技术领域
[0001] 本发明涉及油气田开发技术领域，具体地涉及一种储层非均质性评价方法、系统及存储介质。
相关背景技术
[0002] 在油田开发的实际工作中，传统的储层非均质性的定量表征以渗透率非均质性为重点，以变异系数、突进系数、级差为定量表征参数。但是变异系数、突进系数和级差仅能表征渗透率的数值差异程度，对层内非均质的定量表征不全面。并且，以变异系数、突进系数、级差为定量表征参数还存在计算数值无界以及算法存在盲点等问题。
具体实施方式
[0042] 以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0043] 图1是本发明实施例提供的一种储层非均质性评价方法的流程图。
[0044] 如图1所示，所述储层非均质性评价方法包括：
[0045] S110：获取目的储层的多个岩石样品的渗透率的数值序列，其中，所述数值序列按岩石样品的深度纵向分布；
[0046] S120：计算反映数值序列的数值差异的第一参数和反映数值序列的分布形态的不规则程度的第二参数；
[0047] S130：利用关联所述第一参数和第二参数得到的非均质性表征参数，评价储层的非均质性。
[0048] 步骤120中，所述反映数值序列的数值差异的第一参数可以为任意表征多个岩石样品的渗透率的数值差异程度的参数，包括但不限于基尼系数和变异系数。所述反映数值序列的分布形态的不规则程度的第二参数可以为任意表征数值序列的分布形态的不规则程度的参数，包括但不限于分形维数。
[0049] 下面依次介绍计算渗透率的基尼系数、变异系数和分形维数的方法。
[0050] 1)可以通过以下步骤得到反映多个岩石样品的渗透率的数值差异的基尼系数：
[0051] 步骤1：将目的储层的渗透率值由大到小按降序排列，保证计算渗透率贡献值累积百分数从大到小开始累积；
[0052] 步骤2：利用式(1)计算每一个样点的渗透率贡献值累积百分数：
[0053]
[0054] 其中，Ki为目的储层的第i个岩石样品所对应的渗透率，10‑3μm2；n为目的储层的岩石样品的总个数；Yi为目的储层的第i个岩石样品的渗透率贡献值累积百分数，％。
[0055] 另外，需要说明，用#(1)表示式(1)，下方公式的编号方法以此类推。
[0056] 步骤3：利用式(2)求出每一块岩石样品的岩样累积百分数：
[0057]
[0058] 其中，Pi为目的储层的第i个岩石样品的序号；n为目的储层的岩石样品的总个数；Xi为目的储层的第i个岩石样品的累积百分数。
[0059] 步骤4：如图2所示，将求出的岩样渗透率贡献值累积百分数和岩样累积百分数(Xi，Yi)放入直角坐标系中得到相应储层的洛伦兹曲线。
[0060] 对于完全均质的储层，洛伦兹曲线应为一条直线Y＝X(图2，AC)，表示储层中每一个数据点的渗透率值相等；而对于极端非均质的储层，洛伦兹曲线为一条折线(图2，ABC)，表示储层渗透率差异非常大；通常情况下，储层渗透率洛伦兹曲线分布于两者之间，为一条呈上凸形态的曲线(图2，L)。设洛伦兹曲线L与储层绝对均质曲线AC所围成的面积为S1，绝对均质曲线AC与极端非均质曲线ABC所围成的面积为S，即(S1+S2)，则基尼系数Gini＝S1/S。其中，完全均质储层的基尼系数为0，极端非均质储层的基尼系数为1，常规储层渗透率基尼系数在0～1之间。
[0061] 2)可以通过以下公式得到反映多个岩石样品的渗透率的数值差异的变异系数：
[0062]
[0063] 其中，所述变异系数为多个岩石样品的渗透率的标准偏差与平均值的比值， 为‑3 2渗透率平均值；Ki为目的储层的第i个岩石样品所对应的渗透率，10 μm ；n为目的储层的岩石样品的总个数。
[0064] 3)可以通过以下步骤得到反映多个岩石样品的渗透率的不规则程度的分形维数：
[0065] 步骤1：构建基于所述目的储层的渗透率的长度为N的时间序列X(1)，X(2)，…，X(N)；
[0066] 步骤2：以延迟时间间隔k为单位，对所述时间序列内的目的储层的渗透率进行数m m据抽取得到k组数列Xk’数列Xk的形式为：
[0067] Xkm：X(m)，X(m+k)，X(m+2k)，…，X(m+int((N‑m)/k)k)
[0068] 其中，m为由所述时间序列数据构成的数据块的列数，1≤m≤k，k为大于等于1的自然数；
