?

中國南方海相頁巖氣有利目標區優選的模糊相似法

2016-06-23 01:11郭秀英陳義才任東超王曉飛劉東東孫超亞
關鍵詞:決策分析評價指標

郭秀英, 陳義才, 任東超, 王曉飛, 劉東東, 孫超亞

(1.西南石油大學 經濟管理學院,成都 610500; 2.四川石油天然氣發展研究中心,成都 610500;3.成都理工大學 能源學院,成都 610059)

中國南方海相頁巖氣有利目標區優選的模糊相似法

郭秀英1,2, 陳義才3, 任東超3, 王曉飛3, 劉東東3, 孫超亞3

(1.西南石油大學 經濟管理學院,成都 610500; 2.四川石油天然氣發展研究中心,成都 610500;3.成都理工大學 能源學院,成都 610059)

[摘要]有利目標區優選是頁巖氣勘探開發的前提。根據中國南方海相頁巖氣成藏特點,篩選了頁巖有效厚度、有機碳含量、孔隙度等13項頁巖氣有利目標區優選評價指標,并且結合國內外頁巖氣勘探開發經驗,建立了評價指標的分級分類評價標準。針對頁巖氣儲層的厚度大、非均質性以及勘探早期對評價指標值的地質認識準確度較低,用區間數距離體現頁巖氣有利目標區優選的不確定信息評價指標值差異,應用模糊相似理論,建立了頁巖氣有利目標區優選的分級、分類并能區分優劣的模糊相似方法。實例計算分析結果表明,該方法與綜合信息疊合法相比,評價結果可靠程度高,而且能判明被評價頁巖氣區的有利類型和優劣順序。

[關鍵詞]決策分析;模糊相似法;模糊相似系數;海相頁巖氣;有利目標區;評價指標

中國頁巖氣分布廣、資源豐富,但是頁巖氣勘探開發起步較晚。頁巖氣作為內源氣,其分布范圍不受嚴格意義的圈閉控制。在區域構造、沉積相帶分析基礎上,通過頁巖氣成藏地質關鍵因素的平面分布圖進行疊合分析可以初步劃分出頁巖氣的有利區[1-9]。近年來,隨著四川盆地海相頁巖氣的研究不斷深入,在威遠、長寧以及礁石壩等地區龍馬溪組、筇竹寺組頁巖氣勘探開發取得突破性進展,不僅證實了中國海相頁巖氣的勘探潛力,同時也為頁巖氣的進一步選區評價和勘探開發提供了重要的參考對象。中國海相頁巖氣成藏條件復雜,影響頁巖氣成藏的地質因素較多,各地質因素的影響程度又存在差異??碧介_發初期人們準確認識頁巖氣成藏的各地質因素條件還有局限性,加之頁巖儲層段厚度較大、非均質性強,通過實測獲得的數據往往采用取值范圍的區間數才能合理反映評價指標的實際特征。因此,當頁巖氣地質研究初步確定了一系列潛在有利區塊之后,采用有效的定量分析方法進一步綜合評價各區塊的優劣,對頁巖氣的經濟合理勘探開發具有重要意義。目前已有學者采用對各評價指標值范圍人為分級,并以其打分值或平均值代替各評價指標值范圍,或直接以頁巖氣各評價指標值范圍的上、下界代替各評價指標值范圍,定量評價優選頁巖氣有利目標區[10-13];但未充分利用各評價指標取值范圍的不確定信息,評價優選結果反映待評價頁巖氣區真實優劣狀況欠佳。因此,本文應用模糊理論、不確定信息多指標綜合評價理論,充分考慮和利用各評價指標取值范圍的不確定信息,提出頁巖氣有利目標區優選的模糊相似方法,并以當前四川盆地海相頁巖氣勘探開發區塊的實際資料,驗證評價方法的合理性、有效性和可操作性。

1有利目標區優選評價指標及標準

頁巖氣是自生自儲的非常規天然氣,主要以吸附態賦存于有機質顆粒與黏土礦物表面,或者以游離態賦存于基質孔隙與天然裂縫中[14]。中國海相頁巖氣勘探前景最好,特別是四川盆地及其周緣地區,其成藏條件與美國商業開發的頁巖氣藏具有相似性,但成熟度普遍較高、埋深較大、后期抬升構造運動強烈、保存條件較差等[15]。頁巖氣有利目標區是頁巖氣成藏地質因素與地面因素達到一定條件的有效組合區,并且關鍵在于頁巖氣藏的富集。

