CN105469159A - 定量预测油气有利聚集区的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油气勘探开发领域，具体地，涉及一种定量预测油气有利聚集区的方法，包括如下步骤：(1)、确立能表征油气聚集影响因素的参数和其数学计算方法，(2)、确定油气聚集的主控因素，(3)、确定油气聚集主控因素的影响因子，(4)、建立主控因素影响油气聚集的数学模型，(5)、建立综合评价油气聚集潜力的数学模型，(6)、进行计算结果成图及评价。本发明根据油气分布、产能和主控因素之间的统计关系，建立了沉积盆地中主控因素影响油气聚集的概念模型和数学模型，可对某一地区多因素控制下的油气聚集进行定量评价，实现了油气聚集条件从传统的定性评价到定量评价。

Description

定量预测油气有利聚集区的方法

技术领域

本发明属于油气勘探开发领域，具体地，涉及一种定量预测油气有利聚集区的方法，用于定量预测沉积盆地中油气的有利分布区域。

背景技术

研究油气有利聚集区的分布乃至油气资源的空间分布规律、从而准确预测待发现油气资源的空间分布位置，这对减少油气勘探风险、优选勘探目标和提高油气钻探成功率有着重大的意义。油气有利聚集区的预测是对传统资源评价方法的重要补充和延伸。通过评估油气有利聚集区的分布,可实现油气勘探的风险可视化。结合传统资源评价方法的结果，可实现资源、油气勘探风险评价和目标优选的一体化。

沉积盆地中的油气分布是受多因素联合，如生油层、储集层、盖层、输导层和后期保存条件控制。生油层的分布决定了油气资源灶的分布，生油层的潜力是一个盆地油气资源勘探的先决条件，对生油层的评估对于早期勘探的盆地很关键，但对于大多数已经进入中晚期勘探的盆地而言，盆地油气资源条件多已摸清，更重要的是要评估油气的有利聚集区分布。油气的有利聚集区受运移动力条件、输导条件、圈闭条件和保存条件联合控制。

目前，在油气工业中，预测油气有利聚集区的主要方法还是通过地震预测的方法，通过地震剖面上寻找有利构造高点乃至构造圈闭以及地层和岩性圈闭等。目前，地震勘探的技术也日趋成熟，三维的高分辨率地震为该技术的发展起了进一步的推动作用；地震勘探方法的基准点在于假设或已通过论证，认为这些圈闭都是有效的，都发生了规模的可供开采的油气聚集。然而，无论地震勘探技术多么先进，其聚焦点还是在圈闭上。油气是否能进入这些圈闭需要更多地质条件的评估才行。

第二种方法就是，通过地球化学数据来揭示可能的油气运移方向。该方法是利用有机地球化学方法，从储集层中油及岩石抽提物的地球化学指标的对比，来反映油气发生运移时的地质色层效应，乃至来确定可能发生的油气运移方向。这一方法主要对比指标有生物标志化合物、碳同位素等。譬如油气沿石油运移的主方向上，石油的化学成分和物理性质有规律性变化。非烃化合物(钒、铁、镍、氧、氮、硫等非烃化合物)相对减少；高分子烃类化合物(包括高分子正烷烃)含量及芳烃含量相对减少，沿运移方向主峰碳数降低、轻重正烷烃比值增加、轻重芳烃比值增加(紫外光吸收带E230/E260和荧光光谱I385/I440的比值增加)；石油中碳同位素δ¹³C/δ¹²C的比值沿运移方向降低；生物标志化合物发生变化，甾烷化合物5α14β17β异构体比5α14α17α运移快，重排甾烷13α17β比规则甾烷5α14α17α运移得快。这一方法存在的问题是，运移路径上的地球化学指标采集是通过地下岩心取样测试获得，这些岩心往往非常有限，不能形成有效的地球化学指标的空间分布，而地下的油气运移路径是三维空间分布的，因此有限的地球化学指标的分布很难真正揭示出有利的运移路径，从而真正起到对油气有利聚集区的预测作用。

第三种方法就是通过地质解剖的方法。目前多是通过精细的砂体和储层描述来预测潜在的油气聚集区。然而，这种方法目前也是聚焦于油气可能聚集的目标评价上，缺乏对油气运移路径和聚集目标的综合评估。

胡素云等(2007)在分析和解剖已有方法的基础上,提出一种利用多元统计学与信息处理技术预测油气空间分布的方法。该方法用马氏距离判别法对信息进行集成，用贝叶斯公式计算已知样本的含油气概率，并由此建立不同马氏距离值下的含油气概率模板，然后采用该模版预测油气资源在空间分布的概率。

