一种储层分析方法与流程

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种储层分析方法。

背景技术：

世界致密气资源丰富，是未来重要的勘探增储领域，2007年Raymond等人分析认为：全球致密砂岩气资源量约为114×10¹²m³，主要集中在北美、拉丁美洲、亚洲和前苏联，其开发活动主要集中在美国、加拿大和中国。中国陆上各盆地发育有大量的致密低渗油气藏，潜在的油气储量丰富。随着中国石油进入新的储量增长高峰期，致密低渗储层油气藏已经成为中国石油勘探开发的主要对象之一。据统计，近几年新增探明储量石油天然气地质储量中，近60％为致密低渗油气藏储量。因此，对致密低渗砂岩储层开展分析具有重要的意义。

由于各个盆地或地区所属的地质年代大都不同，而物源的母岩类型不同则导致了成岩后的矿物成分有差异。另外，沉积环境、沉积相带和成岩作用的差异，也造成了各个盆地或地区致密低渗储层成因不同，导致这些致密低渗储层孔隙类型多样、孔隙结构复杂，造成了在物性特征和产能上的差别。这对储层的综合分析方法提出了一系列的挑战，所以迫切需要发展与之相适应的技术系列，以满足致密低渗储层油气藏的勘探开发需求。

储层分析作为一个系统工程方法，它将勘探与开发、宏观与微观、基础研究与工程工艺相结合，并协同地质、物探、测井、油气藏工程等多学科共同攻关，更好的为勘探开发服务，解决生产实际问题。

现有的储层分析方法仅能够实现对储层的定性分析，其分析结果是初步的和大略的。而针对目前发现的越来越复杂的油气藏，利用某个参数或某几个参数的简单叠加已经无法反应出储层的储集性能，简单的定性评价不能满足油气田的勘探开发要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种储层分析方法，所述方法包括：

特征参数标准化步骤，对待分析储层中各个钻井的特征参数进行标准化，得到各个特征参数的标准值；

特征参数权重确定步骤，对于各个特征参数，采用预设分析模型，确定各个钻井的各个特征参数的权重；

综合分析系数确定步骤，根据各个特征参数的标准值和权重，确定出所述待分析储层中各个钻井的综合分析系数；

储层类型确定步骤，根据所述各个钻井的综合分析系数，基于预设分类标准，确定各个钻井所处位置的储层类型。

根据本发明的一个实施例，所述方法在特征参数标准化步骤前，还包括：

特征参数确定步骤，根据待分析储层的参数特性，从所述待分析储层的参数库中确定出待分析储层中各个钻井的特征参数。

根据本发明的一个实施例，所述特征参数确定步骤包括：

采用聚类分析法对所述参数库中的各个参数进行分析，结合预设地质数据库，从所述参数库中选取出第一储层参数集；

结合动态资料对所述第一储层参数集中的各个储层参数进行单因素分析，根据分析结果从所述第一储层参数集中选取出所需要的储层参数，得到所述待分析储层中各个钻井的特征参数。

根据本发明的一个实施例，所述特征参数包括定性特征参数和定量特征参数。

根据本发明的一个实施例，在所述特征参数标准化步骤中，

如果特征参数属于定性参数，则根据特征参数对待分析储层的影响程度指数确定该特征参数的标准值；

如果特征参数属于定量参数，则根据如下表达式确定该特征参数的标准值：

$X_{j\_s}^i=(X_j^i-X_j^{\min })/(X_j^{\max }-X_j^{\min })$

其中，表示第i口钻井的第j个特征参数的标准值，表示第i口钻井的第j个特征参数的参数值，和分别表示待分析储层中各个钻井的第j个特征参数的最大值和最小值。

根据本发明的一个实施例，在所述特征参数标准化步骤中，

如果特征参数属于定性参数，则根据特征参数对待分析储层的影响程度确定 该特征参数的标准值；

如果特征参数属于定量参数，则根据如下表达式确定该特征参数的标准值：

$X_{j\_s}^i=(X_j^{\max }-X_j^i)/(X_j^{\max }-X_j^{\min })$

其中，表示第i口钻井的第j个特征参数的标准值，表示第i口钻井的第j个特征参数的参数值，和分别表示待分析储层中各个钻井的第j个特征参数的最大值和最小值。

根据本发明的一个实施例，所述特征参数权重确定步骤包括：

根据各个特征参数的重要程度指数，利用两两比较的方式确定钻井的各个特征参数的权重参考值；

利用该钻井的各个特征参数的权重参考值确定该钻井的所有特征参数的权重参考总值，进而确定出该钻井各个特征参数的权重。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述待分析储层中各个钻井的综合分析系数

