王利花，杨智凯，杨 洋，申 坤，任晓建，汪 婷，马 遥，黄志龙

（中国石油长庆油田分公司第五采气厂，陕西西安 710018）

储层评价是对储层产油产气能力的综合研究，对油气田的勘探开发具有重要的指导意义。储层评价的方法众多，但大体上分成定性评价和定量评价两种，近年来，储层定量评价方法得到了广泛的应用。储层定量评价方法主要有综合评判函数法、层次分析法、神经网络法、灰色理论法、聚类分析法、主成分分析法等[1-9]。

由于储层评价参数与储层质量之间的关系极为复杂，且储层具有较强的非均质性，应用单一的宏观或微观参数难以准确地对储层进行评价，因此，必须开展基于多学科的，综合宏观、微观参数的多参数储层定量综合评价。储层评价参数及评价方法的优选，必须结合本地区的地质特征及开发阶段，为勘探开发决策提供依据。

1 区域概况

苏里格气田东区位于鄂尔多斯盆地东北部，构造位置位于伊陕斜坡，主力气层为下古生界马家沟组的马五13小层、马五41小层、马五5 小层，上古生界二叠系的石盒子组盒8 段、山西组山1 段，储层具有“多层系含气”的特征。

苏里格气田是典型的“低孔、低渗、低压”气田，采用“分层压裂、合层求产、多层合采”的开发模式，这种分压合采的多层系开采技术简化了试气工艺，缩短了试气周期，提高了储量的纵向动用程度[10]。苏里格气田东区多层系开发气井约占投产总井数的92 %，单采气井仅占投产气井的8 %，这种多层合采的开发模式在保证苏里格气田高效开发的同时也给单层产能评价造成了一定的困难。本文应用试气无阻流量对储层分类评价结果进行验证，为更好地验证评价效果，以单采盒8 段气井的储层作为研究对象开展储层分类评价。

盒8 段是苏里格气田东区上古生界的主力气层，以陆相河流相沉积为主，主要发育辫状河三角洲，有利沉积微相为心滩和河道沉积，由于辫状河具有“频繁改道、多期河道叠合”的特点，储层多期叠置，展布规律极为复杂，横纵向变化快，储层非均质性十分强烈。

2 储层评价原理

本次储层分类评价主要通过聚类分析进行储层分类，应用贝叶斯判别函数确定储层分类标准，从而开展储层综合评价，研究路线（见图1）。

2.1 聚类分析原理

聚类分析实质上是对样品进行逐级归类，根据一定的相似性指标，按照相似程度对样品进行归类，相似性指标主要分为距离系数和相似系数两种，距离系数是较为常见的一种方法[7]。

本文主要应用聚类分析解决储层的分类评价问题，根据储层的各项评价参数，计算出各样品两两之间的距离系数，并根据这个系数对储层进行逐级归类，最终形成一个由大到小的聚类谱系图，定量指示样品相似程度，直观反映样品分类情况，从而为地质解释提供良好的依据。

图1 技术路线图

因不同的评价参数具有不同的量纲及物理意义，因此在聚类分析前要对原始数据进行归一化处理，消除这种差异，本文应用的数据预处理方法为标准差标准化。

2.1.1 距离系数 距离系数是进行聚类分析时常用的分类统计量。假设将聚类分析选取的N 个样品及m 个特征参数分别看成m 维空间的N 个点，则任意两样品点xb与xc之间的相似程度可用m 维空间两点间的距离表示，则距离系数定义为：

式中：xab-样品b 的第a 个特征参数变量；xac-样品c 的第a 个特征参数变量。

根据公式（1）得到所有样品两两求距离系数dab，形成距离矩阵D。

本次分类评价首先定义样品两两之间的距离系数，然后按距离系数进行逐次合并，最后以分类谱系图表示样品间的亲疏关系，从而达到分类评价的目的。

2.2 贝叶斯判别原理

判别分析则是在确定储层类型的基础上，根据已知样品各项参数及类型拟合出判别函数，然后再用该判别函数去判别其他储层类型。

第i 类储层的判别函数为：

式中：Pi-判别指标；X1、X2-储层的各项评价参数；a1、a2-各变量的判别系数。

贝叶斯判别的总体思想：假设有n 个总体，他们的先验概率分别为q1，q2，…，qn，各总体的密度函数为f1（x），f2（x），…，fn（x），在观测到一个样品x 的情况下，可用贝叶斯公式来判断它来自第i 个总体的后验概率：

