賈勝彬

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 南陽 473400)

古城油田泌淺10區(qū)儲層流動單元劃分及儲集質(zhì)量評價

賈勝彬

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 南陽 473400)

選取粒度中值(Md)、標準化孔隙度(φz)、流動帶指數(shù)(Ifz)共3個參數(shù)，采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析等方法，將古城油田泌淺10區(qū)儲層劃分為4類流動單元。以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對儲層的儲集質(zhì)量進行了綜合評價，建立了4類儲層分類評價標準。研究認為，古城油田泌淺10區(qū)Ⅱ、Ⅲ類儲層分布廣泛，是主要儲層類型。

流動單元劃分；儲集質(zhì)量評價；泌淺10區(qū)；古城油田

1 區(qū)域地質(zhì)概況

古城油田泌淺10區(qū)地處河南省唐河縣境內(nèi)，位于泌陽凹陷北部斜坡帶西段，含油構(gòu)造為古城鼻狀構(gòu)造西北部的一斷鼻型油氣藏，含油氣層為古近系核桃園組三段(Eh3)。前人研究認為，Eh3沉積時期，泌陽凹陷北部斜坡帶發(fā)育物源相對較遠的河控三角洲沉積[1]，由于該凹陷西北部后期剝蝕強烈，三角洲平原相大部分已被剝蝕，僅保留三角洲前緣部分。

古城油田泌淺10區(qū)Eh3儲層由于埋藏淺，壓實程度和成巖作用弱，因此膠結(jié)程度也相對較差，儲層物性相對較好，屬中高孔、中滲儲層[2]。巖心分析孔隙度主要分布在27%～45%，特征峰值為33%，均值為29.6%；而滲透率變化幅度則較大，低至10mD，高至8000mD，相對集中分布在500mD左右。儲層物性明顯受埋藏深度(或壓實程度)、物源遠近及沉積類型的控制。

2 儲層流動單元劃分

2.1 流動單元劃分原理

劃分流動單元的目的是以流動單元內(nèi)部儲集層物性差異最小，不同流動單元之間儲集層物性差異最大，在儲集層垂向上和平面上細分“相對均質(zhì)”的儲集層單元。在眾多流動單元劃分方法中，流動帶指數(shù)具有定量識別和劃分的特點，能大大提高滲透率的測井解釋精度，因而得到廣泛的應(yīng)用[3]。

儲層質(zhì)量系數(shù)擬合公式：

(1)

標準化孔隙度公式：

(2)

流動帶指數(shù)擬合公式：

(3)

式(3)兩邊取對數(shù)，可得：

lgIrq=lgφz+lgIfz

(4)

式中：Irq為儲層質(zhì)量系數(shù)，1；K為滲透率，mD；φe為有效孔隙度,1；φz為標準化孔隙度,1；Ifz為流動帶指數(shù),1；Fs為形狀系數(shù),1；τ為孔隙的迂曲度,1；Sgv為單位顆粒體積的表面積,μm-1。

許多學者單純采用Ifz劃分流動單元，存在一些弊端。由上述公式可知，Ifz是與孔隙度(φ)和K有關(guān)的參數(shù)，但在同一類流動單元內(nèi)φ和K差別很大，這與流動單元最初的定義相悖。因此，筆者嘗試采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析等方法來劃分流動單元。

2.2 物性參數(shù)相關(guān)性分析

目前，多參數(shù)劃分流動單元主要考慮沉積環(huán)境、儲層巖石物理特征、成巖作用以及宏觀和微觀孔隙結(jié)構(gòu)等方面的特征，所選取的參數(shù)也應(yīng)該綜合考慮上述因素。涉及到的參數(shù)主要包括：厚度、有效厚度、φ、K、粒度中值(Md)、Ifz、泥質(zhì)體積分數(shù)(φ(sh))、地層系數(shù)、飽和度、孔喉半徑等。該次研究選取參數(shù)時，盡量選用的試驗數(shù)據(jù)，包括實測的φ、K、Md和計算出來的孔喉半徑[3]?？缀戆霃降挠行?shù)據(jù)偏少，為了合理劃分流動單元，采用Winland公式擬合計算有效點的孔喉半徑：

(5)

式中：R35為對應(yīng)壓汞飽和度35%時的孔喉半徑,μm。

表1 泌淺10區(qū)儲層參數(shù)相關(guān)性

考慮到儲層地質(zhì)特征以及各參數(shù)之間的相關(guān)性(表1)，選取能反映上述5個方面的參數(shù)，且參數(shù)之間應(yīng)該盡可能獨立，避免相關(guān)性過高的2個參數(shù)一起選入造成累贅。由表1可知，K與Ifz、R35的相關(guān)性較高，Ifz與R35的相關(guān)性較高，應(yīng)該避免重復(fù)選入。綜合考慮，該次研究選取Md、φz、Ifz共3個參數(shù)來分別反映沉積環(huán)境、宏觀特征參數(shù)以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)，采用聚類分析方法結(jié)合參數(shù)概率直方圖方法來綜合劃分流動單元。

2.3 流動單元類型劃分

2.3.1 參數(shù)概率直方圖法劃分流動單元

采用概率直方圖法研究樣品的儲層參數(shù)分布，可以大致確定出儲層流動單元的數(shù)目。其理論依據(jù)是，對于單一的流動單元，影響其流體流動的巖石物理性質(zhì)是相似的，也就是說具有相近流動單元的樣品(即同一類流動單元)應(yīng)該服從正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布。因此，樣品次總體數(shù)目在理論上代表的就是流動單元數(shù)目。鑒于此，通過對研究區(qū)326塊樣品的分析，繪制了各參數(shù)的頻率分布直方圖(圖1)。從圖1可以看出，K與Ifz都被分成了4個樣品次總體，且界限較為明顯。因此，可以將研究區(qū)的砂體劃分為4類流動單元。