庞雄奇等(2014)介绍了一种叠复连续油气藏分布预测方法，是通过对含气目的层位相指数(FI)、势指数(PI)和源指数(SI)与含气性定量关系模式，计算了相-势-源复合指数(FPSI)，并预测了平面含气性变化特征。

林博等(2007)年依据储层的岩性特征、沉积微相、渗流特征、微观孔隙结构和储层非均质特征，结合储层的实际情况，选用孔隙度、渗透率、粒度中值、最大孔喉半径、流动层指数等5个参数，综合考虑井间流动单元排列方式和注、采井射开位置，建立了井间流动单元分布模型，有助于深入研究剩余油气的空间分布，为河流相储层剩余油气挖潜决策提供了依据和参考。

申请专利(申请号200910236634.6)提供了一种油气预测方法，该方法与地震勘探有关，是通过利用小波函数良好的时间域和频率域局部变化特性，计算出纵波信号在最佳尺度参数下的主频和/或品质因子，该主频和/或品质因子能够反映出纵波信号的衰减特征，从而可对油气分布的有利区域进行预测。

申请专利(申请号201310520862.2)提供了一种石油地球物理勘探地震储层预测方法。根据已知储层确定训练样本，计算平均值并标准化，训练构建分类器得到在不同弱分类器个数下的各个堆类中心，各个堆类所属的类别及组合分类器系数，对标准化后的每个标准化后的待分类样本数据进行分类，根据标准化后待分类样本所属类别预测储层的油气分布。

申请专利(申请号201310080314.2)提供了一种确定陆相断陷盆地油气藏分布最有利范围的方法，该方法通过针对某一特定烃源岩区域搜集至少一个生烃潜力指数(S1+S2)/TOC进行统计分析，确定排烃门限和排烃率，计算烃源岩的排烃强度，确定圈闭到排烃强度中心的距离参数和圈闭到排烃边界的距离参数，并最终利用确定的距离参数确定油气藏分布有利范围。

申请专利(申请号201410578905.7)公开了一种预测油气聚集带和判断圈闭含油气性的制图和分析方法，通过应用生烃期、构造改造期古构造图和现今构造图上古鼻凸轴线迁移扫描范围预测有利油气聚集带和判断圈闭含油气性的方法。

这些方法缺乏对油气从源岩到圈闭的中间过程分析，即缺少油气运移路径的分析，而油气运移路径与流体动力学环境和有效运移通道的分布有关。油气是在一定的流体势能作用下，通过有限的优势运移路径到达圈闭。这些方法由于没有油气运移动力-通道-砂体一体化的综合分析，因此不能用于分析和选择区域性的油气聚集区。而依靠地球化学指标确立的油气运移路径，是建立在有限样品的检测上，不能获得空间上连续型的指标分布，因而对空间上油气的非均质性运移无法进行高精度评价，并且其数据均属大量样品检测获得，成本昂贵，大量采样又不太现实，因而限制了其广泛的应用性。同时，传统上多因素控制下的油气聚集评价大多采用定性分析为主，缺乏有效的定量评价方法。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的不足，本发明提供一种定量预测油气有利聚集区的方法，用来预测沉积盆地中有利油气聚集区的分布。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

定量预测油气有利聚集区的方法，包括如下步骤：

(1)、确立能表征油气聚集影响因素的参数和其数学计算方法，

(2)、确定油气聚集的主控因素，

(3)、确定油气聚集主控因素的影响因子，

(4)、建立主控因素影响油气聚集的数学模型，

(5)、建立综合评价油气聚集潜力的数学模型，

(6)、进行计算结果成图及评价。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、根据油气分布、产能和主控因素之间的统计关系，建立了沉积盆地中主控因素影响油气聚集的概念模型和数学模型，可对不同地区不同地质因素对油气聚集的影响进行定量评价，实现了单一因素与油气聚集关系从传统的定性评价到定量评价。

2、利用确定油气聚集主控因素影响因子的方法，建立多个主控因素影响油气聚集的综合数学模型，可对某一地区多因素控制下的油气聚集进行定量评价，实现了油气聚集条件从传统上的定性评价到定量评价。

3、该套方法易操作可行，成本低，通过油田上常用的构造图以及来源于油气勘探和开发上的一些基础测试数据(油气分布、油气产能和地层压力等)，即可实现整套模型的操作，实现区域性油气聚集区的整体评价。

