利用指示克里金模擬重力流砂巖相展布

易 爽 夏潤陶

（長江大學，湖北 武漢 434023）

1 研究工區和數據集

1.1 工區概況和沉積環境

隨著地質統計方法的發展，在80年代末期發展出指示克里金方法（IK），隨后A.Journel提出序貫指示模擬［1-4］。

應用指示克里金（以下簡稱IK）結合實際數據，分析環江油田環縣地區長63的砂巖相展布特征，驗證重力流沉積特征，對沉積相形態劃分做指導。環縣地區位于鄂爾多斯盆地西南部，長6組3段處于湖盆衰退時期，由于構造和地形因素，長6、長7深湖區域發育重力流沉積砂巖屬于三角洲前緣滑塌體沉積，實踐表明砂質碎屑流沉積一般形成“下生上儲”或“上生下儲”的巖性油氣藏［5-8］，構成了深水區域低孔低滲的儲集體。

研究工區處于環江油田環縣地區的東南部分，同時是眾多油井開采區域。環縣地區位于鄂爾多斯盆地西緣，西邊靠近西緣沖斷帶——鄂爾多斯盆地一級構造帶，處于天環坳陷帶內，晚三疊世的構造活動造成盆地西陡東緩，東北高、西南低的古地理特點，沉降活動主要發育在環縣以南［8-9］，晚三疊世長6組處于湖盆衰退時期，由于坡折帶的存在，三角洲前緣沉積物滑塌在深湖泥之上，形成砂質碎屑流舌狀體。這類砂巖底部具有印模構造，發育在粉砂巖、細砂巖與泥巖接觸面之上，并且大多都是直接與泥巖接觸，構成巖性突變。從測井曲線特征看，缺少河流沉積的旋回性，砂巖體成段出現，砂巖內部為逆粒序——正粒序的變化規律。可見，重力流沉積旋回中部密度較粗［6］，和頂、底兩端泥巖低孔低滲構成一定圈閉性，形成巖性儲層。

本次研究將長63層劃分為三個小層，每小層厚度在15m左右，主要參考了高振中［7］的沉積研究成果，按照重力流砂體內部旋回性劃分。本次主力研究層段是長632對應砂體。

1.2 數據集

對應工區內分層結果，找到對應長632深度段以及對應一套砂體，從取芯數據中篩選出24口井的孔隙度數據，對其求均值，代表各井對應的孔隙度值，所有井的孔隙度值在9.35%和11.1%之間，屬于中低孔隙度，為含泥細砂巖至細砂巖。可以推測低值代表泥質含量多的砂巖，高值代表較純凈的細砂巖。就沉積環境而言，低值屬于砂質碎屑流邊緣或深湖泥區域，而高值可能對應砂質碎屑流中心區域，也是有利油氣儲集區域。

2 指示克里金

在未取芯地區，經常要將孔隙度取一系列閾值（thresholds）來識別巖相。如果一種巖相能通過一個閾值來識別，則這種巖相在位置uα存在用1表示，不存在用0表示：

其中zk是進行指示變換的一系列閾值；

這樣，原始數據轉變成了k類巖相新數據，每一類巖相只用0和1表示。這樣做的目的就是為了得到井上的數據小于或大于閾值的概率分布。區域A內孔隙度小于一個閾值的概率為：

相對的，可以得到該處孔隙度大于閾值的概率：

如果樣本數據足夠多，即n足夠大，則有：

這里wi（i=1，2，…n）代表克里金體系里殘差值計算的權重值，對應各個測量點。指示變換是直接對未測量區域不確定性分布的估計。輸入數據集的全局概率分布也同樣通過各個閾值來估計。

3 完善數據集

原有數據集來自24口井的巖心取樣孔隙度，對應長632的一套砂巖體，由于采樣密度較大，每口井做了求平均處理。由于缺少數據，從井位圖上可見，在東北和西南分布比較稀疏，因此，新添加6口“模擬井”到工區內。6口井井位數據是工區內已有井（但是缺少孔隙度值），最終孔隙度數據根據線性克里金插值模型獲得。由圖1可以看見具體井位和孔隙度值。選擇已存在井也是為了方便今后得到數據可以對孔隙度分布結果進行驗證。最終得到的30口井數據。

本文前提假設是：不同孔隙度值代表砂體泥質含量不一樣，也代表不同的沉積環境和位置。理論上講，閾值劃分在5～10個是比較合適的，本文劃分6個閾值：9.3、9.73、10.02、10.2、10.32和11.08%。然后針對每一個閾值，通過SGeMS軟件計算其變差函數。

