一种评价致密气藏水平井部署储层可行性的方法与流程

1.本发明涉及油气田开发技术领域，具体地涉及一种评价致密气藏水平井部署储层可行性的方法。


背景技术：

2.水平井是油气田开发中非常重要的开发方式，相比直井和定向井，水平井通常能够采用更少的井数获得更高的产量，但投资成本也普遍更高。合理论证水平井部署的储层可行性，能够有效降低部署风险，是实现水平井成功开发的基础。
3.致密气藏的储层普遍表现为多层叠置，水平井部署的主要原则为：当某一储层的发育情况显著优于其他储层时，可以在该层部署水平井进行开发。关于多层叠置致密气藏水平井部署储层可行性的研究，等价于评价不同储层的相对发育情况，目前主要采用主控参数法评价储层发育情况，主控参数包括厚度、储量丰度、含气饱和度、渗透率等。影响储层发育情况的参数除了主控参数外，还有很多非主控参数，这些非主控参数中，单个参数对储层发育情况的影响不大，当很多非主控参数同时作用时，非主控参数对储层发育情况的影响已不能忽视。考虑的参数越多，对储层发育情况的评价更加准确，但评价难度也随之增大很多，建立一种能够考虑众多参数的致密气藏水平井部署储层可行性评价方法，对致密气藏开发具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明旨在针对上述问题，提出一种评价致密气藏水平井部署储层可行性的方法。
5.本发明的技术方案在于：一种评价致密气藏水平井部署储层可行性的方法，方法如下：步骤1：建立储层参数矩阵x，依据储层参数矩阵x建立模糊等价矩阵r
*
；具体过程为：1)建立n
×
m的储层参数矩阵x；式中：储层参数矩阵x的每1行代表1个储层，共计n行，n≥2；储层参数矩阵x每1列代表1项参数，共计m列，m≥2；2)利用“平移
·
极差变换”公式(2)将公式(1)中的元素进行计算
其中：其中：式中：x
ik
为储层参数矩阵x中第i行第k列的元素，i＝1,2
…
n，k＝1,2
…
m；为储层参数矩阵x中第k列元素的算术平均值；sk为储层参数矩阵x中第k列元素的标准差；x"
ik
为模糊矩阵x"中第i行第k列的元素，0≤x"
ik
≤1，无量纲；得到n
×
m的模糊矩阵x"：3)利用下式对公式(3)中的元素进行计算式中：r
ij
为模糊相似矩阵r中第i行第j列的元素，i＝1,2
…
n，j＝1,2
…
n；x"
ik
为模糊矩阵x"中第i行第k列的元素，x"
lk
为模糊矩阵x"中第l行第k列的元素，无量纲，i＝1,2
…
n，k＝1,2
…
m，l＝j；0≤x"
ik
≤1，0≤x"
lk
≤1；得到n
×
n的模糊相似矩阵r：4)利用下式对公式(5)中的元素进行计算式中：r2为n
×
n矩阵，表示模糊相似矩阵r与模糊相似矩阵r的合成；r
ip
∧r
qj
表示取r
ip
和r
qj
的最小值，p＝1,2
…
n，q＝p；表示在集合{r
i1
∧r
1j
,r
i2
∧r
2j
,
…
,r
in
∧r
nj
}中取最大值；
通过公式(6)，依次计算直到其中，s为计算次数，s≤log2n 1；得到n
×
n的模糊等价矩阵r
*
：
6.步骤2：基于模糊等价矩阵r
*
，建立显著度向量；以显著度向量中显著度最大的元素构成显著度最大类，求出显著度最大类中唯一的显著度最大元素；若唯一的显著度最大元素＝0，表示不存在唯一的显著度最大元素，即显著度最大储层不唯一，储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性；反之，表示存在唯一的显著度最大元素，该唯一的显著度最大元素对应唯一的显著度最大储层，结合发育情况分类决策函数进一步判断；具体过程为：将n
×
n的模糊等价矩阵r
*
转换为n
×
1的显著度向量r：r＝(r1,
…
,ri,
…
,rn)
t
ꢀꢀꢀ
(9)式中：r为显著度向量；t为向量的转置运算；ri为第i个储层的发育情况显著度，0≤ri≤1，i＝1,2
…
n，无量纲；其中：式中：r
ij*
为模糊等价矩阵r
*
中第i行和第j列的元素，i＝1,2
…
n，j＝1,2
…
n，无量纲；表示在模糊等价矩阵r
*
的第i行取除去主对角线元素外的最大值；建立显著度最大类计算公式：式中：g
∨
为显著度最大类，由储层参数矩阵x中发育情况显著度最大的储层构成；r
t
为显著度向量r中显著度最大的元素，0≤r
t
