巖石物理相的研究及應(yīng)用課件

巖石物理相研究及應(yīng)用2006年8月17日主要內(nèi)容1、巖石物理相的概念2、研究進(jìn)展3、巖石物理相研究內(nèi)容4、巖石物理相的表征方法5、巖石物理相的劃分6、用模糊聚類方法劃分巖石物理相7、MRIL測井的應(yīng)用8、小結(jié)1、巖石物理相的概念（PetrophysicalFacies)1.1 概念的提出上世紀(jì)70年代由Schlumberger國際服務(wù)公司率先提出以測井精細(xì)解釋為主導(dǎo)技術(shù)的油藏描述技術(shù)（ResevoirDescriptionTechnology)。這一技術(shù)首次將地質(zhì)、測井、地震、生產(chǎn)測試等油田技術(shù)緊密地結(jié)合起來，以油藏地質(zhì)體為研究對象，綜合運(yùn)用以上技術(shù)，對油藏的幾何形態(tài)、儲(chǔ)層的地質(zhì)特征、流體的性質(zhì)以及油藏的空間展布進(jìn)行多學(xué)科綜合研究，最終給出油藏的三維可視化模型。1、基本概念引自熊綺華等《現(xiàn)代油藏描述技術(shù)及其應(yīng)用》石油學(xué)報(bào)（1994）增刊巖石物理相從這個(gè)流程圖中可以看出，巖石物理相是巖相、儲(chǔ)集相以及成巖模型的綜合反映，是油藏描述中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。1、基本概念1、巖石物理相的概念（PetrophysicalFacies)1.2 巖石物理相通過油藏描述技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層屬性的好壞往往不決定于單一的因素，并且也不是一成不變的，而是各種地質(zhì)條件，包括沉積作用、成巖作用、后期構(gòu)造改造作用等因素綜合作用的結(jié)果，同時(shí)還將隨著油田開發(fā)程度的提高而不斷地變化。而儲(chǔ)層屬性的變化最直接的反映在巖石物性的變化，可以說巖石物性是宏觀儲(chǔ)層屬性的基本單元。1、基本概念1、巖石物理相的概念（PetrophysicalFacies)1.2 巖石物理相正是認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，石油大學(xué)熊綺華教授提出了“巖石物理相”的概念。熊教授認(rèn)為：巖石物理相是多種地質(zhì)作用形成的成因單元，它是沉積微相、成巖儲(chǔ)集相、后期構(gòu)造改造等作用的綜合效應(yīng)，它最終表征為現(xiàn)今的孔隙幾何學(xué)特征－孔隙模型。1、基本概念2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1994年，石油大學(xué)熊綺華教授等將巖石物理相定義為：巖石物理相是沉積作用、成巖作用和后期構(gòu)造作用的綜合效應(yīng)，它最終表現(xiàn)為現(xiàn)今的孔隙幾何學(xué)特征－孔隙模型。

熊教授同時(shí)詳細(xì)闡明了巖石物理相研究中的兩大要素、表征參數(shù)和相應(yīng)的研究思路和研究方法。姚光慶等（1995)、呂曉光等（1997)、戴厚柱（1998)、郭燕華等（2000)、程會(huì)明等（2002)、代金友等（2003)等也都相繼開展了這方面的研究。3、巖石物理相的表征方法巖石物理相的表征參數(shù)（包括4種類型的參數(shù)）：1、巖石骨架參數(shù)：礦物成份，顆粒大小與分布，分選，磨圓度，膠結(jié)等結(jié)構(gòu)特征參數(shù)2、孔隙網(wǎng)絡(luò)特征：孔隙類型，孔喉大小、孔喉配位數(shù)、迂曲度以及毛管壓力曲線特征等表征孔喉網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)3、孔隙內(nèi)黏土礦物敏感性特征：黏土礦物成份，產(chǎn)狀，組合類型、含量以及流體通過時(shí)引起的儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)變化的敏感性4、孔隙表面特征：粗糙度、潤濕性等4、巖石物理相的研究內(nèi)容主要涉及以下內(nèi)容：沉積相和沉積微相的研究成巖儲(chǔ)集相的研究微觀孔隙結(jié)構(gòu)孔隙表面特征：粗糙度、潤濕性等巖石骨架參數(shù)：礦物成份，顆粒大小與分布，分選，磨圓度，膠結(jié)等結(jié)構(gòu)特征參數(shù)4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究沉積相和沉積微相的研究是地質(zhì)研究的基礎(chǔ)，沉積微相研究的方法也由原先的定性向半定量，定量化，自動(dòng)化的方向發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)沉積微相定量自動(dòng)化的劃分就必須借助于測井資料。

