模糊数学在塔里木盆地圈闭评价中的应用

圈闭评价~

圈闭评价是各级油气资源评价中最具体、最实际的工作，也是勘探阶段的最终目标，其目的在于拟定探井井位，直接发现油气田。圈闭评价是从盆地评价优选出的有利含油气区带进行圈闭准备开始，到圈闭预探获得商业性油气流过程中使用的综合性勘探评价方法。它以油气成藏理论为依据，以计算机为手段，以勘探数据库为依托，充分利用地面物化探资料、井筒资料和综合研究资料，进行圈闭石油地质综合评价、资源量估算、圈闭优选、待钻圈闭的精细描述，并提出预探井部署设计意见以及钻探圈闭的反馈评价。随着资料的增加、认识的深化，圈闭评价是在滚动中完成的。圈闭评价的目的是为编制勘探计划提供依据，指导预探井部署，提高圈闭预探成功率。
圈闭评价可划分为三个阶段: 圈闭识别、圈闭优选和圈闭精细描述。
1) 圈闭识别以盆地评价优选出的有利含油气区带为对象，整体部署设计测网，开展地震勘探及其他物化探工作，进行圈闭准备; 以圈闭准备获得的地震资料为主要依据，划分圈闭序列，识别可能存在的所有圈闭，并确认其可靠程度。
2) 圈闭优选是对识别出的各类圈闭，进行石油地质综合分析、资源量估算和经济评价，根据分析、评价结果，进行圈闭综合排队，优选出有利的圈闭。
3) 圈闭精细描述是对优选出的有利圈闭，进行精细描述，提出预探井井位部署设计意见，并对钻探圈闭进行反馈评价。
圈闭评价内容一般主要包括圈闭风险分析、圈闭可采储量估算、圈闭经济评价等几个方面。
1) 圈闭地质风险分析的主要目的是判断一个圈闭是否含有油气。目前采用的方法主要有地质风险概率分析法、模糊数学评价法、圈闭综合评价系数法、风险矩阵法等，考虑的主要因素有资料可靠程度、烃源岩、储集层、盖层及配套史几个方面。各个因素又可以分解为若干个定量描述的子因素。现行使用的地质风险评价在评价内容、方法上都有比较统一的规范和技术，对地质评价参数的定量取值标准有统一的定量分级评价标准。在地质评价过程中，对具体地质因素的好坏分析较多，对所用地质资料把握程度的分析还须加强。在圈闭风险分析过程中，要特别重视资料置信度对评价结果的影响。
2) 圈闭可采储量估算一般采用统计法，根据类比确定一个储量丰度，然后计算圈闭可采储量。计算的关键依赖于圈闭描述的精度和圈闭地质参数的精度。
3) 圈闭经济评价是油公司决定对圈闭是否进行勘探的最主要指标。采用的方法主要是财务经济评价，整个评价过程中考虑的因素比较多，如圈闭勘探的地理 － 地质条件、目的层埋深、工作量与资金投入、预期产能及效益分析等，所有的因素均能折算到成本或收益，最终能得出不同时期净现值、投资回报率等。在经济评价过程中，还应特别重视参数敏感性分析，参数敏感性分析包括经济评价过程中所用参数可能的变化范围以及资源量政策的稳定性、政治因素等。常用的方法有圈闭勘探投资分析、圈闭预探效益分析、圈闭预探优先排序等。

在模糊数学综合评判模型中，评判结果是采用权重模糊向量与模糊关系矩阵，按一定的模糊数学合成规则计算而成。在模糊评判的运用中，有多种基本算法，即主因素决定型、主因素突出型、加权平均型等。本次采用加权平均型算法，对中国西北地区5个盆地各块段进行分别计算，并根据评价结果对各盆地分别进行排序（表6-13至表6-17）。
评价结果反映块段煤层气富集性及可开采性的潜力，计算的评价值越高，反映该块段煤层气利用的潜力越大。根据评价结果及参考部分块段煤层气勘探开发试验结果，可将西北地区分成5类。第一类为有利地区，综合评价系数大于0.7；第二类为较有利地区，综合评价系数在0.6～0.7之间；第三类为较不利地区，综合评价系数在0.5～0.6之间；第四类为不利地区，综合评价系数在0.4～0.5之间；第五类为极不利区，综合评价系数小于0.4。
1.准噶尔盆地
准噶尔盆地21个块段评价结果（图6-9）表明，一类区有准南的乌鲁木齐矿区、玛纳斯河及准东的丘河—帐篷沟区；二类区包括准南的阜康矿区、巴音沟、准东的北山煤窑—将军庙、滴水泉—五彩湾、老君庙及三塘湖—巴里坤，准西北的夏子街区和什托洛盖；三类区有准南的四棵树及准东的达坂城和克拉玛依；四类有准西北的卡姆斯。按煤层气资源量计算，第一类煤层气资源量16 369.771×108 m3，占42%；第二类19 140.24×108 m3，占49%；第三类2 808.47×108 m3，占7%；第四类832.86×108 m3，占2%（图6-10）。
表6-13 准噶尔盆地煤层气综合评价计算表


