馬勇新，朱定軍，李文紅

(中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057)

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層內(nèi)部的不均一性，主要表現(xiàn)為儲(chǔ)層巖性、物性、含油性等方面的各向異性，它是影響剩余油分布的主要原因(耿站立等，2011)。根據(jù)儲(chǔ)層縱向上的微觀巖石學(xué)特征變化規(guī)律，韻律儲(chǔ)層可分為正韻律儲(chǔ)層、反韻律儲(chǔ)層及復(fù)合韻律儲(chǔ)層，復(fù)合韻律儲(chǔ)層又可細(xì)分為復(fù)合正韻律、復(fù)合反韻律、復(fù)合正反韻律及復(fù)合反正韻律儲(chǔ)層。經(jīng)過(guò)作者對(duì)各類韻律儲(chǔ)層進(jìn)行數(shù)值模擬前期研究，認(rèn)為復(fù)合韻律儲(chǔ)層的油氣采出程度介于反韻律與正韻律油藏之間，屬中等可開(kāi)發(fā)油藏。因此在開(kāi)發(fā)此類油藏時(shí)，作者試圖從地質(zhì)學(xué)角度找到影響復(fù)合韻律儲(chǔ)層采出程度的因素，并認(rèn)識(shí)其影響規(guī)律。那么非均質(zhì)性作為影響此類油藏采出程度的一種因素(徐萍等，2011)，本文從非均質(zhì)性強(qiáng)弱程度定量表征出發(fā)，結(jié)合數(shù)值模擬研究方法，詳細(xì)分析了縱向非均質(zhì)性對(duì)復(fù)合韻律底水油藏剩余油分布及采出程度的影響。

1 縱向非均質(zhì)性定量分類標(biāo)準(zhǔn)

縱向非均質(zhì)性主要有三個(gè)表征參數(shù)，分別是滲透率變異系數(shù)、滲透率突進(jìn)系數(shù)及滲透率級(jí)差(李勁鋒等，1999)。對(duì)儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)的特征，選擇滲透率變異系數(shù)、滲透率突進(jìn)系數(shù)及滲透率級(jí)差來(lái)表征各沉積單元的砂體規(guī)模、滲流質(zhì)量的層間分異程度，從而對(duì)該區(qū)塊模型層間非均質(zhì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)某實(shí)際復(fù)合韻律底水油藏地質(zhì)特征，選用的三個(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別見(jiàn)表1。

上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表中三個(gè)參數(shù)都從定量的角度表征縱向非均質(zhì)性。其中滲透率變異系數(shù)是反映儲(chǔ)層是否均質(zhì)的一個(gè)參數(shù)，當(dāng)它小于0.5時(shí)代表儲(chǔ)層為均質(zhì)儲(chǔ)層，而大于1.1的儲(chǔ)層為非均質(zhì)性儲(chǔ)層。當(dāng)滲透率突進(jìn)系數(shù)小于2代表非均質(zhì)性較弱，而大于3代表儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng);而滲透率級(jí)差將縱向非均質(zhì)性強(qiáng)度分為弱、中等、較強(qiáng)、極強(qiáng)四個(gè)等級(jí)。

比較三個(gè)表征參數(shù)發(fā)現(xiàn)，三個(gè)參數(shù)均能反映非均質(zhì)性強(qiáng)弱程度，但滲透率級(jí)差在表征過(guò)程中分類相比較更加詳細(xì)，更能反映儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性的強(qiáng)度。因此在建立不同非均質(zhì)性強(qiáng)度的機(jī)理模型時(shí)均以滲透率級(jí)差的區(qū)別來(lái)反映。

表1 滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)及級(jí)差評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation standard of the permeability differential，the coefficient of permeability variation and permeability dash

2 縱向非均質(zhì)性模型建立

在原始底水油藏模型的基礎(chǔ)之上，針對(duì)4類復(fù)合韻律儲(chǔ)層按照滲透率范圍為5～550 mD的特征分別設(shè)計(jì)4種非均質(zhì)性各不相同的機(jī)理模型，不同非均質(zhì)性參數(shù)特征下剖面滲透率參數(shù)變化如下表2所示。