4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究實(shí)際上，早在1979年，O’Serra就提出了電相(electro-face)的概念，從而在測井和地質(zhì)這個(gè)學(xué)科間架起了一座相互溝通的橋梁，使得利用測井資料研究沉積相和沉積微相成為可能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，沉積微相的研究逐漸定量化。利用測井資料劃分沉積微相屬于人工智能的范疇，從大的分類來看，可以分為2種:一種是無監(jiān)督信號(hào)的模式識(shí)別方法，如馬世忠等人，提出的定量自動(dòng)識(shí)別測井微相的數(shù)學(xué)方法；另一種是有監(jiān)督信號(hào)的模式識(shí)別方法，如冉啟全等人，提出的利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別測井微相的方法。大量的油田資料表明，最能反映沉積微相特征的常規(guī)測井資料是自然電位(SP)、自然伽馬(GR)和微電阻率曲線。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究

定量自動(dòng)化劃分沉積微相可參考的最新的文獻(xiàn)主要有：冉啟全，李仕倫，李元元.用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別沉積微相.石油勘探與開發(fā)，1995，22(2)

文政，雍世和，，王中文.應(yīng)用測井資料定量識(shí)別沉積微相.沉積學(xué)報(bào)1996；14(1)

馬世忠，黃孝特，張?zhí)?定量自動(dòng)識(shí)別測井微相的數(shù)學(xué)方法.石油地球物理勘探，2001；35(5)

劉紅歧，彭仕宓，夏宏泉等測井曲線元數(shù)學(xué)特性及沉積微相定量識(shí)別中國海上油氣，2004；16(6)4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－測井曲線形態(tài)特征分析1.巖性巖性是劃分沉積微相的主要依據(jù)，因此首先要初步地估算巖性類型。通常根據(jù)GR或SP曲線，按照常規(guī)的計(jì)算泥質(zhì)含量的方法，確定巖性，當(dāng)然這樣確定的巖性并不是很準(zhǔn)確，只是起到指示沉積微相的作用。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－測井曲線形態(tài)特征分析

2.曲線的比幅度是指曲線的幅度與其厚度的比，顯然指形曲線的比幅度應(yīng)該較大，其它形態(tài)相對較小。此外比幅度也在一定程度上反映巖性的變化。實(shí)際計(jì)算時(shí)，分別尋找層內(nèi)最大和最小值，以是GR曲線為例，最小值與厚度的比定義為左比幅度，最大值與厚度的比定義為右比幅度。顯然左比幅度越大，粒度越粗；相反，粒度變細(xì)。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－測井曲線形態(tài)特征分析3.曲線的方差曲線的實(shí)際上反映了粒度的分選性。如果粒度分選好，物性變化不大，測井曲線則近似為直線，測井?dāng)?shù)據(jù)的均值主要集中在曲線元的中部，只有頂?shù)讛?shù)據(jù)與均值偏差大一些，因此方差較小。這種情形對應(yīng)了箱形曲線元。如果粒度分選性差，說明物性變化較大，反映到測井曲線上，則有一定的起伏，曲線元可能為漏斗形、鐘形或者指形，其測井?dāng)?shù)據(jù)相對分散，有相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)遠(yuǎn)離均值，必然導(dǎo)致方差較大。實(shí)際的計(jì)算表明，大段的泥巖層，其方差是各種沉積環(huán)境中最小的，對應(yīng)于河道間、支流間灣或三角洲泥的沉積。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－沉積微相的自動(dòng)判別

