利用指示克里金模拟重力流砂岩相展布

易 爽 夏润陶

（长江大学，湖北 武汉 434023）

1 研究工区和数据集

1.1 工区概况和沉积环境

随着地质统计方法的发展，在80年代末期发展出指示克里金方法（IK），随后A.Journel提出序贯指示模拟［1-4］。

应用指示克里金（以下简称IK）结合实际数据，分析环江油田环县地区长63的砂岩相展布特征，验证重力流沉积特征，对沉积相形态划分做指导。环县地区位于鄂尔多斯盆地西南部，长6组3段处于湖盆衰退时期，由于构造和地形因素，长6、长7深湖区域发育重力流沉积砂岩属于三角洲前缘滑塌体沉积，实践表明砂质碎屑流沉积一般形成“下生上储”或“上生下储”的岩性油气藏［5-8］，构成了深水区域低孔低渗的储集体。

研究工区处于环江油田环县地区的东南部分，同时是众多油井开采区域。环县地区位于鄂尔多斯盆地西缘，西边靠近西缘冲断带——鄂尔多斯盆地一级构造带，处于天环坳陷带内，晚三叠世的构造活动造成盆地西陡东缓，东北高、西南低的古地理特点，沉降活动主要发育在环县以南［8-9］，晚三叠世长6组处于湖盆衰退时期，由于坡折带的存在，三角洲前缘沉积物滑塌在深湖泥之上，形成砂质碎屑流舌状体。这类砂岩底部具有印模构造，发育在粉砂岩、细砂岩与泥岩接触面之上，并且大多都是直接与泥岩接触，构成岩性突变。从测井曲线特征看，缺少河流沉积的旋回性，砂岩体成段出现，砂岩内部为逆粒序——正粒序的变化规律。可见，重力流沉积旋回中部密度较粗［6］，和顶、底两端泥岩低孔低渗构成一定圈闭性，形成岩性储层。

本次研究将长63层划分为三个小层，每小层厚度在15m左右，主要参考了高振中［7］的沉积研究成果，按照重力流砂体内部旋回性划分。本次主力研究层段是长632对应砂体。

1.2 数据集

对应工区内分层结果，找到对应长632深度段以及对应一套砂体，从取芯数据中筛选出24口井的孔隙度数据，对其求均值，代表各井对应的孔隙度值，所有井的孔隙度值在9.35%和11.1%之间，属于中低孔隙度，为含泥细砂岩至细砂岩。可以推测低值代表泥质含量多的砂岩，高值代表较纯净的细砂岩。就沉积环境而言，低值属于砂质碎屑流边缘或深湖泥区域，而高值可能对应砂质碎屑流中心区域，也是有利油气储集区域。

2 指示克里金

在未取芯地区，经常要将孔隙度取一系列阈值（thresholds）来识别岩相。如果一种岩相能通过一个阈值来识别，则这种岩相在位置uα存在用1表示，不存在用0表示：

其中zk是进行指示变换的一系列阈值；

这样，原始数据转变成了k类岩相新数据，每一类岩相只用0和1表示。这样做的目的就是为了得到井上的数据小于或大于阈值的概率分布。区域A内孔隙度小于一个阈值的概率为：

相对的，可以得到该处孔隙度大于阈值的概率：

如果样本数据足够多，即n足够大，则有：

这里wi（i=1，2，…n）代表克里金体系里残差值计算的权重值，对应各个测量点。指示变换是直接对未测量区域不确定性分布的估计。输入数据集的全局概率分布也同样通过各个阈值来估计。

3 完善数据集

原有数据集来自24口井的岩心取样孔隙度，对应长632的一套砂岩体，由于采样密度较大，每口井做了求平均处理。由于缺少数据，从井位图上可见，在东北和西南分布比较稀疏，因此，新添加6口“模拟井”到工区内。6口井井位数据是工区内已有井（但是缺少孔隙度值），最终孔隙度数据根据线性克里金插值模型获得。由图1可以看见具体井位和孔隙度值。选择已存在井也是为了方便今后得到数据可以对孔隙度分布结果进行验证。最终得到的30口井数据。

本文前提假设是：不同孔隙度值代表砂体泥质含量不一样，也代表不同的沉积环境和位置。理论上讲，阈值划分在5～10个是比较合适的，本文划分6个阈值：9.3、9.73、10.02、10.2、10.32和11.08%。然后针对每一个阈值，通过SGeMS软件计算其变差函数。

4 IK模拟结果

对于连续型变量，指示克里金算法为各个门槛值提供了独立离散的模型，指示克里金允许不同概率值有不同的变程，相类之间区域的插值通过指定变差函数模型（如本次使用Exponential指数模型）完成过度。这样模型具有很强的实用性，可以综合软数据。在网格设置里，X和Y均设置200，模型共有40 000个网格。图2显示了井位图，颜色代表含不同孔隙度值。红线是概率密度值，蓝线是孔隙度概率累积分布。

图1 工区井位

选定好6个阈值后，每个阈值做一个概率插值图，这样可以观察孔隙度在相邻两个阈值之间的砂岩分布状况变化，而且通过比较不同阈值的概率图，可以发现有些砂体在不同阈值范围内消失，而有些高值部分砂体显现更加清晰。从砂体展布形态来看，主要是高值部分，更加独立，没有很好的继承性关系，孔隙度10.3%对应的概率图可见，孔隙度最高值分布于工区南北两端，而中间部分传统的人为划分沉积相图是很难将砂体具体形态展布显示出来，通过IK模拟，工区内不同特征的砂体细节关和形态系可以很好展现，从而可以得到较为细致的沉积相分布形状和范围。

图2 对应6个阈值的孔隙度概率图，概率1（红色）表示该处孔隙度值确定小于阈值孔隙度，概率0（蓝色）表示该处孔隙度值大于阈值孔隙度。

5 结论

IK十分适合展示平面的不确定性，与其他克里金方法是线性的不同，IK是非线性的差值方法［10］。应用IK得到了不同的截断值和对应孔隙度分布，可以据此很好地揭示工区内长632砂体展布特征，即：砂质碎屑流延伸的前端发育于三角洲前缘坡折带以下的湖盆区域，沿物源方向（本次主要是西北）上延伸不连续，但垂直物源方向叠置连片［11-13］，是湖盆斜坡与湖盆中心有利的目标区域。尽管砂质碎屑流引入湖盆相解释深水重力流理论还比较新，但是新的理论可以帮助找到新的有利建产区，借助IK可以圈定有利区的大致理论范围，对后续的勘探部署有指导意义。

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