塔里木盆地克拉2氣田儲層綜合定量評價

徐艷梅，劉兆龍，張永忠，郭振華，肖 鑫，孫 迪

（1．中國石油勘探開發研究院，北京 100083；2．北京阿什卡技術開發有限公司；3．中國石油塔里木油田勘探開發研究院）

塔里木盆地克拉2氣田天然氣探明地質儲量超過2 000×108m3，目前已進入開發中期。通過開展儲層評價研究，對儲層進行合理分類，有助于科學有效地開發氣藏，提高勘探開發效益[1-4]。對儲層評價可分為定性評價和定量評價兩類[5-7]，克拉2氣田儲層評價以定性評價為主。朱如凱等人通過研究儲層的巖石學、成巖演化、儲集空間等特征，制定了不同的分類評價標準，將塔里木盆地北部白堊系—古近系儲層定性地分為四類[8]。影響儲層評價的因素較多，且各評價參數間關系極其復雜，在儲層評價過程中，常常會出現評價結果互相矛盾的情況。為了解決儲層定性評價過程中遇到的問題，本文采用灰色關聯度分析法，重新對克拉2氣田中氣藏圈閉內巴什基奇克組儲層進行定量分類評價。

1 儲層特征及評價存在的問題

1.1 地質概況

克拉2氣田位于塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構造帶東段，構造軸向呈東西向分布。庫車坳陷構造變化主要經歷了三個階段，分別是前碰撞造山、碰撞造山和陸內造山。庫車地區烴源巖主要形成于中生代，克拉2氣田構造圈閉形成和油氣成藏主要發生于新生代[9-11]。

克拉2氣田儲層主要發育于下白堊統巴西改組、巴什基奇克組和古近系庫姆格列木群，巖性為白云巖和砂礫巖[12-13]。其中，巴什基奇克組一段、二段為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，主要發育水下分流河道、河口壩、水下分流間灣微相。巖石類型主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，其中巴什基奇克組一段以巖屑砂巖為主，二段以長石巖屑砂巖為主。

1.2 儲層特征

克拉2氣田碎屑巖儲層物性差異較大，常規物性分析表明，孔隙度最大為22.39%，最小為3.06%，主值區間為8 %～20%，峰值為15 %；滲透率主要為（1～1 000）×10-3μm2，最大為 1 770.15×10-3μm2，平均為 49.42×10-3μm2。孔隙度和滲透率均呈正態分布，表現為單峰狀，孔滲關系為線性分布（圖1），表明儲層孔喉分布較均勻，物性較好。其中，巴什基奇克組一段和二段孔滲相關性好。

對克拉2氣田528塊砂巖鑄體薄片樣品進行分析，結果表明孔隙類型以粒間溶孔為主，占總面孔率74.7%，其次為原生粒間孔，占總面孔率17.2%。巴什基奇克組一段面孔率為 3.0%～8.0%；巴什基奇克組二段面孔率較好，多數大于5.0%。砂巖喉道類型主要為縮頸型，片狀孔喉較少。巴什基奇克組一段連通性較差，孔喉配位數為 0～2；巴什基奇克組二段連通性好，孔滲性好，孔喉配位數為1～3。

克拉2氣田儲層排驅壓力較低，孔喉分選較好，總體屬中粗孔中喉-中細孔中小喉的孔隙結構特征。巴什基奇克組一段、二段的毛管壓力曲線中值壓力和排驅壓力相對較低，平均孔喉半徑大，對油氣的滲流能力強。

圖1 克拉2氣田碎屑巖儲層物性特征

1.3 存在問題

前人對克拉2氣田的儲層評價基本上都是通過定性評價方法來分類的，評價參數通常包含孔隙度、滲透率、有效厚度等；通過劃分不同級別，制定該區的儲層分類評價標準[14]。根據該評價標準，對克拉 2氣田巴什基奇克組儲層進行了定性評價分類（表1），從表中可以看出：

（1）同時存在多個評價參數時，無法確定哪些參數作為主要評價指標；

（2）確定了多個評價參數時，儲層分類的界限相對模糊；

（3）確定分類評價標準非常依賴于專家經驗，主觀性較強；

（4）評價結果互相矛盾，無法確定某個儲集單元的最終評價結果。

表1 克拉2氣田巴什基奇克組儲層定性評價分類

2 綜合定量評價

為了解決單因素定性評價結果相互矛盾的問題，本次研究采用儲層綜合定量評價方法，提高儲層評價的客觀性和準確性。

2.1 基本原理與計算步驟

儲層綜合定量評價方法公式為：

式中：R為儲層綜合評價指標；"#為儲層評價參數的權系數；$#為儲層評價參數；(為儲層評價參數的數量。

由式中可以看出，儲層評價參數是已知的，只要確定了儲層評價參數的權系數，就可以計算出儲層綜合評價指標。本次研究中使用灰色關聯度分析法來確定權系數[15-16]。

灰色關聯度分析法是衡量因素間關聯程度的一種方法，根據因素之間發展趨勢的相似或相異程度，達到分清因素的主次及其影響大小的目的[17]。該方法的優勢有：對數據的要求不高，既不需要有大量的數據支持也不需要數據具有典型的正態分布規律，在一定程度上可以忽略數據不對稱帶來的誤差；同時該計算方法較為簡便，計算工作量不大。將灰色關聯度分析法應用于儲層綜合評價中，通過分析各個地質評價參數的主要關系，找出影響各個評價參數的重要因素，進而能夠快速地確定儲層評價參數的權系數。

