层次分析法预测致密油甜点区的可行性——以川中侏罗系大安寨段为例

杨 远，何幼斌，罗进雄



层次分析法预测致密油甜点区的可行性——以川中侏罗系大安寨段为例

杨 远1，2，何幼斌1，2，罗进雄1，2

（1. 长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100；2. 非常规油气湖北省协同创新中心（长江大学））

川中侏罗系大安寨段为典型自生自储致密油藏，储层物性差，纵向裂缝较发育，单井产量受多因素综合控制，无法用常规油藏勘探开发思维及已有行业评定标准进行分析。通过对川中侏罗系大安寨段进行研究，结合《SYT6943–2013致密油地质评价方法》，运用层次分析法预测川中侏罗系大安寨段致密油甜点区，并和当前掌握的地质情况与开采情况对比。研究表明：使用层次分析法可将模糊定性的地质结论量化为科学权重，有效解决了因地质资料不足而造成的分析瓶颈，降低了勘探风险；但致密油属非常规油藏，与常规油藏差别大，评估时各参数并不是越高或者越低越好的线性关系，而是需要找出参数区间或者上下限；层次分析法需与行业标准结合运用才能提高运算精度。

川中侏罗系；大安寨段；甜点区；层次分析法

常规油气甜点区预测主要依靠前期地质勘探、录井等诸多资料并在地质认识清楚的情况下进行，目前可运用成熟的商业软件进行模拟。而致密油藏属非常规领域，地质规律性不强，理论认识不清楚，暂无针对性较强的商业模拟软件进行甜点区预测，在基础资料有限的情况下更是无法开展工作。川中侏罗系大安寨段为典型自生自储致密油藏，储层物性差，纵向裂缝较发育，单井产量受多因素综合控制，无法用常规油藏勘探开发思维及已有行业评定标准进行分析，只能根据经验树立“裂缝找油、压裂增产”大体方向，急需科学合理的甜点区预测分析办法。国内外对此方向研究主要集中在常规油气田勘探开发软件的衍生和精细油藏数值建模方面。

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是一种把复杂问题分解化，并规整成为目标、准则、方案等层次的定性与定量相结合的综合性评价方法，其优点在于能充分运用已知资料，分批指出勘探方向，随着资料不断完善预测精度随之提高，预测细节更多，可分析性更强。运用层次分析法预测致密油甜点区可将模糊定性的地质结论量化为科学权重，有效解决了因地质资料不足而造成的分析瓶颈，降低了勘探风险。本文参照《SYT6943–2013致密油地质评价方法》，以川中侏罗系大安寨段地质资料为依据，分析论证了层次分析法运用在致密油甜点区预测上的可行性，为后续工作提供指引[1–4]。

1 致密油甜点区评价

致密油一般指储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1×10-3μm2的致密储层中，具有源储共生、圈闭界限不明显、单井无自然产能或产能低下需后期改造等特征，与常规油藏区别迥异，但也有一定联系。如在含油气单元内，油气持续注入，空间有序分布，导致常规油藏与非常规油藏成因上关联、空间上共生，形成较规律的“有序聚集”体系[5–7]。所以常规油气烃源岩供给方向有非常规油气分布，相反，非常规油气外围也许有常规油气聚集。区位上讲，盆地（坳陷或凹陷）局部构造高点或边缘发育常规岩性油藏和构造油藏，有时也伴随有重油、沥青砂等非常规石油；盆地中心发育页岩油；盆地中心或斜坡发育致密油[8–10]。

致密油甜点区即源储共生的致密油发育区，是在当前经济盈利评定下可优先勘探开发的富集高产区[11–13]。广义致密油“甜点区”评价包括：“地质甜点区”、“工程甜点区”和“经济甜点区”3类（表1）。