附图说明

图1为定量预测油气有利聚集区方法的步骤流程图；

图2为油气聚集主控因素影响油气产能分布的概念模型；

图3为商河地区沙三段主干断裂分布平面图；

图4为商74和商741井间断层的两侧岩性配置和断面紧闭指数T_F值分布；

图5为商74和商741井间断层的泥岩削刮比SGR和断面紧闭指数T_F分布；

图6A为沙三上顶面在Ed期末的油势和反映的原油运移方向；

图6B为沙三上顶面在Ng期末的油势和反映的原油运移方向；；

图6C为沙三上顶面在Nm期末的油势和反映的原油运移方向；；

图6D为沙三上顶面在现今的油势和反映的原油运移方向；；

图7为商河地区沙三上砂地比D分布；

图8为商河地区沙三上油气运移路径分布模式；

图9为商河地区油气聚集主控因素的模式；

图10为商河地区沙三上油气聚集概率参数A分布。

具体实施方式

如图1所示，定量预测油气有利聚集区的方法，具体包括如下步骤：

步骤1、确立能表征油气聚集影响因素的参数和其数学计算方法

影响油气聚集的地质参数包括源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间；

(1)、源岩充注参数

根据油气藏和油气产能的分布，可确定最佳油气充注点位置；因此，用S表示源岩充注参数，S为离充注点的距离；

(2)、断层侧向封堵参数

断层侧向封堵反映的是断层作为运移通道，油气沿断层侧向运移的能力；利用泥岩削刮比SGR(ShaleGougeRatio)来整体上评价断层静止时期的泥岩涂抹效应；

泥岩层厚是指对某一点来说对盘地层中滑过此点的所有泥岩厚度的总和，泥岩厚度除以断距就得到SGR值；对于砂泥岩互层的层序中，被断地层不是单纯的泥岩或砂岩，因此泥岩的涂抹效应取决于被断层段岩柱内泥岩的总含量，公式为：

SGR值反映的是泥岩的涂抹效应，SGR值越大，说明断面泥岩涂抹的效果越好，断层侧向封堵越好，越不利于油气侧向运移，但对形成油气聚集有利；

(3)、断层垂向封堵参数

断层垂向封堵参数是评价油气沿断层垂向运移能力的重要参数，断面紧闭程度可以反映断层垂向封堵程度，因此用断面紧闭指数(T_F)的概念，并定义其为断面正压力σ_F与断裂带物质抗压强度σ_C的比值：

T_F＝σ_F/σ_C(3)

式中：σ_F为断面正压力；σ_C为断裂带物质抗压强度；T_F值越大，说明其封闭性越好；

上式中，σ_F＝H(ρ_m-ρ_w)×0.009876cosθ(4)

式中H：断面埋深，m；ρ_m：上覆岩石平均密度，kg/m³；ρ_w：地层水平均密度，kg/m³；θ：断面倾角，(°)；

泥岩涂抹是断层活动的结果，因此在存在断裂带的情况下，也能够间接反映断裂带的物质组成；根据不同层段的泥岩涂抹系数SGR值，就可以估算该层段附近断裂带物质的岩性组成特征，进而可以根据不同岩石的抗压强度得到断裂带物质的抗压强度σ_C：

σ_C＝SGR×σ_CM+(1-SGR)×σ_CS(5)

式中，σ_CM：泥岩抗压强度，取12.4MPa；σ_CS：砂岩抗压强度，取35.3MPa；

(4)、砂体和不整合面侧向运移参数

砂体和不整合面是油气侧向运移的重要影响因素，评价其侧向输导油气能力可以用其渗透率参数K来表征；渗透率反映的是流体渗透和流动的能力，渗透率高，则砂体和不整合面作为油气侧向运载层能力强；

(5)、油气运移动力参数

考虑到油气聚集主要在储层中发生，因此可忽略毛细管势能；考虑到地下流体的流速通常十分缓慢，因此可以忽略流体的动能；

流体势计算根据：油通常为不可压缩的流体，其密度ρ不随压力而变化，因此储层中某个质点的流体势可以表示为：

φ_o＝gz+P/ρ_o(6)

天然气的密度是一个随深度(压力、温度)变化非常明显的参数，在计算时应该考虑其变化：

${\mathrm{\φ}}_g=gz+{\∫}_{po}^p\frac{dp}{\mathrm{\ρ}\left(p\right)}---\left(7\right)$

(6)、油气聚集动力参数

油气向圈闭内聚集时，需要一个聚集动力，对于大多数油气藏而言，油气聚集时，是从一个物性相对差的介质向一个物性相对好的介质内运移的过程，即由孔隙较小的围岩介质向孔隙较大的储层介质运移，因此，毛细管压力势差F可以作为良好的其聚集动力参数；储层与围岩之间毛细管压力势差由油水表面张力σ、油水两相润湿角θ和孔喉半径R三者决定，计算公式为：

