姬塬油田吴420区长6油藏流动单元划分与分析
发布时间：2014-09-28 14:51
摘 要：油层开采实践表明，平面上同一河道砂体内部渗流能力存在差异。储层流动单元是20世纪80年代中后期在国外石油界流行起来的新概念，旨在揭示由油层物性不同造成的非均质性规律。为此，本文以姬塬油田吴420区为研究区块，根据垂厚、渗透率、孔隙度、突进系数等参数，采取spss主成分分析法，合理制定各参数权重，对河流相储层进行了渗流单元划分，精细地揭示了河道砂平面非均质特征。
关键词：流动单元；相关性；非均质性
一、 构造背景
长庆姬塬油田吴420区位于陕北斜坡中部，发育一系列由东向西的低幅鼻隆构造，主力含油层系为中生界延长组长6，地层总厚度约100～130m，油藏埋深1648－1940m，平均1770m。本区沉积环境为湖相三角州前缘沉积，发育水下分流河道、堤岸、河口坝、河道间和决口扇等微相。该区长6储层总体属于低孔、特低渗储层，平面上表现出一定的非均质性。总的来说在平面上不同沉积微相的砂体中，以水下分流河道叠置型河口坝砂体物性最好，水下分流主体河道砂层物性也比较好，河道侧翼含水下决口扇、水下天然堤物性较差。
二、 问题的提出
储层流动单元的提出可满足储层研究精细化要求，它较好地解决了如何对吴420区已有的小层进行进一步细分的问题。储层流动单元既能反映储层的地质特征，又能紧密地与储层中的油水运动规律相结合。因此，流动单元的研究，对在老油田剩余油挖潜和精细油藏描述有着重要意义，并发挥着越来越大的作用。
目前在流动单元的概念、划分方法及控制因素等方面尚未完全达成共识本文归纳几个比较有代表的定义。
(1) 认为流动单元是指影响流体流动的岩相和岩石物理性质在内部相似的、垂向上和横向上连续的储集岩体。这样在同一储集岩体（流动单元）内部，影响流体流动的地质参数相似，而不同的流动单元之间，岩相和岩石物理性质差异明显。
(2) 认为流动单元是指沉积体系内以隔挡层为边界按水动力条件划分的建造块(building blocks)，它以隔挡层为边界，和构成单元（储层构型，或建筑结构，Reservoir architecture）应属类似概念。该方法侧重于露头层次界面研究成果指导地下非均质性研究，为定性分析方法。
(3) 认为流动单元是总的油藏岩石体积中影响流体流动的油层物理性能恒定不变且可与其它岩石体积区分的有代表性的基本体积，并认为流动分层指标FZI是最好的划分参数。
(4) 裘怿楠教授认为流动单元是砂体内部建筑结构的一部分，同时还指出流动单元是一个相对的概念，应根据油田的实际地质、开发条件而定。1996、1999年裘怿楠和穆龙新教授又进一步阐述了这个思想，并提出油田处在不同开发阶段，面临的储层非均质矛盾是不同的，此时可将下一个层次的非均质性看作是均质的，即作为油水运动的基本单元。因此，流动单元概念的内涵应针对开发生产中面临的矛盾有所变化，并指出目前的“流动单元”应指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续遮挡层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等造成的渗流特征相同、水淹特征一致的储层单元。
(5)从宏观到微观的不同级次上的、垂向及侧向上连续的、影响流体流动的岩石特征和流体本身渗流特征相似的储集岩体，且随着开发阶段的深入，流动单元的级次应不断细化。
连通体内储层质量差异反映了连通体内的流体渗流的差异。具有同一储层质量的砂体即为同一类流动单元。因此, 应用反映岩性、流体渗流能力和储集能力的参数, 对各连通体及连通体内部进行储层质量分类及评价, 即可在连通砂体内进行流动单元划分, 并在连通砂体研究基础上确定流动单元分布。
三、 流动单元的划分
对于流动单元的划分方法，最被普遍接受的是由Amaefule提出的FZI法，然而此法本身存在一定问题：首先，用FZI划分的流动单元不符合“流动单元内部储集层物性差异最小，不同流动单元之间储集层物性差异最大”的要求；其次，FZI是与孔隙度有关的变量，用它来建立孔隙度与渗透率的关系是不合适的；再者，FZI没有明确的地质含义。为此，本文提出自己的流动单元划分方式。
首先引入与油层物性密切相关的5个参数：垂厚、渗透率、孔隙度、渗透率突进系数、解释结果。其中渗透率突进系数表示砂层中最大渗透率与砂层平均渗透率的比值。
式中：—渗透率突进系数；
Kmax—层内最大渗透率，一般以砂岩内渗透率最高的相对均质层的渗透率表示，10-3μm2。
