景濤濤,韓宇寧,石雅琨,馬永寧,魏龍杰,王美霞,郭艷琴
1.西安石油大學(xué) a.地球科學(xué)與工程學(xué)院、b.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710065;2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司咨詢(xún)中心,陜西 西安 710018
1984年,Hearn首先提出流動(dòng)單元這一概念,他認(rèn)為流動(dòng)單元就是在縱向及側(cè)向上發(fā)育連續(xù)且伴隨有相似滲流特征的儲(chǔ)集體[1]。隨后,國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究,進(jìn)一步補(bǔ)充和完善儲(chǔ)層流動(dòng)單元的定義。其中,W.J.Ebank等學(xué)者認(rèn)為流動(dòng)單元是依據(jù)流體特征和巖性變化而劃分的巖體;裘亦楠等人提出流動(dòng)單元是由于注水措施或者是自然形成的流體流動(dòng)的通道[2]。研究?jī)?chǔ)層流動(dòng)單元,能夠?yàn)槊鞔_油藏非均質(zhì)性、進(jìn)行二次采油、三次采油提供科學(xué)依據(jù)[3]。鄂爾多斯盆地靖安油田Y66區(qū)延9儲(chǔ)層尚無(wú)統(tǒng)一的流動(dòng)單元?jiǎng)澐謽?biāo)準(zhǔn)和方法,且對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性認(rèn)識(shí)不清,針對(duì)此問(wèn)題,論文采用流動(dòng)帶指數(shù)劃分以及聚類(lèi)分析的方法,對(duì)研究區(qū)延91儲(chǔ)層進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐帧?/p>
鄂爾多斯盆地是中國(guó)大型沉積盆地之一,有著豐富的自然資源。該盆地地跨寧、蒙、甘、晉、陜五省區(qū),整體呈不規(guī)則的矩形形態(tài),北部與河套盆地相鄰,南部與渭北隆起相鄰,西部與西緣逆沖帶相接,東部與晉西撓褶帶相鄰,盆地內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單,地勢(shì)較為平緩[4-10](圖1)。靖安油田位于一級(jí)構(gòu)造單元伊陜斜坡中部,具有極大的勘探潛力。研究區(qū)共有各類(lèi)探井、采油井、注水井125口,占地面積約為16 km2。
圖1 鄂爾多斯盆地區(qū)域構(gòu)造位置圖Fig.1 Regional tructural location of Ordos Basin
儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分方法主要分為兩大類(lèi),一類(lèi)是通過(guò)數(shù)學(xué)手段,應(yīng)用各種地質(zhì)參數(shù),尋找劃分流動(dòng)單元的定量界限,另一類(lèi)是以地質(zhì)研究為主要手段,在砂體內(nèi)定量劃分流動(dòng)單元。常用的流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒ㄖ饕辛鲃?dòng)帶指數(shù)劃分方法、孔喉幾何形狀以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料法等[11-13]。論文利用流動(dòng)帶指數(shù)劃分的方法,對(duì)延911和延91
2小層進(jìn)行了流動(dòng)單元?jiǎng)澐?。流?dòng)帶指數(shù)劃分方法是由Amaefule等學(xué)者提出的,主要是通過(guò)Kozeny-Carman方程建立的一種作圖法[14]。具體而言,首先應(yīng)選取最優(yōu)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐謪?shù)作為劃分流動(dòng)單元類(lèi)型的核心參數(shù),然后根據(jù)FZI值作為劃分流動(dòng)單元的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)[15]。最后根據(jù)所選參數(shù),進(jìn)行聚類(lèi)分析,劃分各小層流動(dòng)單元[16]。
流動(dòng)單元參數(shù)的選取與油藏地質(zhì)緊密相關(guān),流動(dòng)單元參數(shù)一般有孔隙度、滲透率、粒度中值、泥質(zhì)含量、飽和度、孔喉半徑等,本次流動(dòng)單元的劃分在逐步判別分析的基礎(chǔ)上,選取了孔隙度、滲透率、儲(chǔ)層質(zhì)量因子RQI(儲(chǔ)層質(zhì)量因子)和FZI(流動(dòng)帶指數(shù))等4個(gè)參數(shù)進(jìn)行定量劃分。孔隙度與滲透率反映儲(chǔ)層巖石的宏觀特征,儲(chǔ)層質(zhì)量因子RQI反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。
本次流動(dòng)單元?jiǎng)澐指鶕?jù)125口井的巖心分析資料,在Kozeny-Carman方程的基礎(chǔ)上,確定研究區(qū)延9儲(chǔ)層的FZI(流動(dòng)分層指標(biāo))和RQI(儲(chǔ)層質(zhì)量系數(shù)),并結(jié)合孔隙度、滲透率等物性參數(shù),確定研究區(qū)延9儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而定量地研究?jī)?chǔ)層流動(dòng)單元。
其中K為滲透率;Φ為孔隙度;He為結(jié)構(gòu)性能常數(shù)。