1.1頁巖氣成藏的控制因素

1.1.1頁巖氣的生烴因素

頁巖氣的商業勘探與開發需要豐富的氣源物質基礎,要求其生烴能力應達到一定標準。頁巖生烴因素主要包括以下4個方面。

a.有機碳含量(TOC):頁巖有機質干酪根既是頁巖氣生成的物質基礎,又是頁巖氣聚集的重要控制因素之一。TOC含量越高,頁巖生氣能力越強,含氣量越大,越有利于頁巖氣藏的富集[16,17]。具有商業開采價值的頁巖氣藏TOC質量分數(wTOC)一般>2%,但有部分學者認為在熱成熟度高的地區可降至1%,而在頁巖氣核心開發區的wTOC>2.5%[18]。

b.有機質類型:頁巖有機質類型既影響頁巖的生氣能力,也影響頁巖的含氣量。中國海相頁巖氣的有機質類型主要為Ⅰ型、Ⅱ1型干酪根。

c.熱成熟度(Ro):Ro是影響頁巖生烴能力的重要因素,其大小影響頁巖的生氣量和對烴類氣體的保存[19]。中國海相頁巖氣為熱成因型,其成藏的必要條件是頁巖進入生氣窗1.1%≤Ro≤3%,累積生氣能力逐漸達到最大;Ro<1.1%,處于生油窗,生氣量有限且溶解于油中;Ro>3%,成熟度過高,生氣能力逐漸衰竭,缺乏不間斷供氣、連續聚集成藏的地質條件;Ro>4%,有機質生烴作用終止,頁巖氣藏保存變差[20]。美國勘探開發的頁巖氣成熟度多數在1.1%~2.5%之間[21,22];中國海相頁巖成熟度相對較高,一般在1.8%~3.5%[20]。

d.頁巖有效厚度(d有效):頁巖有效厚度不僅影響頁巖氣的成藏規模,而且關系到頁巖氣開發的經濟價值。頁巖有效厚度一般是指wTOC>2%的單層頁巖厚度或含有少量砂巖等夾層的頁巖連續厚度。對高熱演化地區,特別是Ⅰ型有機質頁巖,其有效厚度是指wTOC>1%的頁巖厚度[10]。頁巖有效厚度越大,其封蓋能力越強,越有利于頁巖氣的保存,儲量豐度越高,越有益于開發。美國商業性生產的頁巖氣藏頁巖有效厚度一般在15 m以上,核心區的頁巖有效厚度在30 m以上[1]。目前為止,中國商業性開采的頁巖有效厚度下限一般在20~30 m。在頁巖生氣能力較高的地區,頁巖有效厚度下限可適當降低[16]。

1.1.2頁巖氣的儲集因素

頁巖氣是自生自儲的非常規天然氣,頁巖的儲層物性、含氣量對頁巖氣富集成藏至關重要。

a.孔隙度(q):孔隙是頁巖氣儲存的主要空間,是儲層特征評價的關鍵參數。頁巖孔隙度與頁巖含氣量間成正相關關系,頁巖孔隙度越大,儲氣能力就越強。美國商業開采頁巖氣的孔隙度一般在2%~10%[1]。中國海相頁巖孔隙度在2%~12%,與美國等頁巖孔隙度的大小基本相似[15]。結合前人研究成果與中國海相頁巖氣勘探實踐,以2%作為中國海相頁巖氣有利區的頁巖孔隙度下限值。

b.滲透率(K):頁巖基質滲透率非常低。美國商業開采頁巖氣的基質滲透率一般<0.1×10-3μm2,只有進行人工壓裂改造產生誘導裂縫才能進行商業開采。頁巖滲透率與孔隙度呈一定的正相關性,但受裂縫發育程度的影響更大,頁巖滲透率與裂縫發育程度一致。因此,頁巖基質滲透率可以不作為選區的獨立評價指標。

c.含氣量:頁巖含氣量是評價優選頁巖氣勘探開發目標區的重要關鍵指標。頁巖含氣量越大,頁巖氣藏富集程度越高,越有利于勘探開發。美國商業開采頁巖氣藏含氣量為0.44~9.91 m3/t,四川盆地海相頁巖氣試采區的含氣量一般在1 m3/t以上[6]。

1.1.3頁巖氣的保存因素

頁巖氣雖然具有依靠自身的毛細管力、固體表面吸附力進行封閉成藏,但是頁巖氣的甲烷分子半徑小、活動性強,良好的保存條件是形成具有工業價值頁巖氣藏的重要條件之一。頁巖氣的保存條件主要包括致密巖性的封蓋層和異常高壓以及地質構造活動。

a.封蓋層:厚度大而巖性致密的蓋層可以有效抑制頁巖氣散失,使頁巖氣得以更加有效地保存、富集成藏。封蓋層的封蓋能力主要與巖性有關,不同巖性的封蓋能力從低到高依次為:一般砂巖、致密砂巖、灰巖、泥巖、膏鹽巖等。

