油气资源分布的分形特征及应用.pdf

第 3 O卷第 3期 2 0 0 9年 5月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI S I NI CA Vo 1 ． 3 0 NO ． 3 M a y 2 00 9 文章 编 号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 9 0 3 0 3 7 9 一 7 油气资源分布 的分形特征及应用 郭秋 麟 谢 红兵 米石 云 陈宁生 梁 坤 胡素云 1 ．中国石油勘探 开发研究院油气资源规划所北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 中国地质大学北京 1 0 0 0 8 3 摘要 根据 南堡凹陷 5 4 3个 油藏 、 大民屯凹陷 9 1 1 个 油藏、 徐 家围子 凹陷 1 6个气 藏和全 国 4 3个大 型油田储量 的分 布， 发现 不仅油 气藏储量规模分布具有分形特征 ， 储 量丰度 分布和储 量空间分布也 同样具有分形特 征。据 此， 提 出 了基 于随机模拟 技术和傅 立叶 变换功率谱方法 的油 气资源 空间分布 的二维分形模 型， 用于描述 区带油气资源 的分布。利用 该模型修 正资源 丰度 、 排除高风 险 区 域 、 设置 丰度经济界 限， 既可以预测不同含油气概率地 区的资源量 ， 又能够指 出资源空间分 布位 置。在徐家 围子 凹陷预测 出剩 余天 然气资源主要分布在 凹陷东南部， 为下步勘探指 明 了方向。 关键词 油气资源 ； 空间分布 ； 资源 丰度 ； 分形模 型； 随机模拟 中 图 分 类 号 TEl 6 文 献 标 识 码 A Fr a c t a l m o d e l f o r p e t r o l e u m r e s o u r c e d i s t r i b u t i o n a nd i t s a p pl i c a t i o n GUO Qi u l i n XI E Ho n g b i n g M I S h i y u n CHEN Ni n g s h e n g ’ LI ANG Ku n HU S u y u n 1 ． De p a r t me n t o f Re s o u r c e s Ev a l u a t i o n a n d Pl a n n i n g。Pe t r o C hi n a E p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t Re s e a r c h I n s t i t u t e，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a； 2 C h i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i n a Ab s t r a c t Th e r e s e r v e s d i s t r i b u t i o n o f 5 4 3 o i l p o o l s i n Na n p u S a g， 9 I 1 o i l p o o l s i n Da mi n t u n S a g ，1 6 g a s p o o l s i n Xu j i a we i z i S a g a n d 43 l a r ge oi l f i e l ds i n Chi n a i nd i c a t e s t h a t t he di s t r i bu t i on of s c a l e，a bun da n c e a n d s pa t i a l of r e s e r v e s ha v e f r a c t a l c ha r a c t e r i s t i c s ． A t wo di me ns i o n al f r a c t a l mo de l f or c h ar a c t e r i z i n g t h e ge o gr a phi c d i s t r i b ut i on of hy dr oc ar b on a c c u mul a t i o n was p r op os e d on t h e b a s i s of t he s t oc ha s t i c s i m u l a t i o n p r o c e d ur e a n d p owe r s p ec t r u m a pp r o a c h．