如果滲透率單位為10-3μm2,則定義下列參數(shù):
利用公式(2)(3)計(jì)算出流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI和儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI,采用聚類(lèi)分析的方法,結(jié)合巖心實(shí)測(cè)的孔隙度與滲透率,利用SPSS軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi),K-均值聚類(lèi)進(jìn)而得到各類(lèi)流動(dòng)單元各類(lèi)參數(shù)的聚類(lèi)中心[17-20],劃分出Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)流動(dòng)單元,并根據(jù)流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI和儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI繪制散點(diǎn)圖,從圖2 、圖3可以看出流動(dòng)單元?jiǎng)澐值慕缦藓芮逦?/p>
圖2 延流動(dòng)單元分類(lèi)圖Fig.2 Classification of sublayer flow units in Yan
圖3 延流動(dòng)單元分類(lèi)圖Fig.3 Classification of sublayer flow units in Yan
表1 延小層各類(lèi)流動(dòng)單元參數(shù)聚類(lèi)中心Table 1 Parameter cluster center of various flow units in Yansublayer
表1 延小層各類(lèi)流動(dòng)單元參數(shù)聚類(lèi)中心Table 1 Parameter cluster center of various flow units in Yansublayer
流動(dòng)單元類(lèi)型 孔隙度(%)滲透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ類(lèi) 13.80 5.92 0.201.45Ⅱ類(lèi) 15.94 14.13 0.291.85Ⅲ類(lèi) 18.14 42.11 0.482.64
表2 延小層各類(lèi)流動(dòng)單元參數(shù)聚類(lèi)中心Table 2 Parameter cluster center of various flow units in Yan sublayer
表2 延小層各類(lèi)流動(dòng)單元參數(shù)聚類(lèi)中心Table 2 Parameter cluster center of various flow units in Yan sublayer
流動(dòng)單元類(lèi)型 孔隙度(%)滲透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ類(lèi) 13.07 4.19 0.171.33Ⅱ類(lèi) 14.96 8.73 0.241.61Ⅲ類(lèi) 16.11 17.70 0.332.03Ⅳ類(lèi) 17.28 29.01 0.412.35
延912判別公式:
延912流動(dòng)單元平面展布與延流動(dòng)單元相同,均為東北—西南走向。Ⅰ類(lèi)流動(dòng)單元分布面積最廣,平均孔隙度為13.07%,平均滲透率為4.19×10-3μm2,流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為1.33,儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.17,油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力最差;Ⅱ類(lèi)流動(dòng)單元分布面積較廣,平均孔隙度為14.96%,平均滲透率為8.73×10-3μm2,流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為1.61,儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.24,油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力較差;Ⅲ類(lèi)流動(dòng)單元分布面積較小,平均孔隙度為16.11%,平均滲透率為17.70×10-3μm2,流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為2.03,儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.33,油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力相對(duì)較好;Ⅳ類(lèi)流動(dòng)單元分布面積最小,平均孔隙度為17.28%,平均滲透率為29.01×10-3μm2,流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為2.35,儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.41,油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力相對(duì)最好(圖4b)。
圖4 延91流動(dòng)單元平面展布圖Fig.4 Layout of Yan91 flow unit