b.壓力系數:在相同頁巖儲層埋深條件下,頁巖氣地層壓力越大,即壓力系數越大,反映頁巖氣的保存條件越好,頁巖儲層的含氣量也越大[23]。美國主要海相產氣頁巖一般是以超壓和微超壓為主,壓力系數為1~2.07,含氣量較大。四川盆地寧203井龍馬溪組壓力系數為2.03,實測含氣量為3.5~6.5 m3/t;建深1井壓力系數為1.72~2.02,鉆井過程中頁巖氣有較強的顯示[15,24]??梢?,處在超壓和微超壓狀態的頁巖氣區是頁巖氣成藏的有利區。中國南方海相頁巖氣大多呈現低壓異常,僅在四川盆地構造相對穩定的地區壓力系數較高,含氣量也較高。綜上,中國海相頁巖氣有利區的壓力系數應該為>1.0。

c.地質構造活動:頁巖氣分布雖然不受到構造圈閉控制,但是斷層作為油氣垂向運移的重要通道,不利于頁巖氣的保存。在相對穩定的地質構造背景下,地層傾角較小,大-中型斷層較少,斷層活動比較微弱,有利于頁巖氣的保存,如Barnett頁巖氣藏高產井一般都分布在大型斷層不發育區域[16]。四川盆地威遠、長寧以及礁石壩地區頁巖氣高產井,也均距離大、中型斷層約2~3 km。所以,頁巖氣勘探開發選區時,應遠離長期活動的大型斷層、通天斷層和斷裂發育的高陡構造帶[20]。

1.2頁巖氣開發條件

頁巖氣藏是典型的致密氣藏,采用規?;姐@井的人工壓裂改造才能進行長期穩定的商業化開采。頁巖氣開發條件主要包括頁巖中脆性礦物含量、頁巖氣埋藏深度以及地面條件。

a.脆性礦物含量:頁巖人工壓裂形成的裂縫發育程度與頁巖的礦物組成、力學性質關系密切。頁巖脆性礦物含量越高,越易產生天然裂縫和應力誘導裂縫,越有利于頁巖氣的開發[25]。國內外頁巖氣開發經驗表明,頁巖脆性礦物的質量分數>40%,才有利于商業開采。

b.頁巖氣埋深:埋深是影響頁巖氣勘探開發成本的重要因素。隨著頁巖氣儲層埋深的增加,頁巖氣保存趨于有利,但頁巖氣的勘探開發成本將增加。美國主要產氣頁巖埋深為0.18~4.3 km[26]。中國海相頁巖經歷了較強烈的構造活動,上覆地層遭受不同程度的剝蝕。因此,頁巖氣的埋深不宜太淺,也不能太深,一般在1~4 km較為合適。頁巖氣儲層埋深不是頁巖氣商業開發的決定性因素,隨著科技的進步,頁巖氣開采的深度將不斷增大[27]。

c.地面條件:頁巖氣開發成本較高,適宜的地面條件可以在一定程度上有助于提高頁巖氣開發經濟效益。因此,頁巖氣選區要考慮地表條件,如水資源、地形、道路交通等,以及天然氣管網等地面設施。

1.3評價指標及分級標準

中國海相頁巖氣藏與美國成功開發的頁巖氣藏大致相似,但也存在一定的差異,特別是保存條件總體較差。因此,進行頁巖氣有利目標區優選要高度重視保存條件,充分考慮斷層、埋深、蓋層、壓力系數等。綜合前人研究成果[8-12,28],從頁巖氣的生成、儲集、保存地質特點及勘探開發地質、地面條件,篩選出13個評價指標及分級評價標準(表1)。

2有利目標區優選的模糊相似法

2.1基本概念與原理

根據表1的評價標準,能夠直觀地評價某些典型區塊的優劣。以頁巖有效厚度、有機碳含量2個評價指標為例(圖1),若待評價頁巖氣區的每個評價指標值均在有利區的標準范圍內或更好,那么該頁巖氣區即為有利區;若待評價頁巖氣區的每個評價指標值均在較有利區的標準范圍內,則該頁巖氣區即為較有利區;若待評價頁巖氣區的每個評價指標值均在不利區的標準范圍內或更差,則該頁巖氣區即為不利區。一般情況下,待評價頁巖氣區的各評價指標值不全是絕對的優或絕對的較優或絕對的劣,而是介于其間;那么,可由待評價頁巖氣區與理想有利區、理想較有利區、理想不利區的接近程度大小,來判定待評價頁巖氣區的有利類型及其優劣狀況。此外,由于評價指標間具一定的互補性,即某一評價指標值較差,可由其他較好的評價指標值補償,使其成為較好的頁巖氣區;因此,頁巖氣區的優劣取決于各評價指標綜合作用的結果。

圖1 頁巖氣選區模糊相似評價法示意圖Fig.1 Diagram showing evaluation of shale gas target area by fuzzy similarity method