4 IK模擬結果

對于連續型變量，指示克里金算法為各個門檻值提供了獨立離散的模型，指示克里金允許不同概率值有不同的變程，相類之間區域的插值通過指定變差函數模型（如本次使用Exponential指數模型）完成過度。這樣模型具有很強的實用性，可以綜合軟數據。在網格設置里，X和Y均設置200，模型共有40 000個網格。圖2顯示了井位圖，顏色代表含不同孔隙度值。紅線是概率密度值，藍線是孔隙度概率累積分布。

圖1 工區井位

選定好6個閾值后，每個閾值做一個概率插值圖，這樣可以觀察孔隙度在相鄰兩個閾值之間的砂巖分布狀況變化，而且通過比較不同閾值的概率圖，可以發現有些砂體在不同閾值范圍內消失，而有些高值部分砂體顯現更加清晰。從砂體展布形態來看，主要是高值部分，更加獨立，沒有很好的繼承性關系，孔隙度10.3%對應的概率圖可見，孔隙度最高值分布于工區南北兩端，而中間部分傳統的人為劃分沉積相圖是很難將砂體具體形態展布顯示出來，通過IK模擬，工區內不同特征的砂體細節關和形態系可以很好展現，從而可以得到較為細致的沉積相分布形狀和范圍。

圖2 對應6個閾值的孔隙度概率圖，概率1（紅色）表示該處孔隙度值確定小于閾值孔隙度，概率0（藍色）表示該處孔隙度值大于閾值孔隙度。

5 結論

IK十分適合展示平面的不確定性，與其他克里金方法是線性的不同，IK是非線性的差值方法［10］。應用IK得到了不同的截斷值和對應孔隙度分布，可以據此很好地揭示工區內長632砂體展布特征，即：砂質碎屑流延伸的前端發育于三角洲前緣坡折帶以下的湖盆區域，沿物源方向（本次主要是西北）上延伸不連續，但垂直物源方向疊置連片［11-13］，是湖盆斜坡與湖盆中心有利的目標區域。盡管砂質碎屑流引入湖盆相解釋深水重力流理論還比較新，但是新的理論可以幫助找到新的有利建產區，借助IK可以圈定有利區的大致理論范圍，對后續的勘探部署有指導意義。

［1］傅強，呂苗苗，劉永斗.鄂爾多斯盆地晚三疊世湖盆濁積巖發育特征及地質意義［J］.沉積學報，2008，26（2）：186-191.

［2］陳飛，胡光義，等.鄂爾多斯盆地富縣地區上三疊統延長組砂質碎屑流沉積特征及其油氣勘探意義［J］.沉積學報，2012，30（6）：1042-1052.

［3］Journel， A.G..Non-parametric estimation of spatial distribution.Mathematical Geology，1983，15（3）：445-468.

［4］Journel， A.G..Fundamentals of Geostatistics in Five Lessons［J］.ShortCourse in Geology.V.8.AGU.1989.

［5］楊俊杰.鄂爾多斯盆地構造演化與油氣分布規律［M］.北京：石油工業出版社，2002：50-107.

［6］高振中.鄂爾多斯盆地環縣地區上三疊統延長組長63砂層組沉積微相特征及新認識［J］.古地理學報，2012（6）：37-40.

［7］Sen，Z..Spatial Modeling Principles in Earth Sciences.Springer-Verlag，2009.

［8］鄒才能，趙政璋，楊華，等.陸相湖盆深水砂質碎屑流成因機制與分布特征—以鄂爾多斯盆地為例［J］.沉積學報，2009，27（6）：1065—1075.

［9］吳崇筠，李純菊，劉國華，等.斷陷湖盆中的濁積巖［C］.北京：石油工業出版社，2011.

［10］趙俊興，李鳳杰，申曉莉，等.鄂爾多斯盆地南部長6長7油層濁流事件的沉積特征及發育模式［J］.石油學報，2008，29（3）：186-191.

［11］劉昭君.湖泊水下扇沉積特征及影響因素—以伊通盆地莫里青斷陷雙陽組為例［J］.沉積學報，2003，21（1）：148-154.

［12］張金亮，沈鳳.烏爾遜凹陷大磨拐河組近岸水下扇儲層特征［J］，石油學報，1991，12（3）：25-35.

［13］鄒才能，陶士振，袁選俊，等.連續型油氣藏形成條件與分布特征.［J］，石油學報，2009，30（3）：324-331.