Thi s mod e l c a n be us e d t O a me nd t he r e s ou r c e a b und a nc e ，t r u n c a t e t h e h i g h r i s k a r e a s a nd s hi f t s ome a r e as i n l e s s e c on omy l i mi t ．The mode l c a n a l s o b e u s e d t O p r e d i c t t he r e s our c e po t e n t i a l i n di f f e r e nt ex pl or a t i on r i s ks a nd pr ov i de i n f or ma t i on of po s s i bl e ge o gr a phi c l o c a t i ons o f u ndi s c ov e r e d pe t r ol e um r e s our c e s ．Th e a p pl i c a t i on o f t h e mo d e l t O Xu j i a we i z i S a g s u g g e s t s t h a t t h e g a s r e s i d u a l r e s o u r c e s mo s t l y l o e a t e i n t h e s o u t h e a s t o f t h e s a g ．Th e p r e d i c t i o n s p r o vi d e t he u s e f ul i nf o r ma t i on f or f ut u r e g a s e xpl o r a t i on i n t hi s a r e a ． Ke y wo r ds p e t r ol eu m r e s ou r c e；s pa t i a l di s t r i b ut i on；r e s ou r c e a bun da n c e；f r a c t a l mod e l ；s t o c ha s t i c s i mu l a t i on pr oc e dur e 油气 资源规 模评 估 与空 间分布 预测 是油气 资 源评 价的两个核心 内容 。其中， 在规模评估方面 ， 类 比法、 统计 法和成 因法 都 已 发展 成 熟 并 已投 入应 用 l 1 。 ] 。相 比之 下 ， 在 油气 资源 空 问分 布 预 测 方 面 的研 究 方 法 还 不很 成熟 ， 能真 正投入 应用 的方 法也 很少 。 目前 ， 国 内 外主要采用油气成藏有利性分析方法定性预测 区带油 气 的空间分 布 l 4 ] ， 定 量 预 测 方法 较 少 。笔 者 通 过 研 究 油气 资源分 布 的分形 特 征 ， 探 索 出油气 资源 丰 度 的空 问分 布规律 ， 并运 用分 形模 拟技 术和 条件模 拟 技术 ， 定 量预 测油气 资源 的空 间分 布 。 1 分形理论在油气资源评价 中的应用 1 9 6 7年 ， Ma n d e l b r o t 首 次 提 出 了分 形 的概 念 l 5 ， 并于 1 9 7 5年创立 了分形 几 何学 ， 并逐 步形 成 了研 究分 形性质及其应用的分形理论 。自相似原则和迭代生成 原则是 分形 理论 的重 要 原 则 ， 表 征 了分 形 在 通 常 的几 何 变换 下具有 不 变性 ， 即标 度无 关 性 。分 形形 体 中 的 自相似 性可 以是 完全 相 同 ， 也 可 以是 统 计 意 义上 的相 似 ， 这 里主要 指统 计意 义上 的相似 。 