頁巖氣成藏多數地質因素具有較強的非均質性,以及人們認識頁巖氣藏的局限性,使得獲得的頁巖氣區的各評價指標值不是精確數,而是一個取值范圍,即區間數。如:實測川東地區JY1井龍馬溪組下段約45 m厚度優質頁巖的有機碳質量分數(wTOC)取值為1.04%~5.89%,孔隙度(q)取值為2.78%~7.08%,脆性礦物的質量分數為50.9%~83.4%,含氣量為0.89~5.19 m3/t(圖2)[29];那么頁巖氣有利目標區優選應綜合全面考慮各評價指標值的變化范圍,而不應只考慮其平均值或者上、下界。

表1 海相頁巖氣有利目標區優選評價指標及分級標準

圖2 四川盆地JY1井龍馬溪組頁巖氣評價指標縱向分布特征Fig.2 Vertical distribution of shale gas evaluation index of Well JF1 for Longmaxi Formation in Sichuan Basin

因此,為合理優選頁巖氣勘探開發有利目標區,提出充分考慮各評價指標值范圍的頁巖氣有利目標區優選的模糊相似法。

為論述模糊相似法的方便,先定義實數與區間數的乘積、區間數的距離:

定義1實數k>0與區間數a=[a-,a+](0≤a-≤a+)的乘積為

k·a=[k·a-,k·a+]

(1)

定義2區間數a=[a-,a+]與區間數b=[b-,b+]的距離為

(2)

(3)

(4)

其中:d(xik, xjk)由定義2的式(2)計算而得,c取適當值,使0≤sij≤1。sij越大,xi與xj越相似相近。

表1中有利目標區、較有利目標區、不利目標區指標值對應區域分別稱為理想有利目標區、理想較有利目標區、理想不利目標區。由于成熟度(G4)的較有利指標值為1.3%~1.6%或2.5%~4%,埋深(G10)的較有利指標值為0.5~1.5 km或3~4 km;成熟度(G4)的不利指標值為4%~5%或0.4%~1.3%,埋深(G10)的不利指標值為0.2~0.5 km或4~5 km,因此,對應理想有利目標區1個,記為Am+1,其對應指標值向量記為am+1;對應理想較有利目標區有4個,記為:Am+2、Am+3、Am+4、Am+5,其對應指標值向量分別記為am+2,am+3,am+4,am+5;對應理想不利目標區有4個,記為:Am+6、Am+7、Am+8、Am+9,其對應指標值向量分別記為:am+6,am+7,am+8,am+9(表2)。

如表1、表2所示,有機質類型(G3)、裂縫發育程度(G8)、蓋層(G11)、地表條件(G12)、地面設施(G13)為定性指標,為有效定量評價各待評價優選頁巖氣區,本文采用3等級評比量表法定量化各定性指標值:將有利指標值賦3,較有利指標值賦2,不利指標值賦1。

為消除頁巖氣區各評價指標值間存在的數量級和量綱差異,采用式(5)標準化各指標值

(5)

(i=1,2,…,m+9;j=1,2,…,13)

各評價指標對頁巖氣有利目標區優選的貢獻和重要程度不同,應區分對待;因此,由定義1構造反映評價指標重要性的加權標準化指標值矩陣

(6)

表2 海相頁巖氣理想目標區評價指標值

理想有利目標區、理想較有利目標區、理想不利目標區在實際中一般不存在,是假想的,實際待評價頁巖氣區常常是與這3種類型的理想目標區之一更相近、相似。待評價頁巖氣區Ai(i=1,2,…,m)與理想有利目標區、理想較有利目標區、理想不利目標區的相似系數分別由定義3的式(4)衡量,其中與Ai(i=1,2,…,m)相似系數最大的理想目標區即為頁巖氣區Ai(i=1,2,…,m)的所屬有利類型;同時,每種類型頁巖氣區中,相似系數越大的頁巖氣區在該種類型的頁巖氣區中越優。

值得指出的是,若待評價頁巖氣區存在關鍵評價指標值在不利區的標準范圍內或者更差,則實行“一票否決權”,將該頁巖氣區直接評為不利區。實際頁巖氣有利目標區優選中,這種不利區已排除在待評價頁巖氣區之外。

