储层含油性的模糊模式识别方法

储层含油性的模糊模式识别方法

李汉林1,马士坤1,连承波1,刘明炎2

(1.石油大学地球资源与信息学院,山东东营257061;2.胜利石油管理局,山东东营257055)

摘　要　依据模糊模式识别的思想,建立了气测指标模糊模式识别储层含油性的标准模式,采用模糊子集贴近度及子集归类的择近原则,对待识别储层的含油性进行了识别,应用效果良好。

关键词　模糊模式;气测资料;标准模式;贴近度

1　引言

桩海地区目前使用的气测资料解释方法主要是GE0600型及SDL9000型综合录井仪系统中的皮克斯勒比值法和三角图版法。现场解释储层的含油性,主要是依据上述方法的解释结果,气测曲线形态及油区邻井解释资料,判断储层的含油性。现场解释结论与试油结果的符合率较低,一般不超过50%。气测资料解释的可靠性,是油田勘探开发中的一个重要问题,很有必要探讨新的气测资料解释方法。根据储层的含油程度,如果把储层的含油性分为油层、油水同层、含油水层等不同的类型,那么,气测资料的解释就是根据检测到的气测指标判断钻穿储层属于那种含油类型,它属于模式识别问题。由于储层的含油类型又具有明显的模糊性,因此,模糊模式识别更适合于研究待识别储层的类属。

2　模糊模式识别的基本原理

2.1　模糊模式识别的基本思想

它所讨论的问题是已知论域U上的若干标准模式或一个标准模式库,有一个或一批待识别的对象(样品),要求确定待识别对象属于哪个模式,即确定待识别对象的归属[1]。

2.2　贴近度

确定待识别对象的归属,必须构造一种衡量待识别对象与模式之间模糊性程度的度量。在模糊模式识别中常用的模糊性度量有隶属度和贴近度。隶属度适用于模式是模糊集,待识别对象是单因素的情形,而贴近度适用于模式是模糊集,而待识别对象是模糊集或普通集[2]。

设X i(i=1,2,…,n)是论域U上的模糊子集,构成一个标准模式库。每个模式X i和待识别对象Y j 都由m个指标来描述,即:

X i=(x i1,x i2,…,x i m)(i=1,2,…,n)

Y j=(y j1,y j2,…,y j m)(j=1,2,…,m)

贴近度是指Y j与X i的靠近程度。本次研究采用了如下三种贴近度[1,2,3,4]:

Ρ1(X i,Y j)=ƒ1-1

m

∑m

k=1

x ik-y jk (1)Ρ1(X i,Y j)=ƒ

2∑

m

k=1

(x ik∧y jk)

∑m

k=1

(x ik+y jk)

(2)

Ρ1(X i,Y j)=ƒ

∑m

k=1

(x ik∧y jk)

∑m

k=1

(x ik∨y jk)

(3)

式中∑

m

k=1

(x ik∧y jk)、∑

m

k=1

(x ik∨y jk)分别表示m对元素取小、取大求和,ƒ表示以右边定义左边。

若把Y j和X i视为论域U上的点,那么,贴近度越大,则Y j与X i的相距就越近,即对象与标准模式的特性越相似,由此可据贴近度的大小对Y j归类。

2.3　择近归类

选择一种计算贴近度的方法,分别计算Y j与X i 的贴近度,记为s i,若v∈(1,2,…,n)使得S v=∨

n

i=1

S i,则认为Y j与X i同类。

3　应用实例

3.1　建立标准模式库

在试油证实的油层、油水同层、含油水层等各取若干个样品,每个以样品都有相同的气测指标。各类气测指标的平均值构成论域U={X1,X2,X3,…}, X i是论域U上的模糊子集,一种气测指标就是U 上的一个模糊变量。识别储层含油性模式库的一般形式如表1。

表1储层含油性模型库的形式

模糊子集模糊变量(气测指标)

X1x

θ

11x

θ

12 (x)

θ

1m X2x

θ

21x

θ

22 (x)

θ

2m ……………

表中:X1-油层,X2-油水同层,x

θ

ij-X i的第j

22内蒙古石油化工 2005年第12期　

个模糊变量的平均值。

在桩海地区试油证实的层为中,取油层样品10个、油水同层样品7个、含油水层样品14个、干层样品12个。由上述43个样品7个气测指标(原始数据略)建立的模式库如表2。

表2储层含油气模式库模型x θ1

x θ2

x θ3

x θ4

x θ5

x θ6

x θ7

油层0.01130.01290.01490.20093.14750.05200.1054油水同层0.05030.23140.11940.76511.02790.43612.7914含油水层0.09590.10500.26500.59131.028317160.0019干层

