控制因素決策規(guī)則挖掘算法

控制因素概述

規(guī)則挖掘是數(shù)據(jù)挖掘的一項(xiàng)重要內(nèi)容,傳統(tǒng)的基于粗糙集理論的規(guī)則挖掘方法是先求決策信息系粒計(jì)算的核心思想是對(duì)待求解的問(wèn)題進(jìn)行?；?在多個(gè)粒度空間對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和求解,進(jìn)而合成原始問(wèn)題的解,符合人類(lèi)從多角度分析問(wèn)題、求解問(wèn)題的認(rèn)知規(guī)律,并受到了研究者的關(guān)注.

本文將屬性約簡(jiǎn)和屬性值約簡(jiǎn)過(guò)程合二為一,以知識(shí)粒為單位挖掘規(guī)則.先對(duì)決策信息系統(tǒng)分層?；?在不同粒度的知識(shí)空間下計(jì)算粒關(guān)系矩陣,并從中獲取啟發(fā)式信息根據(jù)啟發(fā)式信息確定信息粒的屬性值約簡(jiǎn)順序,在此基礎(chǔ)上去除冗余屬性,并設(shè)定終止條件,實(shí)現(xiàn)決策規(guī)則的快速挖掘.理論分析和UCI數(shù)據(jù)集的測(cè)試結(jié)果表明,該算法能獲得所有最簡(jiǎn)規(guī)則.

控制因素基于粒計(jì)算的最簡(jiǎn)決策規(guī)則挖掘算法

對(duì)決策信息系統(tǒng)挖掘規(guī)則的傳統(tǒng)方法是先求屬性約簡(jiǎn),再逐行提取規(guī)則,中間包含了很多冗余計(jì)算,最后的結(jié)果也取決于屬性約簡(jiǎn)結(jié)果的好壞,并且隨著樣本集的增大,算法復(fù)雜性將大大增加.對(duì)屬性約簡(jiǎn)進(jìn)行了粒度原理分析并指出,對(duì)決策信息系統(tǒng)進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)得到的知識(shí)劃分空間是極大近似劃分空間,但該知識(shí)空間的知識(shí)粒并不一定是整個(gè)知識(shí)空間中最“粗”的粒.本文考慮在不同粒度層次的知識(shí)空間中挖掘規(guī)則.為便于算法說(shuō)明,先給出符號(hào)定義.

3.1符號(hào)定義

為了不失一般性,假設(shè)決策信息系統(tǒng)有個(gè)條件屬性,1個(gè)決策屬性.為條件屬性′所含條件屬性的個(gè)數(shù),表征系統(tǒng)的粒度,1;為粒度下的所有條件屬性′,這樣的條件屬性有個(gè);為中某一條件屬性對(duì)應(yīng)的條件粒矩陣;為決策屬性對(duì)應(yīng)的決策粒矩陣;×為粒關(guān)系矩陣.

3.2算法描述

基于粒計(jì)算的最簡(jiǎn)決策規(guī)則挖掘算法.輸入:決策信息系統(tǒng);輸出:所有最簡(jiǎn)決策規(guī)則.

1)生成決策粒矩陣并取粒度=1.

2)對(duì)中每一個(gè)條件屬性求條件粒矩陣和粒關(guān)系矩陣,計(jì)算1、2,保存相應(yīng)數(shù)據(jù)并做以下處理:

①尋找是否存在2=1.若存在,則由性質(zhì)3可知,對(duì)應(yīng)信息粒可以完全區(qū)分某一決策類(lèi),約簡(jiǎn)過(guò)程中優(yōu)先考慮,這樣可以保證在區(qū)分能力不變的情況下得到的規(guī)則最少,約簡(jiǎn)相應(yīng)的信息粒得到?jīng)Q策規(guī)則,否則轉(zhuǎn)②;

②若不存在2=1,則對(duì)1值的大小進(jìn)行比較,1值越大,對(duì)應(yīng)信息粒的區(qū)分能力越大,同樣可以保證在區(qū)分能力不變的情況下得到的規(guī)則最少.根據(jù)1值的大小確定信息粒的約簡(jiǎn)順序,通過(guò)約簡(jiǎn)信息粒得到?jīng)Q策規(guī)則,轉(zhuǎn)③;

