CN109102180A - 致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法，包括如下步骤：1)建立三维地质构造模型；2)建立三维地质属性模型；3)选择评价指标；4)选取评价方法，包括层次分析法和模糊综合判别法。本专利主要关注地质与工程“双甜点”多信息融合，基于多参数三维地质模型，引入层次分析法和模糊综合评判，并进行了符合“双甜点”评价需求的改造和融合，解决了人工判断的模糊性、不一致性等问题，提高了“甜点”评价的可靠性。

Description

致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法

技术领域

本发明涉及一种综合参数评价方法，尤其是一种基于多参数三维地质模型，引入层次分析法和模糊综合评判，并进行了符合“双甜点”评价需求的改造和融合，解决了人工判断的模糊性、不一致性等问题，提高了“甜点”评价的可靠性的致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法。

背景技术

近年来，常规油气勘探产量遭遇严重下滑，全球都处在由传统油气到非常规油气开发的重大变革中。致密砂岩油成为继页岩气之后全球非常规油气勘探开发的又一新热点，被石油工业界誉为“黑金”，对于致密砂岩油的勘探开发已成为全球各国研究的重点。美国在在多个致密砂岩油多个区带实现了致密油的成功勘探开发，扭转了其石油产量下降的趋势，这一事件成为石油领域具有历史意义的一刻，致密油成为全球非常规油气勘探开发中新的热点。受美国致密油气的成功勘探与开发启示，阿根廷、俄罗斯、哥伦比亚、法国、澳大利亚、中国等10余国家积极投入到致密油勘探开发相关研究中。

我国致密砂岩油在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地等地广泛分布，具有较高的资源储量，勘探开发前景广阔。国外对于非常规油气的勘探开发开始较早，已经形成相对成熟且适用于其地质背景的致密砂岩油甜点预测技术。近年国内陆续开始关注于对致密砂岩油的勘探开发及甜点预测研究，但预测技术手段相对较为单一。我国陆相致密砂岩油气与北美海相致密砂岩油的构造背景有很大不同，造成国内与国外致密砂岩油在油藏特征等方面存在一定差异，因此不能照搬国外对于致密砂岩油气的评价预测技术。借鉴北美致密砂岩油成功勘探开发经验，近年中国致密砂岩油的勘探开发研究取得明显进展，但对于致密砂岩油的“甜点预测”以及勘探开发技术还不成熟。在致密砂岩油气获得广泛关注的同时，对其进行有效的“甜点”预测是致密油气成功勘探开发的重中之重。

致密砂岩储层具有储层物性差、资源丰度低、油气局部富集等特点，勘探开发需要借助水平井、水力压裂技术增产。水平井和压裂施工费用较高，进行有效的“甜点预测”，圈定勘探有利区，对油田勘探开发部署方案有重要的指导意义。定量化技术手段开展“甜点”预测才能为非常规油气的勘探开发提供更有效的指导。随着计算机、地震、测井等技术的快速发展，相关技术逐渐的应用到了甜点预测技术研究当中，“甜点预测”逐渐的由单纯的地质研究评价转向了定量化评价。

烃源岩的含油性、储层的物性、岩石的可压裂性以及区域裂缝发育程度等多个因素共同影响着甜点预测的结果，尽可能全面地对“甜点”预测影响因素进行定量评价，提高甜点预测结果的精度，才能为勘探开发部署提供更加有效的指导。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于多参数三维地质模型，引入层次分析法和模糊综合评判，并进行了符合“双甜点”评价需求的改造和融合，解决了人工判断的模糊性、不一致性等问题，提高了“甜点”评价的可靠性的致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法。

实现本发明目的的致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法，包括如下步骤：

1)建立三维地质构造模型

三维地质构造模型将地质勘探数据以及测井数据以三维图形的形式直观显示，能够充分且准确的表达地质环境以及地层的三维空间展布，是对储层油藏分布描述的重要内容，以测井数据为源数据进行三维地质建模是双甜点综合预测方法的首要工作，以测井数据为源数据，依据相关地质勘探资料对储层进行单砂体细分，得到储层的分层数据。分析研究地层格架以及骨架砂体，以测井资料为源数据，通过聚类算法进行地层面重构，进而得到目的储层的三维地质构造模型；

2)建立三维地质属性模型

地质属性建模是在地质空间变量对地质实体内部属性参数进行定量化表达，根据样品数据通过内插或者外推等有效手段对地质体内部物性参数、化学参数或者岩石力学参数等属性参数进行合理估值，以测井数据为源数据，在建立研究区三维地质构造模型的基础上，获取网格三维坐标(x、y、z)，利用测井资料或岩芯资料等收集获取样品点的属性数据，通过拟合变异函数校正最优变程定量表征储层的空间相关性，最后利用邻域搜索筛选与待估点相关的样品数据插值得到致密砂岩储层双甜点评价指标的属性值；