分 形理论 作 为一 种 方 法论 和认 识 论 ， 其 启示 是 多 方 面 的 ， 既可 以通 过认识 部分 来认 识整体 ， 又可 以从 有 限中认识 无 限 。在 油 气勘 探 开发 中 ， 分 形 理论 主要 应 用 于地 震信号 滤 波 、 岩 石破碎 和地 质构 造 的定 量解 释 ， 储 集层 非均质 性 与渗 透率 评 价 ， 油 气 运 聚 过程 的定 量 评价 和 油气资 源评 价等 方面 。 国外 学者 Ho u g h t o n Ⅲ 6 ] 、 P o o n l 7 ] 、 B a r t o n l 8 等 ， 根 据 油气 田数量和储量随勘探工作量增加而增加的特点， 认 为油气 田数 量与 储 量规 模 之 间 存在 幂 函数 关 系 ， 即 基金项 目 国家高技术研究发展计划 8 6 3 项 目 2 0 0 6 AA 0 6 Z 1 1 6 部分成果 。 作者简介 郭秋麟， 男 ， 1 9 6 3年 1 0月生 ， 1 9 8 5年毕业 于石油大学 ， 现为 中国石油勘探开发研究院首席专家 、 高级工程师 ， 主要从事油气 资源评 价、 盆地 评价等研究工作 。E ma i l q l g u o p e t r o c h i n a ． c o rn． c n 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 O卷 分形 关系 ， 并 根据这一 关系 预测油气 田数量及 其规模 。 国内学 者也把该 理论 应 用于 油 田个 数 和规 模 的 预测 ， 并取得 了一定 的成效 。 国 内外油 气 田勘探 开发 的实 践证 明 ， 运 用分 形理 论预测 油 田的个 数 和规 模 是有 依 据 的 。在勘 探初 期 ， 圈 闭群 中多数 大的油气 藏被发 现 ； 到 了勘探 中后期 ， 发 现 的油气 藏 一般 都是 中小 型 的。另 外 ， 油 气 田储 量 级 别 规模 越小 ， 油气 田的数 量就 越多 _ 1 。例 如 ， 美 国 P o w d e r R i v e r 盆 地 的 Mi n n e l u s a圈闭 群 的油 田l 6 ] 、 松 辽 盆地北部气 田 、 苏北盆地金湖 凹陷的油 田_ 1 等 。 油 气 田累计 数量 与其储量 规模之 间的分形 关系 为 ～ r 一C r 。 1 式 中 r为油气 田储 量规模 ， 1 0 t ； N r 为 储量 规模 在 r 以上 的油气 田累计 数 量 ， 个 ； D 为 分形 维 数 ； C为 常 数 。在双 对数坐标 系下 ， 油气 田累计数量 N r 为纵坐 标 ， 储量规 模 r 为横坐标 ， 直线段 为分形 直线 。直 线段 的斜率就是油气 田储量规模分布的分形维数， 维数越 大 ， 代表 油气 田规 模序 列 中油 气 田规 模 由大变 小 的速 度越快 。 2 油气 藏储 量 丰度分 布 与空 间分 布 的 分形特征 前人研 究 已证 明油气 田储量规 模分 布具有分 形特 征 ， 并将这 一特征 用 于预 测 油 田 的个数 和 规模 。但 目 前 还没有人 将其用 于预测 油 田的空间分 布和油气 藏储 量 丰度分 布 。 2 ． 1 油气 藏储量 丰度分布 的分 形特征 通过统 计南 堡 凹 陷 5 4 3个 油 藏 、 大 民 屯 凹 陷 9 1 1 个 油藏 以及全 国 4 3个 大 型油 田的储 量 丰度 与 油藏 累 积 数量 的关系 ， 发 现油 气 田 藏 储 量 丰 度分 布 同样 具 有 分形特 征 。 2 ． 1 ． 1 南堡 凹陷 南堡 凹陷经过 近几 年 的快 速 勘探 ， 油气 发 现程 度 较 高 。截至 2 0 0 7年底 ， 已发现油藏 5 4 3 个 ， 平均探 明储 芝 咖 萋 鬟 瘿 量 为 1 2 7 1 0 t ， 平 均探 明储 量 丰度 为1 0 0 X 1 0 t ／ k m 。 油藏累计数量与储量规模之间为线性关系， 即分形关 系[ 图 1 a ] ， 分形维数为 1 ． 2 ， 油藏规模经济界 限为 3 2 1 0 t 。油 藏累计数 量与储 量 丰度之 间也 为分 形关 系[ 图 1 b ] ， 分 形 维 数 为 2 ． 