多油层复杂断块油藏开发层系细分研究(2)

第6期罗水亮，等：多油层复杂断块油藏开发层系细分研究

［2－3］

99

－xij）

2

块具有相似的沉积环境、非均质性的特点合的界限标准

［3－4］

，为了

m

辛47块层系细分、组使水驱控制程度达80%以上，

确定为：层系内油层的渗透率极

差小于10倍，含油井段短于100m，油层层数少于10个，油层有效厚度大于15m，层系间要有厚10m以上的隔层。1．2

层系划分与组合的定性原则

在查明油层中油水分布状况和井网密度不超过经济极限井网密度的前提下，对油层多、储量大、层间dw（xk，xi）=

（xkj∑j=1

（1）

可见这种距离通常涉及到所有的属性，且认为

这些属性对距离影响的程度是等同的。

i，k—向量序号；j—维数，其中，即表征向量的属性参数序号；m—最大维数；dw—欧氏距离。

K－均值算法把n个向量xi（i=1，2，3，…，n）2，3，…，c），分成c个类Gv（v=1，并求每类的聚类中

心，使得非相似性（或距离）指标的目标函数达到最差异大、当前工艺技术又无法从根本上解决层间干扰和合理分层注水需要，导致层间储量动用差别较大的油藏，要进行开发层系的合理划分和组合。根据滨南油田的特点，开发层系调整应遵循以下原则［3－6］

：

（1）能形成井网和注采系统，使各类油层发挥

最大的生产能力；

（2）同一开发层系内应该由油水边界、压力系统、

油层沉积类型和原油性质比较接近的油层的组合，采用较大生产压差采油，使层系内的层间干扰相对减弱；

（3）各开发层系应具有一定的可采储量，原则上单井控制剩余可采储量应大于经济界限，以保证调整井具有经济效益；

（4）一套开发层系油层不能太多，井段不能太长，

以简化井身结构，减少作业；（5）不同开发层系之间要有比较稳定的泥岩隔层，以保证开发中或井下作业后层系间不串通；

（6）下部层系井网调整以新钻井为主，上部层系井网调整充分利用老井，以利于简化管柱。

划分开发层系基本都是在一定原则下进行定性确定，一直以来缺少一种定量方法指导开发层系的划分。本文提出利用K－均值算法（K－means）对小层进行分层聚类，建立定量化的开发层系划分标准。

2K－均值算法

K－均值算法为聚类算法的一种，所谓聚类算

法就是将一个数据集划分为若干个类，

使得类内相似性尽可能大且类间相似性尽可能小，实现这样的划分一般需要一个相似性度量

［7－9］

。

K－均值算法选择的相似性度量通常是欧几里德距离的倒数，也就是说两者的距离越小表示两者的相似性越大，反之则相似性越小。由欧氏距离公式

小。

当选择第v类Gv中的向量xk与相应聚类中心cv间的度量为欧几里德距离时，目标函数可以定义为

c

c

J=

∑Jv=

∑（－c2v‖）（2）

v=1

v=1k，∑‖xkxk

∈G

v

这里Jv=

‖xk－cv‖2是类Gv内目标函数。Jv

k，∑xk

∈G

v

的值依赖于Gv的几何形状和cv的位置。显然，

J的值越小，

表明聚类的效果越好。K－均值算法基本实现步骤：

①随机选取c个向量作为每类的中心。②设U是一个c×n的二维隶属矩阵。如果第i个向量属于类v，则U中的元素uvi为1，否则，该元素取零。即u1，对每个f≠v，若‖x2‖x2

i－cv‖≤i－cf‖

vi=

{0，

其他

其中，

v，f均为类数，v=1，2，…，c；f=1，2，…，c。③根据uvi计算目标函数式（2），如果它低于一个给定的最小阈值或者连续两次值之差小于一个参

数阈值则停止。

④根据u1vi更新各聚类中心：cv=

Gxk，这v

k，∑xk

∈G

v

n

里Gv=

∑uvi，表示Gv内元素个数，然后重回到②。i=1

假设研究区目的层段划分为n个小层，这里n个小层即为n个向量，每一个小层有m个表征属性，m即向量的维数，

c为研究目的层段可以划分开发层系的套数，即K－均值算法中的类数，c可以为1到c中间的任意数，

直到划分的开发层系细到无法满足储量要求为止。假如目的层段可以划分为四套开发层系而无法细分为五套开发层系，首先根据K－均值算法基本思想确定4个类的中心向量，然后计算每个向量与4个类的每个中心向量之间的距离，如果n个向量中的某个向量与4个类的某中心向量之间的距离最短，则认为这个向量是属于这个类，即属于本套开发层系。