聚类分析法在城壕油田西259井区长32储层分类评价中的应用

杨 波 (长江大学研究生学院,湖北荆州434023)

高清祥 (大港油田集团钻采工艺研究院,天津300280)

杨 杰 (中国石化江汉油田分公司盐化工总厂,湖北潜江433121)

城壕油田位于陕北斜坡南部,属西南沉积体系,三叠纪时期受西南物源控制,形成了一套以碎屑岩沉积为主的沉积物。长3油层组底部构造表现为由东向西倾斜的大型平缓单斜,但是倾角较小,坡度不足1°,约每千米坡降7～8m。在此构造背景之上,局部区域由于差异压实作用形成的小型鼻状构造,出现局部圈闭,成为油气聚集的有利场所。研究区长3油层组油藏受构造和岩相变化双重因素共同控制。长3油层组地层是湖盆 (三角洲)建设时期的沉积产物,形成以水下分流河道沉积为主的沉积厚,结构好,物性好,含油性高的储集层。长3油层组一般分长33、长32和长31油层,综合岩性和电性特征,将研究区划分为 7个油层段,自下而上为:长33、长332、长322、长312、长331、长321、长311。笔者选用了Q型的分层聚类法,针对研究区低孔特低渗、强非均质性的特点,研究了城壕油田长32油层(主要为长312、长322)的类型,进一步判断了砂体的连通性,对油气的运聚及成藏有一定的指导意义[1]。

1 聚类分析

针对研究区的地质特点,以沉积相、测井处理和非均质性研究成果为基础,优选Q型聚类分析对储层类型进行了划分[2～4]。储层类型的定量评价,首先必须确定划分类型的定量指标,它们是能够反映样品 (变量)相似 (相关)程度的度量指标。目前常用的分类指标有距离系数和相似系数两种。研究区主要是用距离系数来进行储层的分类。

距离系数是进行Q型聚类分析常用的分类统计量。如果把在m个变量上进行观测的N个样品看成m维空间的N个点,则任意两样品点xj与xk之间的相似程度可用m维空间两点间的距离来表示,距离系数定义为:

为了消除各变量原始数据的单位和数量级不一致的影响,必须对其处理和变换。常用的变换有极差正规化:

依据式(1)求出所有样品两两之间距离系数可得以下对称方阵:

该矩阵对角线上的元素为0,样品j与样品k越相似,djk越趋于0。

2 储层类型划分

2.1 特征参数选取

每类储层都有一套特征表征参数,各个参数的都反映了该储层的某些内在特征。在测井解释处理中共形成9个参数,为了选取能反映研究区储层类型的参数,通过对应分析方法与地质经验结合进行参数选取,笔者选用孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂岩厚度、油层厚度5个参数作为储层评价的特征参数。

各参数在储层评价中的意义是:

1)孔隙度、渗透率、饱和度是储层研究中的经典参数,它们反映了储层的总体特征,是表征储层质量好与差的重要参数;

2)砂岩厚度、油层厚度则从另一方面反映了储层的优劣,在其他特征相似的情况下,砂岩厚度、油层厚度较大的储层其储集能力较大,则是优先考虑的层段。

2.2 储层类型划分

储层分类的实质,即把储层特性相近的样品作为同一类[5,6]。考虑要判别的小层,遵循以上准则,编制了分类程序,从研究区291口井的各小层中挑选了30个典型样品作了储层分类。从图1可见,30个样品可分为3类,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。表1给出了利用样品集分类形成的标准类型储层的基本参数统计值。

图1 城壕油田长32储层聚类谱系图

表1 标准类型储层基本参数统计

对研究区291口井长32储层进行判别统计,分别作出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层各特征参数的分布直方图 (图2～6),发现随储层类型变差,各类储层特征参数也呈规律性变化,Ⅰ类储层物性较好,Ⅱ类储层次之,Ⅲ类储层物性最差。

图2 分类储层孔隙度对比直方图

图3 分类储层含油饱和度对比直方

图4 分类储层油层厚度图对比直方图

图5 分类储层砂体厚度对比直方图

3 各类储层的分布特征

3.1 平面分布特征

图6 分类储层渗透率对比直方图

图7 西259井区长322储层分类

图8 西259井区长312储层分类

3.2 纵向上分布特征

表2 西 259井区长和长小层储层类型百分比

表2 西 259井区长和长小层储层类型百分比

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4 结 论

1)选用孔隙度、渗透率、含油饱和度、砂岩厚度、油层厚度5个参数作为储层评价的特征参数,将研究区分为3类。随储层类型变差,各类储层特征参数也呈规律性变化,Ⅰ类储层物性较好,Ⅱ类储层次之,Ⅲ类储层物性最差。

3)纵向上,研究区总体上看两个小层的储层的质量都较差。长小层和长小层中,Ⅱ类储层和Ⅲ类储层所占比例较大,尤其是长小层中,Ⅲ类储层占68.27%;长小层中Ⅱ类储层所占的比例比较大,为44.77%,Ⅲ类储层占40.67%;长小层相对长小层较好。

[1]王鸿军,张海宁.聚类分析在古龙油田沉积成岩相研究中的应用 [J].内蒙古石油化工,2009,(1):107～109.

[2]文环明,肖慈王旬,甄兆聪,等.动态聚类分析在储层分级中的应用[J].物探化探计算技术,2002,24(4):323～327.

[3]王允诚.油气储层评价 [M].北京:石油工业出版社,1999.

[4]王建东,刘吉余,于润涛,等.层次分析法在储层评价中的应用 [J].大庆石油学院学报,2003,27(3):12～14.

[5]马立文,窦齐丰,彭仕宓,等.用Q型聚类分析与判别函数法进行储层评价 [J].西北大学学报 (自然科学版),2003,33(1):83～86.

[6]潘爱芳,王方一,张道法,等.利用Q型聚类分析研究鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系 [J].地球科学与环境学报,2010,32(1):49～53.