F＝P_r/P_s＝(2σcosθ/R_r)/(2σcosθ/R_s)＝R_s/R_r(8)

其中：F为两种介质毛细管压力比值；P_r为储层毛细管压力，Mpa；P_s为围岩毛细管压力，Mpa；R_r为储层孔喉半径，μm；R_s为围岩孔喉半径，μm；

(7)、油气聚集目标参数

对于区域性宏观的油气聚集评价而言，聚集目标是一个重要的评价因素；对于陆相湖盆而言，油气主要聚集于砂岩里面，因此定义砂地比D(砂岩厚度与地层厚度的比值)或砂岩厚度为聚集目标评价参数；

(8)、油气储集空间参数

运用孔隙度P来表征储集空间的大小，孔隙度P通过实测获得，在没有实测资料时，通过测井资料上的声波时差和电阻率数据可以计算获得；

计算出以上参数后，结合油气的分布，评估每种因素对油气聚集的影响；

步骤2、确定油气聚集的主控因素

不同盆地不同地区的油气聚集的主控因素不一样；对于油气聚集主控因素，不同学者有不同的理解，但没有一个明确定义；这里将油气聚集主控因素定义为油气聚集的短板因素，即木桶理论，一只水桶能装多少水取决于它最短的那块木板；油气能否聚集与木桶能否盛满水道理一样；

因此，虽然影响油气聚集的地质参数包括源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间，但对于某一确定研究区，其油气聚集主控因素可能是一个或多个，但一般不会超过4个，如果太多，则偏离了主控因素的本质；

要确定一个地区油气聚集的主控因素，1)对上述影响油气聚集的地质参数(源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间)分别进行分析，对各种参数对油气聚集的影响有个初步的认识；2)根据每种油气聚集参数的分布和油气分布、产能分布特征，进行相关性分析，确定出每种油气聚集参数和油气产能参数的相关性大小；3)再对钻探已发现油气的井和钻探未发现油气的井进行对比分析，找出钻探失利井的原因，确定出差异性因素；4)结合每种油气聚集参数和油气产能参数的相关性大小和差异性因素，就可以确定出该区油气聚集的主控因素；

譬如，某地区众多发现油气的井都具备地质因素：源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气聚集空间，而未发现油气的井具备地质因素：源岩充注、砂体和不整合面侧向运移、油气聚集动力和油气储集空间，那么两者差异性因素即为断层侧向封堵、断层垂向封堵、油气运移动力和油气聚集目标；同时，通过对发现油气的井进行统计，发现这些差异性因素与油气产能相关性相对较高，那么这些差异性因素断层侧向封堵、断层垂向封堵、油气运移动力和油气聚集目标即为该区油气聚集的主控因素；

步骤3、确定油气聚集主控因素的影响因子

将油气聚集主控因素的总影响因子定义为1.0，如果油气聚集主控因素为单因素，则影响因子为1.0；如果油气聚集主控因素为多因素，则不同主控因素需要分配影响因子；

影响因子的分配是根据发现油气井的产能与不同主控因素之间进行相关性分析，根据相关性大小，确定影响因子；

如果某个地区有三个油气聚集主控因素，其与油气产能的相关性分别为R₁、R₂、R₃，则这三种因素的影响因子k₁、k₂、k₃分别为R₁/(R₁+R₂+R₃)、R₂/(R₁+R₂+R₃)和R₃/(R₁+R₂+R₃)，k₁+k₂+k₃＝1.0；

步骤4、建立主控因素影响油气聚集的数学模型

大多数油气产能与某个单一主控因素的分布关系呈现一种正态分布关系，但这种正态分布又不呈现对称状态，通常是偏向另一方(图2)；最大产能往往对应油气藏产能分布的高峰区，最大产能对应的某主控因素值定义为最有利参数值，最小产能对应的某主控因素值定义为最不利参数值；

根据油气藏和油气产能分布，结合某种主控因素分布特征，确定最大油气产能即最有利聚集状态下的某种主控因素的该参数值，以及最小油气产能即最不利聚集状态下的某种主控因素的该参数值，这两个值即为最有利参数值(f_b)和最不利参数值(f_w)；

当为最有利参数值f_b时，其影响油气的聚集概率定义为1.0；

则当该种主控因素该参数值为f时，其影响油气的聚集概率A_X可以用下列方程表示：

当f<f_b时，A_X＝(f-f_b)/f_b–f_w)(9)

