水淹層判別分析方法及其應(yīng)用

張妤，　　欒孟杰，　　崔國(guó)范，　　齊秀麗，　　劉　江

(1.綏化學(xué)院 信息工程學(xué)院，黑龍江 綏化　152061；　2.大慶鉆探工程公司測(cè)井公司，黑龍江 大慶　163000)

?

水淹層判別分析方法及其應(yīng)用

張妤1，欒孟杰1，崔國(guó)范1，齊秀麗1，劉江2

(1.綏化學(xué)院 信息工程學(xué)院，黑龍江 綏化152061；2.大慶鉆探工程公司測(cè)井公司，黑龍江 大慶163000)

摘要：隨著油田開(kāi)發(fā)目標(biāo)的轉(zhuǎn)移，地下油水分布越來(lái)越復(fù)雜，儲(chǔ)層參數(shù)發(fā)生變化，非均質(zhì)性進(jìn)一步加強(qiáng)，以往的水淹層解釋方法的不適應(yīng)性越來(lái)越突出，解釋符合率低于70%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足油田開(kāi)發(fā)要求.利用多元統(tǒng)計(jì)分析中的逐步判別法，建立了水淹層的判別方程，使水淹層判別的符合率達(dá)到了82%，為進(jìn)一步提高解釋精度具有重要的意義.

關(guān)鍵詞：判別分析；水淹層；儲(chǔ)層參數(shù)；逐步判別法

1國(guó)內(nèi)外水淹層級(jí)別的研究現(xiàn)狀

對(duì)于水淹層級(jí)別的研究，美國(guó)和前蘇聯(lián)都做了大量的工作，取得了一定的效果，但他們的地質(zhì)狀況是厚層的海相砂巖，而我國(guó)的地質(zhì)狀況是陸相薄層砂巖，所以國(guó)外的研究成果不適用于我國(guó)的情況.我國(guó)從1963年開(kāi)始對(duì)水淹層進(jìn)行研究，先后研究出四套解決辦法，但由于各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件不同，因而所研究的方法通用性較差，尤其對(duì)于低滲透油田水淹機(jī)理的解釋方法研究還處于起步階段，還沒(méi)有形成配套的水淹層水淹程度的評(píng)價(jià)方法.本文利用多元統(tǒng)計(jì)分析中的逐步判別法，建立了水淹層的判別方程，使水淹層判別的符合率達(dá)到了82%，為進(jìn)一步提高解釋精度具有重要的意義.

2逐步判別法的主要思想

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，要在大量的信息中獲得有科學(xué)價(jià)值的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析方法就顯得越來(lái)越重要，成為了研究問(wèn)題必不可少的工具和手段.多元統(tǒng)計(jì)分析是近幾年來(lái)發(fā)展迅速的統(tǒng)計(jì)分析方法之一，應(yīng)用于社會(huì)和自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，成為探索多元世界的強(qiáng)有力的工具[1].其中多元判別分析是多元統(tǒng)計(jì)中的重要組成部分，主要用來(lái)識(shí)別個(gè)體所屬的類別，它是在已知觀測(cè)對(duì)象的分類結(jié)果和若干表明觀測(cè)對(duì)象特征的變量值的情況下，建立一定的判別準(zhǔn)則，使得利用判別準(zhǔn)則對(duì)新的觀測(cè)對(duì)象的類別進(jìn)行判別時(shí)，錯(cuò)判的概率較低[2].多元判別分析方法中根據(jù)判別標(biāo)準(zhǔn)不同主要分為Fisher判別法、貝葉斯判別法和逐步判別法，其中逐步判別法在各個(gè)領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用，本文主要利用逐步判別法的判別思想來(lái)研究水淹層的水淹級(jí)別，建立水淹層的判別分析方法，為建立水淹層的綜合解釋方法，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義.

逐步判別法的主要思想與貝葉斯判別法有所不同，它不是根據(jù)Fisher判別準(zhǔn)則計(jì)算組間判別式，而是利用貝葉斯準(zhǔn)則計(jì)算所給樣品屬于不同類別的概率，最后將這個(gè)樣品劃歸為概率最大的那個(gè)組.它的優(yōu)勢(shì)是在計(jì)算的每一步都要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，在找到與判別總體相關(guān)的參數(shù)后，計(jì)算類(組)內(nèi)離差矩陣和總離差矩陣，對(duì)變量進(jìn)行篩選，若計(jì)算出的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量小于事先給定的數(shù)值，則判別不顯著，對(duì)該判別參數(shù)予以剔除；對(duì)判別能力強(qiáng)、關(guān)聯(lián)度高的變量引入到判別函數(shù)中，使最終建立的判別函數(shù)中就保留判別能力強(qiáng)的變量.對(duì)變量的有效篩選不但可以消除因變量間不獨(dú)立而出現(xiàn)的線性函數(shù)不穩(wěn)定問(wèn)題，而且還可以減少計(jì)算量，進(jìn)而提高了判別效果.

3儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算

為了使建立的判別方程具有普遍性、廣泛性和實(shí)用性，為此我們?cè)诖髴c油田選取100個(gè)樣本進(jìn)行判別，在判別之前首先對(duì)所選樣本的100層數(shù)據(jù)進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算：

(1)計(jì)算有效孔隙度：利用多元回歸算出有效孔隙度φ和密度測(cè)井值之間的關(guān)系：

(4)計(jì)算束縛水飽和度Swi=e-13.959+0.3883φ+1.0975m，進(jìn)而可算得含水飽和度與束縛水飽和度的差Sw-Swi；

(6)計(jì)算滲透率K：利用多元回歸得出lnK與φ和m之間的關(guān)系：

lnK=-13.959+0.3883φ+1.0975m，

則K=e-13.959+0.3883φ+1.0975m；

以上參數(shù)在水淹層水淹程度的判別中起到了很大的作用，只有準(zhǔn)確的計(jì)算出以上數(shù)據(jù)，才能夠確保判別工作的準(zhǔn)確性及有效性.

4水淹層的判別結(jié)果

在判別的過(guò)程中，選用了SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，該軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、顯著性檢驗(yàn)、判別分析的能力，運(yùn)用起來(lái)非常方便，且精確度較高，在油田水淹程度的判別中起到了重大作用[3].

表1說(shuō)明100個(gè)儲(chǔ)層數(shù)據(jù)都參與了有效判別，在水淹程度判別的過(guò)程中都起到了一定的作用.在判別的過(guò)程中，選取了計(jì)算的泥質(zhì)含量Vsh，計(jì)算的滲透率K，測(cè)量的Rlld，計(jì)算的孔隙度φ，計(jì)算的m，計(jì)算的Rlld/Rxo，計(jì)算的Rwj，計(jì)算的Rwj-Rwj共8個(gè)參數(shù)參與了判別過(guò)程，通過(guò)篩選，由表2可知，將判別能力弱的參數(shù)Rwj-Rwj，K，Rlld進(jìn)行了剔除，將判別能力強(qiáng)的參數(shù)Vsh，m，Rlld/Rxo，Rwj，φ保留在判別方程中.

表1　分析個(gè)案處理摘要

表2　包含在分析中的變量

表3　分類函數(shù)系數(shù)

由表3可以得出判別方程：

根據(jù)所得的判別方程，把待判的水淹層數(shù)據(jù)輸入上述判別方程，就可以得到分別代表四各類的值，哪個(gè)值最大，就屬于相應(yīng)的那個(gè)類.

表4　判別結(jié)果

由表4可以明確的看出100個(gè)樣本點(diǎn)的判別結(jié)果：1類共有6個(gè)數(shù)據(jù)，判為1類的樣本點(diǎn)有5個(gè)；2類共有7個(gè)數(shù)據(jù)，判為2類的樣本點(diǎn)有5個(gè)；3類共有45個(gè)數(shù)據(jù)，判為3類的樣本點(diǎn)有36個(gè)；4類共有22個(gè)數(shù)據(jù)，判為4類的樣本點(diǎn)有19個(gè)；5類共有20個(gè)數(shù)據(jù)，判為5類的樣本點(diǎn)有17個(gè),判別準(zhǔn)確率達(dá)到82%，為水淹層的判別提供了有效的方法.

從圖1中可以更明顯地看出，每一類內(nèi)的點(diǎn)變得更加密集，各類之間的點(diǎn)變得更加分散，有效地說(shuō)明了水淹的不同程度.

圖1　典則判別函數(shù)

本文從水淹層變化規(guī)律入手，選取了能夠反映不同水淹級(jí)別的測(cè)井特征參數(shù)，采用了逐步判別法，對(duì)水淹層進(jìn)行了有效判別，提高了水淹層判別的精度，具有一定的推廣意義.

參考文獻(xiàn)：

[1]梅紅，張厚福.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測(cè)井相分析及水淹層判別中的應(yīng)用[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)，1997(3)：24-27.

[2]王江榮，文暉，趙權(quán)斌.基于SPSS的貝葉斯逐步線性判別法在煤炭種類識(shí)別中的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2014(5)：64-67.

[3]王繼順，閆敏倫，葛仁福.基于因子分析的統(tǒng)計(jì)實(shí)務(wù)畢業(yè)生成績(jī)綜合評(píng)價(jià)[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(11)：40-43.

Analysis and Application of Water Flooded Layer’s Discriminant

ZHANG Heng-yu1，LUAN Meng-jie1，CUI Guo-fan1，QI Xiu-li1，LIU Jiang2

(1.DepartmentofInformationEngineering,SuihuaUniversity,Suihua,Heilongjiang152061；2.DaqingDrillingEngineeringCompanyLoggingCompany,Daqing,Heilongjiang163000)

Abstract：With the transfer of oil field development project,underground oil and water distribution is becoming more and more complex.The inadaptability of former water flooded layer interpretation method is more and more outstanding with the changes of reservoir parameters and strengthening heterogeneity,so which makes interpret compliance rate less than 70% and can not meet the requirements of oil field development.In this paper the stepwise discriminant analysis of the multivariate statistical analysis is used,and the discriminant equation of water flooded layer is established,that the coincidence rate of the water flooded layer is 82%,in order to further improve the accuracy of interpretation is of great significance.

Key words：discriminant analysis；water flooded layer；reservoir parameters；the stepwise discriminant method

收稿日期：2016-03-15

基金項(xiàng)目：黑龍江省綏化市科技計(jì)劃項(xiàng)目“水淹層判別分析方法及其應(yīng)用”.

作者簡(jiǎn)介：張妤，1976年生，女，黑龍江綏化人，講師，研究方向：應(yīng)用數(shù)學(xué).

中圖分類號(hào)：O213

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9743(2016)05-0030-04