基于AHP的儲層非均質性綜合評價研究

韓玲玲　王立軍　王翠姣

摘 要：運用層次分析法（AHP）對葡108區(qū)塊重點砂體的儲層非均質性進行綜合評判，建立系統(tǒng)層次結構模型，利用相關性分析原則優(yōu)選評判參數，并根據專家打分法和標度原則對儲層的各個指標進行科學排序，計算權重指標。將計算得出的非均質性綜合指數和砂體對應的采出程度進行趨勢分析，得出非均質綜合指數越高，采出程度越小，挖潛潛力越大，對該區(qū)塊挖潛對象的確定以及挖潛方案的優(yōu)選有重要的意義。

關 鍵 詞：層次分析法；綜合評判；挖潛潛力

中圖分類號：TE122 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2017）07-1396-03

Study on the Comprehensive Evaluation

of Reservoir Heterogeneity Based on AHP

HAN Ling-ling1， WANG Li-jun1， WANG Cui-jiao2

（1. Northeastern Petroleum University， Heilongjiang Daqing 163318，China；

2. Yanshan University， Hebei Qinhuangdao 066000， China）

Abstract： The analytic hierarchy process （AHP） was used to comprehensively evaluate the reservoir heterogeneity of the key sand bodies in P108 block， the hierarchical structure model of the system was established， and the parameters were optimized by the correlation analysis principle. The indexes of the reservoir were sorted according to the expert scoring method and the scale principle， and the weight index was calculated. The heterogeneity index and the recovery degree of the sand body were analyzed. Its concluded that， the higher the heterogeneity index is， the smaller the recovery degree is， and the greater the potential tapping potential is. The conclusion is of great significance to determine the object for tapping potential of the block and to optimize the potential tapping scheme.

Key words： Analytic hierarchy； Comprehensive evaluation； Potential tapping

河流相砂巖與三角洲砂巖是我國主要的含油氣儲層，其石油探明儲量巨大，但是在河道沉積中，剖面上砂體厚、窄，大量分布多層疊置的透鏡狀，垂向疊加眾多，少有側向疊加，這就導致其儲層的砂巖連續(xù)性和連通性差，再加上隔夾層的分布、流體的非均質性，產生了復雜的、多級次的儲層非均質性。[1，2]目前，國內外學者針對儲層非均質性做了大量的研究和實驗工作，形成了包括模糊數學分析[3，4]、變差函數分析[5]、分型模型分析[6]、綜合指數分析[7，8]、地質建模三維模型分析[9-11]及洛倫茲統(tǒng)計分析[12，13]等一系列的方法。但是針對不同區(qū)塊的不同地質條件還是要進行合理的方法選擇。針對葡一斷塊的葡108井區(qū)，綜合考慮其沉積特點，采用層次分析法，并且優(yōu)選滲透率、滲透率變異系數、平面突進系數、砂巖有效厚度、韻律、沉積微相、疊加關系七個參數來對其儲層非均質特性進行綜合評判，指導剩余油挖潛。

1 地質概況

葡北油田葡萄花構造是一個穹窿狀背斜，并且具有隆起幅度高、構造面積大、傾角平緩的特點。其中主要構造特征明顯，軸向由北東25°延至北西345°，若以-1 025 m等高線為計算標準，可以計算得到此構造面積為225 km2，其中長22 km，寬12 km。由于斷層在頂部的切割作用，使得構造頂部形成了自北而南依次為-750、-725、-750 m的三個局部高點。葡萄花構造的東翼傾角3o，北端2o，南端小于1o，西翼傾角5o，整體上來說屬于傾角平緩類型。

葡108位于該構造的東北部，呈南高北低的鼻狀構造，構造高點-960 m，以-1 050 m圈閉線計算，閉合高度90 m。所在的葡一油層包括3個砂巖組，11個小層、26個沉積單元。儲層的沉積環(huán)境主要是三角洲內前緣沉積，其中順直型網狀水下分流河道砂所占比例最大，另外在局部還分布有部分的低彎曲分流砂體。在參考區(qū)域沉積環(huán)境和靜態(tài)分析資料的基礎上，進一步結合相模式和測井模式，確定葡一組油層不只存在一種砂體，而是三角洲內前緣相、三角洲外前緣相和三角洲內、外前緣過渡相的一種組合。該油藏自1980年投入開發(fā)，現綜合含水92.17%，現階段已經進入特高含水階段，并且儲層內非均質性變化復雜，開展其非均質性綜合描述很有必要。