当f>f_b时，A_X＝(f_b-f)/f_b–f_w)(10)

步骤5、建立综合评价油气聚集潜力的数学模型

油气聚集有利目标的评价参数设为聚集概率参数A，假设有n个主控因素控制，每种主控因素影响油气聚集的概率分别为A₁、A₂、…,A_n,通常n不超过4，其影响因子分别为K₁、K₂、…,K_n，则油气聚集的综合评价参数表示为：

A＝A₁×K₁+A₂×K₂+…A_n×K_n(11)

步骤6、进行计算结果成图及评价

将聚集概率参数A在平面上进行等值线成图，成图后既可以对油气聚集潜力进行评价，高值区即为油气聚集有利区，低值区为油气聚集不利区。

实施例

以山东省济阳坳陷惠民凹陷的商河地区沙三上亚段为例，该区油气勘探进入中期，源岩地质认识程度较高，但油气聚集规律和有利的油气聚集区不清楚，制约了下一步的油气勘探。

步骤1、确立能表征油气聚集影响因素的参数和其数学计算方法

确定影响油气聚集的地质参数包括源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间,其数学计算方法同实施方法一致。

以断层封堵性参数、油气运移动力参数和油气聚集目标参数为例，进行说明。

(1)断层侧向封堵、断层垂向封堵参数计算和评价

商河油田是一个复杂断块地区，断层极为发育，油气的分布和聚集与断层有着极为密切的关系(图3)。以商74-商741沙三段井间断层为例，先画出断层两侧岩性的精细分布，对断层两侧不同的岩性厚度进行统计，统计出某一点来说对盘地层中滑过此点的所有泥岩厚度的总和，即为断层滑过的泥岩厚度，泥岩厚度除以断距就得到SGR值。再根据公式(3)和(4)计算出断面紧闭指数(T_F)。

图4为根据断层两侧的岩性对置计算的侧向封堵性参数T_F的分布，图5为SGR和T_F随深度的变化关系。

(2)油气运移动力参数计算和评价

从商河地区实测地层压力分布来看，与静水压力接近，压力系数分布在1.0左右，为正常地层压力。从实测压力看，研究区基本为常压分布和低压分布区，超压少见，表明该区油气运移以缓慢式渗流作用为主，油气运移动力不强，主要依靠流体势作用。实测地层压力与埋藏深度之间存在关系y＝0.0097x-0.328(y为地层压力大小，单位MPa；x为对应的埋藏深度，单位m)，从该关系可计算出现今和Ed、Nm、Ng成藏期末的古压力大小。从商河地区沙三上的原油密度分布看，原油密度变化不大，可认为原油是不可压缩的，其密度不随压力变化，取其平均值0.8582g/ml(858.2kg/m³)为模拟参数值，埋藏深度Z可从各井的分层数据获得，根据分层数据模拟获得沙三上顶Ed、、Ng、Nm和现今成藏期末的埋藏深度。将上面的参数代入公式(6)计算可以获得流体势的分布。根据公式(6)对沙三上顶面流体势(油势)计算，图6A、图6B、图6C、图6D分别为沙三上顶Ed、Ng、Nm和现今成藏期末的油势图，图中箭头表示根据油势的分布所确定的油运移方向。

(3)油气聚集目标参数计算和评价

先统计出沙三上的地层厚度，再统计出沙三上砂岩的厚度，将砂岩厚度除以地层厚度即为砂地比值。图7为商河地区沙三上亚段的砂地比分布特征。商河地区砂体非常发育，发育多种不同类型的砂体，如河口坝砂体和分流河道砂体，这些砂体在平面上分布不稳定，纵向上都有一定厚度的泥岩隔夹层，砂地比高的地方，有利于构造-岩性油气藏的形成。

步骤2、确立油气聚集的主控因素

商河地区断层对油气运移和聚集有重要的影响。断层既可作为油气运移的通道，又可作为油气聚集的遮挡物。研究表明，在油气大规模运移期仍强烈活动的断层，一般来说，在纵向上常常具有开启性，油气沿断裂自深部向浅部运移，在浅层适当的圈闭中聚集成藏。然而，在油气运移期已经停止活动的断层，特别是停止活动时间较长的断层，譬如商河地区现今已经停止活动的断层对油气是否有封闭作用还是起油气通道作用，这取决于断层两侧的岩性配置，断裂带的紧闭程度和泥岩涂抹情况。

