CN105138848A - 一种页岩气概率选区方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气概率选区方法，包括以下步骤：确定页岩气选区的连续型参数及离散型参数；根据各单项参数在评价区内的变化生成统一比例尺的平面信息图；根据地质含义进行条件概率取值，采用比例占有算法获得不同条件概率下的连续型参数取值，采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数取值；将同一条件概率下的各单项参数取值作为该概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件概率下的有利范围，各单项参数平面有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果。本发明可操作性强、可靠性高，能够合理实施页岩气概率选区，实现可靠有效的定量化选区。

Description

一种页岩气概率选区方法

技术领域

本发明涉及一种页岩气概率选区方法。

背景技术

页岩气是能源领域发展速度最快的新型资源，2014年中国页岩气产量达到了13亿方，展示出良好的发展势头，页岩气有望改变我国的能源结构与格局，是缓解能源压力的油气勘探新领域。目前，页岩气选区方法少，是勘探开发工作中的薄弱环节，对页岩气选区方法的探索以定性为主，缺乏定量化和科学化方法，制约了页岩气选区的准确性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种页岩气概率选区方法，可操作性强、可靠性高，能够合理实施页岩气概率选区，实现了可靠准确的定量化选区。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种页岩气概率选区方法，包括以下步骤：确定页岩气选区参数，所述参数包括连续型参数及离散型参数；对各单项参数在评价区内的变化分别进行平面成图处理，生成统一比例尺的各单项参数平面信息图；根据地质含义进行条件概率取值：采用比例占有算法获得不同条件概率下对应的连续型参数取值，采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数取值；将同一条件概率下的各单项参数取值作为该条件概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件概率下的有利范围，各单项参数的有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果。

作为本发明进一步地改进，所述连续型参数包括地形高差、埋深、面积、厚度。

所述地形高差、埋深的连续型参数值a通过下式获得：

(1-R_<a)*100％＝P

式中，R_<a代表小于a的平面占有比例，P代表取值为a时的条件概率值。

所述面积、厚度的连续型参数值b通过下式获得：

(1-R_>b)*100％＝P

式中，R_>b代表大于b的平面占有比例，P代表取值为b时的条件概率值。

所述离散型参数包括有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量。

所述对离散型参数采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数值时，假定各离散型参数均具有概率独立性。

所述不同条件概率下对应的离散型参数值x通过下式获得：

$(1-{\&Integral;}_x^{x_{max}}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{e}^{-\frac{1}{2{\mathrm{\&delta;}}^2}{(x-\mathrm{\&mu;})}^2}dx)*100\%=P$

式中，μ代表x的平均数，δ代表x的方差，x_max代表x的最大值，P代表取值为x时的条件概率值。

所述条件概率设置为可靠性依次增加的P₅、P₂₅、P₅₀、P₇₅、P₉₅，分别对应条件概率值等于5％、25％、50％、75％、95％。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)由于明确了页岩气选区的参数并分为两种类型，并通过比例占有算法和正态分布模型积分求取解决了不同类型参数的概率取值问题，评价选区参数合理，具有代表性，使选区结果更可靠。

(2)本发明实现了页岩气选区的定量化，并且依据条件概率评价了选区结果的可靠性，是一种可操作性强、可靠性高、能够合理实施页岩气概率选区的方法。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是比例占有算法示意图。

图2是正态分布参数的概率密度示意图。

图3是渝东南下志留统龙马溪组页岩气P₅₀概率选区结果图。

具体实施方式

本发明提供一种页岩气概率选区方法，包括以下步骤：确定页岩气选区参数，所述参数包括连续型参数及离散型参数；对各单项参数在评价区内的变化分别进行平面成图处理，生成统一比例尺的各单项参数平面信息图；根据地质含义进行条件概率取值：采用比例占有算法获得不同条件概率下对应的连续型参数取值，采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数取值；将同一条件概率下的各单项参数取值作为该条件概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件概率下的有利范围，各单项参数的有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果。