表2 不同非均質(zhì)性復(fù)合韻律儲(chǔ)層滲透率參數(shù)表Table 2 Permeability parameters of compound rhythm reservoirs for different heterogeneities

在表2中同一韻律儲(chǔ)層的四個(gè)機(jī)理模型的滲透率級(jí)差分布從6.875～110時(shí)，而模型的滲透率變異系數(shù)均位于0.5～1.1之間，滲透率突進(jìn)系數(shù)位于2～3之間，表明儲(chǔ)層的這類性質(zhì)相近，主要區(qū)別在于滲透率級(jí)差值。對(duì)于不同韻律儲(chǔ)層，當(dāng)它們的滲透率級(jí)差相同時(shí)，它們的滲透率突進(jìn)系數(shù)及變異系數(shù)由大到小順序?yàn)閺?fù)合反韻律、復(fù)合正反韻律、復(fù)合反正韻律及復(fù)合正韻律。根據(jù)表1的非均質(zhì)性劃分標(biāo)準(zhǔn)，表明當(dāng)滲透率級(jí)差相同時(shí)，這幾類復(fù)合韻律機(jī)理模型儲(chǔ)層存在非均質(zhì)性由強(qiáng)到弱的排列順序。

3 模擬結(jié)果分析

運(yùn)用數(shù)值模擬方法，通過(guò)研究不同的滲透率級(jí)差、突進(jìn)系數(shù)及變異系數(shù)來(lái)反映非均質(zhì)性強(qiáng)度的機(jī)理模型，分析了儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性對(duì)剩余油飽和度及采出程度的影響(何輝等，2012;李芳等，2010;丁祖鵬等，2010;陳濤平等，2010;劉文超，2012;束青林，2004;朱定軍等，2008)。

3.1 非均質(zhì)性對(duì)剩余油飽和度的影響

復(fù)合韻律儲(chǔ)層，底水油藏剩余油飽和度模擬結(jié)果如圖1～2。通過(guò)對(duì)比分析認(rèn)為，同韻律底水油藏，當(dāng)滲透率級(jí)差由6.875增大到110時(shí)，頂部油層的剩余油飽和度明顯降低，驅(qū)替效果更好。當(dāng)滲透率級(jí)差相同時(shí)，頂部油層剩余油飽和度由高到低分別為復(fù)合正韻律油藏、復(fù)合反正韻律油藏、復(fù)合正反韻律油藏及復(fù)合反韻律油藏。

圖1 各復(fù)合韻律儲(chǔ)層級(jí)差為6.875時(shí)剩余油飽和度Fig.1 The saturation of remaining oil of compound rhythm reservoir when the permeability differential is 6.875

3.2 非均質(zhì)性對(duì)生產(chǎn)效果的影響

復(fù)合韻律地層剖面滲透率變化呈正、反及正與反韻律交叉，即表現(xiàn)為剖面滲透率變化高低相間，總體較為均質(zhì)的特點(diǎn)，因此復(fù)合韻律底水油藏含水上升規(guī)律是正韻律與反韻律底水油藏的疊合反映。以下分別是在復(fù)合正反韻律、復(fù)合反正韻律、復(fù)合正韻律及復(fù)合反韻律地層條件下的水平井生產(chǎn)效果分析。

圖2 各復(fù)合韻律儲(chǔ)層級(jí)差為110時(shí)的剩余油飽和度Fig.2 The saturation of remaining oil of compound rhythm reservoir when the permeability differential is 110

3.2.1 復(fù)合正反韻律儲(chǔ)層生產(chǎn)效果分析

復(fù)合正反韻律地層，底水油藏不同非均質(zhì)性參數(shù)特征下模擬結(jié)果如圖3。對(duì)于復(fù)合正反韻律地層，其地層剖面滲透率呈低—高—低變化的特征，高滲透層所處的位置在中部，屬于油層部位，在高滲條件下，油流動(dòng)能力加強(qiáng)，采出程度提高。而下部滲透率低，其抑制了水體沿著高滲透層突進(jìn)。該類油藏的開(kāi)發(fā)效果和反韻律地層的開(kāi)發(fā)效果相近。