[0069] 步骤3：根据式(4)计算每一组所述数列的序列曲线长度Lm(k)：
[0070]
[0071] 步骤4：利用式(5)根据各所述数列的所述序列曲线长度Lm(k)，得到所述时间序列的曲线长度L(k)：
[0072]
[0073] 步骤5：构建延迟时间间隔k值不同时，表征所述延迟时间间隔k与所述曲线长度L(k)关系的曲线数据，对各所述曲线数据进行直线拟合，将拟合后的直线的斜率作为分形维数。其中，kmax可以取岩石样本总数的一半的整数。
[0074] 步骤S130中，利用关联所述第一参数和第二参数得到的非均质性表征参数，评价储层的非均质性。优选的，所述非均质性表征参数和所述第一参数、第二参数为正相关关系。更优选的，所述非均质性表征参数可以为调节系数、第一参数、第二参数的乘积，所述调节系数可以为1，也可以根据需要设置为其它数值。
[0075] 举例而言，所述第一参数为基尼系数GINI，所述第二参数为分形维数HFD，所述非均质性表征参数VGD为：
[0076] VGD＝HFD×GINI#(6)
[0077] 其中，所述多个岩石样本的渗透率的数值差异是储层非均质表征的主体，用基尼系数GINI表示，反映数值序列的分布形态的不规则程度用分形维数表示。其中，分形维数HFD位于1～2，基尼系数GINI位于0～1，则VGD则位于0～2，VGD值越大非均质性越强，反之，越弱。
[0078] 下面结合示例来具体说明。首先，定义一组样点数据为1到10的整数，以此数据为基准，构建一系列典型数据序列(表1)。从表1可以看出，测试数据主要分为：有序、无序、均质和均质+噪声四种情况。有序数据主要为序列1到4。序列1为1到10的正韵律数据序列；序列2为10到1的反韵律数据序列；序列3位序列除以10后的正韵律；序列4为序列1所有元素都加1形成的2到11的正韵律。无序数据主要为序列5到7，为序列1里的元素被随机打乱而成。均质数据则由全是1的10个元素组成代表绝对均质，而均质+噪声数据则是均质序列8加上了序列5的万分之一小数，表示近似均质的情况。
[0079] 表1
[0080]
[0081] 为了更好的展示测试数据集的特点，将测试数据集计算结果绘制成曲线图3。首先从变异系数及基尼系数的计算结果来看，对于数据元素都由1到10组成的序列(序列1、2、5、6、7)，其计算结果全是一样的，变异系数均为0.52，基尼系数均为0.3；序列3为元素等比缩小后的序列，其变异系数和基尼系数也分别为0.52和0.3。这里很清晰的展示了变异系数和基尼系数算法存在的问题，这两个参数主要是对数据值大小的差异程度进行评价，忽略了数据组成的形态差异。但从数据的韵律性来看，很明显正韵律、反韵律、复合韵律的非均质程度是有差异的，这种差异正是变异系数和基尼系数算法对非均质程度定量表征的盲点。
从分形维数的计算结果来看，对于有序的数据序列，分形维数计算均为1，无序的复合韵律序列之间有所差异。
[0082] 进一步的，一个数据组成的差异程度实际可以用曲线的波峰波谷来量化，序列5、6、7之间，序列5的波动相对最弱，其次为序列7、波动最强的是序列6，分形维数计算出来的结果也是序列5相对最小，序列7次之，序列6最大，说明分形维数主要能表征数据形态结构的差异。此外，从序列8和9的计算结果来看，对于绝对均质的情况，分形维数计算会返回空值，这代表绝对均质情况下，分形维数是没有意义的。考虑储层非均质的实际情况，绝对均质的储层是不存在的，但是可能存在相对均质的储层，比如序列9的情况，分形维数计算出的结果与序列5一样，虽然进一步显示了分形维数对形态差异表征的特点，但也说明分形维数会放大数据噪声引起的差异。对于序列9的特殊情况，变异系数和基尼系数计算结果都近似为0，这个结果比分形维数显得更加合理。
[0083] 通过分析各算法对测试数据的计算结果，可以明显的看出：变异系数与基尼系数算法均只能对数据值的差异程度进行表征，忽略了序列整体的形态结构差异。分形维数着重表征数据整体的不规则程度，但对噪声敏感。而非均质定量表征参数VGD，对有序数据序列的非均质表征，VGD主要体现了基尼系数的特点。在无序数据序列的表征时，VGD附加了分形维数的特点，使得对复合韵律的非均质程度表征更加合理。对于均质和近似均质的情况，无论分形维数多大，其值也受基尼系数的约束，这样的表征也符合客观实际。因此，本发明能够更加合理地定量表征层内非均质性。