上述方法选定连续型和离散型两类参数，并通过比例占有算法和正态分布模型积分求取对不同类型单项参数进行概率取值，依据条件概率取值作为选区标准，叠合同一条件概率下各单项参数的平面信息图进行页岩气概率选区，根据不同条件概率下对应的参数选区标准，可获得不同条件概率下的页岩气有利区分布范围。

具体而言，本发明主要通过以下确定参数、平面成图、概率取值及选区评价过程实现对页岩气定量化概率选区。

1、确定参数

作为页岩气选区的参数，参数要有一定的数据量为基础，尽量达到统计学要求，参数应具有代表性。选区参数的取值真实、客观，并且需要剔除数学意义上的异常点和地质逻辑上的无效点，通过参数的遴选，保证获得数据的合理性。

作为本发明具体地实施例，概率选区参数选定地形高差、面积、厚度、埋深、有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量，并将上述参数分为连续型(地形高差、面积、厚度、埋深)和离散型(有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量)两种。上述确定的概率选区参数涉及生气强度(有机碳含量、成熟度)、含气潜力(面积、厚度、含气量)、开发条件(地形高差、埋深、脆性矿物含量)，全面、切实关系到页岩气的有利分布，是本发明的较佳实施例。但在实践应用中，根据评价区资料掌握程度，可适当调整参数个数。

2、平面成图

对各单项参数在评价区内的变化进行平面成图处理，生成统一比例尺的平面信息图。

3、概率取值

根据地质含义进行条件概率取值(表1)，取值时要考虑该参数的合理取值范围，然后根据其条件好坏，确定相应的概率取值。参数的概率从P₅到P₉₅，可靠性增加。

表1参数条件概率的地质含义

(1)连续型参数

对连续型参数按照比例占有算法获得不同条件概率下对应的连续型参数值(图1)。

由于在同等条件下，地形高差、埋深越小越有利，面积、厚度越大越有利，所以不同条件概率下对应的连续型参数(地形高差、埋深)值a通过下式获得：

(1-R_<a)*100％＝P

式中，R_<a代表小于a的平面占有比例，P代表取值为a时的条件概率值。

不同条件概率下对应的连续型参数(面积、厚度)值b通过下式获得：

(1-R_>b)*100％＝P

式中，R_>b代表大于b的平面占有比例，P代表取值为b时的条件概率值。

(2)离散型参数

离散型参数采用正态分布模型积分求取不同条件概率下的参数值，各参数在计算及取值时均假定为独立发生的概率事件，各自均具有概率独立性。具体为：假设某一参数的数值分别为x₁、x₂、x₃…x_n，则平均数为μ＝(x₁+x₂+x₃+…+x_n)/n，方差为δ²＝1/n[(x₁-μ)²+(x₂-μ)²+(x₃-μ)²+…(x_n-μ)²]，正态分布的概率密度函数为由于在同等条件下，有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量越大越有利，当参数的最大值为x_max时，一定概率下的参数取值x可根据从x到x_max的积分获得(图2)，即通过下式：本例中，即令P分别等于5％、25％、50％、75％、95％，分别求得相应结果。

4、选区评价

将同一条件概率下的各单项参数取值作为该概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件下的有利范围，各单项参数平面有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果。根据不同条件概率下对应的参数选区标准，获得不同条件概率下的页岩气有利区分布范围。

以下以一具体实施例对本发明的选区方法做进一步说明：

重庆是中国页岩气勘探开发的热点区域，我国第一个商业开发的大型页岩气田发现于重庆东南部的涪陵焦石坝，该气田2014年累积产气超过10亿立方米。选取毗邻焦石坝页岩气田的渝东南地区为实施例，采用本发明所述的概率选区法评价下志留统龙马溪组页岩气分布有利区。

渝东南地区位于川东高陡构造带，地形高差在50m-1000m之间变化，下志留统龙马溪组页岩分布广泛，面积约1000km²-15000km²，厚度变化在15m-200m之间，埋深总体在300m-4500m之间。

