灰色關聯分析法在儲層評價中的應用

肖翔 德勒恰提·加娜塔依 劉慧穎 潘品百

摘要：儲層評價是儲層研究過程中的重要部分，儲層參數及權重系數的確定是儲層綜合評價的關鍵所在。本文以阜東斜坡頭屯河組二段為例，選取6個儲層參數（孔隙度、含砂率、砂巖厚度、泥巖厚度、泥質含量、微相類型）進行定量評價，運用灰色關聯分析法確定評價參數的權重系數，進一步得到研究區儲層的綜合評價因子Q，將儲層分為四類，Ⅰ類Q大于0.6，可作為優質儲層;Ⅱ類Q為0.5～0.6，可作為有利區，III類Q為0.4～0.5，為差儲層及IV類Q小于0.4為非儲層。最后選取過井阜009-阜東5-阜東051的連井砂體和反演剖面圖進行驗證，其吻合度較高，驗證了該方法的可靠性，同時為有利儲集相帶區域確定及井位部署提供了可靠依據。

關鍵詞：儲層評價;關聯分析;權重系數;阜東斜坡

引言

灰色系統理論是鄧聚龍教授于1982年提出，主要用來解決多因素影響問題，之后在工業、農業、經濟、石油、地質等各行各業得到廣泛應用。王子文等（2002）闡述了灰色理論判別地層的有效厚度;曾流芳（2002）利用灰色理論對疏松砂巖油藏進行大孔道定量描述 ;楊建超等（2010）利用灰色關聯分析法對淮南礦區構造煤進行了煤層氣儲層評價，將評價結果與專家打分結果進行比較分析，二者吻合率高達62.5%;郭少斌（2014）基于灰色理論對鄂爾多斯上古生界泥頁巖儲層含氣性進行評價，并將儲層分為3類;田生民等（2018）以樊川區儲層為例，運用灰色分析法將儲層分為四類，其分類結果與油田情況相符。綜上，灰色理論在石油地質方面已取得成效，但目前將該方法用于準噶爾盆地儲層研究鮮有報道，已有文獻多基于物性數據進行儲層有利區評價，方法雖快捷方便，但主觀因素較強，未能真實的反映儲層的儲集性能。本文以阜東斜坡井區頭屯河二段儲集層為例，結合灰色關聯分析理論分析了各種參數對單井儲層的影響，明確各個影響因素所占的權重，展開儲層評價打分，進而選出優質儲層，可為油田勘探提供地質依據。

1 研究區概況

準噶爾盆地是我國重要的含油氣盆地之一。研究區位于準噶爾盆地中央坳陷帶的東部，東側為北三臺凸起，南側為阜康斷裂帶。研究區內ZTR指數表明物源主要來自北三臺凸起。研究區侏羅系廣泛發育，自下而上分別為下侏羅統八道灣組（J1b）和三工河組（J1s）、中侏羅統西山窯組（J2x）和頭屯河組（J2t）以及上侏羅統齊古組（J3q）。頭屯河組可進一步分為三段，主力砂層分布在頭屯河組二段。巖性主要為細砂巖、粉砂巖及少量中-粗砂巖，泥巖與砂巖均呈砂泥巖交互狀，具有多套正旋回沉積組合，旋回上部的泥巖層可作為油藏內部的蓋層，儲蓋組合較優越。由于河道遷移平凡頻繁，點壩砂體疊遷樣式復雜，形成孤立狀砂體。頭屯河組二段孔隙度分布呈南北向分布的條帶狀，從東部向西部孔隙度逐漸降低，東部孔隙度在15%以上，最高20%，頭屯河組二段儲層較發育，單砂層厚度較大，發育曲流河。

2 灰色關聯分析法的基本原理及應用

灰色系統理論分析法中確定各類評價參數權系數的目的是總結各類評價參數的親疏關系，明確儲層評價的重要參數和因素，掌控不同評價參數之間的內在聯系，對整個評價系統進行定量描述和解析。具體包括子母序列的選定、關聯系數、關聯度和權重系數。依據空間理論的數學基礎，遵循規范性、整體性、偶對稱性及接近性等原則，選取參考數列和若干比較數列，形成加權矩陣，通過數學模型的處理，對儲層物性的變化態勢做定量描述和比較，確定其關聯系數和關聯度、權重系數，最后得到各樣本的綜合評價分。

3 儲層評價與驗證

將通過灰色關聯分析法計算得到的結果儲層分布范圍與沉積微相對比，阜東斜坡頭二段Ⅰ類儲層主要分布在B北74、阜009井周圍，平均孔隙度為13.57%，砂厚都大于40m，其中北74更高達74m，其中阜009已獲得工業油流，主要發育在點壩，可作為優質儲層;Ⅱ類儲層最多，作為有利儲層，占到儲層類型的30%，平均孔隙度為15.53%，其中阜東5、阜東7、阜東8井已見到工業油流，該類儲層位于曲流河河道及部分點壩。III類、IV類儲層主要分布在北62井，阜東021井外圍，位于泛濫平原，含砂率較低，通常不作為有利區。

4 結論

（1）灰色關聯分析法在應用過程中具有數據易獲取，操作簡單，運算方便的特點。選取孔隙度、砂厚、含砂率、泥厚、泥質含量、微相類型作為評價儲層的指標，按照權重系數大小順序孔隙度﹥微相類型﹥砂厚﹥泥厚﹥含砂率﹥泥質含量順序，求得各樣本的綜合權衡評價分。

（2）應用灰色關聯分析法對阜東斜坡頭屯河組二段儲層評價分析，Ⅰ類Q大于0.6，分布范圍為10%，可作為優質儲層進行勘探部井建議;Ⅱ類Q為0.5～0.6，占到儲層類型的30%，平均孔隙度為15.53%，可作為有利區，III類Q為0.4～0.5的差儲層及Q小于0.4的IV類儲層主要分布在泛濫平原，含砂率較低，通常不作為有利區。

（3）通過選取過Ⅰ類儲層和Ⅱ類儲層的阜009-阜東5-阜東051井的連井剖面和反演剖面驗證評價結果發現：阜009井位于Ⅰ類儲層，在連井剖面上砂體較厚，反演剖面表現為強振幅;阜東5井被評價為Ⅱ類儲層，發育一套厚砂體，反演剖面顯示較好;阜東051井被評價為III類儲層，砂體發育較薄，規模小，在反演剖面上，顯示斷續狀。因此基于灰色理論對儲層評價的結果具有一定的可靠性，可利用此結果作為井位部署的依據。

作者簡介;肖翔（1994-），男，在讀研究生，研究方向為油氣地質。