儲層綜合分類評價研究思路與方法

張 芳

（遼河油田公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010）

由于儲層原本就具有孔隙類型復雜、結(jié)構多樣化、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行客觀評價，嚴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測奠定良好基礎，進而為油氣勘探開發(fā)工作的落實提供理論層面的指導。根據(jù)國內(nèi)外已有的文獻資料，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行深入探究，在保證儲存綜合分類評價準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，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重系數(shù)。依托于極大值標準化法還能科學計量單個評價參數(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重系數(shù)，以此獲得科學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用前景。我國學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)果的準確性與科學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用的前提下，若想降低不同參數(shù)權重系數(shù)對人為主觀判斷造成的影響，可以將數(shù)學方法及相關理論應用到權重系數(shù)法中，并在層次分析法、灰色關聯(lián)法、主層次分析法等確定權重系數(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格的邏輯性，因此這種權重系數(shù)確定方法真正將定性與定量進行了有機結(jié)合。

2.3.2 灰色關聯(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，可以利用灰色關聯(lián)分析法求解各子因素相對于母因素的權重系數(shù)。實際上灰色關聯(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重系數(shù)并無明顯差別，由此導致綜合評價的精細度無法得到基本保障，并且將關聯(lián)度與權重系數(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重系數(shù)時，可以將孔隙度、滲透率、粒度中值、滲透率突進系數(shù)、夾層密度、滲透率極差作為評價參數(shù)指標，借助主成分分析法確定各主成分組成及相應的權重系數(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)的線性組合關系為依據(jù)確定主成分，并在明確各主成分權重系數(shù)的基礎上得出主成分控制下的綜合評價指標，進而獲得較為客觀的權重數(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)絡法

神經(jīng)網(wǎng)絡法將孔隙度、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)絡法的自主學習功能確定各評價參數(shù)的權重系數(shù)，并以模糊判別法為基礎對待評價儲層進行綜合分類評價，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)果也遠比人工經(jīng)驗獲得的權重評價結(jié)果更準確?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡法確定權重系數(shù)時，離不開自主學習功能的支持，最終得到的結(jié)果也較為客觀，并且學習樣本還為權重系數(shù)的確定奠定了良好基礎。

3 儲層綜合分類評價的具體應用

3.1 最優(yōu)化組合標準

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)化標準，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，對不同儲層性質(zhì)參數(shù)之間的邏輯層次結(jié)構進行構建時，可以在專家經(jīng)驗法的指導下建立判別矩陣，以此得出不同參數(shù)下的儲層影響權重系數(shù)。在灰色關聯(lián)思想的驅(qū)動下，對待分類評價儲層和理想儲存的關聯(lián)度進行計算時，可以根據(jù)關聯(lián)度的大小科學排序儲層的優(yōu)劣情況，同時靈活運用Q 型聚類方法進行儲存綜合分類評價，并對不同類型下的儲層評價參數(shù)特征進行科學歸納與總結(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重系數(shù)，或者依托于儲層綜合特征主控因素的邏輯關系，構建一個完善的綜合判別矩陣，并以此為基礎確定不同評價參數(shù)下的權重系數(shù)，并將這兩種方法得出的權重系數(shù)進行對比分析，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)下的權重系數(shù)。最后，借助Q 型聚類法進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，進而達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)分類標準明確的地區(qū)，對其他待評價儲層進行綜合分類評價時，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)分類標準下，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重系數(shù)。在此基礎上利用菱形函數(shù)對待評價儲層的評價參數(shù)以及對應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)權重系數(shù)、應用綜合分類評價指標、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)合三個階段進行總結(jié)。對于不同類型儲層評價參數(shù)分類標準下的地區(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行綜合分類評價。