突进系数是评价储层非均质性的重要参数，对长611层，其变化范围为1.0-7.4；对长612层，其变化范围为1.0-6.85。一般地，当
>3时，表示非均质程度强。
对电测解释结果进行赋值：油层=1，油水层、差油层=0.5，干层=0，水层=-0.5。由于不同井对应的砂体层数差异较大，故取每口井每个小层的加权平均值作为分析对象。
然后利用spss软件进行主成分分析，对长611层，分析结果如图：
从相关矩阵可以看出，渗透率、孔隙度中度相关，解释结果与孔隙度低度相关；根据描述统计量，做出各参数所占权重表：
由上表可以看出，渗透率占据的权重最大，达43.3%，其次为垂厚、电测解释与突进系数，所占比例最小的是孔隙度，仅为4.8%。为了更好的区分非均质性，本文将突进系数作为一个独立的划分标准，与其他因子所组成的整体并列；又由于孔隙度所占比例太小，又与渗透率重叠，为了简化计算，孔隙度忽略不计。重新分配权重如下表所示：
定义LD为流动单元判定因子，垂厚为H，渗透率为K,电测解释为γ，则
LD=0.0169H+0.2127K+0.2602γ
同理，对长612层，spss主成分分析如下：
由相关矩阵：渗透率与孔隙度弱相关，其他因子两两无明显相关，各参数权重如下表：
由上表可以看出，渗透率占据的权重最大，达38.4%，其次为电测解释、垂厚与突进系数，所占比例最小的是孔隙度，仅为5.0%。同样为了更好的区分非均质性，将突进系数作为一个独立的划分标准，与其他因子所组成的整体并列；为了简化计算，孔隙度忽略不计。重新分配权重如下表所示：
于是：LD=0.0128H+0.1641K+0.3457γ。
根据以上流动单元划分标准与原则，长6油层组流动单元四类（A、B、C、D）类流动单元的特征分别为：
流动单元A（好）：具有很好的渗流能力和储集能力，渗透率大于2.1
10-3μm2，平均渗透率4.8810-3μm2；孔隙度大于10.7%，平均孔隙度13%；垂厚范围大于3.0m，平均6.1m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道和河口坝微相内。
流动单元B（较好）：具有较好的渗流能力和储集能力，渗透率范围为2～5.710-3μm2，平均渗透率3.3810-3μm2；孔隙度范围为9.6～14.5%，平均孔隙度12%；垂厚范围2.5～6.1m，平均3.8m；为在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道内。
流动单元C（一般）：具有一般的渗流能力和储集能力，渗透率范围为1.3～4.610-3μm2，平均渗透率2.5410-3μm2；孔隙度范围为9.2～14.3%，平均孔隙度12%；垂厚范围1.8～4.8m，平均3.0m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道侧翼。
流动单元D（差）：具有较差的渗流能力和储集能力。渗透率范围为0.15～3.210-3μm2，平均渗透率1.3110-3μm2；孔隙度范围为6.5～12.8%，平均孔隙度10%；垂厚范围小于2.7m，平均1.6m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流间湾中。
根据流动单元划分结果做出各层平面图，其中每层LD平均值为1.0，LD小于0.5为D类储层，LD为0.5-1.0为C类储层，LD为1.0-1.5为B类储层，LD大于1.5为A类储层。综合LD根据每口井的开采层位确定：若单采则取开采层LD，若合采则取两层平均值。
长611层流动单元平面图分布如下：
长612层流动单元平面图分布如下：
长6层综合流动单元平面图分布如下：
在各类流动单元中未添加突进系数作为因子，可以根据突进系数的大小对每类流动单元继续细分。如突进系数范围大于2.3，为非均质性较强；突进系数的范围1.5～2.3，非均质中等；突进系数小于1.5，非均质性若。进而可细分为12种流动单元。
四、结论
1、长612油层在渗透率、垂厚、孔隙度上均明显优于长611，只有电测解释不如后者，因此长612层见水可能性大，分层注水中尤其要关注该层配注量。
2、该区长6油藏孔隙度与渗透率具有中等正相关性，其中长611的相关性略强；其他各物性之间无相关性。
3、该区单井油层非均质性弱，各井之间的非均质性亦弱。
参 考 文 献
[1] 赵翰卿,付志国,吕晓光.大型河流—三角洲沉积储层精细描述方法[J]石油学报，2000. 7. 21(4):109～113.