表1 广义致密油“甜点区”评价类别

2 研究区地质特点及建模要素

川中侏罗系大安寨段为四川盆地主力挖潜层[14]，为典型的内陆淡水湖相碎屑岩沉积，属四川盆地“川中古隆中斜平缓构造带”及“川北古中凹陷低缓带的东部”构造。从1953年四川盆地开发至今，已发现高效油气田公山庙、桂花、金华、中台山、莲池，并取得累计石油地质储量8 599.13×104t，其中石油探明储量7 535.36×104t，预测储量1 063.77×104t，探明可采储量471.93×104t，预测可采储量67.02×104t，储层类型主要为孔隙–裂缝型或裂缝型。

根据当前油田生产开采数据，将此段油井分为低产井（单井累产小于5 000 t）、中产井（单井累产5 000～10 000 t）和高产井（单井累产大于10 000 t）三类，通过统计分析可知：井位分布与平面展布上三类油井分布杂乱，规律不清。其中高与低交叉，构造、储层厚度、烃源岩厚度等单因素与单井累计产量相关性不明显，所以无法用常规油藏勘探开发思维及已有行业评定标准进行分析。经前人研究：大安寨段单井产量受多个因素综合控制，其中裂缝发育程度控制尤为突出，高产井主要分布于裂缝系统发育地区[15–16]。针对此特点可以树立“裂缝找油、压裂增产”这一大体框架，但甜点区预测与有利区压裂仍需数据建模分析与行业标准结合来充分论证，为下步勘探开发提供数据支撑。

综上所述，本文在致密油甜点区评价类别框架下，以《SYT6943–2013致密油地质评价方法》为原则。结合川中侏罗系大安寨段实际，综合考虑甜点区优选指标，简化物理模型。建模要素如表2。

3 建模及分析步骤[17–19]

（1）确定问题，构建物理模型并收集数据。本次建模分析基于有限地质、开发数据，以预测甜点区为目的，指导下步勘探与开发方向。首先根据构造位置和油田特性把川中侏罗系大安寨段油藏分为5个含油区块（图1）。然后选取建模要素并按照最高层（目标层）、中间层（准则层）、最低层（方案层）构建层次结构模型（图2）。

表2 建模要素选择及描述

注：指在当前情况下采出的总油气资源量。

图1 川中侏罗系大安寨段研究区

图2 甜点区预测结构模型

（2）两两比较打分，确定下层对上层的分数引用数字1～9及其倒数作为标度（表3）来定义判断矩阵：

再依次进行层次合成计算与一次性检验：

式中，max为判断矩阵的最大特征值。

根据判断矩阵不同阶数查表，得到平均随机一致性指标，当<0.10时，认为通过了一次性检验，否则应作适当修正。

（3）计算权重向量W，选用几何平均法计算。其步骤为：①的元素按行相乘得一新向量；②将新向量的每个分量开次方；③将所得向量归一化即为权重向量。甜点区预测各判断矩阵如表4所示。

表3 判断矩阵标度定义

表4 甜点区判断矩阵

以上各表一次性检验均通过。将不同方案各准则要素的权重矩阵（表4）W与各准则要素的相对权重矩阵（表5）W相乘，得到各方案层要素权重并排序（表6）。经计算还能得到中间层要素权重并排序（表7）。

表5 各甜点分区判断矩阵

表5 各甜点分区判断矩阵（续）

表6 方案层权重排序

表7 中间层权重排序

经以上运算分析，通过表6可得川中侏罗系大安寨段甜点区优选排序为：区2>区1>区3>区5>区4。由此可知：区2（金华油田、桂花油田、莲池油田）为最有利甜点区，其次为区1（中台山油田、公山庙油田），再次为区3（龙女寺–南充构造）、区5，区4最差。上述模拟结论与中国石油第四次油气资源评价——川中侏罗系大安寨段实际开采情况相符，证明层次分析法可行。但区5内有已探明储量并开采的公山庙北大安寨油田，而模拟核算的优选排序区3>区5，可见区3中龙女寺–南充构造为下步勘探重点。区2（金华油田、桂花油田、莲池油田），区1（中台山油田、公山庙油田）为下步开采重点。

