儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)研究思路與方法

張 芳

（遼河油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

由于儲(chǔ)層原本就具有孔隙類(lèi)型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣化、孔滲度差、非均質(zhì)強(qiáng)的特點(diǎn)，這也使得儲(chǔ)集性能在不同條件下呈現(xiàn)出了明顯差異，因此積極對(duì)含油氣盆地儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，嚴(yán)格把控儲(chǔ)集性能的主要影響因素，可以為有效儲(chǔ)集油氣的預(yù)測(cè)奠定良好基礎(chǔ)，進(jìn)而為油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的落實(shí)提供理論層面的指導(dǎo)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的文獻(xiàn)資料，具體可從儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)的研究思路與評(píng)價(jià)方法兩個(gè)方面著手進(jìn)行深入探究，在保證儲(chǔ)存綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的同時(shí)還能有效落實(shí)油氣勘探開(kāi)發(fā)工作。

1 儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)研究思路

儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)指充分考慮儲(chǔ)層綜合特征及影響因素，結(jié)合不同因素對(duì)儲(chǔ)層造成的影響，對(duì)不同儲(chǔ)層的綜合特征進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。在此過(guò)程中，必須以?xún)?chǔ)層綜合特征的影響的因素為基礎(chǔ)，深入挖掘儲(chǔ)層綜合特征的主控因素[1]。實(shí)際上儲(chǔ)層綜合特征極容易受到成巖作用、地層溫度、埋藏時(shí)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(guò)控制砂巖成分、粒度、沉積構(gòu)造、雜基含量來(lái)判斷砂體的儲(chǔ)集性能。與此同時(shí)，由于致密砂巖儲(chǔ)層主要由多個(gè)不同的碎屑顆粒構(gòu)成，因此在開(kāi)發(fā)過(guò)程中不同儲(chǔ)層的壓力敏感性不同，并且沉積物分選也相對(duì)較大，還有著較高的膠結(jié)物含量，而塑性顆粒含量越高，儲(chǔ)存的壓力敏感性就越強(qiáng)。在充分了解儲(chǔ)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(chǔ)層綜合特征評(píng)價(jià)的重要參考依據(jù)，同時(shí)采用不同的分析方法，計(jì)量不同評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)儲(chǔ)存綜合特征造成影響的權(quán)重系數(shù)。依托于極大值標(biāo)準(zhǔn)化法還能科學(xué)計(jì)量單個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)的具體得分，并根據(jù)不同評(píng)價(jià)參數(shù)的得分情況確定影響儲(chǔ)層綜合特征的權(quán)重系數(shù)，以此獲得科學(xué)的儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)得分[2]。

2 儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)研究方法

2.1 單因素或多因素綜合定性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法

我國(guó)現(xiàn)有的儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)方法主要以定性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法為主，并且不同地區(qū)采用的分類(lèi)評(píng)價(jià)方法也各不相同。例如，某個(gè)地區(qū)將孔隙度與滲透率差值作為評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，旨在綜合評(píng)估儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素，在不同控制因素的耦合機(jī)制下對(duì)儲(chǔ)層實(shí)施綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)方法，并在單井經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能的限制下客觀評(píng)價(jià)不同儲(chǔ)藏類(lèi)型的經(jīng)濟(jì)潛能。盡管我國(guó)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法已從傳統(tǒng)單一的定性評(píng)價(jià)過(guò)渡轉(zhuǎn)變?yōu)楸碚鲀?chǔ)存綜合特征的多因素定性評(píng)價(jià)方法，但這種定性評(píng)價(jià)方法過(guò)度地依賴(lài)于主觀經(jīng)驗(yàn)，可供選擇的評(píng)價(jià)參數(shù)有限[3]。

2.2 多因素綜合定性分類(lèi)評(píng)價(jià)方法

目前我國(guó)油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法愈發(fā)趨于多元化，尤其是表征儲(chǔ)層特性的多因素綜合評(píng)價(jià)方法更是有著廣泛的應(yīng)用前景。我國(guó)學(xué)者在儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)過(guò)程中，并未將重心放在各個(gè)參數(shù)對(duì)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(chǔ)層評(píng)價(jià)的參考依據(jù)。在聚類(lèi)分析過(guò)程中，實(shí)施儲(chǔ)層多因素綜合評(píng)價(jià)方法時(shí)并未深入研究不同參數(shù)影響總體特征時(shí)產(chǎn)生的差異，而聚類(lèi)分析數(shù)據(jù)又有著較高的一致性要求，因此最終評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性無(wú)法得到根本保障。