2.2有利目標區優選步驟

綜合以上分析,模糊相似法優選海相頁巖氣有利目標區的過程如下。

a.構造優選頁巖氣有利目標區的評價指標值矩陣并標準化。

b.按式(6)求得加權標準化評價指標值矩陣Z。

c.按式(4)計算待評價優選頁巖氣區Ai(i=1,2,…,m)關于理想有利目標區Am+1,理想較有利目標區Am+2、Am+3、Am+4、Am+5, 理想不利目標區Am+6、Am+7、Am+8、Am+9的相似系數si,m+1、si,m+2、si,m+3、si,m+4、si,m+5、si,m+6、si,m+7、si,m+8、si,m+9。

d.確定待評價優選頁巖氣區Ai的類型。

e.確定各類型頁巖氣有利目標區中的各頁巖氣區的優劣。

在每種類型頁巖氣有利目標區中,根據各待評價優選頁巖氣區的相似系數大小,確定其優劣。相似系數越大,對應的待評價優選頁巖氣區越優;反之,越劣。

3實例分析

為了驗證上述模糊相似法的可行性和有效性,選擇四川盆地已進入開發初期階段的5個海相頁巖氣區作為評價實例。這5個頁巖氣區塊分別為川東的JY1井區(龍馬溪組)、川南W201井區(龍馬溪組)、W201井區(筇竹寺組)、N201井區(龍馬溪組)、N203井區(龍馬溪組),區塊編號依次為A1、A2、A3、A4、A5,評價指標的相關數據資料如表3所示。

a.用模糊相似法對表3所示的頁巖氣區進行評價優選。評價指標Gj的權重wj(j=1,2,…,13)采用文獻[31]的方法客觀確定(表4)。

首先,按式(5)標準化頁巖氣區的評價指標值,并按式(6)求其加權標準化評價指標值;然后,借助式(2),取c=0.1,按式(4)計算待評價優選頁巖氣區關于理想有利目標區A6,理想較有利目標區A7、A8、A9、A10,理想不利目標區A11、A12、A13、A14的相似系數,結果如表5所示。區塊A1、A5與理想有利目標區的相似系數最大,分別為s1,6=0.986 562、s5,6=0.978 895,所以A1、A5為有利區塊,且A1優于A5;區塊A2、A3、A4與理想較有利目標區的相似系數最大,分別為s2,9=0.981 413、s3,10=0.985 549、s4,10=0.978 386,所以A2、A3、A4為較有利區塊,且A3優于A2優于A4。

綜上,5個待評價頁巖氣區的總體優劣次序為:A1優于A5優于A3優于A2優于A4,且前2個區塊A1、A5為有利區,后3個區塊A3、A2、A4為較有利區。該優劣評價結果與實際開發結果顯示的區塊優劣順序一致,說明本文的方法是有效的,并且可操作性強,利用Excel就可快速進行評價優選。

b.用綜合信息疊合法對表3所示的頁巖氣區進行評價優選。依據評價指標的平均值信息疊合評價優選結果為A1優于A5、A4優于A3優于A2,但A5、A4目測難以準確區分優劣(圖3)。依據評價指標的取值范圍即區間數信息疊合評價優選結果為A1優于A4優于A5優于A3優于A2,但A5、A3目測區分度不明確(圖4)。

表3 待評價頁巖氣區的評價指標值

表4 評價指標權重

表5 待評價頁巖氣區關于理想頁巖氣區的模糊相似系數

可見,2種不同角度的綜合信息疊合結果:最優頁巖氣區均為A1,與模糊相似法和實際勘探開發的結果一樣,這也與A1各評價指標值明顯優于其他頁巖氣區的實際相符;最劣頁巖氣區均為A2,不同于模糊相似法的最劣頁巖氣區A4,這與決定頁巖氣區優劣的重要指標——含氣量、脆性礦物含量、壓力系數等,A4均劣于A2不符,并且2種不同角度的綜合信息疊合的5個頁巖氣區優劣結果均不同模糊相似法的結果,這主要是綜合信息疊合沒有考慮評價指標的重要程度(權重)所致。另外,2種不同角度的綜合信息疊合所得的5個頁巖氣區的優劣次序不盡一致,說明以平均值代替評價指標值的取值范圍是不盡合理的;而且綜合信息疊合評價優選的頁巖氣區還難以斷定其有利的類型,這對合理選取勘探開發的頁巖氣區可靠性差。

圖3 評價指標的平均值信息疊合示意圖Fig.3 Diagram of coincidence evaluation index with average value

圖4 評價指標的區間值信息疊合示意圖Fig.4 Diagram of coincidence evaluation index with interval value

4結 論

a.中國海相頁巖氣成藏地質條件復雜,頁巖氣選區評價指標必須全面、系統,且充分反映中國海相頁巖處于高—過成熟熱裂解成氣階段,埋深大,保存條件較差,地表多為丘陵和山地等特點。

b.頁巖氣成藏控制因素條件和資源規模等具有非均質性,勘探開發初期人們對頁巖氣藏地質認識具有一定局限性。因此,獲得的評價優選頁巖氣區的各項指標值不是精確數,而是一取值范圍,即區間數。評價優選頁巖氣區時,應充分考慮各評價指標值的取值范圍,不能簡單地以取值范圍的平均數、上下界、打分值代替。

c.模糊相似法應用模糊相似理論、不確定信息多目標決策理論,充分考慮和利用頁巖氣選區評價指標取值范圍的不確定性信息,不僅可以對頁巖氣有利目標區進行分級、分類,而且能夠區分出各個評價目標區的優劣。

d.用本文方法對四川盆地及周緣的5個頁巖氣區評價優選,結果與實際勘探開發的結果相符,表明本文的方法是合理的、有效的,并且方法簡單,可操作性強,利用Excel即可快速進行評價優選。

[參考文獻]

[1] 王社教,楊濤,張國生,等.頁巖氣主要富集因素與核心區選擇及評價[J].中國工程科學,2012,14(6):94-100.