圖1 泌淺10區(qū)K與Ifz的頻率分布圖

2.3.2 聚類分析法劃分流動單元

聚類分析法是一種定量劃分流動單元的方法，它是按照客體在某方面的親疏關(guān)系進行分類，即按照同一類樣品具有較大程度上的相似、不同類別的樣品具有較大程度上的差異的原則進行不同樣品間的歸類[4,5]。

該次研究采用聚類分析軟件對Md、φz、Ifz進行聚類分析，聚類結(jié)果以馬氏距離10作為標準，將流動單元分為4類。由表2可知，各類流動單元的Ifz、K、Md、Irq重合度較小，說明分類的界限明顯，效果較好。

表2 泌淺10區(qū)流動單元劃分結(jié)果及物性參數(shù)表

綜合上述研究，以Ifz分別為1.369、2.576和4.416，將研究區(qū)劃分為4類流動單元——A、B、C、D(圖2)。

圖2 泌淺10區(qū)流動單元劃分示意圖

3 儲層流動單元分布及儲集質(zhì)量綜合評價

3.1 流動單元分布

根據(jù)上述流動單元識別劃分方法對研究區(qū)儲層流動單元分布進行了研究。從圖3可看出，流動單元的形狀呈片狀、席狀、條帶狀、斑塊狀和不規(guī)則狀。流動單元的范圍很大程度上受控于沉積微相砂體的分布。A、B類流動單元主要在研究區(qū)北西向-南東向，呈不規(guī)則狀條帶狀分布；C、D類流動單元在全區(qū)分布廣泛，呈連續(xù)的片狀、席狀。

3.2 儲集質(zhì)量綜合評價

該次儲層儲集質(zhì)量評價以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對其進行綜合評價(表3)。

Ⅰ類儲層 以A類流動單元為主，Irq平均2.49，φ大于16.7%，平均29.35%，K大于207mD，平均2237.2mD；毛細管壓力曲線平臺段長且明顯，排驅(qū)壓力(pd)小于0.01MPa，中值壓力(pm)小于0.02MPa，Md平均0.155mm；以水下分流河道和河口壩為主。

圖3 泌淺10區(qū)目的層流動單元平面分布圖

儲層類型流動單元?/%K/mDpd/MPapm/MPa孔喉半徑/μmMd均值/mm砂體沉積微相ⅠA>16.7,平均29.35>207,平均2237.2<0.01<0.02平均25.30.155水下分流道、河口壩ⅡB>18.6,平均31.56145～2579897.810.01～0.0450.02～0.08平均9.50.111各種類型砂體均有發(fā)育,主要發(fā)育在水下分流河道、河口壩ⅢC>15.9,平均31.1014～1636443.650.045～0.080.08～0.32平均5.20.084水下分流水道、河道邊緣均有發(fā)育ⅣD>15.3,平均30.8081～24657.11>0.08>0.32<5.20.063主要發(fā)育在前緣席狀砂

Ⅱ類儲層 以B類流動單元為主，Irq平均1.56，φ多大于18.6%，平均31.56%，K為145～2579mD，平均897.81mD；毛細管壓力曲線有平臺段，但較短，pd為0.01～0.045MPa，pm為0.02～0.08MPa，Md平均0.111mm；該類儲層在研究區(qū)所占比例高，為主要儲層類型，可發(fā)育于水下分流河道和河口壩。

Ⅲ類儲層 以C類流動單元為主，Irq平均0.87，φ大于15.9%，平均31.10%，K為14～1636mD，平均443.65mD；毛細管壓力曲線pd為0.045～0.08MPa，pm為0.08～0.32MPa，Md平均0.084mm；該類儲層在研究區(qū)分布亦比較廣泛，水下分流河道、河道邊緣均有發(fā)育。

Ⅳ類儲層 以D類流動單元為主，Irq平均0.357，φ大于15.3%，平均30.808%，K為1～246mD，平均57.11mD；毛細管壓力曲線pd大于0.08MPa，pm大于0.32MPa，Md平均0.063mm；該類儲層在研究區(qū)南東向分布，主要在前緣席狀砂處發(fā)育。

4 結(jié)論

1)基于流動單元的基本理論，選取Md、φz、Ifz共3個參數(shù)來分別反映沉積環(huán)境、宏觀特征參數(shù)以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)。采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析方法將研究區(qū)儲層劃分為4類流動單元，各類流動單元的Ifz、K、Md、Irq重合度較小，說明分類界限明顯，效果較好。

2)A、B類流動單元主要在研究區(qū)北西向-南東向呈不規(guī)則狀條帶狀分布； C、D類流動單元在全區(qū)分布廣泛，呈連續(xù)的片狀、席狀。

3)以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對儲層儲集質(zhì)量進行綜合評價，建立了4種儲層類型分類評價標準。研究認為，Ⅱ、Ⅲ類儲層分布廣泛，是泌淺10區(qū)的主要儲層類型。

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[編輯] 龔丹

2016-08-30

賈勝彬(1968-)，男，碩士，高級工程師，現(xiàn)主要從事油田地質(zhì)與開發(fā)研究工作，jsb9941@163.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)3-0025-04

[引著格式]賈勝彬.古城油田泌淺10區(qū)儲層流動單元劃分及儲集質(zhì)量評價[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(3):25～28.