控制因素算法復(fù)雜性分析

算法主要考慮如何提高現(xiàn)有算法的計(jì)算效率,包括如何減少冗余計(jì)算,如何提高搜索效率,如何減少存儲(chǔ)空間.按照啟發(fā)式信息1、2對(duì)信息粒進(jìn)行約簡(jiǎn),同時(shí)去掉冗余屬性,減少了傳統(tǒng)先約簡(jiǎn)屬性再約簡(jiǎn)屬性值時(shí)的冗余計(jì)算.在同一粒度空間下進(jìn)行搜索時(shí)使用啟發(fā)式算子對(duì)不同知識(shí)空間進(jìn)行選擇和排序,提高了搜索效率.在最壞的情況下需要搜索2次,而在實(shí)際情況中,當(dāng)數(shù)據(jù)本身的冗余性很大時(shí),搜索空間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2,因?yàn)樵谠撍惴ㄖ屑尤雴l(fā)式信息,同時(shí)設(shè)置終止條件,算法收斂更快.本文使用的矩陣是布爾稀疏矩陣。 2100433B

控制因素概述

我國(guó)煤炭開(kāi)采以井工為主，產(chǎn)煤量約占總產(chǎn)量的機(jī))的長(zhǎng)壁開(kāi)采方式;作為綜合機(jī)械化采煤工作面的95%，主要采用基于滾筒式采煤機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)采煤核心設(shè)備，采煤機(jī)對(duì)提高工作面的產(chǎn)能和效率起著決定性的作用，而實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的自動(dòng)化、無(wú)人化是保證煤礦高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

國(guó)內(nèi)外主流電牽引采煤機(jī)牽引電機(jī)普遍采用交流變頻調(diào)速，截割電機(jī)轉(zhuǎn)速不可調(diào)，為保證截割電機(jī)恒功率運(yùn)行，以截割電機(jī)電流為反饋信號(hào)，根據(jù)煤層性質(zhì)的變化適時(shí)適度地調(diào)節(jié)采煤機(jī)的牽引速度，從而改變滾筒負(fù)載;采煤機(jī)操作人員根據(jù)相關(guān)的參數(shù)及經(jīng)驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)操作器的按鈕設(shè)定牽引速度，由于煤層的復(fù)雜性及操作者的經(jīng)驗(yàn)差異導(dǎo)致采煤機(jī)經(jīng)常處于欠載、偶爾過(guò)載的狀態(tài)，影響采煤效益和截割安全滾筒是采煤機(jī)截煤、輸煤的關(guān)鍵部件，調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)速以適應(yīng)不同硬度的煤層對(duì)于提高采煤效益具有重要意義。馬正蘭等實(shí)現(xiàn)高塊煤率截割，提出了采煤機(jī)滾筒的變速截割，并通過(guò)優(yōu)化得到與煤層截割阻抗相匹配的截割速度和牽引速度;程雪等而減小滾筒轉(zhuǎn)速或增大采煤機(jī)的牽引速度，以提高截建立了基于威布割效率和增大塊煤率;李曉豁等爾分布的塊煤產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型，研究了采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)塊煤產(chǎn)量的影響，得出塊煤產(chǎn)量隨牽引速度、滾筒轉(zhuǎn)速變化而變化的趨勢(shì);Bakhtavar等筒截割速度、增加截割深度以獲得較高的采煤生產(chǎn)率，降低截割粉塵;以上研究均針對(duì)不同硬度的煤層，通過(guò)優(yōu)化得到牽引速度和滾筒轉(zhuǎn)速的最優(yōu)匹配關(guān)系或調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速以保證較高的生產(chǎn)效益。由于深部煤層截割工況復(fù)雜多變，現(xiàn)有研究并未考慮如何通過(guò)配合控制滾筒轉(zhuǎn)速快速有效地降低機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)載荷。

因此，為實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)截割，有必要研究適應(yīng)不同截割工況的調(diào)速控制策略，以保證無(wú)人或少人采煤機(jī)的可靠運(yùn)行和高效生產(chǎn)。以某MG300/700－WD電牽引采煤機(jī)為研究對(duì)象基于Matlab/Simulink建立整機(jī)耦合控制模型針對(duì)煤巖突變工況，以采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠運(yùn)行和高效生產(chǎn)為目標(biāo)，提出基于截割電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行的截齒切削厚度控制目標(biāo)的計(jì)算方法，得到煤層截割阻抗與截齒切削厚度控制目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;根據(jù)滾筒負(fù)載特性和破巖能力制定針對(duì)不同突變硬度的滾筒調(diào)速控制策略和牽引－滾筒協(xié)調(diào)控制策略，最后分別將上述提出的調(diào)速控制策略與傳統(tǒng)牽引調(diào)速控制策略進(jìn)行對(duì)比分析。