表6-14 塔里木盆地煤层气综合评价计算表


续表


表6-15 吐哈盆地煤层气综合评价计算表


表6-16 柴达木盆地煤层气综合评价计算表


续表


表6-17 鄂尔多斯盆地煤层气综合评价结果表



图6-9 准噶尔盆地综合评价区块图


图6-10 准噶尔盆地各评价类型煤层气资源量对比表

2.塔里木盆地及新疆南部
塔里木盆地及新疆南部11个块段评价结果（图6-11）表明，一类有塔北温宿包孜东、拜城铁列克库车阿艾；二类区包括塔北俄霍布拉、克康苏、沙里拜；三类区有塔东孔雀河—罗布泊及乌恰地区的黑孜苇、托云、赛斯特盖特等区；四类有塔北的轮台阳霞及塔西南的乌依塔克、霍尔峡及卡姆斯等区；五类包括塔南的莎车和什拉甫、库斯拉甫、皮山杜瓦、和田布雅、且末江格萨依、铜干布拉克、于田普鲁及艾西。按煤层气资源量计算，第一类煤层气资源量1 118×108 m3，占12.28%；第二类12.5×108 m3，占0.1%左右；第三类3867×108 m3，占42.6%；第四类4 105×108 m3，占45.08%；第五类煤层气资源量为4×108 m3，仅占0.04%（图6-12）。从盆地位置看，一类区均分布于塔北地区；塔南地区不但资源量少，而且综合评价分值低。

图6-11 塔里木盆地综合评价区块图


图6-12 塔里木盆地各评价类型煤层气资源量对比

3.吐哈盆地
吐哈盆地13个块段中（图6-13）评价系数大于0.6的仅有艾维尔沟和依拉湖矿区；第二类包括野马泉、梧桐窝子、柯尔碱、三道岭、骆驼圈子、胜金口等6个矿区；第四类包括沙尔湖、鱼尔沟、柯柯亚、艾丁湖等四个矿区；第五类有大南湖矿区。按煤层气资源量计算，第一类煤层气资源量为342.28×108 m3，占2%；第二类2396×108 m3，占14%；第三类3588×108 m3，占20%；第四类9046×108 m3，占52%；第五类2134.45×108 m3，占12%（图6-14）。
4.柴北缘—祁连地区
柴北缘—祁连地区15个块段评价结果中（图6-15），第二类有柴北缘的大头羊及祁连区木里及海德尔；第三类区包括柴北缘的冷湖、结绿素、柏树山及祁连区鱼卡；第四类区包括柴北缘的绿草山、大煤沟、旺尕秀及祁连区热水和默勒；第五类包括祁连区的大通路、乐河及窑街。按煤层气资源量，第二类煤层气资源量 423×108m3，占 54%；第三类210.58×108 m3 ，占27%；第四类96.42×108 m3 ，占12%；第五类52.96×108 m3 ，占7%（图6-16）。

图6-13 吐哈盆地煤层气综合评价区块图


图6-14 吐哈盆地各评价类型煤层气资源量对比


图6-15 柴达木盆地煤层气综合评价区块图


图6-16 柴北缘-祁连地区各评价类型煤层气资源量对比

5.鄂尔多斯盆地
鄂尔多斯盆地28个区段中（图6-17），按区段数量，第一类块段有6 个，占22%，除汝箕沟矿区属侏罗系煤层外，均为石炭—二叠系煤层；包括柳林、韩城、吴堡、乡宁、汝箕沟、铜川，其中以柳林地区分值最高；第二类块段有7个，包括石嘴山、澄合、庞庞塔、蒲白、石炭井、韦州、横城，占26%，均为石炭—二叠系煤层；第三类块段有3 个，包括桌子山、东胜、榆神，占11%；第四类块段有7个，包括鸳鸯湖、府谷、河保偏兴、焦平、华亭、灵武、彬长、黄陵，占30%，除府谷、河保偏矿区外均为侏罗系煤层；第五类块段有31个，包括榆横、神北、新民，占11%。按煤层气资源量计算，第一类资源量6534.2×108 m3 ，占20%；第二类5431.8×108 m3 ，占17%，第三类6969.3×108 m3 ，占22%，第四类10398×108 m3 ，占32%，第五类2883×108 m3 ，占9%（图6-18）。