3)选择评价指标

根据三维地质属性模型的数据情况和研究区的实际情况，由具有一定专业背景的人员选定参与地质甜点和工程甜点评价的评价指标，选取的评价指标一般包括地质因素——烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等，和工程因素——可压裂性和地应力条件等，具体选用的参数应根据模型中参数的有无、数据质量等情况进行进一步筛选；

地质甜点预测旨在优选油气富集区，主要从烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等四个方面，选取总有机碳含量、有机质成熟度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂体厚度、地层压力系数、裂缝发育指数、构造曲率等参数进行评价。工程甜点预测旨在优选储层压裂有利区，主要从岩石可压裂性和地应力条件方面入手，选取脆性指数、可压裂指数、水平应力差等参数进行评价；

4)选取评价方法

本研究提供了层析分析法和模糊综合判别两种评价方法：

其中，层次分析法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：分别设置用于评价地质甜点和工程甜点的各参数间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第三步：设置地质甜点和工程甜点间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第四步：对各相对重要性矩阵(判断矩阵)进行一致性检验，直至通过；

第五步：对得出的各权重进行归一化；

第六步：对输入数据进行归一化；

第七步：输入数据与地质甜点和工程甜点权重求和，获得地质甜点和工程甜点；

第八步：地质甜点和工程甜点加权求和，获得“双甜点”；

其中，模糊综合判别法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：选择合适的隶属度函数模型；

第三步：对选取的参数利用隶属度模型计算隶属度；

第四步：通过层次分析法确定各参数的相对权重；

第五步：各参数隶属度与权重加权计算得到地质甜点、工程甜点和双甜点隶属度；

第六步：选择加权评价或最大隶属度原则，对双甜点隶属度进行综合评价。

本专利提出了一套主要依靠测井资料，辅以地震数据，基于三维地质模型的“双甜点”(工程甜点、地质甜点)的评价指标体系、预测方法和工作流程。综合前人研究及国家和行业标准，针对致密砂岩储层的特性，总结了一套评价指标体系：从烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等四个方面评价地质甜点，选取总有机碳含量、有机质成熟度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂体厚度、地层压力系数、裂缝发育指数、构造曲率等参数进行评价；从岩石可压裂性和地应力条件方面入手评价工程甜点，选取脆性指数、可压裂指数、水平应力差等参数进行评价。不同于勘探领域开展的依赖某些地震参数或测井参数进行的甜点预测，本研究主要关注地质与工程“双甜点”多信息融合，基于多参数三维地质模型，引入层次分析法和模糊综合评判，并进行了符合“双甜点”评价需求的改造和融合，解决了人工判断的模糊性、不一致性等问题，提高了“甜点”评价的可靠性。

具体实施方式

本发明的致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法，包括如下步骤：

1)建立三维地质构造模型

三维地质构造模型将地质勘探数据以及测井数据以三维图形的形式直观显示，能够充分且准确的表达地质环境以及地层的三维空间展布，是对储层油藏分布描述的重要内容，以测井数据为源数据进行三维地质建模是双甜点综合预测方法的首要工作，以测井数据为源数据，依据相关地质勘探资料对储层进行单砂体细分，得到储层的分层数据。分析研究地层格架以及骨架砂体，以测井资料为源数据，通过聚类算法进行地层面重构，进而得到目的储层的三维地质构造模型；

2)建立三维地质属性模型

地质属性建模是在地质空间变量对地质实体内部属性参数进行定量化表达，根据样品数据通过内插或者外推等有效手段对地质体内部物性参数、化学参数或者岩石力学参数等属性参数进行合理估值，以测井数据为源数据，在建立研究区三维地质构造模型的基础上，获取网格三维坐标(x、y、z)，利用测井资料或岩芯资料等收集获取样品点的属性数据，通过拟合变异函数校正最优变程定量表征储层的空间相关性，最后利用邻域搜索筛选与待估点相关的样品数据插值得到致密砂岩储层双甜点评价指标的属性值；

3)选择评价指标

根据三维地质属性模型的数据情况和研究区的实际情况，由具有一定专业背景的人员选定参与地质甜点和工程甜点评价的评价指标，选取的评价指标一般包括地质因素——烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等，和工程因素——可压裂性和地应力条件等，具体选用的参数应根据模型中参数的有无、数据质量等情况进行进一步筛选；