表1是以GR曲線為例，對于幾種常見的曲線形態(tài)，計(jì)算以上參數(shù)。對于鐘形，上段曲線變化平緩，下部變化劇烈。漏斗形則恰恰相反，箱形和指形曲線兩個(gè)斜率近似相等。表1中曲線的共同特征是上斜率都是負(fù)值，下斜率都是正值。如果曲線為GR曲線，斜率負(fù)值表示巖性變粗，正韻律，如果曲線為電阻率曲線則相反。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－自動(dòng)化分沉積微相

5.自動(dòng)劃分沉積單元和沉積微相的步驟根據(jù)以上的研究，自動(dòng)劃分沉積微相的步驟是：選擇分層的曲線，一般選擇GR、SP或微電極曲線；給定分層的一些初始參數(shù)；自動(dòng)分層；分層深度調(diào)整；（如果有小層分層數(shù)據(jù)則以上幾步省略）曲線形態(tài)特征刻畫；估算巖性；劃分沉積微相。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.1沉積相和沉積微相的研究－自動(dòng)化分沉積微相實(shí)例6.自動(dòng)劃分沉積微相的實(shí)例蘇里格氣田主要產(chǎn)氣層段位于二疊系的石盒子組和山西組。其中山西組和石盒子。其沉積特征如下：山西組是一套以分流河道為主的砂泥巖沉積，夾煤層。巖性為細(xì)砂巖、中砂巖，泥質(zhì)常含不規(guī)則條帶及保存完好的化石，厚度在40m左右。下石盒子組主要為一套河流－三角洲相沉積，巖性為淺灰色含礫粗砂巖、灰－灰白色中粗砂巖及灰綠色長石砂巖。厚度為140－160m左右。成巖作用類型成巖作用類型壓實(shí)作用（中等壓實(shí)為主，次為強(qiáng)壓實(shí)）膠結(jié)作用（中等膠結(jié)為主，次為弱膠結(jié)）溶解作用（形成粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？祝?/p>

使儲(chǔ)層物性變差碳酸鹽膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、自生粘土礦物膠結(jié)、其它自生礦物膠結(jié)長石溶解、方解石膠結(jié)物溶解、巖屑溶解、粘土雜基溶解使儲(chǔ)層物性變好成巖作用階段劃分4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)成巖儲(chǔ)集相是指影響儲(chǔ)層性質(zhì)的某種或幾種成巖作用和其特有的儲(chǔ)集空間（縫、孔、洞）的組合。成巖儲(chǔ)集相的研究包括對成巖作用、成巖階段劃分、成巖序列以及成巖模式的研究，最后再根據(jù)成巖參數(shù)，如視膠結(jié)率（pc)，微孔隙率（mp)，成巖系數(shù)以及孔隙度（φ）和滲透率(k)等參數(shù)對成巖儲(chǔ)集相進(jìn)行劃分4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型蘇里格氣田蘇6區(qū)塊砂巖儲(chǔ)層主要為水下分流河道微相、河口壩微相和遠(yuǎn)砂壩微相。儲(chǔ)層的沉積環(huán)境決定了其孔、滲性能的好壞，所以利用沉積相對儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行定量表征進(jìn)行約束，則更能夠反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的真實(shí)空間展布規(guī)律。把滲透率與毛管壓力曲線特征參數(shù)分別進(jìn)行非線性單相關(guān)分析，結(jié)果表明孔喉大小和喉道分選程度是影響蘇里格氣田儲(chǔ)層孔滲性的主要因素，包括排驅(qū)壓力(Pd)、最大孔喉半徑(Rd)，平均孔喉半徑(Rm)，孔喉半徑均值(Dm)和分選系數(shù)(Sp)等參數(shù)，分析結(jié)果見表2。4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型

4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型

4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型4、巖石物理相的研究內(nèi)容4.3巖石物理相的微觀孔隙結(jié)構(gòu)－

基于相控建模的微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測井解釋模型利用GridStat三維建模軟件，對上述微觀參數(shù)的空間分布特征進(jìn)行了研究。首先根據(jù)相控模型計(jì)算了工區(qū)內(nèi)所有井的微觀參數(shù)值，構(gòu)成基本的三維數(shù)據(jù)體，采用Kriging方法進(jìn)行井間參數(shù)預(yù)測，然后繪制了各參數(shù)的三維模型和各個(gè)方向的剖面圖4、巖石物理相的研究內(nèi)容