4 ， 储 量 丰度 经 济 界 限 为 6 41 0 t ／ k m _ 、 翻 辍 士 磷 攥 瘿 _ 、 蜘 赧 士 麟} 攥 瘿 储量规模 ／ 1 0 4 t a 储量丰度 ， 1 o 4 t k m。 b 图 1 南堡凹陷油藏累计数量与储量规模 、 储量丰度的关系 Fi g ． 1 Re l at i o n s h i p b e t we e n r e s e r v oi r a c c u m u l a t e d nu m b e r a n d r e s e r v e s c a l e， r e s e r v e a b u nda nc e i n Na np u Sa g 2 ． 1 ． 2 大 民 屯 凹 陷 大 民屯凹陷 同样 属于勘 探程度 较高 的凹陷 。截 至 2 0 0 7年底 ， 已发 现油藏 9 1 1 个 ， 平均探 明储量为 2 5 9 1 0 t ， 平 均探 明储 量丰 度为 1 4 5 1 0 t ／ k r n 。 。油藏 累计 数 量与储量 规模也存 在分 形关 系[ 图 2 a ] ， 油藏 规模 经 济界 限为 3 2 1 0 t ； 油藏 累 计数 量 与储 量 丰度 之 问 为分形 关 系[ 图 2 b ] ， 分形维 数为 1 ． 5 ， 储量 丰度经济 界 限为 6 4x 1 0 t ／ k in 。 ～ 蠲 籁 蹦} { 黛 f 瘿 储量规模 ， l O 4 t 储量丰度 ／ 1 O 4 t k m z a b 图 2大 民 屯 凹 陷油 藏 累 计 数 量 与储 量 规 模 、 储 量 丰 度 关 系 Fi g． 2 Re l a t i on s hi p be t we e n r e s e r v o i r a c c u m u l a t e d nu m b e r a nd r e s e r v e s c a l e， r e s e r v e a b u nd a nc e i n Da m i nt u n Sa g 第 3期 郭秋麟等 油气资 源分布的分形 特征及应 用 3 8 1 2 ． 1 ． 3 中 国 大 型 油 田 根据 2 0 0 5年国家储量委员会公布的储量公报 ] ， 中国 4 3个 大型 油 田的平 均 探 明储 量 为 3 9 2 6 81 0 t ， 平均 探 明储 量 丰度 为 3 0 1 x 1 0 t ／ k r n 。4 3个 大型 油 田 的储 量统计 结果 揭 示 油 田累计 数 量 与 油 田储 量 规 模 之 间为线性 关系 ， 即 分形 关 系 [ 图 3 a ] ， 分 形 维 数 为 1 ． 0 ， 因为没 有统 计小 油 田 ， 油 田储 量规 模 经 济 界 限 未 、 嘲 瞄 田 熙 出现 ； 油 田累计 数量 与 油 田储 量 丰 度 之 间为 分 形 关 系 [ 图 3 b ] ， 分形 维数 为 1 ． 3 ， 储 量 丰 度经 济界 限 为 6 4X 1 0 t ／ k m。 。 从 以上 3组统计数据得出 ①油气藏储量丰度分 布 同样 具有 分形 特征 ； ②储 量规模 分形 维数 相对 较小 ， 为 1 ～ 1 ． 3 ， 储 量丰度 分形 维数 相对 较大 ， 为 1 ． 3 ～2 ． 4 ； ③ 储量 规 模 的 经济 界 限约 为 3 21 0 t ， 储 量 丰度 的经 、 嘲 赧 嘴 田 磨 储量规模 ， 1 0 4 t 储量丰度 ， 1 0 4 t k m z a b 图 3 中 国 大 型 油 田油 藏 累 计 数 量 与 储 量 规 模 、 储 量 丰 度关 系 Fi g ． 3 Re l a t i on s hi p b e t we e n r e s e r v o i r a c c u m ul a t e d nu m b e r a n d r e s e r v e s c a l e， r e s e r v e a b un da n c e i n l a r g e oi l f i e l ds o f Ch i n a 济界 限约为 6 4 1 0 t ／ k in 。 2 ． 2油气藏储 量 空 间分 布 的分形 特征 B a r t o n等 在 D e n v e r和 P o wd e r R i v e r盆 地_ 8 J 、 C h e n等在西 加拿 大 盆 地 的研 究 结 果 都 证 实 了油 气 藏 储量 在 空 间上 的 分 布 同 样具 有 分形 特 征l 1 。