聚類分析法在城壕油田西259井區(qū)長32儲層分類評價中的應用

楊 波 (長江大學研究生學院,湖北荊州434023)

高清祥 (大港油田集團鉆采工藝研究院,天津300280)

楊 杰 (中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠,湖北潛江433121)

城壕油田位于陜北斜坡南部,屬西南沉積體系,三疊紀時期受西南物源控制,形成了一套以碎屑巖沉積為主的沉積物。長3油層組底部構造表現(xiàn)為由東向西傾斜的大型平緩單斜,但是傾角較小,坡度不足1°,約每千米坡降7～8m。在此構造背景之上,局部區(qū)域由于差異壓實作用形成的小型鼻狀構造,出現(xiàn)局部圈閉,成為油氣聚集的有利場所。研究區(qū)長3油層組油藏受構造和巖相變化雙重因素共同控制。長3油層組地層是湖盆 (三角洲)建設時期的沉積產物,形成以水下分流河道沉積為主的沉積厚,結構好,物性好,含油性高的儲集層。長3油層組一般分長33、長32和長31油層,綜合巖性和電性特征,將研究區(qū)劃分為 7個油層段,自下而上為:長33、長332、長322、長312、長331、長321、長311。筆者選用了Q型的分層聚類法,針對研究區(qū)低孔特低滲、強非均質性的特點,研究了城壕油田長32油層(主要為長312、長322)的類型,進一步判斷了砂體的連通性,對油氣的運聚及成藏有一定的指導意義[1]。

1 聚類分析

針對研究區(qū)的地質特點,以沉積相、測井處理和非均質性研究成果為基礎,優(yōu)選Q型聚類分析對儲層類型進行了劃分[2～4]。儲層類型的定量評價,首先必須確定劃分類型的定量指標,它們是能夠反映樣品 (變量)相似 (相關)程度的度量指標。目前常用的分類指標有距離系數(shù)和相似系數(shù)兩種。研究區(qū)主要是用距離系數(shù)來進行儲層的分類。

距離系數(shù)是進行Q型聚類分析常用的分類統(tǒng)計量。如果把在m個變量上進行觀測的N個樣品看成m維空間的N個點,則任意兩樣品點xj與xk之間的相似程度可用m維空間兩點間的距離來表示,距離系數(shù)定義為:

為了消除各變量原始數(shù)據(jù)的單位和數(shù)量級不一致的影響,必須對其處理和變換。常用的變換有極差正規(guī)化:

依據(jù)式(1)求出所有樣品兩兩之間距離系數(shù)可得以下對稱方陣:

該矩陣對角線上的元素為0,樣品j與樣品k越相似,djk越趨于0。

2 儲層類型劃分

2.1 特征參數(shù)選取

每類儲層都有一套特征表征參數(shù),各個參數(shù)的都反映了該儲層的某些內在特征。在測井解釋處理中共形成9個參數(shù),為了選取能反映研究區(qū)儲層類型的參數(shù),通過對應分析方法與地質經(jīng)驗結合進行參數(shù)選取,筆者選用孔隙度、滲透率、含油飽和度、砂巖厚度、油層厚度5個參數(shù)作為儲層評價的特征參數(shù)。

各參數(shù)在儲層評價中的意義是:

1)孔隙度、滲透率、飽和度是儲層研究中的經(jīng)典參數(shù),它們反映了儲層的總體特征,是表征儲層質量好與差的重要參數(shù);

2)砂巖厚度、油層厚度則從另一方面反映了儲層的優(yōu)劣,在其他特征相似的情況下,砂巖厚度、油層厚度較大的儲層其儲集能力較大,則是優(yōu)先考慮的層段。

2.2 儲層類型劃分

儲層分類的實質,即把儲層特性相近的樣品作為同一類[5,6]?？紤]要判別的小層,遵循以上準則,編制了分類程序,從研究區(qū)291口井的各小層中挑選了30個典型樣品作了儲層分類。從圖1可見,30個樣品可分為3類,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。表1給出了利用樣品集分類形成的標準類型儲層的基本參數(shù)統(tǒng)計值。

圖1 城壕油田長32儲層聚類譜系圖

表1 標準類型儲層基本參數(shù)統(tǒng)計

對研究區(qū)291口井長32儲層進行判別統(tǒng)計,分別作出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層各特征參數(shù)的分布直方圖 (圖2～6),發(fā)現(xiàn)隨儲層類型變差,各類儲層特征參數(shù)也呈規(guī)律性變化,Ⅰ類儲層物性較好,Ⅱ類儲層次之,Ⅲ類儲層物性最差。

圖2 分類儲層孔隙度對比直方圖

圖3 分類儲層含油飽和度對比直方

圖4 分類儲層油層厚度圖對比直方圖

圖5 分類儲層砂體厚度對比直方圖

3 各類儲層的分布特征

3.1 平面分布特征

圖6 分類儲層滲透率對比直方圖

圖7 西259井區(qū)長322儲層分類

圖8 西259井區(qū)長312儲層分類

3.2 縱向上分布特征

表2 西 259井區(qū)長和長小層儲層類型百分比

表2 西 259井區(qū)長和長小層儲層類型百分比

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4 結 論

1)選用孔隙度、滲透率、含油飽和度、砂巖厚度、油層厚度5個參數(shù)作為儲層評價的特征參數(shù),將研究區(qū)分為3類。隨儲層類型變差,各類儲層特征參數(shù)也呈規(guī)律性變化,Ⅰ類儲層物性較好,Ⅱ類儲層次之,Ⅲ類儲層物性最差。

3)縱向上,研究區(qū)總體上看兩個小層的儲層的質量都較差。長小層和長小層中,Ⅱ類儲層和Ⅲ類儲層所占比例較大,尤其是長小層中,Ⅲ類儲層占68.27%;長小層中Ⅱ類儲層所占的比例比較大,為44.77%,Ⅲ類儲層占40.67%;長小層相對長小層較好。

[1]王鴻軍,張海寧.聚類分析在古龍油田沉積成巖相研究中的應用 [J].內蒙古石油化工,2009,(1):107～109.

[2]文環(huán)明,肖慈王旬,甄兆聰,等.動態(tài)聚類分析在儲層分級中的應用[J].物探化探計算技術,2002,24(4):323～327.

[3]王允誠.油氣儲層評價 [M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.

[4]王建東,劉吉余,于潤濤,等.層次分析法在儲層評價中的應用 [J].大慶石油學院學報,2003,27(3):12～14.

[5]馬立文,竇齊豐,彭仕宓,等.用Q型聚類分析與判別函數(shù)法進行儲層評價 [J].西北大學學報 (自然科學版),2003,33(1):83～86.

[6]潘愛芳,王方一,張道法,等.利用Q型聚類分析研究鄂爾多斯盆地多種能源礦產間的關系 [J].地球科學與環(huán)境學報,2010,32(1):49～53.