Wang S J, Yang T, Zhang G S,etal. Shale gas enrichment factors and the selection and evaluation of the core area[J]. Engineering Sciences, 2012, 14(6): 94-100. (In Chinese)

[2] 聶海寬,唐玄,邊瑞康.頁巖氣成藏控制因素及中國南方頁巖氣發育有利區預測[J].石油學報,2009,30(4):484-491.

Nie H K, Tang X, Bian R K. Controlling factors for shale gas accumulation and prediction of potential development area in shale gas reservoir of South China[J]. Acta Petrolei Sinica, 2009, 30(4): 484-491. (In Chinese)

[3] 黃金亮,鄒才能,李建忠,等.川南志留系龍馬溪組頁巖氣形成條件與有利區分析[J].煤炭學報,2012,37(5):782-787.

Huang J L, Zou C N, Li J Z,etal. Shale gas accumulation conditions and favorable zones of Silurian Longmaxi Formation in south Sichuan Basin, China[J]. Journal of China Coal Society, 2012, 37(5): 782-787. (In Chinese)

[4] 王世謙,陳更生,董大忠,等.四川盆地下古生界頁巖氣藏形成條件與勘探前景[J].天然氣工業,2009,29(5):51-58.

Wang S Q, Chen G S, Dong D Z,etal. Accumulation conditions and exploitation prospect of shale gas in the Lower Paleozoic Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(5): 51-58. (In Chinese)

[5] 楊振恒,騰格爾,李志明.頁巖氣勘探選區模型——以中上揚子下寒武統海相地層頁巖氣勘探評價為例[J].天然氣地球科學,2011,22(1):8-14.

Yang Z H, Ten G, Li Z M. An example of shale gas selected marine area model of Lower Cambrian on the middle and upper Yangtze[J]. Natural Gas Geoscience, 2011, 22(1): 8-14. (In Chinese)

[6] 黃金亮,鄒才能,李建忠,等.川南下寒武統筇竹寺組頁巖氣形成條件及資源潛力[J].石油勘探與開發,2012,39(1):69-75.

Huang J L, Zou C N, Li J Z,etal. Shale gas generation and potential of the Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in Southern Sichuan Basin, China [J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(1): 69-75. (In Chinese)

[7] 王鵬萬,陳子炓,賀訓云,等.桂中坳陷泥盆系頁巖氣成藏條件與有利區帶評價[J].石油與天然氣地質,2012,33(3):353-363.

Wang P W, Chen Z L, He X Y,etal. Shale gas accumulation conditions and play evaluation of the Devonian in Guizhong Depression[J] . Oil & Gas Geology, 2012, 33(3): 353-363. (In Chinese)

[8] 梁興,葉熙,張介輝,等.滇黔北坳陷威信凹陷頁巖氣成藏條件分析與有利區優選[J].石油勘探與開發,2011,38(6):693-699.

Liang X, Ye X, Zhang J H,etal. Reservoir forming conditions and favorable exploration zones of shale gas in the Weixin Sag, Dianqianbei Depression [J]. Petroleum Exploration and Development, 2011, 38(6): 693-699. (In Chinese)

[9] 李玉喜,張金川,姜生玲,等.頁巖氣地質綜合評價和目標優選[J].地學前緣,2012,19(5):332-338.

Li Y X, Zhang J C, Jiang S L,etal. Geologic evaluation and targets optimization of shale gas[J]. Earth Science Frontiers, 2012, 19(5): 332-338. (In Chinese)

[10] 李延鈞,劉歡,劉佳霞,等.頁巖氣地質選區及資源潛力評價方法[J].西南石油大學學報(自然科學版),2011,33(2):28-34.

Li Y J, Liu H, Liu J X,etal. Geological regional selection and an evaluation method of resource potential of shale gas[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2011, 33(2): 28-34. (In Chinese)

[11] 范柏江,師良,龐雄奇.頁巖氣成藏特點及勘探選區條件[J].油氣地質與采收率,2011,18(6):9-13.

Fan B J, Shi L, Pang X Q. Accumulation characteristics and exploration screening of shale[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2011, 18(6): 9-13. (In Chinese)

[12] 李武廣,楊勝來,王珍珍,等.基于模糊優化分析法的頁巖氣開發選區模型[J].煤炭學報,2013,38(2):264-270.