地质甜点预测旨在优选油气富集区，主要从烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等四个方面，选取总有机碳含量、有机质成熟度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂体厚度、地层压力系数、裂缝发育指数、构造曲率等参数进行评价。工程甜点预测旨在优选储层压裂有利区，主要从岩石可压裂性和地应力条件方面入手，选取脆性指数、可压裂指数、水平应力差等参数进行评价；

4)选取评价方法

本研究提供了层析分析法和模糊综合判别两种评价方法：

其中，层次分析法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：分别设置用于评价地质甜点和工程甜点的各参数间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第三步：设置地质甜点和工程甜点间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第四步：对各相对重要性矩阵(判断矩阵)进行一致性检验，直至通过；

第五步：对得出的各权重进行归一化；

第六步：对输入数据进行归一化；

第七步：输入数据与地质甜点和工程甜点权重求和，获得地质甜点和工程甜点；

第八步：地质甜点和工程甜点加权求和，获得“双甜点”；

其中，模糊综合判别法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：选择合适的隶属度函数模型；

第三步：对选取的参数利用隶属度模型计算隶属度；

第四步：通过层次分析法确定各参数的相对权重；

第五步：各参数隶属度与权重加权计算得到地质甜点、工程甜点和双甜点隶属度；

第六步：选择加权评价或最大隶属度原则，对双甜点隶属度进行综合评价。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立三维地质构造模型

三维地质构造模型将地质勘探数据以及测井数据以三维图形的形式直观显示，能够充分且准确的表达地质环境以及地层的三维空间展布，是对储层油藏分布描述的重要内容，以测井数据为源数据进行三维地质建模是双甜点综合预测方法的首要工作，以测井数据为源数据，依据相关地质勘探资料对储层进行单砂体细分，得到储层的分层数据。分析研究地层格架以及骨架砂体，以测井资料为源数据，通过聚类算法进行地层面重构，进而得到目的储层的三维地质构造模型；

2)建立三维地质属性模型

地质属性建模是在地质空间变量对地质实体内部属性参数进行定量化表达，根据样品数据通过内插或者外推等有效手段对地质体内部物性参数、化学参数或者岩石力学参数等属性参数进行合理估值，以测井数据为源数据，在建立研究区三维地质构造模型的基础上，获取网格三维坐标(x、y、z)，利用测井资料或岩芯资料等收集获取样品点的属性数据，通过拟合变异函数校正最优变程定量表征储层的空间相关性，最后利用邻域搜索筛选与待估点相关的样品数据插值得到致密砂岩储层双甜点评价指标的属性值；

3)选择评价指标

根据三维地质属性模型的数据情况和研究区的实际情况，由具有一定专业背景的人员选定参与地质甜点和工程甜点评价的评价指标，选取的评价指标一般包括地质因素——烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等，和工程因素——可压裂性和地应力条件等，具体选用的参数应根据模型中参数的有无、数据质量等情况进行进一步筛选；

地质甜点预测旨在优选油气富集区，主要从烃源岩、储集层、地层能量以及天然裂缝发育程度等四个方面，选取总有机碳含量、有机质成熟度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂体厚度、地层压力系数、裂缝发育指数、构造曲率等参数进行评价。工程甜点预测旨在优选储层压裂有利区，主要从岩石可压裂性和地应力条件方面入手，选取脆性指数、可压裂指数、水平应力差等参数进行评价；

4)选取评价方法

本研究提供了层析分析法和模糊综合判别两种评价方法：

其中，层次分析法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：分别设置用于评价地质甜点和工程甜点的各参数间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第三步：设置地质甜点和工程甜点间的相对重要性矩阵(判断矩阵)；

第四步：对各相对重要性矩阵(判断矩阵)进行一致性检验，直至通过；

第五步：对得出的各权重进行归一化；

第六步：对输入数据进行归一化；

第七步：输入数据与地质甜点和工程甜点权重求和，获得地质甜点和工程甜点；

第八步：地质甜点和工程甜点加权求和，获得“双甜点”；

其中，模糊综合判别法包括如下步骤：

第一步：选取用于评价地质甜点和工程甜点的参数；

第二步：选择合适的隶属度函数模型；

第三步：对选取的参数利用隶属度模型计算隶属度；

第四步：通过层次分析法确定各参数的相对权重；

第五步：各参数隶属度与权重加权计算得到地质甜点、工程甜点和双甜点隶属度；

第六步：选择加权评价或最大隶属度原则，对双甜点隶属度进行综合评价。