徐 家 围 子 凹陷气 藏 、 深 县 凹陷古 潜 山油藏 的空 问分 布特征 ， 也 证 实 了这 一点 。 松辽 盆 地 徐 家 围 子 凹 陷 气 藏 的 分 布 数 据 截 至 2 0 0 6年 由 8个 网 格 密 度 不 等 的 图 片 组 成 图 4 。 网格 密 度越 大 ， 对 应 的 单 个 矩 形 格 子 面 积越 小 。 以最 乞 l ’ ， ’ ’ b Il ‘ ’ ’ ’ ’ 图 4徐家 围子 凹陷气藏分布 网格 Fi g ． 4 Di s t r i b u t i o n g r i d s o f g a s p o o l s i n Xu j i a we i z i S a g 小矩形 格子 面积 为 1 个 单位 计 ， 采 用 “ 数 格 子” 的方法 ， 计算出 8个图片 中各出现气藏的格子数 表 1 ， 然后 绘制出“ 格子面积” 与“ 出现气藏的格子数” 之间的关系 图 ， 发现 两者 之 间具 有 幂律 关 系 双 对 数 坐 标 中 为 直 线 ， 即具有 分形 特征 。 表 1 徐家围子凹陷不 同网格密度下的网格面积和 出现气藏的 网格数 Ta bl e 1 Nu m b e r o f t o t a l c e l l s a nd o c c u pi e d c e l l s i n d i f f e r e n t g r i d s i n Xu j i a we i z i S a g 序号 总网 个单 积出现气藏的网 个 相 对 值 2 4 8 1 6 3 2 64 1 2 8 2 5 6 12 1 9 3 0 4 6 通 过统 计 国内外 1 6个 不 同类 型 的盆地 、 凹陷和 区 带 的分 形维 数 ， 发 现 储量 规 模 分 布 的分 形 维 数 大 多为 0 ． 6 9 ～1 ． 3 5 ； 储量 丰 度 分 布 的分 形 维 数 大 多 为 1 ． 3 ～ 2 ． 4 ； 储 量空 间 分 布 的 分 形 维 数 大 多 为 0 ． 8 4 ～ 1 ． 8 6 。 从 以上 实例 中可得 出 ① 储 量 丰 度分 布 的分 形 维数 与 储量规模分布和储量空间分布的分形维数相近 ； ②在 南堡凹陷的实例中， 储量丰度 的分形维数 2 ． 4偏大 ， 可 能 是还有 一些 储量 丰度 较高 的油藏 未被 发现 。 分形维数大小与地质单元 盆地 、 凹陷和区带 级 别无关， 即标度无关性 。这意味着在不同的统计尺度 下 ， 油气藏 储量 的分 布 具 有局 部 模 式 与 整体 模 式 的相 侣 8 4 2 a b C d e f g h 3 8 2 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 O卷 似性 ， 同样具 有统计 意义上 的 自相 似性 。因此 ， 不 同级 别地 质单元储 量分 布 的分 形特 征 是一 样 的 ， 具有 可 比 性 。同一级别 不 同的地质单 元 中分 形维数 大小可 能不 一 样 ， 即分形 维数大 小 主要 受 不 同地 区 的油 气地 质 特 点控 制 。 储 量 丰度 分布 和储 量 空 间分 布也 具 有分 形 特 征 ， 其分 形维数 除 南堡 凹 陷外 均 集 中 在 0 ． 6 9 ～ 1 ． 8 6 。根 据这 一特点 ， 可以设计 相关模 型来模 拟油气 资源丰 度 。 3 油气资源丰度 的分形模拟技术 2 0 0 3年 C h e n g等 1 ] 根据 固体 矿床 群 聚分 布 的特 点 ， 用 分形滤 波技术 建立 了 S A 预测模 型 ， 预 测 了加 拿大 No v a S c o t i a 省 西南地 区金矿 异 常分布 。2 0 0 6年 C h e n等l_ 1 运用 功 率谱 方 法 预 测 西加 拿 大 盆 地 R a i n b o w石油 区带 的油 气 藏 分 布 。笔 者 借 鉴 了 这 两 种 方 法 ， 并 做 了改进 ， 加入 了勘探 风险约束 和资 源丰度经 济 下 限等条件 ， 提 出基 于 随机模 拟 技 术 和傅 立 叶变 换 功 率谱方法的油气资源分布二维分形模型。 