控制因素1采煤機(jī)整機(jī)耦合控制模型

目前有些學(xué)者主要從采煤機(jī)整機(jī)受力入手，基于adams、UG等軟件建立采煤機(jī)整機(jī)模型，而建立包括電機(jī)模型以及控制系統(tǒng)模型的研究相對(duì)較少。為了研究不同截割工況下的采煤機(jī)調(diào)速控制策略和機(jī)電動(dòng)態(tài)特性，建立了包括采煤機(jī)牽引部、截割部以及控制系統(tǒng)的整機(jī)耦合控制模型，為牽引電機(jī)和截割電機(jī)的雙變頻調(diào)速奠定基礎(chǔ)。

1.1采煤機(jī)截割部、牽引部機(jī)電系統(tǒng)建模

由于綜采工作面條件差，當(dāng)截齒遇矸石等煤巖夾雜工況時(shí)，過(guò)大的負(fù)荷易造成搖臂齒輪箱高速端的第一級(jí)齒輪疲勞損壞一級(jí)齒輪的影響，截割部?jī)H考慮電機(jī)輸出端的第一級(jí)齒輪，其他平行軸和行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效至滾筒輸入軸，并簡(jiǎn)化為彈簧阻尼系統(tǒng)。圖1中i1為簡(jiǎn)化部分的減速比，Jd為等效后的滾筒慣量，Mm1和Md分別為截割電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和滾筒負(fù)載轉(zhuǎn)矩，θm1和θd分別為截割電機(jī)轉(zhuǎn)子和截割滾筒的角位移，cmpe1和kmpe1分別為電機(jī)和第1級(jí)齒輪連接部分的阻尼和剛度，cpd1和kpd1分別為低速端齒輪連接部分和滾筒連接軸的等效阻尼和等效剛度。

1.2整機(jī)耦合控制模型

當(dāng)滾筒設(shè)計(jì)參數(shù)和煤層物理參數(shù)一定時(shí)，滾筒負(fù)載取決于牽引速度vq和滾筒轉(zhuǎn)速ng。以牽引速度vq和滾筒轉(zhuǎn)速ng作為滾筒負(fù)載輸入量，負(fù)載轉(zhuǎn)矩Md作為輸出量并作用于滾筒，通過(guò)滾筒與截割部傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞;包括滾筒推進(jìn)阻力在內(nèi)的采煤機(jī)總牽引阻力產(chǎn)生的阻力矩Mq作用于行走輪，并通過(guò)牽引部傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞至截割電機(jī)。以截割電機(jī)和牽引電機(jī)的電流、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等反饋信號(hào)作為信息流實(shí)時(shí)反饋至采煤機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)判斷分析截割工況和運(yùn)行狀態(tài)后發(fā)出控制流指令至牽引電機(jī)和截割電機(jī)以調(diào)整采煤機(jī)工作狀態(tài)。采煤機(jī)截割電機(jī)和牽引電機(jī)均采用對(duì)參數(shù)變化魯棒性強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)。使用兩個(gè)滯環(huán)比較器來(lái)控制電機(jī)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩，使誤差穩(wěn)定在滯環(huán)寬度

控制因素概述

隱蔽油氣藏的概念最早是由Carll提出。隱蔽圈閉(subtletrap)一詞較早見(jiàn)于Levorsen1964年的論文,用于概括構(gòu)造、地層、流體(水動(dòng)力)多要素結(jié)合形成的復(fù)合圈閉。1966年Levorsen提出對(duì)隱蔽圈閉進(jìn)行勘探,此后,世界上許多含油氣盆地的地層不整合、巖性及古地貌等圈閉的油氣勘探都得到了加強(qiáng)。

