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摘要详情
267 / 2021-06-17 22:24:24
基于灰色关联方法的页岩油甜点层段优选 —以松辽盆地南部青山口组为例
松辽盆地；青山口组；页岩油；甜点；综合评价系数
页岩油气理论与技术
全文录用
我国东部湖相页岩油目前大部分难以经济开采，相对富集、可采的页岩油主要发育在什么条件下、分布在哪些地方？如何评价和预测页岩油的“甜点”以提高页岩油勘探开发的效益？是页岩油勘探开发过程中需要面对、回答的关键问题。传统的多因素分级定性评价方法划分页岩油甜点，常出现各评价因素间相互矛盾的问题，如可动油含量高的层段脆性可能较差，从而难以准确划定甜点层段。本研究以松辽盆地南部青山口组为例，采用灰色关联法，以关联度的形式体现各种地质因素对页岩油产能的影响程度，建立多地质因素综合评价系数，表征页岩油开发潜力。
研究区南部和北部页岩油储层所对应的含油性下限分别为50mg/gTOC和80mg/gTOC。工区南部青一段存在一定的超压，在盆地中心压力系数最高为1.3，由中心向盆地两侧压力逐渐减低至常压。工区北部发育纯泥岩，南部则发育有砂岩夹层，由南到北从长英相过渡为粘土相；研究区南部脆性指数大于60%，可压裂性较好；中部地区脆性指数小于60%，可压裂性差。可压裂性呈现从南到北逐渐变差的趋势。随着深度增大，页岩油中轻质组分含量增多，密度与粘度逐渐减小，可动性也随之变好，由于盆地南部地区埋深相对较大，因此有机质成熟度高，页岩油的密度和粘度都较北部小，油质更轻，也相对更易开采。总体上看，北部纯页岩含油性好于南部，最大可动油量相当，但由于南部页岩油油质较轻且发育有砂岩夹层，页岩油可动性总体好于北部。在垂向上，其含油性表现为青一段上半段好于下半段，可动油量也呈现出相似的分布特征。
在明确了工区基本地质参数特征后，首先需要优选参与评价的地质因素。通过建立可动油量、渗透率、地层压力、脆性指数、油质系数等地质因素与工区重点井试油产能的相关性，确定地层压力、脆性指数和油质系数三项指标为页岩油产能的主要影响因素，参与综合评价系数的计算。
在计算综合评价因子的过程中，利用灰色关联系数法对参与评价的地质因素进行了与页岩油产能的关联度计算。根据子母因素之间发展趋势的相似或相异程度，用来衡量不同地质因素的关联程度。具体计算步骤如下：1、选择试油井单位厚度单日产油量为母因素，选择地层压力、脆性指数和油质系数3项主地质参数作为子因素；2、采用极大值归一化方法处理子母数据，消除各参数的物理意义以及参数量纲间的差异；3、计算子因素相对于母因素的灰色关联系数，计算公式为：
Lt（i，0）= Δmin + x Δmax Δti,0+ x Δmax
式中：Lt（i，0）为子因素与母因素的关联系数；
Δt (i,0) = | Xt1(i)
− Xt(1)(0)
|为同一观测时刻各子因素与母因素之间的绝对差值；
Δmax = maxi maxt | Xt1(i) − Xt(1)(0) |为同一观测时刻各子因素与母因素之间的绝对差值最大值；
Δmin = mini mint | Xt1(i) − Xt(1)(0) |为同一观测时刻各子因素与母因素之间绝对差值的最小值；
ξ为分辨系数，取0.5。
4、将各地质因素的单井关联系数取平均值，即为子因素相对于母因素的关联度，关联度越接近1，则该子因素对母因素的影响越大。根据计算结果可知，地层压力、脆性指数、油质系数与松辽盆地南部地区青山口组页岩油产量的关联度分别为0.28、0.37、0.35。将各因素评价值分别乘以与产能的相关度并累加，即可得地层综合评价系数。综合评价系数综合多种评价因素，并考虑各因素与实际生产的相关性，其大小可表示页岩油开发潜力，评价系数高值区即为页岩油甜点区。
对研究区多口重点井进行了目标层位综合评价系数的计算，计算结果显示：在平面上，工区南部重点井青一段综合评价系数大于北部井；在垂向上，青一段下部综合评价系数大于青一段上部。
研究区南部和北部页岩油储层所对应的含油性下限分别为50mg/gTOC和80mg/gTOC。工区南部青一段存在一定的超压，在盆地中心压力系数最高为1.3，由中心向盆地两侧压力逐渐减低至常压。工区北部发育纯泥岩，南部则发育有砂岩夹层，由南到北从长英相过渡为粘土相；研究区南部脆性指数大于60%，可压裂性较好；中部地区脆性指数小于60%，可压裂性差。可压裂性呈现从南到北逐渐变差的趋势。随着深度增大，页岩油中轻质组分含量增多，密度与粘度逐渐减小，可动性也随之变好，由于盆地南部地区埋深相对较大，因此有机质成熟度高，页岩油的密度和粘度都较北部小，油质更轻，也相对更易开采。总体上看，北部纯页岩含油性好于南部，最大可动油量相当，但由于南部页岩油油质较轻且发育有砂岩夹层，页岩油可动性总体好于北部。在垂向上，其含油性表现为青一段上半段好于下半段，可动油量也呈现出相似的分布特征。
在明确了工区基本地质参数特征后，首先需要优选参与评价的地质因素。通过建立可动油量、渗透率、地层压力、脆性指数、油质系数等地质因素与工区重点井试油产能的相关性，确定地层压力、脆性指数和油质系数三项指标为页岩油产能的主要影响因素，参与综合评价系数的计算。
在计算综合评价因子的过程中，利用灰色关联系数法对参与评价的地质因素进行了与页岩油产能的关联度计算。根据子母因素之间发展趋势的相似或相异程度，用来衡量不同地质因素的关联程度。具体计算步骤如下：1、选择试油井单位厚度单日产油量为母因素，选择地层压力、脆性指数和油质系数3项主地质参数作为子因素；2、采用极大值归一化方法处理子母数据，消除各参数的物理意义以及参数量纲间的差异；3、计算子因素相对于母因素的灰色关联系数，计算公式为：
Lt（i，0）= Δmin + x Δmax Δti,0+ x Δmax
式中：Lt（i，0）为子因素与母因素的关联系数；
Δt (i,0) = | Xt1(i)
− Xt(1)(0) |为同一观测时刻各子因素与母因素之间的绝对差值；Δmax = maxi maxt | Xt1(i)
− Xt(1)(0) |为同一观测时刻各子因素与母因素之间的绝对差值最大值；Δmin = mini mint | Xt1(i)
− Xt(1)(0) |为同一观测时刻各子因素与母因素之间绝对差值的最小值；ξ为分辨系数，取0.5。
4、将各地质因素的单井关联系数取平均值，即为子因素相对于母因素的关联度，关联度越接近1，则该子因素对母因素的影响越大。根据计算结果可知，地层压力、脆性指数、油质系数与松辽盆地南部地区青山口组页岩油产量的关联度分别为0.28、0.37、0.35。将各因素评价值分别乘以与产能的相关度并累加，即可得地层综合评价系数。综合评价系数综合多种评价因素，并考虑各因素与实际生产的相关性，其大小可表示页岩油开发潜力，评价系数高值区即为页岩油甜点区。
对研究区多口重点井进行了目标层位综合评价系数的计算，计算结果显示：在平面上，工区南部重点井青一段综合评价系数大于北部井；在垂向上，青一段下部综合评价系数大于青一段上部。