4、巖石物理相的研究內(nèi)容

4、巖石物理相的研究內(nèi)容

4、巖石物理相的研究內(nèi)容

4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容

圖6-15蘇里格氣田孔隙類型分布圖4、巖石物理相的研究內(nèi)容根據(jù)儲(chǔ)層砂巖的壓汞法測定的微觀孔喉參數(shù)特征及壓汞典線特征，將工區(qū)儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)分為4類。4、巖石物理相的研究內(nèi)容巖石物理相表征的參數(shù)

主要參數(shù)包括：1泥質(zhì)含量(Vsh)，粒度中值(Md)泥質(zhì)含量和粒度中值主要反映儲(chǔ)層的巖石相特征2孔隙度(φ)，滲透率(k)孔隙度、滲透率反映儲(chǔ)層的物性特征

3FZI(流動(dòng)帶指標(biāo))值反映儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征。FZI的確定方法及地質(zhì)意義如下：（根據(jù)KozenyCarman關(guān)系式）4、巖石物理相的研究內(nèi)容式中k：滲透率，μm2；φ：有效孔隙度；Fs：形狀因子；t：彎曲度；：單位顆粒的比表面。令

Gc

為一表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)4、巖石物理相的研究內(nèi)容研究結(jié)果表明，束縛水飽和度Swi

、比表面Sgv與FZI關(guān)系密切，F(xiàn)ZI(μm)是把結(jié)構(gòu)和礦物地質(zhì)特征結(jié)合起來判定不同孔隙幾何特征的一個(gè)參數(shù)。將上面的算式整理就可以得到如下的FZI與滲透率和有效孔隙度的關(guān)系式：4、巖石物理相的研究內(nèi)容巖石物理相表征的參數(shù)

泥質(zhì)含量、粒度中值、孔隙度、滲透率等宏觀參數(shù)的測井解釋－相控測井解釋模型

對巖心分析的孔隙度和滲透率資料統(tǒng)計(jì)表明，發(fā)現(xiàn)工區(qū)孔滲參數(shù)分區(qū)分帶性很強(qiáng)，物性分布是受沉積相控制的，因此，可對于孔滲參數(shù)，在完成測井資料標(biāo)準(zhǔn)化、巖心－測井資料歸位的基礎(chǔ)上，將巖芯分析孔隙度與補(bǔ)償中子，巖性密度，聲波時(shí)差三條曲線分別按照綜合和分沉積微相的思路建立孔隙度解釋模型。

4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容4、巖石物理相的研究內(nèi)容5.1巖石物理相的命名采用沉積微相、成巖儲(chǔ)集相及孔喉大小綜合命名法5.2巖石物理相的分類－多采用模糊數(shù)學(xué)和聚類分析的方法

5、巖石物理相的劃分設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，aij為j個(gè)單元的第i個(gè)評(píng)價(jià)因素的指標(biāo)特征量。表征巖石物理相的參數(shù)可以分為越大越好型和越小越好型兩類，對于k，F(xiàn)ZI，Md等越大越好型參數(shù)應(yīng)用以下相對隸屬度公式來描述5、巖石物理相的劃分式中rij—j個(gè)單元的第i個(gè)評(píng)價(jià)因素的指標(biāo)隸屬度；maxaij—為第i個(gè)指標(biāo)特征量的最大值。