图6-17 鄂尔多斯盆地煤层气综合评价区块图


图6-18 鄂尔多斯盆地各评价类型煤层气资源量对比

袁丽珍　王英　吕媛娥　虎北辰

（西北石油局规划设计研究院，乌鲁木齐　830011）

摘要　圈闭评价的目的是为了降低油气勘探风险，提高钻探成功率。圈闭评价的方法很多，归纳起来有如下几种：综合定性排队法、评分法、概率统计法、多信息叠合评价法、灰色系统理论和模糊数学评价法等。应用“模糊数学评价法”对塔里木盆地圈闭进行的综合评价，收到了较好的效果。

关键词　塔里木盆地　模糊数学权重　模糊评判值　圈闭　圈闭评价

1　方法原理

1.1　模糊数学的概念

美国控制专家查德（L.A.Zaden）于1965年首先提出“模糊数学”的概念，它是研究和处理模糊体系规律性的理论和方法，也就是把普遍集合论只取0或1两个值的特征函数推广到[0,1]区间上取值的隶属函数。圈闭评价中常用“好”、“较好”、“中等”、“较差”、“差”这一评价方法，更适合用模糊数学的方法对圈闭含油气性进行综合评价。

1.2　模糊综合评判的基本概念及方法原理

所谓模糊综合评判，是指用多个因素的评价结果，综合处理最终得出一个属于哪一类的隶属度，以供决策使用。

决定圈闭（局部构造）是否成藏的地质因素很多，如储层、盖层、油源等等。考虑μ₁，μ₂，…，μ_。这n个评价圈闭因素，由此就构成了因素集合 U:

U＝{μ₁，μ₂…μ_m}

在评价中我们可把参评的因素分为 V₁,V₂，…，V_m这m个级别（如评价中常用的级别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或好、中、差等），由此构成评语集合 V:

V={V₁,V₂…V_m}

因素集中 U中各个因素对圈闭（局部构造）成藏所起的作用是不同的，因此在圈闭（局部构造）评价中应根据我们对圈闭（局部构造）成藏规律的认识对各评价因素赋予不同权系数，由此构成权重分配集合 A:

A={A₁,A₂…A_n}

在这里

值必须等于1。在赋值过程中为了方便起见，对各评价因素赋值时只考虑各因素之间的相对关系，而不考虑 Ai值的大小，在运算过程中使其值再分配满足

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

应用各因素综合判定圈闭（局部构造）的含油气性，也就是属于评语集合 V中的哪一个级别，这就要求建立因素集中 U与评语集合V的一个模糊变换关系R：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

其中R就是某个对象（这里指圈闭或局部构造）的某个因素关于各类的得分，即隶属度。因此，R又称单因素评价矩阵。

权重A与模糊变换矩阵R的合成，构成了圈闭的综合评判矩阵 B:

B=AR

最后用下面公式求得每个圈闭（局部构造）的综合评价值D:

D=BC

式中C为等级矩阵的转置矩阵，评价级别分为好、较好等级别。C取值为（－2,－1,0,1,2），R_nm可按表1来确定。当评价级别分为好、中、差三个级别时，C取值为（－1,0,1），R_。可按表2来确定。

表1　五个级别的评语　Table1　The comments of five ranks in the table

表2　三个级别的评语　Table2　The comments of three ranks in the table

求出每个圈闭的综合评价值D之后，再按D值的大小对所评圈闭（局部构造）进行排队，得到优选圈闭（局部构造），以供勘探部署。1.3　关于模糊运算

模糊数学中定义的算法有很多种，其反映的意义是不同的。根据圈闭（局部构造）评价特点，本次采用如下4种：

①取小取大法：

取小取大法分别简记为（∨，∧），合成矩阵B中的元素bj的算法如下：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

②取小求和法

取小求和法分别简记为（∧，⊕），合成矩阵B中的元素bj的算法如下：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

③乘积取大法

乘积取大法分别简记为（·，v），合成矩阵B中的元素bj的算法如下：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