以商74-商741沙三段井间断层为例(图4、图5)，可以看出，该断层向上切割到沙二段，断距较大。从断层两侧岩性配置看，断层两侧的沙三上亚段泥岩含量高，由于地层的错动，使得断层两侧砂岩对接的情况较少出现。计算出的SGR基本分布于0.6～0.8，具有较高的泥岩涂抹概率，对油气可起到很好的侧向封堵作用。断层垂向紧闭指数T_F除2900～2980m小于1.0外，其他深度都大于1.0，3130m深处以下，T_F达到1.3，显示较高的紧闭程度，对油气的垂向运移起了封堵作用。总体看，从2840～2960m，SGR和T_F都随深度增加而降低，表明断层对油气的侧向封堵和垂向封堵作用均下降；而在2960～3150m，SGR和T_F都随深度增加而增大，显示断层封闭性能的增强。

商河地区的运移动力因素流体势对油气运移和聚集方向有着重要影响。流体势是控制商河地区地下孔隙流体流动的基本动力，它决定了流体的流动方向，影响流体最终的富集程度和富集部位。从图6A、图6B、图6C、图6D可以推断以下几个油的运移方向(图8)，第一个运移方向Ⅰ：从临南洼陷→商83井区→商547井区→商17井区→商61井区→商30井区→商2井区，该方向为油气最优先运移的方向，油气大致顺着西南向东北方向顺着一些列断阶带爬坡式运移，导致商一区、商二区、商三区和商四区形成主力油气富集区。从等值线分布看，从临南洼陷运移来的油气在商83井区向东北方向运移外，一部分油气可向西运移，形成第二优先运移方向Ⅱ：从临南洼陷→田斜19井区→田斜2井区→田303井区→商61井区→商30井区→商2井区。第三运移方向为：从临南洼陷→商83井区→商743井区→商65井区→商81井区→商斜801井区→商斜82井区，运移方向指向商东北区；第四运移方向为:从临南洼陷→商83井区→商547井区→商641井区→临19井区→商51井区→商53井区；第五运移方向为：从商83井区南向东及东南方向运移，运移过程中分成两支方向，一是经过夏6井区向东运移，一支是经过夏469井区向商东南方向运移。由于油气运移时会优先沿着优势路径方向运移，因此经过第四和第五油气运移方向上难以形成规模的油气富集量。

商河地区的油气聚集具有区域性，宏观的聚集目标也很重要，砂地比与油气分布的关系也很密切。

进一步分析，发现该区众多发现油气的井都具备地质因素包括源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气聚集空间，而未发现油气的井仅具备地质因素：源岩充注、砂体和不整合面侧向运移、油气聚集动力和油气储集空间，因此两者差异性因素即为断层侧向封堵、断层垂向封堵、油气运移动力和油气聚集目标。同时，通过对发现油气的井进行统计性，发现这些差异性因素与油气产能相关性都在0.7以上，因此这些差异性因素包括断层侧向封堵、断层垂向封堵、油气运移动力和油气聚集目标即确定为该区油气聚集的主控因素。图9为商河地区主控因素模式图。

步骤3、确定油气聚集主控因素的影响因子

根据对商河地区已发现油气井的产能与断裂垂向封堵性、断裂侧向封堵性、流体势分布和砂地比之间的相关性分析，确定断裂垂向封堵性、断裂侧向封堵性、流体势分布和砂地比对油气聚集的影响因子分别为0.15、0.25、0.30、0.30。

步骤4、建立主控因素影响油气聚集的数学模型

商河地区断层侧向封堵性SGR影响油气聚集的数学模型为：

当SGR<SGR_b时，A_SGR＝(SGR_b-SGR)/(SGR_b–SGR_w)(12)

当SGR>SGR_b时，A_SGR＝(SGR-SGR_b)/(SGR_b–SGR_w)(13)

其中，SGR_b和SGR_w表示最有利SGR参数值和最不利SGR值，统计后该区分别为0.85和0.1，A_SGR为SGR值影响油气聚集的概率。

商河地区垂向断层封堵性T_F影响油气聚集的数学模型为：

当T_F<T_Fb时，A_T＝(T_Fb-T)/(T_Fb–T_Fw)(14)

当T_F>T_Fb时，A_T＝(T_F-T_Fb)/(T_Fb–T_Fw)(15)

其中，T_Fb和T_Fw表示最有利T_F参数值和最不利T_F值，统计后该区分别为1.05和0.2，A_T为T_F值影响油气聚集的概率。

商河地区流体势Φ_O影响油气聚集的数学模型为：

当Φ_O<Φ_Ob时，A_Φ＝(Φ_Ob-Φ_O)/(Φ_Ob–Φ_Ow)(16)