對于Vsh等越小越好型參數(shù)可先取其倒數(shù)，然后再用下面的式子計(jì)算其對于優(yōu)的隸屬度。即式中aij’為aij的倒數(shù)。各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重向量為：W=(W1，W2，?，Wm)T(9)Wi為第i項(xiàng)指標(biāo)(參數(shù))的權(quán)重，i=1，2，?，m。5、巖石物理相的劃分上式即為求得的模糊優(yōu)化綜合指標(biāo)，以此可以進(jìn)行儲(chǔ)層巖石物理相的劃分。5.3應(yīng)用實(shí)例蘇里格氣田為扇三角洲產(chǎn)物。儲(chǔ)層孔隙度10%～23%；滲透率最低0.015×10-3μm2，最高達(dá)幾千毫達(dá)西研究結(jié)果表明，相同的巖性相對應(yīng)于較大范圍的物性參數(shù)值，存在不同的巖石物理相。以后鉆的16口取心檢查井資料進(jìn)行研究，對巖心進(jìn)行歸位處理后，統(tǒng)計(jì)530多個(gè)自然層或?qū)觾?nèi)相對均質(zhì)段的5、巖石物理相的劃分各項(xiàng)參數(shù)平均值，并對照巖心分析其主要巖石類型，計(jì)算各自然層或?qū)觾?nèi)相對均質(zhì)段的FZI值。在此基礎(chǔ)上，采用模糊優(yōu)化理論進(jìn)行儲(chǔ)層巖石物理相的綜合劃分。考慮不同參數(shù)貢獻(xiàn)大小不同，對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的k，F(xiàn)ZI，Md，Vsh，φ分別賦予權(quán)值0.3，0.3，0.1，0.1和0.2。在微機(jī)上編程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果結(jié)合儲(chǔ)層巖石相分析劃分為5類巖石物理相。5、巖石物理相的劃分儲(chǔ)層巖石物理相是沉積作用，成巖作用和后期構(gòu)造改造等作用的綜合反映。儲(chǔ)層巖石物理相研究是儲(chǔ)層精細(xì)表征的必然結(jié)果和要求?？紫抖?φ)，滲透率(k)，泥質(zhì)含量(Vsh)，粒度中值(Md)及FZI(流動(dòng)帶指標(biāo))值等都是描述巖石物理相的重要參數(shù)，例如FZI值是把結(jié)構(gòu)和礦物地質(zhì)特征結(jié)合起來判定不同孔隙幾何相的一個(gè)參數(shù)。根據(jù)FZI及其它巖性物性參數(shù)，采用最優(yōu)化綜合評(píng)判的方法可以定量劃分巖石物理相。5、巖石物理相的劃分

巖石物理相是指具有一定巖石物理特性的儲(chǔ)層成因單元，是沉積作用、成巖作用和后期構(gòu)造作用的綜合效應(yīng)，它最終表現(xiàn)為現(xiàn)今的儲(chǔ)層孔隙網(wǎng)絡(luò)特征。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相2.巖石物理相兩個(gè)原理和研究方法巖石物理相的研究以疊加和延展原理為基礎(chǔ)。延展原理：巖石物理相首先是儲(chǔ)層沉積微相、成巖儲(chǔ)集相和裂縫相從點(diǎn)(井點(diǎn)或控制點(diǎn))到面(單砂層、砂層組)上的延拓，即延展到平面上的三種相帶6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相2.巖石物理相兩個(gè)原理和研究方法疊加原理：平面上三種相帶的有機(jī)疊合形成了現(xiàn)今的孔隙網(wǎng)絡(luò)特征。巖石物理相的劃分方法：主要有疊加法，加權(quán)平均法，對應(yīng)分析法，主因素法，模糊判別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，聚類分析等方法。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相巖石物理相作為一種新的儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)。具體研究流程可概括為：（1）在儲(chǔ)集層精細(xì)劃分對比基礎(chǔ)上，利用研究區(qū)實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)資料、多井評(píng)價(jià)成果和沉積相、成巖儲(chǔ)集相、裂縫研究成果，研究巖石微相、成巖儲(chǔ)集相、裂縫平面劃分與展布。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相（2）將巖石微相、成巖儲(chǔ)集相、裂縫有機(jī)疊加劃分出巖心儲(chǔ)集層巖石物理相類型。（3）充分利用測井信息、地震信息，分別表征出地震、測井儲(chǔ)集層巖石物理相。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相（4）以巖心儲(chǔ)集層巖石物理相刻度測井巖石物理相，以測井巖石物理相刻度地震巖石物理相，最終確定油田規(guī)模、油組規(guī)模、小層規(guī)模、單砂體規(guī)模儲(chǔ)集層巖石物理相。（5）對不同規(guī)模儲(chǔ)集層進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)油田勘探與開發(fā)。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相疊加法