2 綜合定量表征非均質性

2.1 定量表征原理

層次分析法[14]（The analytic hierarchy process）簡稱AHP，由美國運籌學家托馬斯·塞蒂（T.L.Saaty）在20世紀70年代中期由正式提出，這種方法解決了一些問題由于數據及資料的不確定性只能定性處理的難題，巧妙地將定性和定量結合在一起，既系統(tǒng)又層次分明。在處理復雜的決策問題上具有一定的優(yōu)勢，得到人們的認可。

其在參照人們主觀判斷的基礎上，實現定性分析與定量分析的有機結合，使目標結果更加明確。首先根據問題的性質和要達到的總目標對分析對象進行層次化處理，用各種不同的影響因素來替代復雜的問題，將問題進一步明了、細化，然后因素間的相互聯(lián)系展開分析，再次對因素進行層次劃分，這樣問題就變成了一個具有層次結構并且條理清晰的結構模型，一個我們所熟悉的總目標與因素之間相互聯(lián)系的相對重要程度的權值或相對優(yōu)劣次序的問題。

2.2 層次分析法的計算步驟[15]

使用層次分析法計算儲層非均質性綜合指數的基本算法如下：

（1）確定對象的集合

記： ，Ai即為非均質綜合指數的影響因素。

（2）參數歸一化處理

在實際計算中，為了能使參數計算結果具有相同的尺度，具有一定的代表性，需要通過極差變換法對優(yōu)選的參數進行歸一化處理，將參數統(tǒng)一標定為0～1之間，求得 。

（3）參數權值的確定

在參數權值的過程中，采用的層次分析法，這種方法將定性分析與定量分析進行了結合，首先需要參考專家意見對優(yōu)選參數進行排序，然后按照數學方法確定參數權值。

① 構造判斷矩陣

=

其中表1：

2.3 綜合表征參數的選取與賦值

影響非均質綜合指數的因素有很多，主要有砂巖厚度、砂巖有效厚度、孔隙度、滲透率、泥質含量、粒度中值、孔吼半徑、疊加關系、平面突進系數、滲透率變異系數、韻律、沉積微相12個參數。將這些參數進行相關性分析，將相互之間關聯(lián)程度大的剔除，并按照專家打分法與標度原則對其進行排序，最終得到砂巖有效厚度、滲透率、疊加關系、平面突進系數、滲透率變異系數、韻律、沉積微相7個參數，并且這7個參數的重要程度依次降低。

在儲層非均質綜合指數計算中，以參數對采出程度的貢獻大小來進行歸一化，對采出程度貢獻越大，則采出程度越高，剩余儲量越小，非均質性越弱，非均質綜合指數越低，用 來進行歸一化。以滲透率為例，如果滲透率的數值越大，即滲透率對采出程度貢獻越大，則采出程度越高，剩余儲量越小，非均質性越弱，非均質綜合指數越低，所以進行極差變換時將滲透率最小值賦為1，最大值賦為0。反之則 進行歸一化。對于疊加關系、沉積微相和韻律三個參數，需要統(tǒng)計研究對象采出程度，將（1-采出程度）數值按照極差變換法進行賦值（表2）。

3 非均質綜合指數與單砂體采出程度的關系

統(tǒng)計葡108區(qū)塊239個單砂體，根據剩余儲量排序發(fā)現，前18個單砂體的剩余儲量已占該區(qū)塊總剩余儲量的一半以上，所以決定以這18個單砂體為重點研究對象，計算其單砂體非均質綜合指數。并繪制了其與采出程度關系曲線圖（圖1），發(fā)現非均質綜合指數越高，采出程度越小，挖潛潛力越大，這樣就為以后重點挖潛對象以及潛力研究做好準備工作。

4 結 論

以葡108區(qū)塊儲量豐富的18個單砂體的非均質性為重點，采用層次分析法，解決了單因素評判的片面性，優(yōu)選七個參數計算18個單砂體的非均質綜合指數，并將計算出來的數值與其對應的采出程度進行趨勢分析，得到了非均質綜合指數越高，采出程度越小，挖潛潛力越大的一般性結論，這說明此綜合方法對于該區(qū)塊是適用的，為該區(qū)塊開展后續(xù)工作提供了強有力的支持。

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