3 ． 1二维分形 模型 由于地质过 程 的复 杂性 ． 无法将 油气 资 源空 间分 布 以某 一精确解 析 式 的形 式来 描 述 。另 外 ， 已知 油气 藏本身 并不包含 未发 现 油气 藏 的直 接 信 息 ， 因此 用 常 规地质 统计学 的随机 模 拟方 法 ， 直 接从 已知 油气 藏 中 提取空 问统计信 息 ， 预测 油气 资源空 间分布 ， 其 结果往 往不尽 人意 。但 是 ， 如 果 把 已知 油气 资源 分 布和 地 质 变量在 空间 的相 关特 征作 为随 机模 拟 的 限制 条 件 ， 用 统计 的方法将这 种相关 特征 以概率密度 函数 近似地表 达 出来 ， 就可提 高预测 的准确性 。 油 气资源 空间分 布的二维分 形模 型基 于随机模拟 技术和 傅立 叶变 换功 率谱 方 法 建立 ， 即通 过傅 立 叶 变 换 ， 把具 有分形 特征 的油 气藏 分 布空 间 空 间域 转化 到傅立 叶空 间 频率域 中 ， 用 功 率谱 方 式来 表 述 油气 资源 的空间相关 特征 。 根 据分形理 论 ， 分 形 模 型研 究对 象 的空 间相 关特 征可 由功率 谱 函数 来 表 达 。对 于具 有 分 形 特 征 的 时 间序列 ， 其 功率 谱 函数 可 表 达 为 时 间序 列 频 率 的 幂 函数 s ∞ 1 2 式 中厂为频 率 ； S为 功率谱 密度 为 幂 因子 ， 称 为频 谱指数 。 式 2 表述 的这种 随 机过 程相 当于 Hu r s t 空 间维 数 H 一1 ,／ 2的一 维 分 形布 朗 运 动 f Bm 。选择 不 同的 值 ， 即可产生 不 同分形 维数 的 f Bm 。 对 于二维 图像或序 列 ， 其功 率谱 S有 z 和 两 个 方 向 的频 率 变 量 “和 及 对 应 的 频 谱 指 数 和 。对统计特性来说 ， z 平面上的所有方向都是等 价的， 当沿着 x y平面上的任一方 向切割功率谱 s时， 可用 ／ “ 代替频率 _ 厂 。因此， 由式 2 可推出各向 同性 的二维对象 随机过 程 的表达 式为 s ， 一 -_ 3 对 于各 向异性 的对 象 ， 可定 义 H 为方 位角 0的函 数 ， 则其 二维分 形模型 的表达式 可写成 s 干 H 臼 一 ／ C O S s i n 5 式 中 和 分别代表功率谱 中 和 Y方向的频谱 指数 。通 过式 5 就 能模 拟 出油 气藏 分 布空 问 的新 功 率谱 。 3 ． 2修 正资源 丰度 二维 分形模 型 中的指 数 函数 H 可 以通 过实 际 数据拟合 和 后获得 。功率谱在 -z和 方 向的切 片图显示 能量 资源丰 度 越高 的油藏 ， 出现 的频 率越 低 ， 反之 亦然 图 5 。这 一特 点 与 油气 勘 探 结果 相 吻 合 。 因此 ， 如果 以能量 较 高 的若 干数 据 点 为基 础进 行 馨 馨 照 频 率 a x方向 频 率 b1 ， 方向 图 5 功 率谱切片图中振幅 与频率的关系 Fi g ． 5 Re l at i o n s h i p b e t we e n a m pl i t ud e a n d f r e q u e nc y i n X a n d Y d i r e c t i o n s of p o we r s pe c t r um s e c t i o n s 拟合 ， 结果基本能代表该 方向上油气资源的分布趋势 分 形直线 。拟合 的直线 斜率 绝 对值 即为该方 向上 的频谱指数 。分别确定 方 向和 方向上 的频谱指 数 卢 和 后 ， 代入 二维分 形模 型 中， 就能模 拟 出新 的 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第3期郭 秋麟 等油气 资源分 布的分形 特 征及应用383 功率谱s。新功率谱已修正了原始功率 谱的不足，包 含了所有油气藏资源丰度 的信息。 3．3 资源丰度空间分布模拟 确定油气藏在空间的分布位置是油气勘探的首要 任务。目前 ，有许多方法 可以预 测 油气 勘探风险，绘 制 勘探风险图 1．。 ”] 。