利用模糊数学综合评价火山岩储层.pdf

2 0 0 3年 4月 油气地质与采收率 P ET RO L E UM GEO L OGY AND RE CO VER Y E F F I C I ENC Y 第 1 0卷 第 2期 利用模糊数学综合评价火山岩储层 刘为付 2 旷红伟 1 中国地质大学 北京 2 大庆石油学院 3 江汉石油学院 摘要 针对火山岩油气藏储层特点 应用模糊数学原理 选择反映储层宏观和微观特征的储能丰度 渗透率和孔喉 半径中值三个参数 在岩心分析 测试资料研究的基础上 建立储层评价标准及合理构造隶属函数 计算权重并选 择合适的模糊合成算子对火山岩储层进行综合评价 基于单井评价结果 绘制火山岩储层平面分级图 判别有利 的储层分布区 揭示示各类储层分布规律 关键词 火山岩 储层 综合评价 模糊数学 宏观参数 微观参数 中图分 类号 T E l 2 2 2 2 2 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 6 0 3 2 0 0 3 0 2 0 0 0 9 0 2 引言 火山岩储层是一种特殊类型 的油气储层 一般 采用经验法或人 为打分法评价其储层 结果与实 际 符合程度较低 为了克服储层评价过程 中人为因素 的影响 采用模糊理论分析方法 结合龙湾筒 凹陷火 山岩油藏研究的实际 进行储层综合分类评价 以揭 示火山岩油气藏储层分布规律 同时也 为火 山岩储 层研究提供一种思路和方法 龙湾筒 凹陷是开鲁盆地一个次级构造单元 发 育侏罗系 白垩系及新生界 目前 在侏罗系九佛堂 组火山岩中发现商业 油气流 储层岩性主要为安 山 岩及火山碎屑岩 储集空间以裂缝和孔隙为主 有利 的储集相带是火山爆 发相和火山溢流相 其上覆半 深湖相暗色泥岩既是火山岩储层 的烃源岩又是火山 岩储层的盖层 本次储层综合评价以单井为主 1 方法原理 模糊数学是研究和处理模糊体系规律性 的理论 和方法 它把普通集合论中仅取 0或 1 两个值的特 定函数 推广到 0 1 区间取得隶属函数 把绝对属 于或不属于扩张为更加灵活 的渐变关 系 因而便 于 把中介过渡 的模糊概念用数学方法进行处理 利用模糊数学综合评价火 山岩储层 首先要建 立因素集 评价集 权重集三个要素集 为了使各项 因素在评价中都发挥作用 必须建 立因素集 与评价 集之间的关系 因此 定义从 因素集到评价集的模糊 映射为储层综合评价 的变换矩阵 R l l 由各项因素在储层综合评价 中的作用组成的权 重集矩阵与储层综合评价的变换矩阵 经模糊变换 合成后 得到储层综合评价矩 阵 B AOR b l b 2 b 2 式 中 为评价等级上 的等级模糊 子集 A为 由 各因素所 占比重组成 的集合 6 为第 个评价等级对 储层综合评价所得等级模糊子集的隶属度 评价时 依据最大隶属原则 选择最大的隶属度 所对应的第 个 评价等级 作 为储层 综合评 价 的结 果 应用模糊数学对储层综合评价的关键是构造隶 属 函数和确定权重 2 储层综合评价 2 1 选择评价参数及建立评价标准 火山岩储层影响因素较多 储集空间复杂多变 在 参数选择时 要对影响油气井产能 的各种 因素进 收稿 日 期 2 0 O 2 0 8 2 8 改回日期2 0 O 2 1 0 2 3 作者简介 刘为付 男 副教授 1 9 8 3 年毕业于阜新矿业学院地质专业 1 9 9 0年获北京石油勘探开发科学研究院油气田开发地质专业硕士 学位 现为中国地质大学 北京 地质专业在读博士生 长期从事油气田开发地质 储层沉积学教学与科研工作 联系电话 0 1 0 8 2 3 2 0 6 1 2 通讯地址 1 0 0 0 8 3 北京市海淀区学院路 2 9 号中国地质大学2 0 0 1 博 维普资讯 油气地质与采收率 2 0 0 3年 4月 行全面分析 