0.00540.02710.00680.10184.24300.13220.0476

x θi —气测指标x i 的平均值;x i (i =1,2,…,7是用逐步判别分析方法从数项气测综合指标中筛选出的识别能力强的综合指标,他们的定义为:

x 1=ic 3 s 1、x 2=c 5 s 1、x 3=ic 4 c 1、x 4=ic 4 c 3、x 5

=c 1 s 2、x 6=c 5 s 2、x 7=(58(ic 4+nc 4)+72c 5)

44c 1、s 1=c 1+c 2+c 3+ic 4+nc 4+c 5、s 2=c 2+c 3+ic 4+nc 4

+c 5、s 2=c 2+c 3+ic 4+nc 4+c 5

3.2　对待识别储层的识别为了便于计算贴近度,先将X i 和Y j 单位化(表2、表3中数据未单位化),然后计算待识别储层Y j (y j1,y j2,…,y j7)与X i (i =1,2,3,4)的贴近度,记为s i ,若v 是s i 中最大者,则认为待识别储层的含油性

与X v 相同。

3.3　识别效果分析(1)重新识别建立标准模式的43个样品的含油性,识别正确率大于90%,识别错误多发生在油水同层与含油水层之间。

(2)对桩海地区待识别含油性的11个样品进行

识别,识别与试油结果见表3。

对照试油和识别结果可以看出,虽在油水同层

与含油水层之间出现识别错误,但总的来说,对于这

种多特性模糊模式识别问题,采用贴近度度量及择近归类原则,识别效果良好。4　结束语采用贴近度和择近归类原则,对油气田勘探开

发中类似储层含油性这样的多特性对象进行模糊模

式识别是一种有效的方法。文中三种贴近度的识别效果相同。

按照目前储层含油性的分类,得到的模糊子集具有严重的模糊性,应该根据储层的含油气程度、储层的性质等对储层的含油类型进一步划分,降低模糊子集的模糊性,丰富模式库中的标准模式,将会提高模糊模式识别效果。

模糊模式识别的关键是建立油区具有代表性的模式库。

表3　待识别储层气测井指标和识别与试油结果井名

深度y 1

y 2

y 3

y 4

y 5

y 6

y 7试油结果识别结果

zh 101c 34270.0200.040.0310.1351.7250.1200.169油层

油层zh 101c 34320.0200.0730.0370.1111.2070.1610.124油层

油层潜山40690.0270.0410.0450.2231.4890.1020.183油层油层潜山39840.0610.2180.2060.4910.4250.311147.07油水同层油水同层潜山39520.0700.2880.2070.7530.5050.4353.080油水同层油水同层zh 10432170.0130.0000.0160.1564.2610.0000.002含油水层干层

zh 1046500.0920.1340.2530.6080.5710.2110.002含油水层含油水层

zh 1046600.0810.0840.1610.5461.02?0.1690.002含油水层含油水层

cb 30738100.0060.0240.0070.1845.1410.1460.003干层

干层zh 10438870.0120.0110.0140.1764.6790.060.002干层

干层潜山38180.0040.0000.0050.0856.2290.0000.000含油水层干层参考文献[1]　谢季坚,刘承平.模糊数学方法及其应用.武汉:华中科

技大学出版社,2000.[2]　张俊福,邓本让,等.应用模糊数学.北京:地质出版社,

1988.[3]　胡宝清编著.模糊理论基础.武汉:武汉大学出版社,2004.[4]　宋晓秋编著.模糊数学原理与方法.北京:中国矿业大

学出版社,2004.

作者简介:李汉林(1947—),男(汉族),山东省寿光市人,教

授,现从事石油数学地质、油气资源评价、计算机语言等方面的教学、科研和研究生培养工作。收稿日期:2005年7月6日

Fuzzy m odel d i agnosis m ethod of reservo ir lubr ic ity

L I H an -lin 1,M A S h i -kun 1,L IA N Cheng -bo 1,L IU M ing -y an

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(1.Co llege of Geo -resou rces and Info rm ati on ,Ch ina U n iversity of Petro leum ,Dongying ,Shandong 257061;2.Petro leumA adm in istrati on in Shengli ,Dongying ,Shandong 257055)

Abstract :A cco rding to the ideas of fuzzy m odel diagno sis ,w e estab lished a standard m odel w h ich is u sed to iden tify the lub ricity of reservo ir w ith fuzzy m odel of gas logging index .W ith the p rinci p le of fuzzy sub 2set nearness and sub set classificati on ,w e analyzed the lub ricity of the p ending reservo ir ,and the resu lts are favo rab le .

Key words :fuzzy m odel ;lub ricity ;standard m odel ;nearness

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2　2005年第12期 李汉林等　储层含油性的模糊模式识别方法