基于灰色關(guān)聯(lián)度儲層非均質(zhì)性研究——以鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101油層組為例

史劉奇，張瑞，王博，王印章

基于灰色關(guān)聯(lián)度儲層非均質(zhì)性研究——以鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101油層組為例

史劉奇1,2，張瑞1，王博1，王印章1

（1. 西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2. 西安石油大學(xué) 陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065）

以鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101油層組為例，選取砂體厚度、砂層密度、隔層密度、變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、滲透率級差、均質(zhì)系數(shù)7項(xiàng)儲層參數(shù)建立儲層非均質(zhì)性評價(jià)體系，采用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價(jià)法確定各口探井儲層參數(shù)的相關(guān)度，計(jì)算儲層非均質(zhì)性綜合評價(jià)指數(shù)。結(jié)果表明：儲層非均質(zhì)性分布特征與沉積相展布基本吻合。該方法原理簡單易懂，且能夠?qū)臃蔷|(zhì)性準(zhǔn)確評價(jià)。

儲層非均質(zhì)性；灰色關(guān)聯(lián)度；延101油層組；定量評價(jià)

儲層非均質(zhì)性是影響流體運(yùn)移規(guī)律及剩余油分布特征的關(guān)鍵因素，是影響采收率的重要因素[1]。對儲層非均質(zhì)性進(jìn)行精確評價(jià)，有利于油田中后期剩余油開采，提高油氣采收率，因此儲層非均質(zhì)性研究一直是油氣勘探開發(fā)研究的重要內(nèi)容[2]。國內(nèi)外學(xué)者針對此也進(jìn)行了大量研究，并取得一定的突破。但仍然存在一定的不足之處，例如，缺乏定量評價(jià)，定性分析一定程度上破壞了原有儲層參數(shù)的客觀性；儲層評價(jià)參數(shù)選擇單一，研究結(jié)果很難滿足油田后期開發(fā)。為此，提出采用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價(jià)模型，定量表征鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101油層組儲層非均質(zhì)性，以期為該井區(qū)后期剩余油挖潛、提高采收率提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

Z303井區(qū)位于鎮(zhèn)北油田的東北部，區(qū)域上屬于陜北斜坡西南端，為陜甘寧盆地的主要油氣富集區(qū)之一，局部構(gòu)造位于慶陽鼻褶帶，構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)西傾單斜。研究區(qū)發(fā)育淺水三角洲湖泊沉積體系，受東北物源控制[3]。發(fā)育延10巖性-構(gòu)造油藏，油氣資源豐富，可探究性很高。研究發(fā)現(xiàn)，延101油層組井間產(chǎn)油變化大，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，為本次研究的目的層位。

2 灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價(jià)法

灰色關(guān)聯(lián)度的基本原理是判斷兩因素之間的線性相似程度，其關(guān)鍵就是計(jì)算因素指標(biāo)與參考指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度[4-6]。本次研究的基本思路是，從多個(gè)儲層參數(shù)中選出一組最優(yōu)參數(shù)作為參考序列，通過計(jì)算其他儲層參數(shù)序列與參考序列的關(guān)聯(lián)程度、綜合評價(jià)指數(shù)，進(jìn)而對儲層非均質(zhì)性進(jìn)行綜合評價(jià)。

2.1 方法步驟

假設(shè)將研究區(qū)內(nèi)口探井作為評價(jià)對象，每口探井有個(gè)儲層參數(shù)。這樣，第口探井可描述為：

2.1.1 確定參考序列

根據(jù)各儲層參數(shù)的地質(zhì)意義，在口探井中選出各項(xiàng)參數(shù)中的最優(yōu)值作為參考序列：

2.1.2 無量綱化

在進(jìn)行多指標(biāo)綜合評價(jià)時(shí)，為避免各指標(biāo)之間因單位和量級不同而無法直接評價(jià)帶來的誤差，客觀反映評價(jià)對象的真實(shí)含義，需對評價(jià)對象原始指標(biāo)數(shù)據(jù)作無量綱化處理[7-9]。無量綱化的方法包括線性和非線性，灰色關(guān)聯(lián)度分析更適合線性法，即：

此時(shí)，各指標(biāo)的最優(yōu)值均為1。假設(shè)無量綱化后的指標(biāo)記為，則最優(yōu)參考序列為：

2.1.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

為計(jì)算第口探井的關(guān)聯(lián)系數(shù)，首先計(jì)算各口探井的儲層參數(shù)序列與研究區(qū)內(nèi)最優(yōu)參考序列間的絕對差序列、兩級最大差?(max)和兩級最小差?(min)。同時(shí)為了削弱?(max)過大使關(guān)聯(lián)系數(shù)失真，提高關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性，引入分辨系數(shù)(0,1)，則關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式如下：

2.2 計(jì)算綜合評價(jià)指數(shù)

各儲層參數(shù)在評價(jià)儲層非均質(zhì)性時(shí)的重要程度不同，需要對各儲層參數(shù)做重要度評價(jià)，故引入各項(xiàng)參數(shù)權(quán)重，并對關(guān)聯(lián)系數(shù)作加權(quán)平均值，即：

3 應(yīng)用實(shí)例

利用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價(jià)法對鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101油層組儲層非均質(zhì)性進(jìn)行定量評價(jià)。評價(jià)體系由砂體厚度、砂層密度、隔層密度、變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、滲透率級差、均質(zhì)系數(shù)7項(xiàng)指標(biāo)組成，見表1。

表1 Z303井區(qū)延101油層組儲層參數(shù)