$Y^i=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\left(k_j^i{X}_{j\_s}^i\right)$

其中，Yⁱ表示第i口钻井的综合分析系数，和分别表示第i口钻井的第j个特征参数的标准值和权重，m表示第i口钻井的特征参数的总数。

根据本发明的一个实施例，在所述储层类型确定步骤中，根据动态测试资料，通过分析所述待分析储层的综合分析系数与单井产能的关系，参照极限产量，确定所述预设分类标准。

根据本发明的一个实施例，在所述储层类型确定步骤中，还根据待设置钻井的地质区域与所述待分析储层中各个钻井的位置关系，确定所述待设置钻井的地质区域的储层类型。

本发明所提供的储层分析方法可以用于对致密低渗砂岩储层的定量分析，其易于实施、可操作性强、是一种多信息融合的定量分析方法，在油气田开发、分析中具有重要的意义，储层的定量分析结果可直接运用于生产中。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的储层分析方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的确定各个钻井的特征参数的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的确定钻井各个特征参数的权重的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

当前国内外储层分析的特点是紧紧围绕勘探开发的需要，进行多学科结合的综合性研究，其总的发展趋势是从宏观到微观，从定性到定量发展。其中，储层的定性分析方法起源较早，至今仍被沿用。这种方法主要是以孔隙度和渗透率为分析依据，将储层分为好、中、差3个等级。另外，该方法也参考其他参数，例如沉积微相、测井参数(泥质含量和饱和度等)、岩石学参数(岩石成分和粒度等)、微观参数(中值压力和中值半径等)，来分析储层的储集性能。

一般来说，对储层进行定性分析的结果是初步的和大略的，而针对目前发现的越来越复杂的油气藏，利用某个参数或某几个参数的简单叠加已无法准确反应储层的储集性能，简单的定性分析也就不能满足油气田的勘探开发要求。

针对国内外发现的大量致密低渗油气田，单个分析参数与储层储集性能间的关系及其复杂，不是简单的正相关或负相关，而是具有很大程度上的不确定性和高度非线性。

因此，储层的半定量分析方法开始得到越来越多人的关注，在这方面不少国内外学者做过大量的研究工作。灰色分析法是储层的半定量分析中一种广泛使用的方法。灰色系统理论法是通过灰色关联分析来寻求系统中各因素的主要关系，找出影响各项分析指数的重要因素，从而掌握事物的主要特征。

主成分分析法是一种多变量的分析方法，为达到分析简化的目的，该方法将数目较多的变量作线性组合，合并成几个主要的新变量-主成分，实现了以较少数目的主成分代表地质变量的主要信息。这样既大大地精简压缩了数据，又再现了原始数据的相关关系及其内在的成因联系。

而随着油气田的勘探开发难度的增加，越来越复杂的油气藏随之出现，储层越来越致密、渗透率越来越小，而且储层具有非均质性强、储层类型复杂等特点。现有的方法和理论不能有效反映储层的储集性能、储层开发是否会达到经济效益。寻找储层、研究储层、认识储层、改造储层，充分发挥储层能量，这就是储层分析研究的最终目的和目标。

本实施例所提供的储层分析方法是综合储层的静态资料和动态资料而开展的综合定量分析方法，以对储层进行系统地、全面性地分析。图1示出了该方法的实现流程图。

如图1所示，本实施例所提供的储层分析方法在特征参数确定步骤S101中根据待分析储层的参数特性，从待分析储层的参数库中确定出待分析储层中各个钻井的特征参数。

能够用于分析储层的特征参数有很多，而这些参数则构成了储层的参数库，该参数库包括：沉积微相、测井参数(例如泥质含量和饱和度等)、岩石学参数(例如岩石成分和粒度等)、微观参数(例如中值压力和中值半径等)、物性参数(例如孔隙度和渗透率等)、成岩作用、非均质性和储层厚度等。由于不同区块的地质条件不同，因此在进行储层分析时，各个储层参数的影响程度也就不同。而如果将储层的参数全部进行分析，那么所需要处理的数据量将过大，这不仅会降低储层分析的效率，还会提高储层分析的成本。