结合勘探开发中获取的资料 选择与火 山岩油气藏产能最密切的参数作为储层综合评价 的 指标 在对龙湾筒九佛堂组火山岩油气藏储层分析 研究的基础上 选择反 映储层宏观和微观特 征的储 能丰度 渗透率和孔隙喉道半径中值三个参数 作为 储层综合评价的指标 组成因素集 用于正确认识火 山岩油气藏储层特征 在对该研究 区火山岩储层岩 心分析 测试资料研究基础上 建立了储层综合评价 标准 表 1 表 l 九佛堂组火山岩储层综合评价标准 2 2 构造隶属 函数 选择了火 山岩储层评价参数并建立了评价标准 后 需对各参数进行单因素评价 在单因素评价中 至关重要的是隶属函数的构造问题 如何构造隶属 函 数 的表 达 式 是 模 糊 数 学 尚未 解 决 的 理 论 问 题 1 2 J 目前在实际应用 中主要依赖于经验 采用评 语打分法 J 为了克服人为经验 的不足 本 次研究 中 在对研究 区各井储层评价参数进行统计 分析和 预处理后 应用模糊数学原理 采用降半梯形法 构 造了储能丰度 渗透率 孔喉半径中值三个评价指标 对三个储层评价等级 I 的隶属 函数 r c 三 一 c 一 一 c 一 I I I 3 I I 4 5 式 中 z I I 分别 为 I 级储层评价隶属函数 为评价参数实测值 I 为储层综合评价 I 级的标准值 由此得 到各评价因素的隶属函数值 经结果校验 所建立 的隶属函数表达式符合实际情况 2 3 确 定权 重 权重是各项评价因素在储层综合评价中所起作 用的大小 以往对权重采用打分法 为了避免主 观因素影响 在统计基础上 利用储层因子分指数 构造计算权重公式 A i C i S i 6 式中 A 为第 i 种储层评价因素的权重值 C i 为 第 i 种储层评价因素实测值 s 为第 i 种储层评价因 素三个标准级别的加权平均值 为了进行模糊运算 限定权重值在 0 1 区间 按下式对各单项权重值进行标准化处理 A Ai C S 7 A l 8 由此 获得三个评价 指标 组成 1 3 阶矩 阵 A 2 4 选择合适的模糊合成算子 选择模糊合成算子是模糊数学综合评 价火 山岩 储层的关键之一 因为不同合成算子 所得结果差异 较大 模糊合成算子有 四种模型 模型一为 V 主因素型 模 型二为 V 主因素突 出型 模型三为 0 主 因素 突 出型 模 型 四为 0 加权求和型 它们能对所有因素依据权重大 小均衡兼顾 适合于整体分类运算 实际应用表明 模型四适合于火山岩储层综合评价 计算精度较高 3 计算实例 应用模糊数学火山岩油气藏储层综合评价计算 公式 对龙湾筒凹陷侏 罗系九佛堂组火 山岩储层进 行了综合评价 并以汉 1 井为例阐述计算过程 汉 1 井储层参数实测值 储能丰度 0 5 7 m 渗透率 8 6 1 0 孔喉半径中值 0 5 3 i n 依据表 1 将实 测值代人 3 4 5 式进行判别计算 得到储层 综合评价的各单因素隶属函数值 由此获得变换矩 阵 0 5 7 0 4 3 0 0 0 R 1 0 9 0 0 1 0 0 0 0 l 8 o 0 0 o 8 6 o 1 4J 再由 6 7 式计算各单因素权重值 表 2 将汉 1 井各单因素隶属函数值所获得的变换矩阵和 各单因素权重值所得到权重集代人 2 式 进行模 糊矩阵合成 利用模糊合成算子模型四进行运算 得 下转第 l 3页 一 一 I nu I 一 一 0 l J l 维普资讯 第 1 0卷第 2期 李虎山等 牛庄地区沙三段远岸浊积扇发育与分布规律 1 3 该区东部扇 体的有利相带部署 了牛 8 7 1井 该 井完 钻后 沙三段 中 下亚段 分别解释 油层 7层 2 2 3 m 和 2层 1 5 4 m 对沙三 段下亚段试 油 8 m m 油嘴 E l 产油 1 0 4 t 取得 了较好 的勘探效果 4 结论 远岸浊积扇体的发育规模及分布主要受沉积时 