≤1，t＝1,2
…
n，无量纲；求出显著度最大类g
∨
中唯一的显著度最大元素：式中：r
∨
为唯一的显著度最大元素，对应储层参数矩阵x中唯一的显著度最大储层；为显著度最大类g
∨
中元素的个数，sgn(x)为数学函数；x＜0时sgn(x)＝-1；x＝0时sgn(x)＝0；x＞0时sgn(x)＝1；若唯一的显著度最大元素r
∨
＝0时，表示不存在唯一的显著度最大元素，即显著度最大储层不唯一，储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性；若唯一的显
著度最大元素r
∨
＝显著度最大类g
∨
，表示存在唯一的显著度最大元素，储层参数矩阵x中该唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层是唯一的显著度最大储层。
7.步骤3：根据发育情况分类决策函数，判断该唯一的显著度最大储层的发育情况是否优于其他储层；若该唯一的显著度最大储层的发育情况优于其他储层，则储层参数矩阵x中该唯一的显著度最大储层具备水平井部署的储层可行性；反之，则储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性。
8.具体过程为：采用公式(11)计算出唯一的显著度最大元素r
∨
后，需进一步判断唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层的发育情况是否优于其他储层；建立唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层的发育情况分类决策函数：式中：c
∨
为发育情况分类决策函数，c
∨
＝-1,1；ω(i)为第i储层的储量丰度，108m3/km2；ω
(∨)
为唯一的显著度最大储层的储量丰度，与储层发育情况成正比，108m3/km2；r
sg(i)
为第i储层的砂地比，无量纲；r
sg(∨)
为唯一的显著度最大储层的砂地比，与储层发育情况成正比，无量纲；v
k(∨)
为唯一的显著度最大储层的变异系数，与储层发育情况成反比，无量纲；v
k(i)
为第i储层的变异系数，无量纲；sign(x)为数学函数；x＜0时sign(x)＝-1；x≥0时sign(x)＝1；计算得到发育情况分类决策函数c
∨
：若c
∨
＝-1，表示唯一的显著度最大储层的发育情况不优于其他储层，储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性；若c
∨
＝1，表示唯一的显著度最大储层的发育情况优于其他储层，储层参数矩阵x中该唯一的显著度最大储层具备水平井部署的储层可行性。
9.本发明的技术效果在于：本发明通过构建储层参数矩阵、模糊等价矩阵、发育情况显著度、发育情况分类决策函数、水平井部署储层可行性等公式，建立了致密气藏水平井部署的储层可行性评价方法，该方法在评价水平井部署储层可行性时能够考虑多项参数，对致密气藏有效开发具有重要价值。
具体实施方式
10.具体实验例1鄂尔多斯盆地东南部发育多层叠置致密气藏，但在不同区域不同储层发育情况存在一定差异，收集3个相邻区域的储层参数，采用本发明提出的方法计算3个相邻区域不同储层部署水平井的储层可行性。
11.步骤1：建立储层参数矩阵x，依据储层参数矩阵x建立模糊等价矩阵r
*
；1)建立储层参数矩阵x；
选取4个储层的孔隙度φ、渗透率k、含气饱和度s
gi
、储层厚度h、储层压力pi、储层温度ti、相对密度γg、临界压力p
pc
、临界温度t
pc
、储量丰度ω、变异系数vk、突进系数tk、级差jk、均质系数k
p
、砂岩层数n
sl
、砂地比r
sg
、隔层层数n
il
、隔层厚度h
il
等18项参数，满足n＝4≥2、m＝18≥2，建立储层参数矩阵x：2)利用“平移
·
极差变换”公式(2)将储层参数矩阵x的元素进行计算，得到模糊矩阵x"：3)利用公式(4)对模糊矩阵x"中的元素进行计算，得到模糊相似矩阵r：4)利用公式(6)对模糊相似矩阵r中的元素进行计算，得到模糊等价矩阵r
*
：
12.步骤2：利用公式(8)对模糊等价矩阵r
*
中的元素进行计算，得到显著度向量r：r＝(0.646,0.646,0.654,0.654)
t
对显著度向量r中的元素进行计算，求出显著度最大类g
∨