[0084] 在通过特殊数据序列分析本发明相比传统技术的优点后，以某油田真实的开发井为例，进行实例的效果验证，进一步说明本发明的技术效果。
[0085] 通过测井解释专业软件或其他测井绘图软件，提取多个岩石样品的渗透率值。利用编制的计算机程序对Z1346井几段砂体层内渗透率分别进行了变异系数、基尼系数、分形维数和非均质性表征参数VGD的计算。从计算结果(图4)可以看出，从变异系数和基尼系数的数值大小来看，5号砂体非均质最强，3号、1号、2号次之，4号最弱。但从VGD的数值大小来看，1号砂体非均质最强、5号、2号、3号次之，4号最弱。
[0086] 分析认为，VGD与基尼系数和变异系数的差异主要由分形维数引起，而分形维数差异反映渗透率内部形态的不均一性。对于储层层内非均质来说，渗透率形态的不均一性主要由局部的渗流屏障及优势渗带所导致，渗透率的极小值在层内形成渗流屏障，极大值则形成优势渗流带，因此渗透率分形维数实际上反映了层内渗流屏障及优势渗带的发育情况及位置分布的差异。在注水开发过程中，储层内部渗流屏障及优势渗流带的发育情况及位置分布差异对开发效果影响是不同的，从而影响层内剩余油分布的差异。
[0087] 从渗流屏障的角度来看，Z1346井的几段砂体中1号砂体渗流屏障最为发育，且大都分布在储层内部，对储层的渗流影响最大，层内非均质性相对最强；3号砂体的渗流屏障发育在下部对上部储层的渗流的影响影响最小，层内非均质性相对弱；2号及5号砂体均为层内和边部分别发育1处渗流屏障，但从渗透率数值的差异程度来看，5号砂体强于2号，综合来看，5号砂体层内非均质强于2号。4号砂体虽然渗透率整体较小，但是其数值属性差异小，层内非均质性最弱。
[0088] 因此，从Z1346井1至5号砂体层内非均质由强到弱依次是：1、5、2、3、4。这也正与VGD对层内非均质性的表征结果一致，说明VGD对层内渗透率非均质性的定量表征比变异系数及基尼系数更加合理。
[0089] 相应的，本发明实施例还提供一种储层非均质性评价系统，用于执行所述储层非均质性评价方法。
[0090] 相应的，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述储层非均质性评价方法。
[0091] 本发明实施例将反映数值序列的数值差异的第一参数和反映数值序列的分布形态的不规则程度的第二参数结合，从渗透率的数值差异与不规则程度两个方面定量评价层内非均质性，从而提高了非均质性定量表征的合理性及精细程度。
[0092] 进一步的，本发明实施例引入了基尼系数表征多个岩石样品的渗透率的数值差异，由于基尼系数的数值范围为0～1，所以解决了非均质性定量评价数值无界的问题。
[0093] 进一步的，本发明实施例引入分形维数表征多个岩石样品的渗透率的数值序列的分布形态的不规则程度，解决了现有的非均质性仅从数据层面评价的算法盲点问题。
[0094] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0095] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。
[0096] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0097] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0098] 在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0099] 存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0100] 计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0101] 还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0102] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