Li W G, Yang S L, Wang Z Z,etal. Shale gas development evaluation model based on the fuzzy optimization analysis[J]. Journal of China Coal Society, 2013, 38(2): 264-270. (In Chinese)

[13] 梁冰,代媛媛,陳天宇,等.復雜地質條件頁巖氣勘探開發區塊灰關聯度優選[J].煤炭學報,2014,39(3):524-530.

Liang B, Dai Y Y, Chen T Y,etal. Grey correlation optimization for shale gas exploration and development areas of complicated geological parameter features[J]. Journal of China Coal Society, 2014, 39(3): 524-530. (In Chinese)

[14] 陳更生,董大忠,王世謙,等.頁巖氣藏形成機理與富集規律初探[J].天然氣工業,2009,29(5):17-21.

Chen G S, Dong D Z, Wang S Q,etal. A preliminary study on accumulation mechanism and enrichment pattern of shale gas[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(5): 17-21. (In Chinese)

[15] 李建忠,李登華,董大忠,等.中美頁巖氣成藏條件、分布特征差異研究與啟示[J].中國工程科學,2012,14(6):57-62.

Li J Z, Li D H, Dong D Z,etal. Comparison and enlightenment on formation condition and distribution characteristics of shale gas between China and U. S. [J]. Engineering Sciences, 2012, 14(6): 57-62. (In Chinese)

[16] Bowker K A. Barnett shale gas production, Fort Worth Basin: Issues and discussion [J]. AAPG Bulletin, 2007, 91(4): 523-533.

[17] 聶海寬,張金川.頁巖氣聚集條件及含氣量計算——以四川盆地及其周緣下古生界為例[J].地質學報,2012,86(2):349-361.

Nie H K, Zhang J C. Shale gas accumulation conditions and gas content calculation: A case study of Sichuan Basin and its periphery in the Lower Paleozoic[J]. Acta Geologica Sinica, 2012, 86(2): 349-361. (In Chinese)

[18] Sondergeld C H, Newsham K E, Comisky J T,etal. Petrophsical considerations in evaluating and producing shale gas resources[R]. Pittsburgh: SPE Unconventional Gas Conference, 2010.

[19] 李延鈞,劉歡,張烈輝,等.四川盆地南部下古生界龍馬溪組頁巖氣評價指標下限[J].中國工程科學:地球科學,2013,43(7):1088-1095

Li Y J, Liu H, Zhang L H,etal. Lower limits of evaluation parameters for the Lower Paleozoic Longmaxi shale gas in southern Sichuan Province[J]. Science China: Earth Sciences, 2013, 56: 710-717. (In Chinese)

[20] 聶海寬,張金川,包書景,等.四川盆地及其周緣上奧陶統—下志留統頁巖氣聚集條件[J].石油與天然氣地質,2012,33(3):335-345.

Nie H K, Zhang J C, Bao S J,etal. Shale gas accumulation conditions of the Upper Ordovician-Lower Silurian in Sichuan Basin and its periphery[J]. Oil & Gas Geology, 2012, 33(3): 335-345. (In Chinese)

[21] Jarcie D M, Ronald J, Ruble T E,etal. Unconventional shale gas systems: the Mississippian Barnett Shale of north central Texas as one model for thermogenic shale-gas assessment[J]. AAPG, 2007, 91(4): 475-499.

[22] Lucks R G. Mississippian Barnett Shale: Lithofacies and depositional setting of a deep-water shale gas succession in the Fort Worth Basin, Texas [J]. AAPG, 2007, 91(4): 579-601.

[23] Ross D J K, Bustin R M. Characterizing the shale gas resource potential of Devonian-Mississippian strata in the Western Canada sedimentary basin: Application of an integrated formation evaluation[J]. AAPG Bulletin, 2008, 92(1): 87-125.

[24] 聶海寬,包書景,高波,等.四川盆地及其周緣下古生界頁巖氣保存條件研究[J].地學前緣,2012,19(3):280-294.

Nie H K, Bao S J, Gao B,etal. A study of shale gas preservation conditions for the Lower Paleozoic in Sichuan Basin and it speriphery[J]. Earth Science Frontiers, 2012,19(3): 280-294. (In Chinese)

[25] 李新景,呂宗剛,董大忠,等.北美頁巖氣資源形成的地質條件[J].天然氣工業,2009,29(5):27-32.

Li X J, Lyu Z G, Dong D Z,etal. Geologic controls on accumulation of shale gas in North America[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(5): 27-32. (In Chinese)

[26] 聶海寬,張金川,包書景,等.頁巖氣成藏體系研究——以四川盆地及其周緣下寒武統為例[J].西安石油大學學報(自然科學版),2012,27(3):8-14.