：g
∨
＝{0.654,0.654}则显著度最大类g
∨
中元素的个数采用公式(11)计算得到唯一的显著度最大元素r
∨
＝0；唯一的显著度最大元素r
∨
＝0时，表示不存在唯一的显著度最大元素，即显著度最大储层不唯一，储层参数矩阵x中不存在适合部署水平井的储层，储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性。
13.具体实验例2步骤1：建立储层参数矩阵x，依据储层参数矩阵x建立模糊等价矩阵r
*
；选取4个储层的孔隙度φ、渗透率k、含气饱和度s
gi
、储层厚度h、储层压力pi、储层温度ti、相对密度γg、临界压力p
pc
、临界温度t
pc
、储量丰度ω、变异系数vk、突进系数tk、级差jk、均质系数k
p
、砂岩层数n
sl
、砂地比r
sg
、隔层层数n
il
、隔层厚度h
il
等18项参数，满足n＝4≥2、m＝18≥2，建立储层参数矩阵x：
2)利用“平移
·
极差变换”公式(2)将储层参数矩阵x的元素进行计算，得到模糊矩阵x"：3)利用公式(4)对模糊矩阵x"中的元素进行计算，得到模糊相似矩阵r：4)利用公式(6)对模糊相似矩阵r中的元素进行计算，得到模糊等价矩阵r
*
：
14.步骤2：利用公式(8)对模糊等价矩阵r
*
中的元素进行计算，得到显著度向量r：r＝(0.67,0.76,0.67,0.71)
t
对显著度向量r中的元素进行计算，求出显著度最大类g
∨
：g
∨
＝{0.76}则显著度最大类g
∨
中元素的个数采用公式(11)计算得到唯一的显著度最大元素r
∨
＝g
∨
；表示存在唯一的显著度最大元素，该唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层为储层参数矩阵x中的第2层，其发育情况显著度＝0.76；则结合发育情况分类决策函数进一步判断。
15.步骤3：利用公式(12)对储层参数矩阵x中的元素进行计算，计算得到发育情况分类决策函数c
∨
＝-1。
16.唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层(储层参数矩阵x中的第2储层)为唯一的显著度最大储层，但其发育情况的决策结果为发育情况不优于其他储层，因此储层参数矩阵x中不存在适合部署水平井的储层，计算结束，计算结果为储层参数矩阵x中各储层都不具备水平井部署的储层可行性。
17.具体实验例3步骤1：建立储层参数矩阵x，依据储层参数矩阵x建立模糊等价矩阵r
*
；选取4个储层的孔隙度φ、渗透率k、含气饱和度s
gi
、储层厚度h、储层压力pi、储层温度ti、相对密度γg、临界压力p
pc
、临界温度t
pc
、储量丰度ω、变异系数vk、突进系数tk、级差jk、均质系数k
p
、砂岩层数n
sl
、砂地比r
sg
、隔层层数n
il
、隔层厚度h
il
等18项参数，满足n＝4≥2、m＝18≥2，建立储层参数矩阵x：
2)利用“平移
·
极差变换”公式(2)将储层参数矩阵x的元素进行计算，得到模糊矩阵x"：3)利用公式(4)对模糊矩阵x"中的元素进行计算，得到模糊相似矩阵r：4)利用公式(6)对模糊相似矩阵r中的元素进行计算，得到模糊等价矩阵r
*
：
18.步骤2：利用公式(8)对模糊等价矩阵r
*
中的元素进行计算，得到显著度向量r：r＝(0.59,0.59,0.78,0.73)
t
对显著度向量r中的元素进行计算，求出显著度最大类g
∨
；g
∨
＝{0.78}则显著度最大类g
∨
中元素的个数采用公式(11)计算得到唯一的显著度最大元素r
∨
＝g
∨
；表示存在唯一的显著度最大元素，该唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层为储层参数矩阵x中的第3层，其发育情况显著度＝0.78；则结合发育情况分类决策函数进一步判断。
19.步骤3：利用公式(12)对储层参数矩阵x中的元素进行计算，计算得到发育情况分类决策函数c
∨
＝1。
20.唯一的显著度最大元素r
∨
对应储层(储层参数矩阵x中的第3储层)为唯一的显著度最大储层，且发育情况的决策结果为发育情况优于其他储层，储层参数矩阵x中的第3储层即为适合部署水平井的储层，计算结束，计算结果为储层参数矩阵x中的第3储层具备水平井部署的储层可行性。