为了减小储层分析过程中所需处理的数据量，本实施例所提供的方法从待分析储层的参数库中选取能够准确分映出该待分析储层的地质特性的储层参数。本实施例所提供的方法分析的是待分析储层中各个钻井所处位置的储层类型，因此，在步骤S101中选出的储层参数也就是各个钻井的特征参数。

本实施例中，从参数库中确定出各个钻井的特征参数时，所遵从的原则主要有三种：一是选出的特征参数需要具有有效性或敏感性，需要能够反应出储层某一方面的特征；二是各个特征参数之间需要具有较强的离散性，各个特征参数之间需要相互无关或相关度较小；三是特征参数需要具有全面性，所选取出的特征参数结合起来需要能够反映出储层的全部主要特征。

如图2示出了本实施例中确定待分析储层中各个钻井的特征参数的具体流程图。

如图2所示，为了避免所选取的特征参数过于片面和主观，本实施例在步骤S201中采用距离分析法对待分析储层的参数库中的各个储层参数进行分析，结合预设地质数据库，从参数库中选取出满足条件的储层参数，得到第一储层参数集。

利用聚类分析法能够按照储层参数本身的结构特征来对储层参数进行分类，其实质就是按照距离的远近将储层参数分为若干个类别，使得类别内储层参数的“差异”尽可能小，类别间“差异”尽可能大。在对参数库中的各个储层参数进行分类的过程中，首先确定距离的基本定义和类间距离的计算公式，随后按照距离的远近，通过把距离接近的数据一步一步归为一类得到可能的聚类结果，最后再利用一些相应的指数来确定聚为几类最为合适。

在得到第一储层参数集后，在步骤S202中结合动态资料对第一储层参数集中的各个储层参数进行单因素分析，并在步骤S203中根据单因素分析的分析结果从第一储层参数集中选取所需要的储层参数，从而得到待分析储层中各个钻井的特征参数。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以其他合理方式来确定出待分析储层中各个钻井的特征参数，本发明不限于此。此外，对于同一类储层，由于在某些情况下可以采用相同的特征参数，因此在本发明的一些实施例中，还可以略去确定特征参数的步骤，而是直接采用相近的储层中各个钻井的特征参数作为待分析储层中各个钻井的特征参数，本发明同样不限于此。

再次如图1所示，在确定出待分析储层中各个钻井的特征参数后，本实施例所提供的方法在特征参数标准化步骤S102中，对待分析储层中各个钻井的特征参数进行标准化，从而得到各个特征参数的标准值。

本实施例中，在步骤S101中所确定出的各个钻井的特征参数包括定性特征参数和定量特征参数。而对于这两种特征参数，本实施例所提供的方法分别采用 不同的方式来对其进行标准化。

具体地，对于定性特征参数，根据该特征参数对待分析储层的影响程度指数来确定出该特征参数的标准值。本实施例中，各个特征参数的标准值均分布在0～1之间，如果定性特征参数对待分析储层的影响程度指数越高，那么该特征参数的标准值越大(即越接近于1)。

对于定量特征参数，如果该特征参数的取值与储层的质量呈正比关系(即该特征参数的取值越大，储层的质量越高)，那么本实施例在步骤S102中根据如下表达式来确定该特征参数的标准值：

$X_{j\_s}^i=(X_j^i-X_j^{\min })/(X_j^{\max }-X_j^{\min })---\left(1\right)$

其中，表示第i口钻井的第j个特征参数的标准值，表示第i口钻井的第j个特征参数的参数值，和分别表示待分析储层中各个钻井的第j个特征参数的最大值和最小值。

而如果该特征参数的取值与储层的质量呈反比关系(即该特征参数的取值越小，储层的质量越高)，那么本实施例在步骤S102中根据如下表达式来确定该特征参数的标准值：

$X_{j\_s}^i=(X_j^{\max }-X_j^i)/(X_j^{\max }-X_j^{\min })---\left(2\right)$

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他合理的方式来对各个钻井的特征参数进行标准化，本发明不限于此。