我國(guó)學(xué)者對(duì)隱蔽油氣藏的理解和定義形成了2種觀(guān)點(diǎn):一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為“隱蔽油氣藏”在涵義上等同于“非構(gòu)造圈閉油氣藏”;另一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,除非構(gòu)造油氣藏外,隱蔽油氣藏還應(yīng)包含在現(xiàn)有勘探方法與技術(shù)水平條件下識(shí)別和描述的某些類(lèi)型的構(gòu)造油氣藏。因此,“隱蔽油氣藏”一詞涵義模糊,而“巖性地層油氣藏”涵義相對(duì)明確。巖性地層油氣藏是指儲(chǔ)集層因巖性橫向變化或縱向連續(xù)性中斷而形成圈閉中的油氣聚集。狹義的巖性油氣藏包含砂巖透鏡體、砂巖尖滅體、白云巖化帶、裂縫-洞穴狀石灰?guī)r、火山巖透鏡體等類(lèi)油氣藏;廣義的地層-巖性油氣藏尚應(yīng)增加地層超覆體、地層不整合遮擋(各種古潛山)、生物礁以及水動(dòng)力封閉等類(lèi)油氣藏。

隨著世界油氣勘探技術(shù)的發(fā)展和理論研究的不斷深入,在新發(fā)現(xiàn)的油氣藏中巖性地層油氣藏?zé)o論是在產(chǎn)量還是在儲(chǔ)量上都占有不可忽視的地位。根據(jù)第三輪油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果,中國(guó)石油天然氣股份有限公司陸上剩余石油資源中,巖性地層油氣藏占42%,這是我國(guó)陸上今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)最有潛力、最現(xiàn)實(shí)的油氣勘探領(lǐng)域?！笆濉逼陂g,中國(guó)石油天然氣股份有限公司探明石油儲(chǔ)量為4.5～5.5億t,其中巖性地層油藏儲(chǔ)量2.5～3.0億t,占50%～60%,成為其最重要的勘探領(lǐng)域。近幾年,在松遼、渤海灣、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、二連等盆地相繼發(fā)現(xiàn)了一批由巖性地層油氣藏組成的5千萬(wàn)噸至數(shù)億噸儲(chǔ)量規(guī)模的大油田,成為儲(chǔ)量增長(zhǎng)的主要來(lái)源。

關(guān)于巖性地層油氣藏的分布規(guī)律和控制因素一直是國(guó)內(nèi)研究的重點(diǎn),不同的學(xué)者從不同的角度進(jìn)行了闡述。

(1)從盆地類(lèi)型角度賈承造等對(duì)中國(guó)陸上巖性地層的形成與分布特征進(jìn)行了分析,認(rèn)為中國(guó)各大油區(qū)的主要含油氣盆地都經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史,不同類(lèi)型的盆地,巖性地層油氣藏的形成條件與分布特點(diǎn)有較大差異。

(2)從盆地結(jié)構(gòu)角度尤其是斷陷湖盆陡坡帶、緩坡帶和深陷帶3帶結(jié)構(gòu)特征明顯,林暢松等提出了“構(gòu)造坡折帶”的概念,構(gòu)造坡折帶是指由同沉積構(gòu)造長(zhǎng)期活動(dòng)引起的沉積斜坡明顯突變的地帶,斷陷湖盆中存在的構(gòu)造坡折帶制約著盆地可容納空間的變化,對(duì)層序的發(fā)育、沉積體系域及砂體的分布起重要的控制作用,是油氣藏形成的極有利地帶;李丕龍等針對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷的勘探,總結(jié)出指導(dǎo)隱蔽油氣藏勘探的“斷坡控砂、復(fù)式輸導(dǎo)、相勢(shì)控藏”三大核心理論。

(3)從盆地發(fā)育角度氣凹陷的“滿(mǎn)凹含油”論。“滿(mǎn)凹含油”是指在富油氣凹陷內(nèi),優(yōu)質(zhì)烴源灶提供了豐富的油氣資源,同時(shí)陸相沉積多水系與頻繁的湖盆振蕩,導(dǎo)致湖水大面積收縮與擴(kuò)張,使砂體與烴源巖不僅間互,而且大面積接觸,從而使得各類(lèi)儲(chǔ)集體的成藏機(jī)會(huì)最大,因而含油范圍超出二級(jí)構(gòu)造帶, 導(dǎo)致在包括斜坡區(qū)在內(nèi)的凹陷深部位都有油氣藏的形成和分布,呈現(xiàn)整個(gè)凹陷都有油氣成藏的局面。杜金虎等[17-18]提出了互補(bǔ)論的觀(guān)點(diǎn),認(rèn)為含油氣盆地(或凹陷)在油氣資源量一定的條件下,隱蔽油氣藏與構(gòu)造油氣藏在油氣資源量分配和油氣空間分布上具有互補(bǔ)性。