灰色關聯度分析法的具體步驟如下：

（1）確定母序列和子序列。

母序列為：

式中：(為評價樣品個數，1為評價參數個數。

（2）構建原始數據矩陣，其矩陣為：

（3）將各序列進行無量綱化處理，確定標準化后的數據。

同一觀測時刻（觀測點）各子因素與母因素之間的絕對差值的最大值為：

同一觀測時刻（觀測點）各子因素與母因素之間的絕對差值的最小值為：

式中：ξ為分辨系數，其作用是為了平衡由于最大絕對差數值較大而出現失真，改善關聯系數之間的差異顯著性。

計算確定各子因素對母因素之間的關聯度為：

（5）計算權系數。在計算確定關聯系數后，通過歸一化處理求得各影響因子的權系數為：

2.2 評價過程

在儲層定量評價過程中，首先篩選出主要評價參數，然后利用灰色關聯分析法確定權系數，計算評價指標。

評價參數的選取一般應滿足以下要求：①代表性：所選評價參數能反映儲層的特點且具有代表性；②綜合性：儲層評價參數影響因素復雜，各參數相互影響，這可以在選取有利參數的同時，也應選取對儲層物性不利的參數；③目標性：評價參數與評價目標要一致，防止相互沖突。本次克拉2氣田儲層定量評價中選取的參數包含孔隙度、滲透率、有效厚度、含氣飽和度和泥質含量。

在油田開發階段，相對于其它評價參數，滲透率是主要影響因素[18-19]，因此在本次研究中將滲透率作為主因素，其余4個參數作為子因素。將計算的關聯度結果進行歸一化處理，得到各指標的權重系數："=（0.233，0.193，0.192，0.192，0.190）。依照權重系數及關聯度大小對全部指標進行排序，即得到關聯程度順序：滲透率＞有效厚度＞含氣飽和度=孔隙度＞泥質含量，關聯結果與實際情況比較吻合，能夠反映各評價參數對儲層的影響程度。最后對每個評價參數進行最大值標準化處理，即可確定綜合定量評價指標。

地質特征越相近，評價指標值越相近；不同分布特征的參數會形成不同斜率的直線段，具有相近特征的儲層位于同一斜率的直線段上，因此可以利用累積概率曲線來確定分類區間（分類標準），不同直線段的交點即為分類的界限值。這樣最終確定了克拉2氣田儲層綜合定量分類的標準（表2）。

表2 儲層分類標準

2.3 評價結果

根據表2中儲層綜合定量分類標準，對本次研究的儲層單元進行了分類（表3）。Ⅰ類儲層為有利儲層，為克拉2氣田氣藏圈閉內較好的儲層，是天然氣富集和勘探開發的有利儲層，占儲層單元總數的 30.0%，平均孔隙度為 15.41%，平均滲透率為94.52×10-3μm2，有效厚度為129 m；Ⅱ類儲層為中等儲層，占儲層單元總數的 52.5%，平均孔隙度為14.09%，平均滲透率為42.37×10-3μm2，有效厚度為102 m；Ⅲ類儲層為不利儲層，占儲層單元總數的17.5%，平均孔隙度為 12.40%，平均滲透率為 8.21×10-3μm2，有效厚度為59 m。

2.4 結果驗證

分類結果直接反映在產能動態指標上，本文選取產能數據對儲層分類結果進行驗證。根據不同射孔層段的地層系數（有效厚度×滲透率）權重大小，將單井產能劈分到每個儲層單元上，結合每個儲層單元標定的產能和儲層綜合定量評價分類結果，確定了克拉2氣田產能標定儲層分類標準（表4）。通過對比分析產能標定儲層分類和綜合定量評價儲層分類結果（表5），巴什基奇克組一段儲層定量分類與產能標定分類符合率為87%，巴什基奇克組二段儲層分類符合率85%，證明本次儲層綜合定量評價 具有一定的可靠性，分類結果可在生產中實際應用。

表3 克拉2氣田巴什基奇克組儲層綜合定量評價分類（部分）

表4 產能標定儲層分類標準

表5 巴什基奇克組儲層產能和綜合定量評價對比表（部分）

2.5 儲層評價分區

將分類結果標定到巴什基奇克組一段和二段上，在平面上生成儲層分類區。從圖2可以看出，Ⅰ類和Ⅱ類儲層主要分布在氣藏圈閉的中部和東部，Ⅲ類儲層主要分布在氣藏圈閉的西部。從圖3可以看出，Ⅰ類儲層主要分布在氣藏圈閉的中部，Ⅱ類儲層主要分布在氣藏圈閉的東部，氣藏圈閉內沒有Ⅲ類儲層，說明縱向上巴什基奇克組二段儲層物性整體要好于一段。受井控的限制，將氣藏圈閉內Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類儲層以外區域的儲層預測為Ⅳ類儲層，可能為差氣層或干層，是今后需要進一步評價的區域。通過劃分克拉2氣藏儲層分類平面圖，確定儲層的有利區域，對以后的開發井位部署具有一定的指導作用。

3 結論

（1）本文的儲層評價方法解決了儲層定性評價中遇到的單一參數評價結果互相矛盾的問題。

（2）對比產能數據和儲層定量評價結果，驗證了本文儲層綜合定量評價分類結果有一定的可靠性。

（3）平面上，巴什基奇克組一段的Ⅰ類和Ⅱ類儲層主要分布在中部和東部，Ⅲ類儲層主要分布在西部；巴什基奇克組二段的Ⅰ類儲層主要分布在中部，Ⅱ類儲層主要分布在東部。縱向上，巴什基奇克組二段儲層質量整體好于巴什基奇克組一段。

圖2 巴什基奇克組一段儲層分類平面圖

圖3 巴什基奇克組二段儲層分類平面圖