在特征参数权重确定步骤S103中，对于各个特征参数，采用预设分析模型，确定各个钻井的各个特征参数的权重。图3示出了本实施例所提供的储层分析方法中确定钻井的各个特征参数的权重的流程图。如图3所示，在步骤S301中，对于各个钻井，根据各个特征参数的重要程度指数，利用模糊数据的两两比较法对各个特征参数进行定量计算。

具体的，通过对各个特征参数的相对重要程度指数进行两两比较，将相对重要的特征参数的权重参考值设置为第一参考值，将相对次要的特征参数的权重参考值设置为第二参考值。而如果进行两两比较的两个特征参数的重要程度指数相等，则将这两个特征参数的权重参考值设置为第三参考值。其中，第一权重参考值的取值大于第三权重参考值的取值，且第三权重参考值的取值大于第二权重参考值的取值。

例如，对某一钻井的特征参数进行两两比较时，如果在某一次比较过程中， 第一个特征参数(例如无阻流量)的重要程度指数大于第二个特征参数(例如气层厚度)的重要程度指数，那么在该次比较结果中，第一个特征参数的权重参考值的取值为2，第二个特征参数的权重参考值的取值为0。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，在对钻井的特征参数进行两两比较时，根据比较结果还可以将特征参数的权重参考值设置为其他合理值，本发明不限于此。

在步骤S302中，根据钻井的各个特征参数在进行两两比较时的权重参考值的取值，计算得到各个特征参数的累加权重参考值以及该钻井的所有特征参数的权重参考总值。

对于某个钻井的m个特征参数，在每一次两两比较时，其特征参数的权重参考值均可以取到一个值(例如第一权重参考值、第二权重参考值或第三权重参考值)。这样该钻井的每一个特征参数将有m-1个取值，而将各个特征参数的这m-1个取值累加便可以得到各个特征参数的累加权重参考值。而通过将m个特征参数的累加权重参考值进行求和，便可以得到该钻井的所有特征参数的权重参考总值。

在步骤S303中，计算钻井的各个特征参数的累加权重参考值与该钻井的所有特征参数的权重参考总值的比值，由此便分别得到该钻井的各个特征参数的权重。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他合理方式来确定储层中各个钻井的各个特征参数的权重。

在此如图1所示，得到钻井的各个特征参数的标准值和权重后，在步骤S104中便可以根据各个特征参数的标准值和权重，计算得到待分析储层中各个钻井的综合分析系数。本实施例中，采用如下表达式计算待分析储层中各个钻井的综合分析系数：

$Y^i=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\left(k_j^i{X}_{j\_s}^i\right)---\left(3\right)$

其中，Yⁱ表示第i口钻井的综合分析系数，和分别表示第i口钻井的第j个特征参数的标准化值和权重，m表示第i口钻井的特征参数的总数。

得到待分析储层中各个钻井的综合分析系数后，在步骤S105中便可以根据这些综合分析系数，基于预设分类标准，确定出待分析储层中各个钻井所处位置的储层类型。

本实施例中，根据动态试气资料，通过分析储层的综合分析系数与单井的产能关系，参照极限产量界限(例如开发经济极限产量界限)，构建出储层的分类标准。通常将储层类型分为四类，即第一类储层、第二类储层、第三类储层和第四类储层。其中，第一类储层为高产层，综合分析系数较高；第二类储层为目前工程技术条件下经济可动用层，综合分析系数次之；第三类储层为潜在可动用层，综合分析数据较低；第四类储层为经济无效层，综合分析系数通常接近于零。

在步骤S105中，将待分析储层中各个钻井的综合分析系数与预设系数阈值进行比较，根据比较结果便可以确定出各个钻井所处位置处的储层类型，这样也进一步地确定出平面上各类储层的分布范围。

本实施例所提供的方法在储层类型确定步骤中，还可以根据待设置钻井区域与待分析储层中各个钻井的位置关系，确定待设置钻井区域的储层类型，从而为井位部署和产能建设提供地质依据。