(4)從圈閉形成的角度將巖性地層圈閉形成的基本要素概括為3條線(xiàn)(巖性尖滅線(xiàn)、地層超覆線(xiàn)、構(gòu)造等高線(xiàn))和3個(gè)面(地層不整合面、儲(chǔ)集巖體的頂?shù)装迕?、斷層?6個(gè)要素的有機(jī)配置。三面(最大湖泛面、區(qū)域不整合面和斷層面)控藏、五帶(有利沉積相帶、裂縫發(fā)育帶、巖性或地層尖滅帶、次生孔隙發(fā)育帶和流體性質(zhì)變化帶)富集的新理論,指出雖然油氣凹陷具有“滿(mǎn)凹含油”的特征,但同時(shí)油氣藏的分布也不均一,巖性地層油氣藏的分布受“三面”控制,沿“五帶”富集。賈承造等提出了巖性地層圈閉的形成主要受“六線(xiàn)(巖性尖滅線(xiàn)、地層超覆線(xiàn)、地層剝蝕線(xiàn)、物性變化線(xiàn)、流體突變線(xiàn)、構(gòu)造等高線(xiàn))”、“四面(斷層面、不整合面、洪泛面、頂?shù)装迕?”10個(gè)要素控制。

(5)從沉積相的角度 三角洲體系最有利于巖性地層油氣藏的發(fā)育,其中三角洲前緣的水下分流河道、河口壩等又是其中的“甜點(diǎn)”,由此形成了三角洲前緣帶控油氣理論[25-26]。鄒才能等[27]提出了“相控論”,“相控論”是指在存在有效烴源巖、構(gòu)造背景和輸導(dǎo)體系等前提下,油氣的分布與富集受有利儲(chǔ)集相帶的控制,有利的儲(chǔ)集相帶主要是各種有利的沉積相和成巖相等。

控制因素1巖性地層油氣藏形成的盆地背景

賈承造等對(duì)中國(guó)陸上巖性地層的形成與分布特征進(jìn)行了分析,認(rèn)為我國(guó)主要含油氣盆地包括4種類(lèi)型(陸相斷陷盆地、陸相坳陷盆地、陸相前陸盆地和古生界海相盆地),每種類(lèi)型盆地的形成演化歷史地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)古氣候背景沉積區(qū)與物源區(qū)的空間配置及相互作用等方面的差異,導(dǎo)致各盆地層序發(fā)育特點(diǎn)主要砂體類(lèi)型及其三維空間分布有利圈閉類(lèi)型存在顯著差別,并由此控制了不同類(lèi)型巖性地層油氣藏的形成。由于第4種類(lèi)型的盆地為海相盆地故不作介紹。

1.1陸相斷陷盆地

陸相斷陷盆地,如渤海灣盆地、二連盆地等,以半地塹為相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)造沉積單元,斷陷湖盆發(fā)育多種儲(chǔ)集體類(lèi)型,“物源、斜坡、斷裂、水深”控制砂體的類(lèi)型和分布。陡坡帶和緩坡帶砂體發(fā)育特點(diǎn)不同。陡坡帶受邊界斷層控制,坡度大,沉積物快速入湖,形成沖積扇、扇三角洲和深水濁積扇砂體,單個(gè)砂體分布面積不大,但數(shù)量多,厚度大,故也可形成規(guī)模較大的巖性油氣聚集。緩坡帶一般發(fā)育三角洲或扇三角洲砂體,部分凹陷的緩坡帶還發(fā)育灘壩砂體。由于坡度較緩砂體展布范圍比較大,故可形成億噸級(jí)巖性地層大油田。古氣候背景影響水體咸度、規(guī)模,進(jìn)而影響生油巖體的規(guī)模和巖性地層油氣藏的分布。陸相斷陷盆地?cái)嗔寻l(fā)育、斷塊破碎,巖性地層油氣藏普遍以與斷裂活動(dòng)相關(guān)的鼻狀構(gòu)造為聚油背景。