由模擬結(jié)果可看出，滲透率級(jí)差為110的復(fù)合正反韻律地層的采出程度最高達(dá)到27.7%，滲透率級(jí)差為55的復(fù)合正反韻律地層的采出程度略低于級(jí)差為110的復(fù)合正反韻律地層，其采出程度為27.5%，其次是滲透率級(jí)差為22的復(fù)合正反韻律地層，采出程度為26.7%，最后滲透率級(jí)差為6.875的復(fù)合正反韻律地層的采出程度最低，達(dá)25.2%。當(dāng)該類儲(chǔ)層滲透率級(jí)差從110降至6.875時(shí)，采出程度下降幅度為2.5%，表明滲透率級(jí)差越大，非均質(zhì)性越強(qiáng)，對(duì)復(fù)合正反韻律儲(chǔ)層采出程度影響明顯。

3.2.2 復(fù)合反正韻律儲(chǔ)層生產(chǎn)效果分析

復(fù)合反正韻律地層，底水油藏不同非均質(zhì)性參數(shù)特征下模擬結(jié)果如圖4。對(duì)于復(fù)合反正韻律地層，其地層剖面滲透率呈高—低—高變化的特征，高滲透層所處的位置在頂部和下部，中間地層滲透率相對(duì)兩端要低。

分析圖4發(fā)現(xiàn)，滲透率級(jí)差為110的復(fù)合反正韻律地層的采出程度最高達(dá)到17.6%，滲透率級(jí)差為55的復(fù)合反正韻律地層的采出程度為16.3%，滲透率級(jí)差為22的復(fù)合反正韻律地層，采出程度為15.8%，滲透率級(jí)差為6.875的復(fù)合反正韻律地層的采出程度最低，達(dá)14.9%。當(dāng)該類儲(chǔ)層滲透率級(jí)差從110降至6.875時(shí)，復(fù)合反正韻律采出程度下降幅度2.7%，表明非均質(zhì)性對(duì)該類儲(chǔ)層影響明顯。

3.2.3 復(fù)合正韻律儲(chǔ)層生產(chǎn)效果分析

復(fù)合正韻律地層，底水油藏不同非均質(zhì)性參數(shù)特征下模擬結(jié)果如圖5。對(duì)于復(fù)合正韻律地層，其地層剖面滲透率呈低—高—低—高變化的特征，高滲透層所處的位置在中部和下部，中間低滲透層抑制水快速突進(jìn)。

從模擬結(jié)果可看出，滲透率級(jí)差為110的復(fù)合正韻律地層的采出程度達(dá)到最高為13.4%，滲透率級(jí)差為55的復(fù)合正韻律地層的采出程度為12.6%，滲透率級(jí)差為22的復(fù)合正韻律地層，采出程度為12.4%，滲透率級(jí)差為6.875的復(fù)合正韻律地層的采出程度為12.2%。該類韻律儲(chǔ)層的滲透率級(jí)差從110降至6.875時(shí)，采出程度下降幅度為1.2%，表明非均質(zhì)性變化對(duì)復(fù)合正韻律儲(chǔ)層影響較小。

圖3 復(fù)合正反韻律地層不同滲透率級(jí)差條件下含水率及采出程度對(duì)比關(guān)系曲線Fig.3 Curve of the degree of reserve recovery with water cut of compound rhythm reservoir which is positive and negative under the condition of different permeability differential

圖4 復(fù)合反正韻律地層不同滲透率級(jí)差下含水率及采出程度對(duì)比關(guān)系曲線Fig.4 Curve of the degree of reserve recovery with water cut of compound rhythm reservoir which is negative and positive under the condition of different permeability differential

圖5 復(fù)合正韻律地層不同滲透率級(jí)差下含水率及采出程度對(duì)比關(guān)系曲線Fig.5 Curve of the degree of reserve recovery with water cut of compound positive rhythm reservoir under the condition of different permeability differential

3.2.4 復(fù)合反韻律儲(chǔ)層生產(chǎn)效果分析

復(fù)合反韻律地層，底水油藏不同非均質(zhì)性參數(shù)特征下模擬結(jié)果如圖6。對(duì)于復(fù)合反韻律地層，其地層剖面滲透率呈高—低—高—低變化的特征，高滲透層所處的位置在頂部和中下部，下部水體滲透率低。