当Φ_O>Φ_Ob时，A_Φ＝(Φ_O-Φ_Ob)/(Φ_Ob–Φ_Ow)(17)

其中，Φ_Ob和Φ_Ow表示最有利Φ_O参数值和最不利Φ_O值，统计后该区分别为3200和2000，A_Φ为Φ_O值影响油气聚集的概率。

商河地区砂地比D影响油气聚集的数学模型为：

当D<D_b时，A_D＝(D_b-D)/(D_b–D_w)(18)

当D>D_b时，A_D＝(D-D_b)/(D_b–D_w)(19)

其中，D_b和D_w表示最有利D参数值和最不利D值，统计后该区分别为0.45和0，A_D为D值影响油气聚集的概率。

步骤5、建立综合评价油气聚集潜力的数学模型

油气聚集有利目标的聚集概率参数A，商河地区有4个主控因素断裂垂向封堵性、断裂侧向封堵性、流体势分布和砂地比控制，其参数表示分别为T_F、SGR、Φ_O和D，这4种主控因素影响油气聚集的概率分别为A_T、A_SGR、A_Φ和A_D，其影响因子分别为0.15、0.25、0.30、0.30，则油气聚集的综合评价参数表示为：

A＝0.15×A_T+0.25×A_SGR+0.30×A_Φ+0.30×A_D(20)

步骤6、进行计算结果成图及评价

图10为聚集概率参数A在平面上进行等值线成图，高值区指示为油气聚集有利区，低值区为油气聚集不利区。商551井区即为商河地区沙三上油气聚集有利区。

Claims (7)

1.一种定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、确立能表征油气聚集影响因素的参数和其数学计算方法

(2)、确定油气聚集的主控因素

(3)、确定油气聚集主控因素的影响因子

(4)、建立主控因素影响油气聚集的数学模型

(5)、建立综合评价油气聚集潜力的数学模型

(6)、进行计算结果成图及评价。

2.根据权利要求1所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤1的具体方法如下：影响油气聚集的地质参数包括源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间；

(1)、源岩充注参数

根据油气藏和油气产能的分布，可确定最佳油气充注点位置；用S表示源岩充注参数，S为离充注点的距离；

(2)、断层侧向封堵参数

利用泥岩削刮比SGR来整体上评价断层静止时期的泥岩涂抹效应；

泥岩层厚是指对某一点来说对盘地层中滑过此点的所有泥岩厚度的总和，泥岩厚度除以断距就得到SGR值；对于砂泥岩互层的层序中，被断地层不是单纯的泥岩或砂岩，因此泥岩的涂抹效应取决于被断层段岩柱内泥岩的总含量，公式为：

SGR值反映的是泥岩的涂抹效应，SGR值越大，说明断面泥岩涂抹的效果越好，断层侧向封堵越好，越不利于油气侧向运移，但对形成油气聚集有利；

(3)、断层垂向封堵参数

断层垂向封堵参数是评价断层作为垂向运移通道油气沿断层垂向运移能力的重要参数，断面紧闭程度可以反映断层垂向封堵程度，用断面紧闭指数(T_F)的概念，并定义其为断面正压力σ_F与断裂带物质抗压强度σ_C的比值：

T_F＝σ_F/σ_C(3)

式中：σ_F为断面正压力；σ_C为断裂带物质抗压强度；T_F值越大，说明其封闭性越好；

上式中，σ_F＝H(ρ_m‐ρ_w)×0.009876cosθ(4)

式中H：断面埋深，m；ρ_m：上覆岩石平均密度，kg/m³；ρ_w：地层水平均密度，kg/m³；θ：断面倾角，(°)；

泥岩涂抹是断层活动的结果，因此在存在断裂带的情况下，也能够间接反映断裂带的物质组成；根据不同层段的泥岩涂抹系数SGR值，就可以估算该层段附近断裂带物质的岩性组成特征，进而可以根据不同岩石的抗压强度得到断裂带物质的抗压强度σ_C：

σ_C＝SGR×σ_CM+(1‐SGR)×σ_CS(5)

式中，σ_CM：泥岩抗压强度，取12.4MPa；σ_CS：砂岩抗压强度，取35.3MPa；

(4)、砂体和不整合面侧向运移参数

砂体和不整合面是油气侧向运移的重要影响因素，评价其侧向输导油气能力可以用其渗透率参数K来表征；渗透率反映的是流体渗透和流动的能力，渗透率高，则砂体和不整合面作为油气侧向运载层能力强；