古地形 物源供给方向及浊积水道延伸方向的控制 常位于层序 的低位期 并早于三角洲形成时间 牛庄地 区沙三段 中 下亚段 的主要储油砂体为 远岸深水浊积扇体 该类扇 体普遍具有单砂体分布 面积大 单层厚度 大 储集物性好等特点 是该 区岩 性油藏勘探的主要 目标 参考文献 1 郑和荣 王宁 李秀华等 东营凹陷层序地层学研究在隐蔽油气藏 勘探开发中的应用 见 顾家裕 邓宏文 朱筱敏主编 层序地层学 及其在油气勘探开发中的应用 北京 石油 业出版社 1 9 9 7 8 7 9 3 2 赵澄林 张善文 袁静等 胜利油区沉积储层与油气 北京 石油工 业 出版社 1 9 9 9 3 纪友 亮 张世奇 陆相断陷盆地 层序地 层学 北京 石油工 业出版 社 1 9 9 6 6 l 1 4 王居峰 张听 王化爱等 东营三角洲发育规律及其岩性油藏勘探 技术 见 孙焕泉 王端平 张善文主编 胜利油田勘探开发论文集 第三辑 北京 地质出版社 2 0 0 1 3 9 4 7 编辑程慧 上接 第 l 0页 出汉 1井火山岩储层综合评价结果 B A o R 0 5 9 0 3 8 0 0 3 9 4 结论 表 2 汉 1井火山岩储层权重计算 由评价结果可知 汉 1 井火 山岩油气藏 中 I级 储层 占 5 9 I I 级储 层 占 3 8 m级 储层 占 3 根据最大隶属度原则 该井火山岩储层综合评价结 果为 I 类储层发育区 用同样方法 可求得其他井 储层综合评价结果 并且每 口井都有三级储层评价 值 将每一级评价 结果绘制成等值线 图 圈定 出不 同 级别 的有利 区 图1 为汉 1 井 火山岩储 层综 合评 价 I级区分布图 图 1 汉 1井火山岩储层综合评价 I 级 区分布 运用模糊数学方法 对火 山岩油气藏储层进行 综合评价 客观地揭示储层本来面貌及分布规律 克 服 了火 山岩储层综合评价过程 中人 为因素 的干扰 在储层评价过程中 评价标 准制定合理 样 品可靠 绘制等值线图可直观地分辨有利分布区 其应用结 果表明 由于火山岩储层 内和井间非均质较强 储层 物性空间变化规律较难掌握 开 发的有利区连片性 差 油气井的产能与储层众多参数之间往往难以用 某一数学关系式表达 而运用模糊数学实施综合评 价 圈定出不同级别有利区的研究思路和方法 是解 决这一 问题 的有效途径 参考文献 1 Fi n d J J Gu oY K 1 i n gX D F uz z yp a r t i t i oni ng s y s t e msf o r e l e c t r da c ie sd a s s ific a t i on P e t r o l e u m G e o l o g y 2 0 0 1 2 4 4 4 4 1 4 5 8 2 l s h i b u c h i H Na k a s h l ma T Mu r a t a T A f u z z y da s s ifie r s y s t e m t h a t g e n e r a t e sfuz z y i f t he n r u l es f o r p a n e m c l a s s i fi c a t i o n I EEE 20 01 7 7 6 7 5 9 7 6 4 3 W o n g P M Ni k r a v e s h M Fi e l d a p p l ic a ti on s o f i n t e ll i g e n t c o mp u ti n g t e c h n i q u es J o u r n a l o f P e t ro l e u m G e o l o g y 2 0 0 1 24 4 3 8 1 3 8 7 4 Won g P A mi n z a d e h F Ni k