⅲ類流動(dòng)單元[2]。其中Ⅰ類流動(dòng)單元的滲流能力和儲(chǔ)集能力較好;Ⅱ類流動(dòng)單元的滲流能力和儲(chǔ)集能力一般;Ⅲ類流動(dòng)單元的滲流能力和儲(chǔ)集能力較差。表1所示為J71區(qū)塊長(zhǎng)63油層流動(dòng)單元分類及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)。
表1 J71區(qū)塊長(zhǎng)63油層流動(dòng)單元分類及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)
采用灰色理論儲(chǔ)層流動(dòng)單元的分類原則和處理方法,通過(guò)8項(xiàng)參數(shù)對(duì)研究區(qū)不同類別的低滲透儲(chǔ)層流動(dòng)單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以其平均數(shù)據(jù)列作為儲(chǔ)層流動(dòng)單元評(píng)價(jià)劃分指標(biāo)。如式(1)所示:
Xoi={Xoi(1),Xoi(2),…,Xoi(n)}
(1)
式中:Xoi為統(tǒng)計(jì)平均數(shù)據(jù)列;n為評(píng)價(jià)參數(shù)的總數(shù);i=1,2,…,m-1,m為分類總數(shù)。
其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)系數(shù)的建立可以通過(guò)準(zhǔn)確率和分辨率聯(lián)合求取。
(2)
式中:Yoi為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)系數(shù)數(shù)據(jù)列;σi為標(biāo)準(zhǔn)差;k=1,2,…,n。
將研究區(qū)儲(chǔ)層分為3類,則分類總數(shù)m等于3。對(duì)于相鄰的權(quán)系數(shù)(i=1,2,…,m-1),采用左右平均值來(lái)處理:
(3)
對(duì)邊際權(quán)系數(shù)分左、右兩邊進(jìn)行如下處理:
左邊:Yoi(k)=Yoi(k),i=1
右邊:Yoi(k)=Yoi-1(k),i=m
最后,對(duì)研究區(qū)流動(dòng)單元評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:
(4)
得到評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)列Xoi和權(quán)系數(shù)數(shù)據(jù)列Yi后,依據(jù)研究區(qū)流動(dòng)單元分布特征及其分析方法,通過(guò)精確率與分辨率聯(lián)合分析賦予每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)以不同的權(quán)系數(shù),并結(jié)合研究區(qū)具體地質(zhì)特征和分類流動(dòng)單元地層參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析統(tǒng)計(jì)和調(diào)整[3]。建立研究區(qū)長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,表2所示為J71油藏長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元評(píng)價(jià)參數(shù)。該體系中包括8項(xiàng)地層參數(shù):流動(dòng)層帶指標(biāo)、最大單滲砂層厚度、有效厚度、儲(chǔ)能參數(shù)、滲透率、孔隙度、含油飽和度、泥質(zhì)含量,其權(quán)系數(shù)分別為1.9、1.6、1.6、1.6、1.3、1.2、1.0、0.8。
表2 J71油藏長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元地層參數(shù)
運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論[4],能夠較準(zhǔn)確地劃分流動(dòng)單元。評(píng)價(jià)當(dāng)中,需要評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)列X、被比較數(shù)據(jù)列Xoi及需要進(jìn)行定量分類評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)數(shù)據(jù)列Yi,分別用式(5)、(6)、(7)表示:
X={X(1),X(2),…,X(n)}
(5)
Xoi={Xoi(1),Xoi(2),…,Xoi(n)}
(6)
Yi={Yi(1),Yi(2),…,Yi(n)}
(7)
對(duì)目標(biāo)層的地層參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將需評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)列X和被比較數(shù)據(jù)列Xoi均值化,使其成為無(wú)量綱且標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)列Xo(k)和Xi(k),用式(8)、(9)表示:
(8)
(9)
經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的Xo、Xi用式(10)表示:
Xo={Xo(1),Xo(2),…,Xo(n)}
(10)
Xi={Xi(1),Xi(2),…,Xi(n)}
(11)
最后,運(yùn)用層點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)絕對(duì)差極值加權(quán)組合放大技術(shù)計(jì)算灰色多元加權(quán)系數(shù),如式(12)所示:
(12)
Δi(k)=|Xo(k)-Xi(k)|
(13)
式中:Pi(k) —— 數(shù)據(jù)列Xo與Xi在k點(diǎn)的灰色多元加權(quán)系數(shù);
Δi(k) —— 第k點(diǎn)Xo與Xi的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)絕對(duì)差;
Yi(k) —— 第k點(diǎn)參數(shù)的權(quán)系數(shù);
A—— 灰色分辨系數(shù),在0.5~1.0之間選取,通常取0.5。
在此基礎(chǔ)之上可以得到灰色加權(quán)系數(shù)序列Pi(k):
Pi(k)={Pi(1),Pi(2),…,Pi(n)}
(14)
在此過(guò)程中,由于涉及的系數(shù)較多,反映的信息過(guò)于分散,故不便于優(yōu)選和比較;因此,采用綜合歸一的技術(shù)來(lái)解決這類問(wèn)題,即將各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)集中為單值。 其表達(dá)式如下:
(15)
式中,Pi為灰色多元加權(quán)歸一系數(shù)的行矩陣。
由此,得到關(guān)聯(lián)度序列:
Pi={P1,P2,…,Pn}
(16)
最后,按照最大隸屬原則計(jì)算特征向量的最大值,由上述行矩陣數(shù)據(jù)列得到最終結(jié)果:
(17)
式中,Pmax為特征向量的最大值。
以上述分析結(jié)果作為采用灰色理論綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層流動(dòng)單元的結(jié)論,通過(guò)灰色理論集成,可實(shí)現(xiàn)對(duì)目的層段流動(dòng)單元的綜合評(píng)價(jià)與定量分析,從而劃分出研究區(qū)儲(chǔ)層流動(dòng)單元。
以研究區(qū)T225-55井長(zhǎng)63層為例,對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)系數(shù)進(jìn)行處理。根據(jù)以上流動(dòng)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)及對(duì)應(yīng)層點(diǎn)數(shù)值,列出式(18)所示評(píng)價(jià)灰色多元加權(quán)分析處理矩陣:
(18)
根據(jù)評(píng)價(jià)參數(shù)及層段標(biāo)準(zhǔn)化方法,通過(guò)式(8)、(9)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化矩陣;運(yùn)用目的層點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)絕對(duì)差的方法,按式(13)計(jì)算儲(chǔ)層流動(dòng)單元評(píng)價(jià)特征值處理的標(biāo)準(zhǔn)化距離矩陣。
應(yīng)用層段標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)絕對(duì)差極值加權(quán)組合放大技術(shù),根據(jù)式(14)計(jì)算評(píng)價(jià)特征值處理的的灰色多元加權(quán)系數(shù)序列;利用綜合歸一技術(shù),按式(15)計(jì)算多元?dú)w一系數(shù)矩陣:
P(5)=[0.897 0.672 0.524]
(19)
最后根據(jù)上述最大隸屬原則,得出評(píng)價(jià)處理灰色多元加權(quán)歸一系數(shù)。其特征值向量中的最大值Pmax為:
Pmax=max{P(5)}=0.897
(20)
評(píng)價(jià)結(jié)果表明,鐵225-55井與Ⅰ類流動(dòng)單元關(guān)聯(lián)程度最大,其儲(chǔ)層流動(dòng)單元可以劃分為Ⅰ類。最后,對(duì)這些系數(shù)特征值向量按照大小排列,其結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。
采用上述灰色系統(tǒng)儲(chǔ)層流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)方法,運(yùn)用灰色多元加權(quán)歸一分析和處理技術(shù),對(duì)J71油藏長(zhǎng)6儲(chǔ)層流動(dòng)單元進(jìn)行分類。長(zhǎng)63層段儲(chǔ)層流動(dòng)單元分類評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:Ⅰ類流動(dòng)單元的井?dāng)?shù)比例為4.1%;Ⅱ類流動(dòng)單元的井?dāng)?shù)比例為60.8%;Ⅲ類流動(dòng)單元的井?dāng)?shù)比例為35.1%。該區(qū)Ⅱ類儲(chǔ)層流動(dòng)單元占主導(dǎo)地位,其滲流能力和儲(chǔ)集能力弱于I類流動(dòng)單元,但仍是該區(qū)發(fā)育的有利流動(dòng)單元[5]。
通過(guò)上述儲(chǔ)層流動(dòng)單元研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)63儲(chǔ)層的分類描述。圖1所示為J71油藏長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元分類評(píng)價(jià)成果圖。
在J71油藏長(zhǎng)63層段,Ⅰ類流動(dòng)單元甜點(diǎn)很少,零星分布,表明整體儲(chǔ)滲條件相對(duì)一般。Ⅱ類流動(dòng)單元在平面上的分布面積較大,連片程度較好,由北東向南西方向分布,主要分布于油藏中部。Ⅱ類流動(dòng)單元是控制研究區(qū)勘探開發(fā)最主要的方向。Ⅲ類流動(dòng)單元主要分布于河道砂體的邊部和河道側(cè)翼微相帶上,呈延伸狀分散在Ⅰ類、Ⅱ類流動(dòng)單元四周及邊側(cè)部位。
利用不同類別巖性、物性、儲(chǔ)層參數(shù)的綜合分析評(píng)價(jià)結(jié)果,建立了流動(dòng)單元多參數(shù)定量分類綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用灰色理論及儲(chǔ)層流動(dòng)單元定量評(píng)價(jià)的分類原則和評(píng)價(jià)方法,通過(guò)8項(xiàng)參數(shù)對(duì)流動(dòng)單元進(jìn)行定量評(píng)價(jià),從而得出J71長(zhǎng)63儲(chǔ)層的定量綜合評(píng)價(jià)。
針對(duì)長(zhǎng)63儲(chǔ)層各井篩選出的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類流動(dòng)單元,按其滲流能力和儲(chǔ)集能力評(píng)價(jià)分為較好、一般和較差3類。該區(qū)Ⅰ類流動(dòng)單元主要有T225-55、T226-57和T227-56及其周圍控制區(qū)域,其分布數(shù)量很少,且較為零散;而Ⅱ類流動(dòng)單元在整個(gè)油藏分布廣泛,主要沿北東向南西方向分布,Ⅱ類流動(dòng)單元是控制研究區(qū)勘探開發(fā)最主要的方向。Ⅲ類流動(dòng)單元主要分布在河道砂體的邊部和河道側(cè)翼微相帶上,其滲砂體厚度相對(duì)較小,孔隙度、滲透率、含油飽和度較低,物性差,非均質(zhì)程度相對(duì)較高,呈延伸狀分散在Ⅰ類、Ⅱ類流動(dòng)單元四周及邊側(cè)部位。
圖1 J71油藏長(zhǎng)63儲(chǔ)層流動(dòng)單元分類評(píng)價(jià)成果圖
重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2018年6期