分析圖6發(fā)現(xiàn)，滲透率級(jí)差為110的復(fù)合正反韻律地層的采出程度達(dá)到最高為33.4%，滲透率級(jí)差為55的采出程度為33.2%，滲透率級(jí)差為22的復(fù)合正反韻律地層采出程度為32.7%，滲透率級(jí)差為6.875時(shí)的采出程度為28.8%。該類地層，上部滲透率高，下部滲透率低，且下部為底水，水沿著高滲透層走，受重力作用的影響，使水向下部低滲透帶走，抑制了水沿著高滲透層的突進(jìn)，同時(shí)上部油層滲透率普遍偏高，油流動(dòng)能力增大，最終采出程度增高，即滲透率級(jí)差越大，非均質(zhì)性越強(qiáng)，采出程度越高，幅度變化達(dá)4.6%。

4 結(jié)論

(1)不同滲透率級(jí)差條件下復(fù)合反韻律儲(chǔ)層的采出程度介于28.8%～33.4%;復(fù)合正反韻律地層的采出程度介于25.2%～27.7%;復(fù)合反正韻律儲(chǔ)層采出程度介于14.9%～17.6%;復(fù)合正韻律儲(chǔ)層的采出程度介于12.2%～13.4%。這表明各類韻律儲(chǔ)層之間的采出程度存在明顯差異;同類韻律儲(chǔ)層之間的采出程度也因非均質(zhì)性因素存在差異。

(2)底水油藏采出程度由差到好分別為復(fù)合正韻律-復(fù)合反正韻律-復(fù)合正反韻律-復(fù)合反韻律油藏;對(duì)于同一韻律儲(chǔ)層，縱向非均質(zhì)性越強(qiáng)，油藏水驅(qū)油效率越高;因受非均質(zhì)性強(qiáng)度影響，同一韻律底水油藏采出程度變化幅度由大到小分別為復(fù)合反韻律-復(fù)合反正韻律-復(fù)合正反韻律-復(fù)合正韻律油藏。

圖6 復(fù)合反韻律地層不同滲透率級(jí)差下含水率及采出程度對(duì)比關(guān)系曲線Fig.6 Curve of the degree of reserve recovery with water cut of compound negative rhythm reservoir under the condition of different permeability differential

陳濤平，宋文玲，高明，等.2010.中低滲透油層層間非均質(zhì)性對(duì)提高采收率的影響［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，10(21):5151-5154.

丁祖鵬，劉月田，王國(guó)先，等.2010.強(qiáng)非均質(zhì)時(shí)變性裂縫性油藏?cái)?shù)值模擬研究［J］.斷塊油氣田，17(3):330-333.

耿站立，孫福街，田冀，等.2011.多層砂巖油藏層內(nèi)縱向非均質(zhì)性表征方法探索［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，33(4):96-100.

何輝，宋新民，蔣有偉，等.2012.砂礫巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性及其對(duì)剩余油分布的影響——以克拉瑪依油田二中西區(qū)八道灣組為例［J］.巖性油氣藏，24(2):117-122.

李芳，李春蘭，劉偉新，等.2010.滲透率韻律性儲(chǔ)層剩余油分布特征及挖潛策略［J］.油氣田地面工程，29(12):15-16.

李勁峰，曲志浩，趙斌.1999.鄯善油田三間房組油層驅(qū)油效率與滲透率變異系數(shù)突進(jìn)系數(shù)和級(jí)差關(guān)系的研究［J］.西安工程學(xué)院學(xué)報(bào)，21(1):39-43.

劉文超.2012.碼頭莊油田儲(chǔ)層非均質(zhì)性及其與剩余油分布的關(guān)系［J］.巖性油氣藏，24(2):111-115.

束青林.2004.正韻律厚油層剩余油分布模式及水平井挖潛［J］.油氣地質(zhì)與采收率，11(6):34-38.

徐萍，郭秀文，賈洪濤，等.2011.變質(zhì)巖潛山油藏縱向非均質(zhì)性研究［J］.特種油氣藏，18(4):63-65.

朱定軍，單鈕銘，劉維國(guó)，等.2008.川西坳陷深層須家河組巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，31(4):332-335.