[2] 夏克文.模糊相似比方法及其在油气识别中的应用.测井技术，1994.18.（6）:398～399.
[3] 和宏伟.Fisher最优分割法在云南地震分期中的应用.地震研究，1994.17.（3）:232～233.
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本文编号：9325
关键词：流动单元；相关性；非均质性
一、 构造背景
长庆姬塬油田吴420区位于陕北斜坡中部，发育一系列由东向西的低幅鼻隆构造，主力含油层系为中生界延长组长6，地层总厚度约100～130m，油藏埋深1648－1940m，平均1770m。本区沉积环境为湖相三角州前缘沉积，发育水下分流河道、堤岸、河口坝、河道间和决口扇等微相。该区长6储层总体属于低孔、特低渗储层，平面上表现出一定的非均质性。总的来说在平面上不同沉积微相的砂体中，以水下分流河道叠置型河口坝砂体物性最好，水下分流主体河道砂层物性也比较好，河道侧翼含水下决口扇、水下天然堤物性较差。
二、 问题的提出
储层流动单元的提出可满足储层研究精细化要求，它较好地解决了如何对吴420区已有的小层进行进一步细分的问题。储层流动单元既能反映储层的地质特征，又能紧密地与储层中的油水运动规律相结合。因此，流动单元的研究，对在老油田剩余油挖潜和精细油藏描述有着重要意义，并发挥着越来越大的作用。
目前在流动单元的概念、划分方法及控制因素等方面尚未完全达成共识本文归纳几个比较有代表的定义。
(1) 认为流动单元是指影响流体流动的岩相和岩石物理性质在内部相似的、垂向上和横向上连续的储集岩体。这样在同一储集岩体（流动单元）内部，影响流体流动的地质参数相似，而不同的流动单元之间，岩相和岩石物理性质差异明显。
(2) 认为流动单元是指沉积体系内以隔挡层为边界按水动力条件划分的建造块(building blocks)，它以隔挡层为边界，和构成单元（储层构型，或建筑结构，Reservoir architecture）应属类似概念。该方法侧重于露头层次界面研究成果指导地下非均质性研究，为定性分析方法。
(3) 认为流动单元是总的油藏岩石体积中影响流体流动的油层物理性能恒定不变且可与其它岩石体积区分的有代表性的基本体积，并认为流动分层指标FZI是最好的划分参数。
(4) 裘怿楠教授认为流动单元是砂体内部建筑结构的一部分，同时还指出流动单元是一个相对的概念，应根据油田的实际地质、开发条件而定。1996、1999年裘怿楠和穆龙新教授又进一步阐述了这个思想，并提出油田处在不同开发阶段，面临的储层非均质矛盾是不同的，此时可将下一个层次的非均质性看作是均质的，即作为油水运动的基本单元。因此，流动单元概念的内涵应针对开发生产中面临的矛盾有所变化，并指出目前的“流动单元”应指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续遮挡层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等造成的渗流特征相同、水淹特征一致的储层单元。
(5)从宏观到微观的不同级次上的、垂向及侧向上连续的、影响流体流动的岩石特征和流体本身渗流特征相似的储集岩体，且随着开发阶段的深入，流动单元的级次应不断细化。
连通体内储层质量差异反映了连通体内的流体渗流的差异。具有同一储层质量的砂体即为同一类流动单元。因此, 应用反映岩性、流体渗流能力和储集能力的参数, 对各连通体及连通体内部进行储层质量分类及评价, 即可在连通砂体内进行流动单元划分, 并在连通砂体研究基础上确定流动单元分布。
三、 流动单元的划分
对于流动单元的划分方法，最被普遍接受的是由Amaefule提出的FZI法，然而此法本身存在一定问题：首先，用FZI划分的流动单元不符合“流动单元内部储集层物性差异最小，不同流动单元之间储集层物性差异最大”的要求；其次，FZI是与孔隙度有关的变量，用它来建立孔隙度与渗透率的关系是不合适的；再者，FZI没有明确的地质含义。为此，本文提出自己的流动单元划分方式。
首先引入与油层物性密切相关的5个参数：垂厚、渗透率、孔隙度、渗透率突进系数、解释结果。其中渗透率突进系数表示砂层中最大渗透率与砂层平均渗透率的比值。
式中：—渗透率突进系数；
Kmax—层内最大渗透率，一般以砂岩内渗透率最高的相对均质层的渗透率表示，10-3μm2。
突进系数是评价储层非均质性的重要参数，对长611层，其变化范围为1.0-7.4；对长612层，其变化范围为1.0-6.85。一般地，当
>3时，表示非均质程度强。对电测解释结果进行赋值：油层=1，油水层、差油层=0.5，干层=0，水层=-0.5。由于不同井对应的砂体层数差异较大，故取每口井每个小层的加权平均值作为分析对象。