1.2陸相坳陷盆地

陸相坳陷盆地,如松遼盆地、鄂爾多斯盆地等,其古水系、古坡度、古湖泊等控制砂體的類(lèi)型與分布。巖性油氣藏主要賦存于三角洲前緣水下分流河道、河口壩和席狀砂中。由于陸相坳陷盆地沉積地形平緩,面積較大,水進(jìn)水退頻繁,往往形成大面積分布的薄砂層和泥巖互層,可形成大面積連片分布的巖性地層油氣藏。除砂體類(lèi)型外,聚油構(gòu)造背景對(duì)巖性地層油氣藏的平面分布也有重要的控制作用,古凸起、斷裂帶是油氣運(yùn)聚的有利場(chǎng)所?？v向上巖性地層油氣藏主要分布于兩個(gè)最大湖侵泥巖段之間。

1.3陸相前陸盆地

我國(guó)中西部大多數(shù)前陸盆地與國(guó)外經(jīng)典前陸盆地有較大差異,往往缺少被動(dòng)邊緣海相沉積層序,以楔形陸相沉積為特色。前陸盆地發(fā)育沖積扇、扇三角洲、辮狀河三角洲砂體。近山一側(cè)發(fā)育厚度很大的沖積扇(扇)三角洲沉積體系,砂體規(guī)模較大時(shí)三角洲前緣可延伸覆蓋至前緣隆起的斜坡區(qū)。前緣隆起的斜坡區(qū)水進(jìn)水退頻繁,有利于沿不整合面上下形成各種地層圈閉,是前陸盆地巖性地層油氣藏勘探的主要目標(biāo)。

控制因素2巖性地層油氣藏在層序中的分布

在海相沉積層序中,低位體系域在油氣勘探中有著特殊的意義,是隱蔽油氣藏形成和分布的主要體系域。提出的層序地層模型明確地指出在各個(gè)體系域中儲(chǔ)層形成條件、儲(chǔ)層性質(zhì)和儲(chǔ)層分布的地理空間,并特別強(qiáng)調(diào)低位體系域的研究對(duì)于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的重要性。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上大部分油氣田86%的儲(chǔ)量賦存于低位體系域中,只有12%與水進(jìn)體系域有關(guān),2%與高位體系域有關(guān)。陸相盆地具有受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響明顯、湖平面升降頻繁、多旋回、多沉積層序的特點(diǎn),不同體系域的含油氣性受凹陷的類(lèi)型、構(gòu)造沉積發(fā)育史等多種因素控制。在不同類(lèi)型的凹陷中,各體系域的含油氣性有所不同,無(wú)論是低位體系域還是高位體系域均可形成巖性油氣藏的富集。但在低位體系域中所占的比重較大,據(jù)瞿輝等對(duì)松遼盆地南部東南隆起區(qū)梨樹(shù)凹陷主要試油層段的統(tǒng)計(jì)分析,有72%的油氣層分布于低位體系域中,24%的油氣層賦存于高位體系域中,而僅有4%的油氣層賦存于水進(jìn)體系域中。在不同的陸相盆地中,油氣藏類(lèi)型往往差別很大,目前已有許多學(xué)者對(duì)陸相不同類(lèi)型盆地中巖性地層油氣藏在層序中的分布規(guī)律進(jìn)行了研究,現(xiàn)歸納總結(jié)如下。

2.1陸相斷陷盆地

陸相斷陷盆地有2種基本的層序類(lèi)型,即三分體系域(低位、水進(jìn)和高位體系域)層序和二分體系域(水進(jìn)和高位體系域)層序,筆者以三分體系域?yàn)槔右哉f(shuō)明。斷陷湖盆陡坡帶、緩坡帶和深陷帶3帶結(jié)構(gòu)特征明顯,根據(jù)首次湖泛面和最大湖泛面(MFS)將一個(gè)沉積層序細(xì)分成低位體系域(LST)、水進(jìn)體系域(TST)和高位體系域(HST)

(1)低位體系域低位體系域是尋找?guī)r性地層油氣藏的主要目標(biāo)。從斷陷盆地油氣藏的形成和分布條件看,構(gòu)造坡折帶是形成油氣藏的極有利地帶。低位體系域砂體受盆地斜坡構(gòu)造坡折帶的控制明顯,在構(gòu)造坡折帶下降盤(pán)形成砂體集中發(fā)育區(qū)和巖性油氣藏富集帶,在構(gòu)造坡折帶上升盤(pán)的下切水道砂體中形成不整合地層油氣藏。在半地塹式斷陷盆地的緩坡帶,構(gòu)造坡折帶的上部常形成下切水道砂體,易形成地層不整合油氣藏。