式中：qi-第i 组的先验概率，通常以样品的频率作为各总体的先验概率；fi（x）-样品属于第i 组的概率密度。

3 储层类型划分及分类评价

3.1 样品集建立

为准确、合理地对储层进行评价，本文对影响储层的多个参数进行了相关性分析，其中储层厚度、储层最大渗透率、储层含气饱和度、储层渗透率均质系数这4个参数与试气无阻流量的拟合相关性最好，因此选取这4 个参数作为本次储层评价的参数（见图2～图5）。

其中，储层厚度反映了储层发育情况，决定开发时间的长短和储量的多少；储层最大渗透率反映储层渗流特征，是决定测试阶段产气能力的重要参数之一，直接影响着气井产能；含气饱和度则是反映储层含气丰度的参数；渗透率均质系数是储层平均渗透率与最大渗透率的比值，反映了储层的均质程度。

综上，通过分析筛选，优选50 个典型样品，各样品由4 个评价参数定量表征，建立了苏里格气田东区盒8 段储层分类评价的样品集。

图2 盒8 段储层厚度与无阻流量相关性图

图3 盒8 段储层最大渗透率与无阻流量相关性图

图4 盒8 段储层含气饱和度与无阻流量相关性图

图5 盒8 段储层渗透率均质系数与无阻流量相关性图

图6 盒8 段储层分类聚类谱系图

3.2 储层类型划分

应用聚类分析的方法对评价储层进行分类，得出聚类谱系图，从而将盒8 段储层分成1、2、3 类储层（见图6）。由图6 可以看出，聚类图最右边有两个分支，依次向左，第一个分支又可分为两个分支，从而将储层分为3 类，且3 类储层相互独立。

根据所选样品的储层分类结果，统计不同类型储层的评价参数，发现1 类储层的含气饱和度最高，2 类储层的渗透率最高，渗透率均质系数最低，3 类储层的厚度、最大渗透率、含气饱和度均最低（见表1）。

表1 样品储层评价参数范围表

3.3 储层分类评价

确定了储层划分的3 种类型后，应用spss 软件得出储层分类函数系数，建立了储层判别函数模型，形成了储层各评价参数与储层分类之间的定量关系。

各类储层的判别函数如下：

其中：H-储层厚度；K-储层最大渗透率；L-渗透率均质系数；S-储层含气饱和度。

对比贝叶斯判别回判结果和聚类分析结果，回判正确率98 %，说明分析结果真实可靠。从判别函数分类图形来看（见图7），不同类的储层分布范围不同，能将不同的储层区分开来，达到了分类的目的。

图7 判别函数储层分类图形

得出判别函数模型后，将待评价储层的储层厚度、最大渗透率、含气饱和度、均质系数分别代入上述3 个判别函数，将储层归类为判别函数最大的那一类，即可对储层进行分类。

3.4 不同类型储层特征

通过上述判别函数对研究区盒8 段储层进行分类，发现1 类储层在研究区分布较少，主要分布在辫状河的心滩部位；2、3 类储层分布较为广泛，2 类储层物性较好，主要分布在辫状河的心滩及河道部位，3 类储层物性较差，主要分布在辫状河河道部位。

对比储层分类结果与试气无阻流量，发现3 类储层无阻流量均小于4.2×104m3，2 类储层无阻流量主要集中在4.2×104m3～8×104m3，1 类储层无阻流量基本大于8×104m3，应用该方法得出的储层分类结果与试气无阻流量符合率较高，达到了80 %（见图8）。该方法能较好地识别储层类型，储层分类评价效果良好。

图8 储层评价结果与试气无阻流量对比图

4 结论

（1）通过聚类分析，能用数学的方法对给定的储层样品给出一个合理的分类，以解决储层分类问题，应用贝叶斯判别函数可以建立储层分类的综合评判函数及定量分类的标准。

（2）应用聚类分析和贝叶斯判别相结合的方法将研究区盒8 段储层分为1、2、3 类，其中，1 类储层发育较少，主要分布在辫状河心滩部位，储层物性较好，2类储层广泛发育，主要分布在辫状河河道及心滩部位，储层物性次之，3 类储层在研究区也较为常见，主要分布在辫状河河道部位，储层物性最差。

（3）应用该方法得出的储层分类评价结果与试气无阻流量符合率为80 %，符合率较高，能较好地识别储层类型，储层分类评价效果良好。