(5)、油气运移动力参数

考虑到油气聚集主要在储层中发生，因此可忽略毛细管势能；考虑到地下流体的流速通常十分缓慢，因此可以忽略流体的动能；

流体势计算根据：油通常为不可压缩的流体，其密度ρ不随压力而变化，因此储层中某个质点的流体势可以表示为：

φ_o＝gz+P/ρ_o(6)

天然气的密度是一个随深度(压力、温度)变化非常明显的参数，在计算时应该考虑其变化：

${\mathrm{\&phi;}}_g=gz+{\&Integral;}_{p_o}^p\frac{dp}{\mathrm{\&rho;}\left(p\right)}---\left(7\right)$

(6)、油气聚集动力参数

油气向圈闭内聚集时，需要一个聚集动力，对于大多数油气藏而言，油气聚集时，是从一个物性相对差的介质向一个物性相对好的介质内运移的过程，即由孔隙较小的围岩介质向孔隙较大的储层介质运移，因此，毛细管压力势差F可以作为良好的其聚集动力参数；储层与围岩之间毛细管压力势差由油水表面张力σ、油水两相润湿角θ和孔喉半径R三者决定，计算公式为：

F＝P_r/P_s＝(2σcosθ/R_r)/(2σcosθ/R_s)＝R_s/R_r(8)

其中：F为两种介质毛细管压力比值；P_r为储层毛细管压力，Mpa；P_s为围岩毛细管压力，Mpa；R_r为储层孔喉半径，μm；R_s为围岩孔喉半径，μm；

(7)、油气聚集目标参数

对于区域性宏观的油气聚集评价而言，聚集目标是一个重要的评价因素；对于陆相湖盆而言，油气主要聚集于砂岩里面，因此定义砂地比D(砂岩厚度与地层厚度的比值)或砂岩厚度为聚集目标评价参数；

(8)、油气储集空间参数

运用孔隙度P来表征储集空间的大小，孔隙度P通过实测获得，在没有实测资料时，通过测井资料上的声波时差和电阻率数据可以计算获得；

计算出以上参数后，结合油气的分布，评估每种因素对油气聚集的影响。

3.根据权利要求1-2所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤2的具体方法如下：1)对影响油气聚集的地质参数(源岩充注、断层侧向封堵、断层垂向封堵、砂体和不整合面侧向运移、油气运移动力、油气聚集动力、油气聚集目标和油气储集空间)分别进行分析，对各种参数对油气聚集的影响有个初步的认识；2)根据每种油气聚集参数的分布和油气分布、产能分布特征，进行相关性分析，确定出每种油气聚集参数和油气产能参数的相关性大小；3)再对钻探已发现油气的井和钻探未发现油气的井进行对比分析，找出钻探失利井的原因，确定出差异性因素；4)结合每种油气聚集参数和油气产能参数的相关性大小和差异性因素，就可以确定出该区油气聚集的主控因素。

4.根据权利要求1-3所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤3的具体方法如下：

将油气聚集主控因素的总影响因子定义为1.0，如果油气聚集主控因素为单因素，则影响因子为1.0；如果油气聚集主控因素为多因素，则不同主控因素需要分配影响因子；

影响因子的分配是根据发现油气井的产能与不同主控因素之间进行相关性分析，根据相关性大小，确定影响因子。

5.根据权利要求1-4所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤4的具体方法如下：

根据油气藏和油气产能分布，结合某种主控因素分布特征，确定最大油气产能即最有利聚集状态下的某种主控因素的该参数值，以及最小油气产能即最不利聚集状态下的某种主控因素的该参数值，这两个值即为最有利参数值(f_b)和最不利参数值(f_w)；

当为最有利参数值f_b时，其影响油气的聚集概率定义为1.0；

则当该种主控因素该参数值为f时，其影响油气的聚集概率A_X可以用下列方程表示：

当f<f_b时，A_X＝(f-f_b)/f_b–f_w)(9)

当f>f_b时，A_X＝(f_b-f)/f_b–f_w)(10)。

6.根据权利要求1-5所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤5的具体方法如下：

油气聚集有利目标的评价参数设为聚集概率参数A，假设有n个主控因素控制，每种主控因素影响油气聚集的概率分别为A₁、A₂、…,A_n,通常n不超过4，其影响因子分别为K₁、K₂、…,K_n，则油气聚集的综合评价参数表示为：

A＝A₁×K₁+A₂×K₂+…A_n×K_n(11)。

7.根据权利要求1-6所述的定量预测油气有利聚集区的方法，其特征在于，步骤6的具体方法如下：

将聚集概率参数A在平面上进行等值线成图，成图后既可以对油气聚集潜力进行评价，高值区即为油气聚集有利区，低值区为油气聚集不利区。