利用灰色關聯度法分析南梁西區長4+5儲層產能影響因素

白雪晶，趙天林，李 杪，齊恒玄

(西北大學地質學系，陜西 西安 710069)

油氣產能是油氣儲層生產潛力和各種影響因素之間在相互制約過程中達到的某種動態平衡［1］，是刻畫油氣儲層動態特征的一個綜合指標［2］。因此，油氣井產能分析是氣藏工程研究和氣藏開發設計的重要研究內容。在油氣田的開發生產過程中，分析與研究影響油氣產能的主要控制因素，能為油氣藏開發方案、開發規模與投資規模等方案的調整與設計提供可靠的科學依據［2－7］。

灰色關聯分析方法是根據各因素之間發展趨勢的相似或相異的程度來衡量因素間的關聯程度的一種方法，本方法對樣本量要求不高，也不需要典型的分布規律，且不會出現定性和定量分析不一致的現象，是一種比較理想的分析方法［8－10］。筆者應用灰色關聯度法，對鄂爾多斯盆地南梁西區上三疊統延長組長4+5儲層的孔隙度(Ф)、滲透率(k)、含油飽和度(So)、地層的電阻率、地層系數(Kh)、表皮系數(S)、裂縫半長(xf)、油層中部靜壓多個因素進行綜合分析，從而對該儲層產能的影響因素進行評價。

1 區域地質概況

南梁油田位于鄂爾多斯盆地南部沉積中心，主要包括華64、梁102、梁108、南梁西四個開發區塊。南梁油田三疊系延長組是一套以碎屑巖為主的內陸湖泊 －三角洲沉積，三角洲分流河道和河口壩砂體是油氣的良好儲層，盆地沉積中心的暗色湖相泥巖、油頁巖是良好的生油巖，半深湖及沼澤相泥巖為主要蓋層［11］。其中，南梁西區塊是長慶油田第一采油廠2007年以來開發的高產高效區塊，經過近6年的勘探開發，目前，南梁西油田從侏羅系延安組延7、延8、延9和上三疊統延長組長4+5、長6、長7和長8油層組均發現了較好的油氣顯示［11］，尤其在延長組長4+5等油層組中取得了工業油流及較好的開發試驗效果。該區長4+5油藏是典型的低滲、低壓、低產—“三低”油藏，儲層砂巖的實測孔隙度在1.0% ～18.4%之間，平均為10.6%;實測滲透率主要分布在0.004×10－3μm2－24.404 ×10－3μm2之間，平均為 0.81 ×10－3μm2，為低孔特低滲透油藏。其中最致密的層位還被冠以“磨刀石”之名［12］。鉆探結果表明，研究區長4+5含油層在平面上呈團塊狀、局部呈零星分布，油水關系復雜，產量變化較大。

2 產能影響因素的灰色關聯分析

2.1 確定分析序列

本次研究選取影響產能的因素包括:儲層的孔隙度(Ф)、滲透率(k)、含油飽和度(So)、地層的電阻率、地層系數(Kh)、表皮系數(S)、裂縫半長(xf)、油層中部靜壓 8個參數。設因變量數據儲層單位厚度產能構成參考數列x0={x0(1)，x0(2)…x0(19)};影響產能的各因素構成比較數列 xi={xi(1)，xi(2)…xi(19)}(i=1，2…10)。選取研究區已施工的 10口井的相關原始數據(表1)進行分析。

2.2 原始數據處理

由于各種數據的量綱不同，數量級相差較懸殊，為了消除這種影響，使數據具有可比性，需要對原始數據進行預處理，稱為“灰生成”［13］。常用的灰生成方法有初值化、均值、上限效果測度、下限效果測度、適中效果測度等［8，13］。本文對指標采用均值化處理。均值化是用數列的平均值去除該數列中每一個數據，以得到一個占平均值百分比為多少的數列。計算公式如(1):

2.3 關聯系數計算

關聯性實質上是曲線間幾何形狀的差別，因此，將以曲線間差值的大小作為關聯程度的衡量尺度［8］。鄧氏灰色關聯度分析法用關聯系數來表示比較曲線 xi與參考曲線x0的相對差值。關聯系數的計算公式如(2)［8］:

表1 南梁西區延長組長4+5油藏10口井的相關原始數據

2.4 關聯度計算

關聯度(ri)是對各點關聯系數求平均值，計算公式如(3):

即，ri是曲線xi對參考曲線x0的關聯度。

2.5 關聯度排序

對關聯度大小進行排序，如果 γ0a＞γ0b，則表示 Xa與 X0的關聯程度大于 Xb與 X0的關聯程度;如果 γ0a＜γ0b，則表示Xa與 X0的關聯程度小于 Xb與 X0的關聯程度;如果 γ0a=γ0b，則表示Xa與 X0的關聯程度與 Xb與 X0的關聯程度相當［10］。

南梁西區長4+5儲層產能各影響因素的關聯系數、關聯度計算及排序結果如表2所示。

2.6 結果分析

關聯度分析結果表明，各影響因素與產能關聯程度由大到小依次是:孔隙度(Ф)、含油飽和度(So)、電阻、油層中部靜壓、滲透率(k)、裂縫半長(xf)、地層系數(Kh)、表皮系數(S)。