2.3 多因素綜合定量分類(lèi)評(píng)價(jià)方法

在多因素綜合定量分類(lèi)評(píng)價(jià)方法得到廣泛應(yīng)用的前提下，若想降低不同參數(shù)權(quán)重系數(shù)對(duì)人為主觀判斷造成的影響，可以將數(shù)學(xué)方法及相關(guān)理論應(yīng)用到權(quán)重系數(shù)法中，并在層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法、主層次分析法等確定權(quán)重系數(shù)方法的驅(qū)動(dòng)下，將多因素綜合評(píng)價(jià)階段升級(jí)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(quán)重系數(shù)時(shí)，可以將孔隙度、滲透率、粒度終值等參數(shù)作為評(píng)價(jià)參考依據(jù)，實(shí)際上對(duì)某個(gè)區(qū)域利用層次分析法確定各參數(shù)的權(quán)重系數(shù)時(shí)，最終得出的結(jié)果與研究區(qū)的儲(chǔ)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(shí)，通常需要以主觀經(jīng)驗(yàn)為判斷依據(jù)，而判別矩陣的一致性檢驗(yàn)又有著嚴(yán)格的邏輯性，因此這種權(quán)重系數(shù)確定方法真正將定性與定量進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。

2.3.2 灰色關(guān)聯(lián)法

以孔隙度、滲透率、顆粒分選性、粒徑等儲(chǔ)集性能參數(shù)作為儲(chǔ)層質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)時(shí)，可以利用灰色關(guān)聯(lián)分析法求解各子因素相對(duì)于母因素的權(quán)重系數(shù)。實(shí)際上灰色關(guān)聯(lián)法主要是依據(jù)母因素與子因素之間的相似度來(lái)確定權(quán)重系數(shù)，這種評(píng)價(jià)結(jié)果也具有一定的客觀性，但母因素對(duì)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(quán)重系數(shù)并無(wú)明顯差別，由此導(dǎo)致綜合評(píng)價(jià)的精細(xì)度無(wú)法得到基本保障，并且將關(guān)聯(lián)度與權(quán)重系數(shù)等價(jià)的可行性仍然有待考證[5]。

2.3.3 因子分析法

在儲(chǔ)層厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度等評(píng)價(jià)參數(shù)的支持下，利用因子分析法確定權(quán)重系數(shù)時(shí)，可以從物性因子、面積因子、厚度因子、含油性因子四個(gè)方面著手，計(jì)算各主因子得分與權(quán)重系數(shù)下的最終綜合得分，并利用聚類(lèi)分析法對(duì)綜合結(jié)果進(jìn)行分級(jí)與規(guī)劃，最終得出砂巖儲(chǔ)層的分類(lèi)結(jié)果。這種儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法具有一定的定量化特點(diǎn)，反映出的地質(zhì)意義也較為明確。與此同時(shí)，因子分析法還可以通過(guò)重新定義變量來(lái)確定儲(chǔ)存的分類(lèi)，并且這種定量還具有一定的實(shí)際意義，而權(quán)重?cái)?shù)據(jù)來(lái)源參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)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(duì)儲(chǔ)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(quán)重系數(shù)時(shí)，可以將孔隙度、滲透率、粒度中值、滲透率突進(jìn)系數(shù)、夾層密度、滲透率極差作為評(píng)價(jià)參數(shù)指標(biāo)，借助主成分分析法確定各主成分組成及相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)時(shí)，還能得到最終的儲(chǔ)存綜合評(píng)價(jià)系數(shù)。實(shí)際上主成分分析法與因子分析法大體相似，都需要以各評(píng)價(jià)參數(shù)的線(xiàn)性組合關(guān)系為依據(jù)確定主成分，并在明確各主成分權(quán)重系數(shù)的基礎(chǔ)上得出主成分控制下的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)而獲得較為客觀的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)來(lái)源參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)目的的影響結(jié)果。