勘探风险图包 含了油气藏可能出现 的位置等方面信息。为了把这 一 信息和资源丰度信息 综合起来，需要做如下信息处理 1空间域 转化 为 频率域。 同样，用傅立叶空间 变换 ，把勘探风险图从空间域转 化 到频率域。这时 除 了得到以 上提 到的 功率谱外，还能得到相位谱西。相 位谱中包含着油气藏位置信息。 2从 频率域回到空间域。用傅立叶逆变 换，把 新的资源丰度功率 谱 S 和勘 探风险图 的相位谱西结 合起来，形成空间域中的油气资源分 布图，该图不仅提 供了油气藏的位置，也指出 了资源丰度。 在具体实现中，还需要在 一 些细 节上做技术改进。 比如，设置 经济界限，排 除丰度低的没有经济价值的油 气藏；用已钻井数据验证和修正等。 4 实例 松辽盆地徐家围子凹陷 划 分 为西部 断 阶带、徐 中 火山岩隆起带、东部 斜坡带、丰乐 低 隆起、宋站低 隆起 等多个正向构造单元。经过 近年的快速勘 探，徐家围 子凹陷已成 为松辽盆地深 层 勘 探程度 最高、发现天然 气最多的凹陷。该凹陷深层的勘探面积为 535 0km 。 ， 基本实现 全区三维地震覆盖。截至2007年，已钻探井 86口，其中工业气流井35口，低 产 气流井28口，探 明 地质储量为2663 10“F n。 。已发现的气 藏主 要分 布于 北部 的安达次凹、东 部的徐东 斜坡带、中部的兴 城、丰 乐隆起 带和升平、汪家屯凸起、西部的徐西 和肇州地区 图6。 4．1 油气 勘 探风险评价 前人 研究 表明，徐 家围子凹陷具有以下特点 1气源较 充足，主力生烃区内普遍 含气，气源 不存在风险。 2006年李 景 坤等口 ”’采 用 盆地模 拟法计 算出徐家围子凹陷的生气量 为 30．5010 ’。 m 。 ，排 气 量为24 ．7910 ” i Tt 。 ，采用2％ ～ 3％作为 徐家围子凹 陷 深 层天然气的聚集系数，计 算出徐 家围子凹陷深 层可探明 的天然气地质资源量为4 9 58 ～ 7 4 37x 10 “ m 。 。 2烃源岩分 布控制气 藏发育。气 藏主 要分 布在 烃源岩发育区 ，反映出天然气以垂向运移为主。沟通 气源的断裂是否存在 ，是风险评 价的关键。 3气藏分布受 火山岩控 制。凹陷 内火山岩储层 较发育，纵 向上多圈 闭 叠置，圈闭 内多 为上气下水，总 体上没有统 一 的气水界面；平面上气层连通性差，受不 同火山岩体控制。火山喷发 中心附近，即构造 相 对高 部位圈 闭， 一 般 为高储量丰度区。因此，确定 火山岩 山头的分布是 风险评价的关键。 图6徐家围 子凹陷己发现气 藏分布 0 目 _ l 乒 呈 一 、 魁 * 黠 妪 F i g ．6D iscoveredgaspools andtheirabundance inxujiaw eiziSag 根据以 上特点，运用 马 氏距离判别法，将烃源岩分 布等信息 进行集成，然后建立含 油气概率预测模板，并 预 测 出徐家围子凹陷的油气勘探风险 _1” ”] 。勘探风险 用含 油气概率 值表示 ，含 油气概率 值分 布在0 ～ 1区 问，对 应 的勘探成 功 率 为0％ ～ 10 ％，对应的风险 为 100％ ～ 0％ 。 4．2 油气 资源丰度模拟 对已发现的气 藏 分 布图6进行 傅立叶 空间变 换，拟合资源丰 度功率 谱，得 到 z方向和 y方 向上的 分形维数分别为 1．23和0．96。以油气勘 探 风险作为 约束条件，以 210 ’m。／ kin 。 作为 丰度值的经济界 限 已发现气藏的最小 丰 度的1／2，运用二维分形模型 模拟表2和 图7发现剩余天然气资源 主要分 布在 徐 家围子凹陷东南部地区图 8。 4．3 结果对比 用含油气概率 0．5作为勘探风险限制值，用2 10 ’I TI 。／ kin 。 作 为 丰度值的经济界 限，模拟 出 的总资源 量 为6 689 10 “ m 。 ，在 常规的资源评 价方 法 的预测 范 围4958 743710 。m。 之内，说明总资源量具 有 一 定 的可比性。 如果不考虑 勘 探 风险或是降低 成 功率限制值，则 计算出 的总资源量与常规 的资源评价方法相比会偏大 一 些。比如，如果不作限制，则 计算出 的总资源量为 384石油学报 2009年 第3卷 941810 “m。 ；如果用含 油气概率0 ．