④乘积求和法

乘积求和法为评价重点考虑的算法，分别简记为（·，⊕），合成矩阵B中的元素bj的算法如下：

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

2　圈闭评价参数及评分标准

影响圈闭的含油气性的地质因素很多，结合塔里木盆地实际勘探情况，主要考虑圈闭的落实程度、储集条件、盖条件、油源条件、油气大量生成期与构造形成期的配制关系（圈排关系）等五个地质因素，根据区内油气成藏规律，确定各地质因素的权重系数见表3。

表3　圈闭评价地质因素及权重系数　Table3　Geological factor and tentative crucial coefficient of trap evaluation

在评价圈闭含油气级别时，分为好、较好、中等、较差、差五个级别，根据各项目组提供的数据确定各地质因素评估赋值标准。

2.1　圈闭落实程度

主要用地震资料进行落实，如是否有三维控制、圈闭的二维地震测线数以及对圈闭的闭合幅度等进行评价（见表4）。

2.2　储集条件

表4　圈闭落实程度评语　Table4　The comments of practicable level for trap

碳酸盐岩储层非均质性极为明显，雅克拉—轮台地区主要为寒武系、奥陶系白云岩，且经历了长期古岩溶作用，储集性一般为中等—较好。在塔河油区主要为奥陶系灰岩，储层的岩块物性较差。由于孔、缝、洞的发育，储层的总体物性特征明显改善，其划分表见表5。

碎屑岩主要用孔隙度、渗透率指标对储层进行评价，不同区带其划分标准略有差异，结果见表6。

2.3　盖层条件

表5　碳酸盐岩储层评语　Table5　The comments for carbonate reservoir

表6　碎屑岩储层划分评语　Table6　The partition comments of clastic reservior

雅轮与巴麦工业区带区内盖层分析参数不全，本次主要以区带内综合研究成果为依据对圈闭盖层进行评价，对于仅靠断裂作为侧向封堵的圈闭（断鼻、断块等），要考虑断裂两盘的对接岩性，若断裂两侧储层与盖层对接，评价为好，与砂泥岩互层对接为较好—中等，与储层对接为较差—差。艾桑工区带盖层划分标准见表7。

2.4　油源条件

表7　艾－桑工业区带盖层条件评语　Table7　The comments of cap condition in Aixieke-Sangtamu industrial estate

主要考虑圈闭距生油坳陷的距离和油气的运移通道两个因素。

对于陆相油气主要考虑圈闭距生油坳陷区的距离和断裂发育与储层的关系，若断裂下断至不整合面，上断至储层，则以断裂的断距为评价标准（表8）。

表8　陆相油气油源条件评语表　Table8　The comment table of land oil-gas origin

对于海相油气，除考虑断裂是否将源岩与储集岩沟通外，主要还要考虑油气资源丰度以及构造带是否处于油气运移指向区，其评价标准见表9。

表9　海相油气油源条件评语　Table9　The comment table of marine oil-gas origin

2.5　圈排关系

圈排关系是指圈闭形成期与生油高峰期的配置关系，构造形成期早于生油高峰期评价为好，两者相同评为较好—中等，构造形成期晚于生油高峰期则评为较差—差。

3　圈闭评价结果与排队

我们对未上钻的184个圈闭按上面的评语标准对某个地质评价因素进行赋值评价，然后对赋值圈闭利用模糊数学方法对其含油气性进行综合评判，根据模糊评判值D将圈闭的含油气性分为Ⅰ（D≥1）、Ⅱ（0.5＜D＜1）、Ⅲ（D≤0.5）类。对筛选出的Ⅰ类圈闭，适当考虑一些能反映经济效益的有关因素，如勘探中的探井成本和影响收益的重要参数资源量等，具体参数见表10。

表10　局部构造综合评判参数与标准　Table10　The synthetical judge parameters and standards of local structure

对各圈闭层及各评价因素结合区内目前勘探实际情况赋予不同的权重系数（表11、12）。

表11　圈闭层系权重系数　Table11　Tentatively crucial coefficient of trap layer

表12　局部构造评价因素权重系数分配表　Table12　Distribution table of tentative crucial coefficients for the judge of local structure

构造评价值由下式确定

塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集

其中D_构造为构造评价模糊值，E为圈闭层权重系数，

为圈闭层系中圈闭模糊评判最大值。

利用模糊数学的方法对赋值后的局部构造含油气性进行综合评判，得出局部构造综合评判值D_综合，由 D_综合值将局部构造的含油气性划分为Ⅰ（D_综合≥0.28）、Ⅱ（0.17<D_综合＜0.28）、Ⅲ（D_综合＜0.17）类。将评定出的工类局部构造25个，选定为近期勘探目标，主要分布在艾协克－桑塔木工业区带，近期已在艾协克北（沙73井三叠系）、桑塔木2号构造高点（沙60井）、艾协克2号构造西翼（沙65井）、牧场北3号构造（沙66井）、牧场北7号构造（沙67井）、桑塔木2号构造西高点（沙69井）、艾协克南构造（TK203井） 7口钻井在下奥陶系碳酸盐岩获油气突破，钻探成功率为75％以上。实践证明该圈闭评价方法是有一定的参考和使用价值。