2.3.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)，尤其是在部分儲(chǔ)存樣品點(diǎn)分類(lèi)過(guò)后，還需要充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的自主學(xué)習(xí)功能確定各評(píng)價(jià)參數(shù)的權(quán)重系數(shù)，并以模糊判別法為基礎(chǔ)對(duì)待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)，最終獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果也與真實(shí)類(lèi)型有著較高的一致性，并且這一評(píng)價(jià)結(jié)果也遠(yuǎn)比人工經(jīng)驗(yàn)獲得的權(quán)重評(píng)價(jià)結(jié)果更準(zhǔn)確。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法確定權(quán)重系數(shù)時(shí)，離不開(kāi)自主學(xué)習(xí)功能的支持，最終得到的結(jié)果也較為客觀，并且學(xué)習(xí)樣本還為權(quán)重系數(shù)的確定奠定了良好基礎(chǔ)。

3 儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)的具體應(yīng)用

3.1 最優(yōu)化組合標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于未實(shí)施過(guò)儲(chǔ)存綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)方法、儲(chǔ)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(lèi)法等初步確定評(píng)價(jià)參數(shù)，并利用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法確定不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的低滲透儲(chǔ)存最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，以此全面表征不同評(píng)價(jià)參數(shù)控制下的儲(chǔ)存綜合特征。以層次分析法為基礎(chǔ)，對(duì)不同儲(chǔ)層性質(zhì)參數(shù)之間的邏輯層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，可以在專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法的指導(dǎo)下建立判別矩陣，以此得出不同參數(shù)下的儲(chǔ)層影響權(quán)重系數(shù)。在灰色關(guān)聯(lián)思想的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)待分類(lèi)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層和理想儲(chǔ)存的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小科學(xué)排序儲(chǔ)層的優(yōu)劣情況，同時(shí)靈活運(yùn)用Q 型聚類(lèi)方法進(jìn)行儲(chǔ)存綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)，并對(duì)不同類(lèi)型下的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)特征進(jìn)行科學(xué)歸納與總結(jié)。最后，利用模糊判別法與灰聚類(lèi)判別法，有效分類(lèi)判別剩余待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，以此完成整個(gè)儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)過(guò)程[6]。

3.2 對(duì)比權(quán)重系數(shù)

對(duì)于某些未實(shí)施過(guò)儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià)方法、儲(chǔ)層綜合特征主控因素明確的區(qū)域，可以將儲(chǔ)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(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)量不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的儲(chǔ)層綜合特征影響的權(quán)重系數(shù)，或者依托于儲(chǔ)層綜合特征主控因素的邏輯關(guān)系，構(gòu)建一個(gè)完善的綜合判別矩陣，并以此為基礎(chǔ)確定不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)，并將這兩種方法得出的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況選擇適合的約束條件，以此得出不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)。最后，借助Q 型聚類(lèi)法進(jìn)行儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)，重新梳理與歸納不同類(lèi)型下的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)特征，同時(shí)利用模糊判別法與灰聚類(lèi)判別法分類(lèi)判別剩余待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，進(jìn)而達(dá)到儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)的目的。

3.3 模糊判別法

對(duì)于已實(shí)施過(guò)儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)方法、儲(chǔ)存評(píng)價(jià)參數(shù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)明確的地區(qū)，對(duì)其他待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)時(shí)，可以選用模糊判別法或灰聚類(lèi)判別法進(jìn)行儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)，也就是在不同類(lèi)型儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)下，利用層次分析法建立判別矩陣，并開(kāi)展一次性檢驗(yàn)工作，以此得出不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的儲(chǔ)層綜合特征影響的權(quán)重系數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用菱形函數(shù)對(duì)待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)參數(shù)以及對(duì)應(yīng)類(lèi)型的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)的隸屬度求取時(shí)，可以通過(guò)不同評(píng)價(jià)參數(shù)下的權(quán)重系數(shù)，直接求取待評(píng)價(jià)在不同類(lèi)型儲(chǔ)層中的隸屬度，同時(shí)基于最大隸屬度原則明確儲(chǔ)層所屬類(lèi)型，進(jìn)而完成儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

深入研究與分析儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)的研究思路具有重要現(xiàn)實(shí)意義，在實(shí)踐過(guò)程中具體可從確定評(píng)價(jià)參數(shù)、選擇評(píng)價(jià)方法、計(jì)量評(píng)價(jià)參數(shù)權(quán)重系數(shù)、應(yīng)用綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)等方面著手完善研究思路。而儲(chǔ)層綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)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(gè)階段進(jìn)行總結(jié)。對(duì)于不同類(lèi)型儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)下的地區(qū)，可以利用模糊判別法或灰聚類(lèi)判別法對(duì)其他待評(píng)價(jià)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合分類(lèi)評(píng)價(jià)。