根據(jù)儲層參數(shù)與非均質(zhì)性的相關(guān)性選擇最優(yōu)參考序列：

將最優(yōu)參考序列作為比較序列，對其進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算關(guān)聯(lián)度系數(shù)（分辨系數(shù)取值0.3），并最終求得綜合評價(jià)指數(shù)，見表2、表3。

表2 無量綱化處理結(jié)果表

表3 關(guān)聯(lián)系數(shù)及綜合評價(jià)指數(shù)表

假設(shè)各指標(biāo)重要性均相同的情況下，則對10口井的非均質(zhì)性強(qiáng)弱進(jìn)行排序得到如下：S304井附近非均質(zhì)性最強(qiáng)，S299井附近非均質(zhì)性最弱。

圖1 鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101沉積相平面圖

對沉積相平面圖（圖1）進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，S304井位于沼澤微相內(nèi)，儲層非均質(zhì)性最強(qiáng)；S299井位于心灘微相上，儲層表現(xiàn)為弱均質(zhì)性；S379井綜合 評價(jià)指數(shù)較高，位于河道邊緣區(qū)域。儲層非均質(zhì)性與沉積相基本吻合，故利用灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行儲層非均質(zhì)性定量研究具有一定的可行性。

4 結(jié) 論

1）儲層非均質(zhì)性綜合評價(jià)指數(shù)與沉積相展布特征有很好的吻合度。分流河道、河道邊緣綜合評價(jià)指數(shù)主要分布在0.3~0.4之間，屬于中等非均質(zhì)性；心灘微相的綜合評價(jià)指數(shù)分布在0.25~0.3之間，屬于中-弱非均質(zhì)性；而河道間、沼澤綜合評價(jià)指數(shù)大于0.4，比例最少，屬于強(qiáng)非均質(zhì)性。整體看來，鎮(zhèn)北油田Z303井區(qū)延101儲層屬于中等非均質(zhì)性。

2）基于灰色關(guān)聯(lián)度定量評價(jià)儲層非均質(zhì)性，一方面可以考慮到主觀判斷，又可以對研究區(qū)進(jìn)行科學(xué)定量評價(jià)，準(zhǔn)確表征儲層非均質(zhì)性平面分布，為剩余油挖潛、提高采收率提供了方法指導(dǎo)。

［1］趙磊，任懷強(qiáng)，徐守余，等.基于層次分析法和熵權(quán)法的儲層非均質(zhì)性定量表征——以勝坨油田坨142塊沙二段15砂層組為例[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，32（3）：10-16.

［2］王猛，葉青，袁丙龍，等.基于量化參數(shù)的儲層非均質(zhì)性分布規(guī)律研究 [J].斷塊油氣田，2020，27（5）：597-602.

［3］王帥，羅金恒，常莉靜等.鎮(zhèn)北油田延10儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及水驅(qū)油特征[J].中外能源，2021，26（2）：39-43.

［4］張博，姜振學(xué)，原園，等.灰色關(guān)聯(lián)度分析法在篩選頁巖含氣量主控因素中的應(yīng)用[J].石油科學(xué)通報(bào)，2018，3（2）：134-143.

［5］李鐵柱.灰色關(guān)聯(lián)與相關(guān)分析方法在識別低阻油氣層中的應(yīng)用[J].國外測井技術(shù)，2019，40（3）：24-27.

［6］孫芳芳. 淺議灰色關(guān)聯(lián)度分析方法及其應(yīng)用[J].科技信息，2010 （17）：880-882.

［7］詹敏，廖志高，徐玖平.線性無量綱化方法比較研究[J].統(tǒng)計(jì)與信息論壇，2016，31（12）：17-22.

［8］牛巖，魏雨露，劉思琪.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法對SVM數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果的影響研究[J].西部大開發(fā)(土地開發(fā)工程研究)，2020，5（4）：18-23.

［9］劉競妍，張可，王桂華.綜合評價(jià)中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法比較研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018，36(（6）：84-85.

Research on Reservoir Heterogeneity Based on Comprehensive Evaluation of Grey Correlation Degree—Taking Yan101 Reservoir Group in Z303 Well Block of Zhenbei Oilfield as an Example

1,2,1,1,1

(1. School of Earth Sciences and Engineering, Xi′an Shiyou University, Xi′an Shaanxi 710065, China;2. Shaanxi Key Laboratory of Petroleum Accumulation Geology, Xi'an Shiyou University, Xi′an Shaanxi 710065, China)

Taking Yan 101oil layer group in the Z303 well block of Zhenbei Oilfield as an example, the seven reservoir parameters of sand body thickness, sand layer density, barrier density, variation coefficient, penetration coefficient, permeability difference, and homogeneity coefficient were selected to establish the reservoir heterogeneity evaluation system. The homogeneity evaluation system adopts the grey correlation degree comprehensive evaluation method to determine the correlation degree of the reservoir parameters of each exploratory well, and quantitatively calculate the comprehensive evaluation index of the reservoir heterogeneity. The results show that the distribution characteristics of reservoir heterogeneity are basically consistent with the distribution of sedimentary facies. The principle of this method is simple and easy to understand, so it can accurately evaluate the heterogeneity of the reservoir.

Reservoir heterogeneity; Grey correlation degree; Yan 101reservoir group; Quantitative evaluation

2021-03-06

史劉奇（1992-），男，河南省商丘市人，在讀研究生，研究方向：沉積學(xué)與儲層地質(zhì)。

TE122.2+4

A

1004-0935（2021）04-0575-03