Nie H K, Zhang J C, Bao S J,etal. Study on the accumulation systems of shale gas: taking the Lower Cambrian in Sichuan Basin and its periphery as an example[J]. Journal of Xi’an Shiyou University (Natural Science Edition), 2011, 26(3): 37-42. (In Chinese)

[27] Kinley T J, Cook W L, Breyer A J,etal. Hydrocarbon potential of the Barnett Shale (Mississippian), Delaware Basin, west Texas and southeastern New Mexico[J]. AAPG Bulletin, 2008, 92(8): 967-991.

[28] 王世謙,王書彥,滿玲,等.頁巖氣選區評價方法與關鍵參數[J].成都理工大學學報(自然科學版),2013,40(6):609-620.

Wang S Q, Wang S Y, Man L,etal. Appraisal method and key parameters for screening shale gas play[J]. Journal of Chengdu University of Technology (Science & Technology Edition), 2013, 40(6): 609-620. (In Chinese)

[29] 郭旭升,胡東風,文治東,等.四川盆地及周緣下古生界海相頁巖氣富集高產主控因素——以焦石壩地區五峰組-龍馬溪組為例[J].中國地質,2014,41(3):893-901.

Guo X S, Hu D F, Wen Z D,etal. Major factors controlling the accumulation and high productivity in marine shale gas in the Lower Paleozoic of Sichuan Basin and its periphery: A case study of the Wufeng-Longmaxi Formation of Jiaoshiba area[J]. Geology in China, 2014, 41(3): 893-901. (In Chinese)

[30] 羅承忠.模糊集引論(上冊)[M].北京:北京師范大學出版社,1989:126-127.

Luo C Z. Fuzzy Sets Guide (Volume 1)[M]. Beijing: Beijing Normal University Press, 1989: 126-127. (In Chinese)

[31] 郭秀英.區間數指標權重確定的熵值法改進[J].統計與決策,2012(17):32-34.

Guo X Y. Studying the entropy method for determining the attribute weight with interval numbers[J]. Statistics & Decision, 2012(17): 32-34. (In Chinese)

The application of fuzzy similarity method to preferably favorable target area of marine shale gas in South China

GUO Xiu-ying1,2, CHEN Yi-cai3, REN Dong-chao3, WANG Xiao-fei3,LIU Dong-dong3, SUN Chao-ya3

1.SchoolofEconomicsandManagement,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China;2.DevelopmentResearchCenterforSichuanPetroleumandNaturalGas,Chengdu610500,China;3.CollegeofEnergyResources,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China

Abstract:The preferred selection of favorable target area is the precondition of shale gas exploration and development. According to the accumulation characteristics of China marine shale gas, this study selects 13 comprehensive evaluation index of preferably favorable target area of shale gas, including effective thickness of shale, organic carbon content and so on. The evaluation index of classified evaluation standard is established in reference to domestic and international experience in shale gas exploration and development. Large thickness of shale gas reservoirs and heterogeneity leads to lower accuracy of geological data for evaluation index values in the early exploration, therefore, interval distance is used to reflect the difference of uncertain information evaluation index values of preferably favorable target area of shale gas and fuzzy similarity theory is used to establish the fuzzy similarity method for the classification and systematization of preferably favorable target area of shale gas and also distinguishes the good and bad shale gas. Practice calculation analysis shows that this method has a high degree of reliability on the results of the evaluation compared with comprehensive information superposition methods, and it also can determine the advantageously type and order of all evaluation shale gas area. This method proves to be a new tool for the preferred selection of favorable target area.

Key words:analysis of decision-making; fuzzy similarity method; fuzzy similarity coefficient; marine shale gas; favorable target area; evaluation index and standard

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.03.09

[文章編號]1671-9727(2016)03-0326-10

[收稿日期]2015-08-01。

[基金項目]國家科技重大專項(2012ZX05018-006); 四川省科技廳軟件科學研究項目(2016ZR002P); 四川省社會科學重點研究基地四川石油天然氣發展研究中心資助項目(川油氣科SKA15-01)。

[通信作者]陳義才(1963-),男,博士,副教授,研究方向:油氣地球化學, E-mail:cdlgcyc@126.com。

[分類號]TE132.2

[文獻標志碼]A

[第一作者] 郭秀英(1962-),女,碩士,副教授,研究方向:項目綜合評價及優化決策,E-mail:guoxiuying@swpu.edu.cn。

猜你喜歡
決策分析評價指標
賽博作戰輔助決策分析框架設計
當前軍事決策分析關注的幾個問題
基于九型人格的高職學生性格類型與沙盤決策關聯分析
數字化變電站智能警示告警與決策分析系統研究及應用
旅游產業與文化產業融合理論與實證分析
中國藥品安全綜合評價指標體系研究
第三方物流企業績效評價研究綜述
基于UML的高校思想政治教育工作評價系統的分析與研究
公共文化服務體系評價指標的國際經驗與啟示
資源型企業財務競爭力評價研究
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合