指將沉積微相、成巖相、裂縫平面圖進(jìn)行疊加，以其交集作為巖石物理相分類依據(jù)。這種方法思路清晰，但在實(shí)際操作中工作量大，容易受人為因素的影響。加權(quán)平均法

是指選擇沉積微相、成巖相、裂縫的各井點(diǎn)、各層位的歸一化數(shù)值及權(quán)系數(shù)值，根據(jù)選定的綜合評(píng)判函數(shù):來計(jì)算Pf值。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相其中：Pf為巖石物理相系數(shù)xi為表征巖石物理相特性的參數(shù)

ai

為加權(quán)系數(shù)

n為參數(shù)個(gè)數(shù)。

這種方法操作簡單，但對各種因素所占的權(quán)系數(shù)值很難確定，因此存在人為誤差。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相對應(yīng)分析法指將通過因子分析方法，將變量和樣品反應(yīng)到同一因子平面上，以揭示樣品和變量間的關(guān)系，可以從因子載荷圖上對樣品進(jìn)行直觀的分類。這種方法雖然能把地質(zhì)解釋樣品特征變量的重要程度反映出來，并對樣品進(jìn)行分類，但實(shí)際應(yīng)用中，它一般分多步進(jìn)行，操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤差傳導(dǎo)。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相主因素法指由一系列反映儲(chǔ)層巖石物理特征的參數(shù)，包括沉積、物性、孔喉大小、孔喉的均質(zhì)和連通狀況、成巖作用程度等來劃分巖石物理相。首先利用因子分析把數(shù)量較多的因子歸結(jié)為幾個(gè)綜合因子，然后用主成分判別分析方法對多種影響因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最終得到一個(gè)綜合評(píng)判系數(shù)，據(jù)此進(jìn)行巖石物理相分類。此方法實(shí)現(xiàn)過程工作量大，操作煩雜。另外，如加入物性等因素則與儲(chǔ)層巖石物理相強(qiáng)調(diào)從儲(chǔ)層成因出發(fā)來表征儲(chǔ)層成因機(jī)理的含義不符。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相此外，聚類分析，模糊聚類，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法都屬于模式判別的范疇，他們都是先要有一定的標(biāo)準(zhǔn)樣本，經(jīng)過學(xué)習(xí)，然后采用一定的分類標(biāo)準(zhǔn)，對未知樣板進(jìn)行判別。關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要做單獨(dú)介紹，這里先不講。下面通過一個(gè)實(shí)例，講述模糊聚類分析的研究方法。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相以棗南油田為例，講述模糊聚類劃分巖石物理相的方法。這一方法能較好地反映儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的成因特征。

油田概況

棗南油田位于河北省滄縣境內(nèi)，是一個(gè)典型的陸相湖泊沖積扇沉積形成的復(fù)式斷塊油藏。它處于黃驊凹陷孔店構(gòu)造帶中部孔西主斷層的南側(cè)，風(fēng)化店構(gòu)造的南翼。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相

油田概況

棗南斷塊新生界孔店組孔一段Ⅴ油組油藏是油田的主力油藏，沉積環(huán)境為沖積扇扇中亞相。該油組砂泥互層，儲(chǔ)層以細(xì)砂巖為主，平均孔隙度為22.5%，滲透率為168×10-3μm2。Ⅴ油組共分13小層，小層平均厚度為20m。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相模糊聚類劃分巖石物理相方法

直接從儲(chǔ)層巖石物理相的概念出發(fā)或利用因子分析劃分巖石物理相都存在一些缺點(diǎn)。采用模糊聚類方法進(jìn)行巖石物理相劃分時(shí)，把樣品看作是歐氏空間的點(diǎn)，用樣品隸屬度進(jìn)行分類。這種方法避免了多步法的復(fù)雜，防止了誤差的傳遞。在參數(shù)一定的情況下，不存在人為因素的影響，類間特征明顯。

6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相設(shè)對于m維總體U的一個(gè)樣本A，樣本長度為n(已知)，由于樣品m個(gè)特征(已知)的物理量量綱不同，所以先對其進(jìn)行規(guī)格化。公式如下:6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相