参考文献

[1]张跃等.模糊数学方法及其应用.北京：煤炭工业出版社，1992

[2]赵旭车.石油数学地质概论.北京：石油工业出版社，1992

Application of Fuzzy Mathematics to Evaluate the Traps in Tarim Basin

Yuan Lizhen　Wang Ying　Lu Yua n'e　Hu Beichen

(Academy of planning and designing,Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürümqi　83001 1)

Abstract:The goal of evaluating trap isfor reduction the risk of the oil and gas prospecting and increases the successful ratio of the drilling.There are six kinds of methods for evaluating trap:multiple determination queuing method,comparing and assessing method,probability statistical method,multiple information evaluation method,grap system theory,fuzzy mathematic evaluation method, etc.We have got satisfactory results in the course of the evaluation of the traps in Tarim basin using the fuzzy mathematic evaluation method.

Key words:Tarim Basin　fuzzy Mathematics method　Evaluation the Traps

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下城区15620014639： 层次分析法 根法 和法 哪个更好 - ？
镡敬健脾： 模糊层次分析法是将模糊分析法和层次分析法结合起来的一种方法. 而层次分析法只有层次分析法一种方法. 一般用层次分析法做两件事,一是将目标按层次细分为许多不同的指标或方面;二是在确定权重时使用. 但是大部分人只将确定权重...

下城区15620014639： 运用模糊数学方法进行评价时,在建立权重时各权数应满足什么条件 - ？
镡敬健脾： 权重基本上都是采用专家权重的,或者是德菲尔权重法 要不就是层次分析法计算的来

下城区15620014639： 运用层次分析法进行决策有哪些主要步骤 - ？
镡敬健脾： 这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上,利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化,从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法.尤其适合于对决策结果...

下城区15620014639： 怎样用模糊数学评价教师的教学质量?？
镡敬健脾： 1,教学质量的评价是1个主观的东西,一样1节课由同1个老师来上,对不同的学生,不同的时间,地点,所得到的评价都会有差别.2,数学是1门关于逻辑的学问,它永久都是精确的.所谓模糊数学,也只是用精确的几率方法试图来描写随机的事物,他永久代替不了主观的反应.3,试图用所谓数学来评价教学的任何方法都不是客观的,都不是精确的,都是在主观的基础上进行的.因此,这类“用数学来评价教学”的口词常常是某些领导用于愚弄广大教师,为教师施压,为自己谋利的1种借口,而且还披着“科学”的外衣.

下城区15620014639： 在模糊数学评价法中,到底是以级别特征值还是最大隶属 - ？
镡敬健脾： 一般当最终结果值相差很大时,是按照最大隶属度原则来选择的.当模糊评判后,几个评判值相差很小时,按照级别特征值要好得多.

下城区15620014639： 模糊评价矩阵是怎么来的 - ？
镡敬健脾： 模糊矩阵用来表示模糊关系的矩阵,如果 集合X有m个元素,集合Y有n个元素,由集合X到集合Y中的模糊关系,可用矩阵表示. 模糊综合评价法基于模糊数学的综合评价方法,该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评...

下城区15620014639： 模糊数学模型的介绍 - ？
镡敬健脾： 实际中,我们处理现实的数学模型可以分成三大类:第一类是确定性数学模型,即模型的背景具有确定性,对象之间具有必然的关系.第二类是随机性的数学模型,即模型的背景具有随机性和偶然性.第三类是模糊性模型,即模型的背景及关系具有模糊性.

下城区15620014639： 模糊评价法是什么 - ？
镡敬健脾： 模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法.该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价,即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价.它具有结果清...

下城区15620014639： 我国四大盆地中面积最大的盆地是哪个 - ？
镡敬健脾： 塔里木盆地 是中国面积最大的盆地.塔里木盆地位于新疆维吾尔自治区南部,周围被天山、昆仑山等高大山脉包围,是中国面积最大的盆地.盆地底部海拔800—1300米,沙漠广布.盆地中央的塔克拉玛干沙漠是中国面积最大的沙漠,也是中国油气...