(2)水進(jìn)體系域水進(jìn)體系域易形成超覆型地層油氣藏。該體系域由下向上沉積范圍逐漸擴(kuò)大,與下伏地層呈超覆接觸關(guān)系,另外,砂體經(jīng)過(guò)湖浪改造,分選性極好,多呈帶狀或席狀分布,儲(chǔ)集性能良好。

(3)高位體系域高位體系域儲(chǔ)層與湖擴(kuò)體系域的大套烴源巖呈垂向接觸關(guān)系,與洼陷的高位體系域泥巖呈側(cè)向接觸關(guān)系,烴源豐富。砂體以三角洲前緣滑塌濁積巖,濁積扇、水下扇和河流相砂體為主,砂體規(guī)模大、物性較好,需要較嚴(yán)格的圈閉條件。成藏的關(guān)鍵是需要一定的輸導(dǎo)系統(tǒng)和圈閉條件才能形成高產(chǎn)油氣藏。高位體系域三角洲前緣濁積砂體常呈透鏡狀分布在烴源巖中,油源條件最為有利,易形成典型的透鏡狀巖性油氣藏。

2.2陸相坳陷盆地

大型內(nèi)陸坳陷盆地以松遼白堊紀(jì)盆地最為典型。類(lèi)似的盆地還有準(zhǔn)噶爾盆地腹部的晚二疊世及三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)盆地。下面以松遼盆地為例來(lái)說(shuō)明巖性地層圈閉在層序地層格架中的發(fā)育規(guī)律。

(1)低位體系域由連片分布的河道-天然堤復(fù)合砂體構(gòu)成的透鏡狀巖性圈閉是其最主要的圈閉類(lèi)型。這些砂體要么以分流間灣泥巖所包圍的透鏡體形式構(gòu)成巖性圈閉,要么疊加在古鼻狀構(gòu)造上,形成巖性上傾尖滅圈閉。在低位體系域中也常出現(xiàn)由濁積巖構(gòu)成的透鏡狀巖性油藏,主要發(fā)育在低位體系域頂部三角洲前緣前端及深水區(qū)。

(2)水進(jìn)體系域水進(jìn)體系域中的地層超覆和巖性尖滅圈閉主要分布于水進(jìn)體系域底部。透鏡狀巖性圈閉在該體系域中也較常見(jiàn),它們夾持在水進(jìn)期的烴源巖之中。

(3)高位體系域高位體系域中發(fā)育的三角洲砂體以進(jìn)積方式向湖盆推進(jìn),前緣砂體不斷下超在生油巖之上,當(dāng)盆地內(nèi)存在局部隆起時(shí),在靠近湖岸一側(cè)的隆起翼部,砂體揚(yáng)起形成尖滅或因滲透性變差而形成圈閉。當(dāng)盆地內(nèi)無(wú)局部隆起時(shí),尖滅的砂體無(wú)法形成圈閉,則需要構(gòu)造活動(dòng)的配合。在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中,沉積時(shí)下傾的各類(lèi)砂體后期被隆升,產(chǎn)生上傾尖滅,形成砂巖上傾尖滅巖性油氣藏。

2.3陸相前陸盆地

目前,前陸盆地層序地層學(xué)研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展,并在許多盆地中得到了成功的應(yīng)用。但陸相前陸盆地中地層分布呈明顯的不對(duì)稱(chēng)性,沉降和沉積中心靠近造山帶。一個(gè)完整的陸相前陸盆地層序由低位、水進(jìn)和高位體系域組成。

(1)低位體系域前陸盆地發(fā)育早期基底的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和以單向物源為主的特征,決定了層序發(fā)育的早期儲(chǔ)層主要賦存于陡坡一側(cè)的粗碎屑砂巖體內(nèi)。該體系域主要發(fā)育了沖積扇和河流沉積體,沖積扇、扇三角洲、辮狀河三角洲砂巖可與湖侵期形成的烴源巖組成巖性油氣藏。用特點(diǎn)等方面的差異

(2)水進(jìn)體系域水進(jìn)期形成的泥質(zhì)巖一方面了良好的區(qū)域蓋層,另一方面,由于沉積中心逐差異。漸向緩坡帶遷移上超,容易形成地層上傾尖滅,并在尖滅帶處形成有利于油氣聚集的地層圈閉。