由中间层权重分析结果排序可知，川中侏罗系大安寨段甜点区预测6项地质影响因素权重可分为3个梯队。其中第一梯队权重最大，有效反应了工程条件及外部因素对建模的影响；第二梯队权重次之，其中裂缝发育程度权重排名第4，说明裂缝是获得高产的条件之一，更是工程改造的切入点。下步可针对性进行人工压裂改造。

4 各要素敏感度分析

敏感度分析为分析当前情况下系统（或模型状态）对系统参数或周围条件变化的敏感性[20]。烃源岩品质敏感度分析中（图3），各线形斜率小，各区块均不敏感，说明烃源岩品质对甜点区预测模型影响小，整个工区烃源岩品质基本相似。储层厚度敏感度分析中，区3线形斜率最大，最敏感，权重与储层厚度成正比，证明区3储层最厚且越厚产量越高；区2线形斜率次之，较敏感，权重与储层厚度成反比。证明区2储层厚度次之，但并不是越厚越好；区4斜率最小，最不敏感，储层最薄，与产量无明显线性关系。含油饱和度敏感度分析中，区5线形斜率最大，最敏感，权重与含油饱和度成正比，证明区5含油饱和度最高且与产量成正比；区4线形斜率最小，最不敏感，含油饱和度最小，权重与含油饱和度无明显线性关系。

裂缝发育程度敏感度分析中，除区1、区5线形斜率较小、较敏感、裂缝较发育，其余区块都较敏感，裂缝发育。可见裂缝发育程度控制较为突出。但致密油属于非常规油藏，地下情况复杂，与常规油藏截然不同，故不对权重正反比关系分析。保存条件各线形斜率小，各区块均不敏感，保存条件对甜点区预测模型影响小，整个工区保存条件基本相似。大小敏感度分析中，斜率敏感度排序为：区2>区1>区3>区5>区4，大小也应依此排序。

图3 敏感度分析线性关系

根据中国石油第四次油气资源评价关于川中侏罗系大安寨段地质资料及现场开采情况，得出模拟区各评价因素数据（表8）。通过表8数据与上述敏感度分析结论对比，除保存条件分析结果与实际油气资源评价结果有一定偏差外，其余各分析项均与实际情况吻合，再次证明层次分析法对致密油甜点区预测科学可行。

表8 川中侏罗系大安寨段评价区地质因素

5 结论

（1）根据致密油矿产资源特征，确定“甜点区”预测指标为：烃源岩品质、储层厚度、含油饱和度、裂缝发育程度、保存条件、。

（2）通过层次分析法分析川中侏罗系大安寨段下步勘探重点为龙女寺–南充构造，开采重点为金华油田、桂花油田、莲池油田。

（3）利用层次分析法可将模糊定性的地质结论量化为科学权重，解决了因地质资料不足而造成的分析瓶颈，降低了勘探风险。

（4）运用敏感度分析法还能对选定的评价指标进行逐个论证，能在一定程度指导储层改造工作，为开采和井下作业指明方向。

（5）致密油与常规油藏虽有较大区别，但具备“连续”聚集及近源分布等特征，“甜点区”控制要素多样但最终也会形成较规律的“有序聚集”体系，所以可针对研究区情况进行预测，前期进行勘探地质资料层次分析；中期进行产能与储层改造的层次分析，后期进行地层压力与注采关系等综合资料分析。最后结合地质与工程分析结果，动态建模，滚动勘探，逐步认识致密油资源规律性，为以后工作奠定基础。

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编辑：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0101–06

TE13.16

A

2017–03–10

杨远，1990年生，长江大学地球科学学院2016级矿物学、岩石学、矿床学在读硕士研究生，主要研究方向为油藏地质。