聚陣R經(jīng)規(guī)格化后變換為元素在[0，1]區(qū)間的模糊特征聚陣:m為特征值的個(gè)數(shù)，n為樣本數(shù)6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相將容量為n的樣本A分為c類，樣品的每一類都有一個(gè)中心位置，稱為聚類中心，描述該聚類中心的矩陣表示為：式中，Sih表示第h類聚類中心特征i的聚類中心值，由聚類過程中按照給定類別數(shù)多次迭代確定。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相

樣品隸屬度矩陣為：把表征樣品特征的權(quán)值記為wi，滿足6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相

隸屬度：是模糊數(shù)學(xué)中基本概念，他是指一個(gè)模糊量隸屬于一個(gè)（模糊）集合的程度。例如模糊量c，他的定義空間是[0，1]，c=0.2，那么他的隸屬度是0.2/(1-0)＝0.2。隸屬函數(shù)：是模糊集合論中最基本的概念之一，也是模糊集合理論應(yīng)用于實(shí)際問題的基礎(chǔ)和橋梁，一個(gè)模糊對象，只有給出符合實(shí)際的隸屬度函數(shù)，才能應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)得方法進(jìn)行分析計(jì)算。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相

在聚類中心確定后，可用樣品j距中心模式h的隸屬度矩陣來判斷樣品的類別。表示如下:聚類過程是采用區(qū)域搜索的迭代過程實(shí)現(xiàn)的，

即確定聚類中心和隸屬度矩陣。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相聚類參數(shù)的選擇用反映沉積作用和成巖作用的參數(shù)來表征樣品的沉積微相和成巖相的疊加特征，對于孔一段Ⅴ油組，設(shè)n=220，m=6，c=5。該聚類基于小層內(nèi)砂巖平均參數(shù)。反映沉積作用的參數(shù)包括:聲波時(shí)差Δt、砂巖厚度h、小層中砂巖比例Sb、砂巖中泥質(zhì)含量Vsh。反映成巖作用程度的參數(shù)有視壓實(shí)率α和視膠結(jié)率β。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相聚類類型特征

選取上述參數(shù)對孔一段Ⅴ油組進(jìn)行聚類，結(jié)果見表16.用模糊聚類方法劃分巖石物理相從表中可以看出:(1)隨著巖石物理相由差變好，α和β均由高變低，說明使儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性變差的壓實(shí)、膠結(jié)作用減弱，而使儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性變好的溶解作用增強(qiáng)。(2)隨著巖石物理相由差變好，表征沉積的參數(shù)變化不一，Δt和Sb增高，Vsh降低，h對物理相的響應(yīng)不明顯。(3)PF1相相對較高，壓實(shí)率中等，膠結(jié)率中等偏弱，表明使儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能變差的成巖作用弱，儲(chǔ)集性能好。統(tǒng)計(jì)表明，此類巖石物理相有效孔隙度均值為23.462，滲透率均值為314.804×10-3μm2。PF2相有效孔隙度均值為22.935，滲透率均值為263.548×10－3μm2。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相PF3相有效孔隙度均值為21.661，滲透率均值為154.271×10-3μm2。PF4相有效孔隙度均值為18.781，滲透率均值為52.961×10-3μm2。PF5相有效孔隙度均值為101335，滲透率均值為9.1218×10-3μm2。

(4)巖石物理相是沉積微相和成巖儲(chǔ)集相的交集，好的巖石物理相儲(chǔ)層對應(yīng)好的巖性、物性和儲(chǔ)集性能。其中PF5相為致密砂巖，在合注合采的情況下很難動(dòng)用。(5)PF3相盡管砂巖比例低、砂巖中泥質(zhì)含量較高，但由于其成巖作用中等，所以儲(chǔ)集物性中等。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相開展儲(chǔ)層巖石物理相研究的目的在于對油氣儲(chǔ)集層進(jìn)行質(zhì)量分類、預(yù)測高產(chǎn)、低產(chǎn)區(qū)。由于孔一段Ⅴ油組小層多為合注合采，不易進(jìn)行產(chǎn)量劈分，所以采用綜合單井產(chǎn)層的產(chǎn)能資料和小層物理相信息，對單井進(jìn)行物理相劃分和產(chǎn)能評(píng)估。對應(yīng)4類有效物理相儲(chǔ)層分了4類單井物理相。表2是利用182口井單井物理相與用井史計(jì)算的產(chǎn)油指標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。巖石物理相的應(yīng)用6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相其中：