为了更加清楚地体现本实施例所提供的储层分析方法的可靠性以及适用性，以下以利用该方法对鄂尔多斯盆地某气田中某钻井进行分析为例来进行说明。

鄂尔多斯盆地某气田储层为低渗砂岩储层，储层的地质和测井信息响应差异小，储层定性评价、半定量评价难度大。本实施例在气田低渗储集层的岩性、物性、孔隙结构特征研究和产能分析的基础上，应用模糊决策定量分析方法，综合岩性、物性(孔隙度、渗透率)、含气性(含气饱和度)及产能等参数，进行储层综合分析，优选有利区带来进行井位部署和产能建设。

对于难动用储量的储层分析而言，要做到科学、准确、合理地分析，就必须充分结合具体油气田的实际，确定一个比较有效的特征参数集，这样的特征参数集应当具有全面性、有效性和离散性。目前国内各个油气田的难动用储量情况千差万别，很难给出一个适合于各具体油气田的特征参数集，本实施例主要根据目前油气田的开发实践资料，利用聚类分析法和单因素分析法，确定出适用于该钻井的特征参数集，其包括：微相类型、孔隙度、渗透率、饱和度、气层厚度、产能。

在对该钻井的特征参数进行标准化的过程中，首先对各特征参数做自身评分，每个指标都进行标准化。表1示出了本实施例中各个特征参数的标准值数据。这样严格定量化的特征参数计算出的结果值都是越大越对储层有利，而非严格化的特征参数依各自情况而定。

表1

本实施例采用专家评判法和两两比较法确定各个指标的权重系数。其基本思想是根据预设专家数据库确定出各个特征参数的相对重要程度，并进行两两比较，较为重要的得2分，次要的得0分，若认为二者重要程度相同，则各得1分。最后将各个参数的得分累加，再分别除以得分总数，即可求得各评价参数的权重。

本实施例中，利用预设专家库所确定出的各个特征参数的重要程度为：无阻流量>气层厚度>含气饱和度>渗透率>孔隙度>微相类型。利用两两比较法得出，无阻流量的权重为0.31，气层厚度的权重为0.25，含气饱和度的权重为0.19，渗透率的权重为0.14，孔隙度的权重为0.08，微相类型的权重为0.03。

以各个特征参数自身评分与特征参数的权重相乘便可得各个特征参数的单项得分，把各个特征参数的单项得分累积后以百分制便可以得到该钻井的综合分析系数，即该钻井的油气分布综合得分。需要指出的是由于参与分析的特征参数较多，数学平均值总体不会太高，但却可以反映油气分布的相对大小。

根据动态试气资料，通过分析储层的综合评价系数与单井的产能的关系，参照开发经济极限产量界限，划分储层的分类标准。将待分析区储集层分为四种类型。其中第一类储层为高产层，其无阻流量大于8万方/日，综合分析系数大于0.4；第二类储层为目前工程技术条件下经济可动用层，其无阻流量4～8万方/日， 综合分析系数为0.2～0.4；第三类储层为潜在可动用层，其综合分析系数为0～0.2，其通常可作为多层合采对象；第四类储层为经济无效层，综合分析系数为0。

根据以上评价方法对鄂尔多斯盆地某气田未动用区分小层开展储层综合分析。以太原组为例，T2-1小层储层主要发育在砂体条带的南部区域，第一类储层主要分布在研究区中南部和东南部、北部零星分布；第二类储层分布范围较大，主要沿中部的条带分布。综合16个小层的评价结果，H1-1、S2-2、S2-1、T2-1小层中第一类储层和第二类储层较发育，是开发选区的主要层系。经新完钻井验证，分析确定的第一类和第二类储层区域的产能较高，例如X66-47井的T2段无阻流量为3.7万方/日，X66-50井的T2段无阻流量为4万方/日，X66-57井的T2段无阻流量为3.46万方/日。

本实施例提供的定量分析方法可以用于对致密低渗砂岩储层的定量分析，其易于实施、可操作性强、是一种多信息融合的定量分析方法，在油气田开发、分析中具有重要的意义，储层的定量分析结果可直接运用于生产中。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。