(3)高位體系域 高位體系域的進(jìn)積三角洲、河流相為重要的儲(chǔ)集層類(lèi)型。中晚期隨著沉積中心由坳陷區(qū)向前陸斜坡區(qū)遷移,有利儲(chǔ)集相帶和生儲(chǔ)蓋組合也發(fā)生同向遷移。

控制因素3 巖性地層油氣藏的控制因素

3.1控砂因素

.儲(chǔ)層的縱向發(fā)育規(guī)律受沉積基準(zhǔn)面及其影響下的可容納空間的控制,而平面展布規(guī)律則受盆地古構(gòu)造格局邊界條件古地理格局古水流體系等因素的制約。鄒才能等指出控制砂體分布的因素分為盆外和盆內(nèi)因素。盆外主要受古氣候、古物源、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等控制;而盆內(nèi)主要受控于斜坡、斷裂和水層序地層學(xué)理論是立足于被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造背景,而前陸盆地則位于構(gòu)造活動(dòng)區(qū)域,正是由于這種特殊性,因此在當(dāng)前的研究中仍存在許多亟待解決的問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)對(duì)陸相前陸盆地層序地層學(xué)的研究還剛起步,研究并不深入,因此難以區(qū)分不同組合方式的層序格架和模式。筆者采用顧家裕等提出的綜合模式作為示例深3個(gè)重要因素,斜坡的陡緩控制砂體規(guī)模的大小,斷裂的方向控制砂體的走向,水體的深度控制砂體的類(lèi)型。

(1)斜坡盆地邊緣斜坡鄰近物源區(qū),受構(gòu)造沉降與水進(jìn)、水退影響較大,砂體的巖性巖相變化大,縱向沉積間斷多,有利于形成不同類(lèi)型的巖性地層圈閉。不同成因類(lèi)型的陸相盆地,其形成演化歷史、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、沉積區(qū)與物源區(qū)空間配置及相互作導(dǎo)致各種陸相盆地的層序發(fā)育特點(diǎn)、主要砂體類(lèi)型及其三維空間分布存在顯著提供通常緩斜坡容易形成大型砂體,而陡斜坡則形成規(guī)模較小的砂體,構(gòu)造坡折帶控制砂體展布。

(2)斷裂斷裂對(duì)砂體的控制作用表現(xiàn)在:①盆地邊界同沉積斷裂控制層序演化;早期隱伏斷裂方向控制砂體展布的走向;②盆地邊界同沉積斷裂的活動(dòng)性決定了物源區(qū)與沉積區(qū)的古地形差異,影響風(fēng)化剝蝕作用的強(qiáng)度和剝蝕產(chǎn)物的粒度,對(duì)砂體發(fā)育特點(diǎn)具有重要影響;③盆地內(nèi)部的斷裂構(gòu)造格局決定了盆地內(nèi)部沉積地形的特點(diǎn),對(duì)砂體展布具有重要影響。水環(huán)境是陸相湖盆砂體廣泛發(fā)育的有利沉積環(huán)境,最重要的是三角洲和扇三角洲砂體,“指狀型”前緣帶是最有利相帶,以河道沉積為主。在半深水環(huán)境中,坳陷湖盆形成大型三角洲,容易形成“朵葉狀”有利前緣帶,砂壩發(fā)育。而在深水區(qū),濁積扇砂體可形成最重要的巖性地層油氣藏。

（3）古氣候古氣候條件決定了向盆地輸水量的大小,而碎屑的輸入量與輸水量密切相關(guān),因此,發(fā)育在盆(地邊緣的沖積扇受氣候的影響最為明顯。根據(jù)氣候條件不同,可將沖積扇劃分為濕潤(rùn)型和干旱型兩種類(lèi)型。濕潤(rùn)型沖積扇單個(gè)扇體大,沉積速率高,扇體中河流作用明顯;而干旱型沖積扇呈面積較小的錐形體,面積小于100km2,山根處沉積厚度大,扇緣處沉積迅速減薄。由此可見(jiàn),沖積扇中的砂體受氣候條件的控制非常明顯。

(4)古物源物源控制因素是指物源供給體系,不僅包括物源本身的好壞,而且還包括物源供給體系隨時(shí)間的變化。物源的大小決定了砂體的規(guī)模,母巖的特征決定了砂體的礦物組合類(lèi)型。物源供給體系始終處于變化的狀態(tài)。在不同的沉積時(shí)