渝东南地区下志留统龙马溪组页岩有机碳含量变化于0.5％-5.0％，成熟度在1.5％-3.6％之间，含气量在0.5m³/t-4.0m³/t之间，脆性矿物含量主体为40％-60％。

连续型参数和离散型参数的概率取值结果见表2和表3。

表2渝东南下志留统龙马溪组页岩气选区连续型参数概率取值

条件概率	地形高差/m	面积/km2	厚度/m	埋深/m
					P5	850	1800	20	4000
P25	550	3000	40	3200
					P50	280	7800	80	2500
P75	150	11000	110	1500
					P95	60	13300	150	500

表3渝东南下志留统龙马溪组页岩气选区离散型参数概率取值

条件概率	有机碳含量/％	成熟度/％	含气量/(m3/t)	脆性矿物含量/％
					P5	0.6	1.7	0.7	42
P25	1.4	2.0	1.1	46
					P50	2.3	2.6	2.2	49
P75	3.5	3.0	3.0	55
					P95	4.7	3.5	3.5	58

以P₅₀为例说明采用本发明对渝东南下志留统龙马溪组页岩气进行概率选区的结果。

将P₅₀条件概率下的各单项参数取值作为该概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件下的有利范围(地形高差、埋深小于其概率取值标准，面积、厚度、有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量大于其概率取值标准)，各单项参数平面有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果(图3)。

由于采用了以上技术方案，本发明将概率选区参数分为连续型和离散型两种，对各单项参数进行概率取值，依据条件概率取值选区标准，叠合不同参数平面信息图进行页岩气概率选区评价。本发明可操作性强、可靠性高，能够合理实施页岩气概率选区，实现可靠有效的定量化选区。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种页岩气概率选区方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定页岩气选区参数，所述参数包括连续型参数及离散型参数；

对各单项参数在评价区内的变化分别进行平面成图处理，生成统一比例尺的各单项参数平面信息图；

根据地质含义进行条件概率取值：采用比例占有算法获得不同条件概率下对应的连续型参数取值，采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数取值；

将同一条件概率下的各单项参数取值作为该条件概率下的页岩气选区组合标准，分别在各单项参数平面信息图上圈定该条件概率下的有利范围，各单项参数的有利范围的叠合区域即是该条件概率下的页岩气选区结果。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述连续型参数包括地形高差、埋深、面积、厚度中的两种以上。

3.根据权利要求2所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述地形高差、埋深的连续型参数值a通过下式获得：

(1-R_<a)*100％＝P

式中，R_<a代表小于a的平面占有比例，P代表取值为a时的条件概率值。

4.根据权利要求2所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述面积、厚度的连续型参数值b通过下式获得：

(1-R_>b)*100％＝P

式中，R_>b代表大于b的平面占有比例，P代表取值为b时的条件概率值。

5.根据权利要求1所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述离散型参数包括有机碳含量、成熟度、含气量、脆性矿物含量中的两种以上。

6.根据权利要求1所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述对离散型参数采用正态分布模型积分求取不同条件概率下对应的离散型参数值时，假定各离散型参数均具有概率独立性。

7.根据权利要求6所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述不同条件概率下对应的离散型参数值x通过下式获得： $(1-{\&Integral;}_x^{x_{max}}\frac{1}{\mathrm{\&delta;}\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{e}^{-\frac{1}{2{\mathrm{\&delta;}}^2}{(x-\mathrm{\&mu;})}^2}dx)*100\%=P$

式中，μ代表x的平均数，δ代表x的方差，x_max代表x的最大值，P代表取值为x时的条件概率值。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种页岩气概率选区方法，其特征在于，所述条件概率设置为可靠性依次增加的P₅、P₂₅、P₅₀、P₇₅、P₉₅，分别对应条件概率值等于5％、25％、50％、75％、95％。