孔隙度(Ф)與滲透率(k):南梁西區長4+5實測孔隙度平均值為 10.8% ，實測滲透率平均值為 0.87 × 10－3μm2，面孔率為0.4% ～15.6%，平均 4.8%。薄片鑒定結果顯示南梁西區長4+5儲層孔隙主要為各種溶孔，及少量原生剩余粒間孔，此外含油少量微裂縫，孔隙之間的連通性好。低產地區方解石膠結發育，致使儲層孔隙度和滲透率下降;高產地區高嶺石膠結發育，方解石含量較少，發育少量微裂縫，其存在能大大改善儲層的連通性和滲透性。

含油飽和度(So):油井的產能與含油飽和度相關性高，隨著含油飽和度的增大，油井產量增加，含油飽和度越高，油井產量越高。可見，研究區目的層油井的產能與儲層產量正相關。

電阻:地層電阻率與油井產能具有較好相關性，其實質上反映的是:儲層為有效儲層(具有一定有效孔隙度和滲透率)條件下，儲層含油性差異對油井產能的影響是多參數影響的結果［5］。通常，儲層電阻率與含有飽和度正相關，電阻率低異常的井可能為含水層，一般不會有較高的產能。

油層中部靜壓:靜壓能夠反映地層能量的高低。只有當地層有足夠能量的情況下，地層中的流體才能較好的流進井筒，從而活的較高的產能。

裂縫半長(xf):由壓裂縫半長和產能數據可以看出，當裂縫半長＜100 m能夠改善儲層滲透率，提高儲層產量;當裂縫半長＞100 m時壓裂縫長度進一步增加對產能的貢獻較小。

地層系數(Kh):地層系數為油層有效厚度與有效滲透率的乘積，它反映油層物性的好壞，Kh越大，油層物性越好，出油能力越大。

表皮系數(S):研究區目的層表皮系數基本為負，即流體流過近井地層時產生的附加阻力壓差為負，說明地層污染狀況較輕，對產能的影響較低。

表2 南梁西區長4+5儲層產能各影響因素的關聯系數、關聯度及關聯度計算排序結果

3 結語

(l)灰色關聯分析法簡單，對數據的數量要求不高，且結果比較準確，是一種較好的系統分析方法。

(2)通過關聯分析發現，南梁西區長4+5儲層產能的各影響因素與產能關聯程度由大到小依次是:孔隙度(Ф)＞含油飽和度(So)＞電阻＞油層中部靜壓＞滲透率(k)＞裂縫半長(xf)＞地層系數(Kh)＞表皮系數(S)。

(3)通過關聯分析表明，南梁西區長4+5儲層產能的影響因素中，孔隙度(Ф)、含油飽和度(So)、電阻、油層中部靜壓、滲透率(k)等因素對產能影響較高，開采前對這些因素進行統計和分析能夠為利區預測提供依據。裂縫半長(xf)在一定范圍內能夠有效改善儲層滲透率，提高儲層產量，但裂縫半長最佳范圍仍需進一步統計和計算。地層系數(Kh)越大油層物性越好，出油能力越大。表皮系數(S)與產能相關性稍差，說明地層污染狀況較輕，對產能的影響較低。

［1］譚成仟，宋子齊.灰色關聯分析在遼河灘海地區儲層油氣產能評價中的應用［J］.石油物探.2001，40(2):49－55.

［2］董萬平，羅靜蘭，周功才，劉賢，滑愛軍，李永杰，王盟.鎮涇油田長8與長6油層組產能影響因素分析［J］.地球科學與環境學報.2010，32(2):166 －172.

［3］符翔，劉德華.油井產能效率及影響因素分析［J］.油氣井測試.2007，16(3):42 －44.

［4］曲占慶，許霞，劉建敏，等.輻射狀分支井產能電模擬實驗研究［J］.西安石油大學學報:自然科學版.2007，22(4):65 －68.

［5］陳明強，張志國，曹寶格，等.鄂爾多斯盆地延長組超低滲透砂巖儲層油井產能影響因素分析［J］.西安石油大學學報:自然科學版.2009，24(3):38 －40.

［6］金維平，付代國，張慶甫.譚莊沈丘凹陷油氣形成條件分析及勘探思路［J］.西北地質.2009，42(1):105－114.

［7］田海川，劉峰，王昕立.低滲透氣藏產能影響因素研究［J］.內江科技.2011，5:10 －18.

［8］鄧聚龍.灰色系統基本方法［M］.武漢:華中理工大學出版社.1988.1－42.

［9］王學萌，張繼忠，王榮.灰色系統分析及實用計算程序［M］.武漢:華中科技大學出版社.2001.8－16.

［10］宋毅，伊向藝，盧淵，李春藝.基于灰色關聯分析法的酸壓后產能主控因素研究［J］.石油地質與工程.2009，23(1):82－84.

［11］中國油氣田開發志.總編纂委員會編.中國油氣田開發志.卷12長慶油氣區卷［M］.石油工業出版社.2011.

［12］劉正偉.南梁西區三疊系長4+5油層組沉積體系研究［D］.西北大學.2011.

［13］鄧聚龍.灰色系統基本方法［M］.武漢:華中科技大學出版社.2005.