PF類型是指單井生產(chǎn)層段的物理相類型累積生產(chǎn)時(shí)間是指生產(chǎn)井的生產(chǎn)天數(shù)累積產(chǎn)油量是指生產(chǎn)井未報(bào)廢或轉(zhuǎn)注前的總產(chǎn)油量日均產(chǎn)油量是指單井生產(chǎn)井段的累積產(chǎn)油量與生產(chǎn)時(shí)間的比值每米每日平均產(chǎn)油量是指生產(chǎn)井所有生產(chǎn)月份的月產(chǎn)油/(月生產(chǎn)天數(shù)當(dāng)月有效厚度)的均值6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相其中：有效厚度是指生產(chǎn)井所有月份的有效厚度的均值；井?dāng)?shù)是某一物理相類型井的數(shù)目；均值、最大值、最小值是同一物理相類型井中產(chǎn)能參數(shù)的均值、最大值、最小值。6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相從表2可以看出，從PF1相變化到PF4相，各項(xiàng)指標(biāo)均變差，特別是日均產(chǎn)油量和單井每米每日平均產(chǎn)油量。由于單井中儲(chǔ)層質(zhì)量有差別，所以物理相類型只是從整體上標(biāo)度井的好壞。

6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相對于PF1類井，差的物理相儲(chǔ)層會(huì)使上述指標(biāo)降低。對于PF4類井，好的物理相儲(chǔ)層會(huì)使上述指標(biāo)升高。因此，用模糊聚類方法劃分的小層物理相的各項(xiàng)指標(biāo)在不同的相類型下產(chǎn)能會(huì)有明顯的差異

(1)儲(chǔ)層巖石物理相的評(píng)價(jià)方法較多，但都不同程度地存在其局限性。模糊聚類技術(shù)可以減少多步法的誤差傳導(dǎo)，其思路清晰，運(yùn)算快捷，是進(jìn)行儲(chǔ)層巖石物理相研究的理想方法。(2)儲(chǔ)層巖石物理相的模糊聚類劃分結(jié)果與物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果相一致，與儲(chǔ)層的產(chǎn)能狀況相符，說明此方法劃分的巖石物理相類型能較好地反映儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的成因特征。其對儲(chǔ)層的分類評(píng)價(jià)，可以作為油田開發(fā)措施調(diào)整和合理儲(chǔ)層管理的依據(jù)。小結(jié)6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相巖石物理相主要研究流程6.用模糊聚類方法劃分巖石物理相利用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行儲(chǔ)集層巖石物理相分析，不需要對輸入的地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不必建立各種儲(chǔ)集層巖石物理相的對應(yīng)地震屬性數(shù)據(jù)庫，只要將網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)分類號(hào)與相應(yīng)的井巖石物理相對應(yīng)，即可在全區(qū)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巖石物理相分類，具有方便快速的特點(diǎn)。因此在本研究中采用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對地震屬性進(jìn)行自動(dòng)分類，劃分出不同的巖石物理相。6.用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法劃分巖石物理相自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)6.用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)劃分巖石物理相根據(jù)地震屬性參數(shù)，利用自組織（SOM）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對塔中16—塔中161井區(qū)奧陶系碳酸鹽巖（距頂50ms）儲(chǔ)集層巖石物理相的評(píng)價(jià)6.用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)劃分巖石物理相

美國Numar公司的MRIL－2C型磁共振成象測井儀。這種測井儀采用一個(gè)24in長的永久磁鐵在井眼周圍地層產(chǎn)生梯度靜磁場,采用自旋－回波技術(shù),用CPMG脈沖序列測量地層中氫核在梯度靜磁場中自旋的橫向磁