然后利用spss软件进行主成分分析，对长611层，分析结果如图：
从相关矩阵可以看出，渗透率、孔隙度中度相关，解释结果与孔隙度低度相关；根据描述统计量，做出各参数所占权重表：
由上表可以看出，渗透率占据的权重最大，达43.3%，其次为垂厚、电测解释与突进系数，所占比例最小的是孔隙度，仅为4.8%。为了更好的区分非均质性，本文将突进系数作为一个独立的划分标准，与其他因子所组成的整体并列；又由于孔隙度所占比例太小，又与渗透率重叠，为了简化计算，孔隙度忽略不计。重新分配权重如下表所示：
定义LD为流动单元判定因子，垂厚为H，渗透率为K,电测解释为γ，则
LD=0.0169H+0.2127K+0.2602γ
同理，对长612层，spss主成分分析如下：
由相关矩阵：渗透率与孔隙度弱相关，其他因子两两无明显相关，各参数权重如下表：
由上表可以看出，渗透率占据的权重最大，达38.4%，其次为电测解释、垂厚与突进系数，所占比例最小的是孔隙度，仅为5.0%。同样为了更好的区分非均质性，将突进系数作为一个独立的划分标准，与其他因子所组成的整体并列；为了简化计算，孔隙度忽略不计。重新分配权重如下表所示：
于是：LD=0.0128H+0.1641K+0.3457γ。
根据以上流动单元划分标准与原则，长6油层组流动单元四类（A、B、C、D）类流动单元的特征分别为：
流动单元A（好）：具有很好的渗流能力和储集能力，渗透率大于2.1
10-3μm2，平均渗透率4.8810-3μm2；孔隙度大于10.7%，平均孔隙度13%；垂厚范围大于3.0m，平均6.1m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道和河口坝微相内。流动单元B（较好）：具有较好的渗流能力和储集能力，渗透率范围为2～5.7
10-3μm2，平均渗透率3.3810-3μm2；孔隙度范围为9.6～14.5%，平均孔隙度12%；垂厚范围2.5～6.1m，平均3.8m；为在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道内。流动单元C（一般）：具有一般的渗流能力和储集能力，渗透率范围为1.3～4.6
10-3μm2，平均渗透率2.5410-3μm2；孔隙度范围为9.2～14.3%，平均孔隙度12%；垂厚范围1.8～4.8m，平均3.0m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流河道侧翼。流动单元D（差）：具有较差的渗流能力和储集能力。渗透率范围为0.15～3.2
10-3μm2，平均渗透率1.3110-3μm2；孔隙度范围为6.5～12.8%，平均孔隙度10%；垂厚范围小于2.7m，平均1.6m；在研究区的沉积微相带内，多分布在分流间湾中。根据流动单元划分结果做出各层平面图，其中每层LD平均值为1.0，LD小于0.5为D类储层，LD为0.5-1.0为C类储层，LD为1.0-1.5为B类储层，LD大于1.5为A类储层。综合LD根据每口井的开采层位确定：若单采则取开采层LD，若合采则取两层平均值。
长611层流动单元平面图分布如下：
长612层流动单元平面图分布如下：
长6层综合流动单元平面图分布如下：
在各类流动单元中未添加突进系数作为因子，可以根据突进系数的大小对每类流动单元继续细分。如突进系数范围大于2.3，为非均质性较强；突进系数的范围1.5～2.3，非均质中等；突进系数小于1.5，非均质性若。进而可细分为12种流动单元。
四、结论
1、长612油层在渗透率、垂厚、孔隙度上均明显优于长611，只有电测解释不如后者，因此长612层见水可能性大，分层注水中尤其要关注该层配注量。
2、该区长6油藏孔隙度与渗透率具有中等正相关性，其中长611的相关性略强；其他各物性之间无相关性。
3、该区单井油层非均质性弱，各井之间的非均质性亦弱。
参 考 文 献
[1] 赵翰卿,付志国,吕晓光.大型河流—三角洲沉积储层精细描述方法[J]石油学报，2000. 7. 21(4):109～113.
[2] 夏克文.模糊相似比方法及其在油气识别中的应用.测井技术，1994.18.（6）:398～399.
[3] 和宏伟.Fisher最优分割法在云南地震分期中的应用.地震研究，1994.17.（3）:232～233.
注：本文由笔耕文化传播www.bigengculture.com整理，版权归原作者所有，转载请注明出处！
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