4作限制，计算出 的总资源量为8393 10。m 。表 2。 表2徐 家围子凹陷不同含油气概率的天然气资源 量 Table2Predictedgasresource ofdi f ferentprobabi l ity inxujiaw eiziSag 彳 要 ‘ 善 、 越 卅 赠 蕊 图7含油气概 率为0．5时徐家围子凹陷预测资源 分布 F i g ．7PredictedgasresourceinXu jiaweiziSagwhenthe hydrocarbonbearing probabi l itybeing0．5 该方法 的优点是 可以预测各区域不同含油气概率 的资源量，同时也 可以指出剩余油气 资源的空间分 布 位置，这是传统方法所不能做到 的。 暑 H J 2 一 、 越 * 卜 熙 文 图8徐家 围子凹陷预 测剩 余资 源分布含油气概率0．5】 Fi g ．8PredictedremainedgasresourceinXujiaw eiziSagwhen thehydrocarbonbearingprobabi l itybeing0．5 5 结论 1不仅储量 规模 分布具有 分形特征，储量丰 度 分布和储量空问分 布同样也具 有分形特 征 ，其分形维 数集 中在0 ．69 ～ 1．86。根据这 一 特点，可以设计相关 的模型来模拟油气资源丰度 ，预测油气资源量。 2根据储量分 布的分形特征和含 油气盆地油气 藏分布的群 聚特性，基 于随机模拟技 术和傅立叶变换 功率谱方法，设计出的二维分 形模型和方法 具有较 好 的可操作性。在徐家围子凹陷的应 用证明，该 方法具 有两个优点 一 是可以预测不同风险地区的资源量；二 是可以指出资源 的空间分布位置，这是传统 方 法不能 实现的。 3用含 油气 概率图作为勘 探风险限 制 值，2 X 10 ’m。／ kin 。 作为丰度值的经济界限，预 测 出 的徐家围 子凹陷深层天然气资源量为6 689 10”m ’ ，未 发现资 源量 为4026 10。i -n。 ，主要分布在徐 家围子凹陷东南 部地区。 姗№叭龇州渤 ～一一一一 一 一 一 一 ～一 一 一～～ 一一一 ～ 一 一 一 珏 一一 藕一一～～姚m～一 绷 羔篡篡 竺 置 一一 一 ～ 一一一～ ～ ～ r 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第 3期 郭秋麟等 油气资源分布的分形特征及应用 3 8 5 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] E 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 O ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] 武守 诚． 油气 资源评 价导论 [ M] ． 第 2版． 北 京 石油 工业 出版 社 ， 2 0 05 25 1 _ 2 8 9 ． W u Sh o u c he n g ． I n t r o d u c t i o n o f p e t r ol e u m r e s o ur c e s a s s e s s me n t [ M] ． 2 n d e d ． B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ， 2 0 0 5 2 5 1 2 8 9 ． 邹才 能， 陶士振 ， 谷 志东． 中国低 丰度大 型岩性 油气 田形 成条 件 和分 布规律E J ] ． 地质学报 ， 2 0 0 6 ， 8 0 1 1 1 7 3 9 1 7 5 1 ． Zo u Ca i n e n g，Ta o S h i z h e n，Gu Zh i d o n g ． Fo r ma t i o n c o n d i t i o n s a n d d i s t r i b u t i o n r u l e s of l a r g e l i t h o l o gic o i l g a s f i e l d s wi t h l o w a b u n d a n c e i n C h in a [ J ]