西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏流動單元劃分

馮楊偉 孫 衛(wèi) 屈紅軍 高 輝 郭 真

（1.西北大學大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069；2.西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安 710069；3.西安石油大學石油工程學院，陜西 西安 710065）

西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏流動單元劃分

馮楊偉1，2孫 衛(wèi)1，2屈紅軍1，2高 輝3郭 真1，2

（1.西北大學大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069；2.西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安 710069；3.西安石油大學石油工程學院，陜西 西安 710065）

針對西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏具有典型的低孔特低滲透與強非均質(zhì)性的現(xiàn)狀，縱向上，以巖心觀察與分析和測井資料為基礎(chǔ)，應用高分辨率層序地層學原理，對研究區(qū)長8儲層進行精細的等時地層單元劃分；平面上，經(jīng)綜合分析選取了有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、流動帶指數(shù)等5個權(quán)重參數(shù)。對這些參數(shù)應用SPSS統(tǒng)計分析軟件進行聚類分析，將研究區(qū)流動單元劃分為E類、G類、M類和P類等4類。運用判別函數(shù)對各類流動單元進行判別分析，正判率達97.2%。各流動單元的類型與儲層物性、沉積微相具有很好的對應關(guān)系，流動單元微觀滲流特征揭示出：E類、G類流動單元是研究區(qū)已開發(fā)程度較高的有利儲層，M類流動單元是剩余油分布的富集區(qū)帶，是提高采收率的關(guān)鍵。

巖性油藏；流動單元；等時地層；微觀滲流特征；剩余油；西峰油田

流動單元的概念最早是在1984年由C L Hearn提出來的。從流動單元的定義到流動單元的劃分和應用，國內(nèi)外研究工作者做了多方面探索性研究工作。彭仕宓等［1］在2007年將流動單元定義為“一個油砂體及其內(nèi)部因受邊界限制、由不連續(xù)薄隔擋層、各種沉積微相界面、小斷層及滲透率差異等因素造成的滲流特征相同、水淹特征一致的儲集單元”。流動單元定義提出的重要意義在于其將靜態(tài)的地質(zhì)體和孔隙內(nèi)部流體的滲流特征緊密地聯(lián)系起來，是準確評價儲層及有效挖潛剩余油的途徑［2-7］。隨著油田注水開發(fā)的深入，儲集層的物性及微觀孔隙特征都可能發(fā)生相應的變化，因此有必要開展流動單元的研究，藉此來認識剩余油分布，為調(diào)整開發(fā)方案、改善油藏的開發(fā)效果提供科學的地質(zhì)依據(jù)［1-8］。

1 地質(zhì)概況

西峰油田合水區(qū)塊構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西南緣。該區(qū)構(gòu)造平緩，西傾單斜背景上局部發(fā)育小型鼻狀隆起，以巖性油藏為主。主力油層為三疊系延長組長8油層組，其沉積環(huán)境為三角洲相，屬三角洲前緣亞相，發(fā)育3類沉積微相，即水下分流河道微相、河口壩微相和水下分流間灣微相。研究區(qū)長8儲層具有低孔特低滲透和強非均質(zhì)性［9-10］，孔隙度最小7.5%，最大17.2%，平均11.17%；滲透率最大3.384×10-3μm2，最小0.104×10-3μm2，平均0.950 2×10-3μm2。

2 流動單元的劃分

2.1 劃分思路與方法

西峰油田合水區(qū)塊長8油層的流動單元劃分要做到單砂體級別，巖性-物性法和流動層指數(shù)法相結(jié)合的方法是本次研究進行流動單元劃分應采取的優(yōu)選方法。對西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏進行流動單元劃分時，首先，要應用高分辨率層序地層學的基準面旋回和成因?qū)有虻捻憫恚?］，結(jié)合研究區(qū)三角洲前緣亞相各微相沉積、韻律組合及沉積結(jié)構(gòu)等特征，找出每種沉積微相的測井解釋響應，確定出層序分界面和連通體及隔擋層的位置，使得各小層劃分的單砂體為等時的沉積單元［11］；然后，選取若干權(quán)重參數(shù)在平面上對每一小層砂體進行流動單元聚類分析；最后，用所有井（取心井和未取心井）資料進行判別分析驗證，如果正判率達到要求精度，則流動單元劃分合理。

對西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏進行流動單元劃分時，選取了反映沉積環(huán)境的特征參數(shù)有效厚度、反映宏觀的特征參數(shù)孔隙度和滲透率、反映流動單元的滲流特征含油飽和度、反映儲集體相對均質(zhì)性的參數(shù)流動層指數(shù)等5個權(quán)重參數(shù)。

2.3 劃分步驟

2.3.1 縱向流動單元的劃分

根據(jù)西峰油田合水地區(qū)長8儲層的巖心觀察與描述和測井資料解釋及判別結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)水下分流河道、河口砂壩及水下分流間灣等微相的平面展布，以單砂體為基礎(chǔ)的小層劃分為等時框架內(nèi)的沉積單元，提高了流動單元劃分的精度。西峰油田合水區(qū)塊長8地層劃分為6個等時地層單元：長811、長812、長813、長821、長822、長823小層。

2.3.2 平面流動單元的劃分

首先，對所選的5個參數(shù)進行加權(quán)分析；其次，對選用的數(shù)值進行合理篩選，使統(tǒng)計數(shù)據(jù)具有符合正態(tài)分布特點［8，12-13］，然后借助SPSS統(tǒng)計分析軟件對所選取的參數(shù)進行聚類分析，并對聚類分析的結(jié)果進行正誤判別分析；最后，在聚類分析結(jié)果達到要求的前提下合理的確定各流動單元的平面分布［7］。

從人工智能的角度看，類比推理的過程也稱為類比推理的計算模型。不同的研究者對于計算模型的表述有所不同，有的表述為聯(lián)想、求精、匹配、轉(zhuǎn)換、驗證和推廣六個子過程，也有學者將類比推理分為三個階段：訪問階段、映射階段和遷移階段。我們采用后一種表述。

2.3.2.1 聚類分析

聚類分析是根據(jù)所選參數(shù)在性質(zhì)和成因上的親疏程度，把彼此之間關(guān)系最親密的砂體聚集合并為一類流動單元，得到每類流動單元各參數(shù)的聚類中心［14］。該方法綜合考慮了所有參數(shù)，對砂體進行的分類結(jié)果更加合理。

各類流動單元每個參數(shù)的聚類中心的變化見表1，可以看出，各類流動單元是所有參數(shù)共同作用的結(jié)果，并非某一單因素的結(jié)果。砂體有效厚度大的地方，其分選性和磨圓度相對較好，因而物性較好，流動層指數(shù)就很高，導致含油飽和度也相對較高。

表1 長8油層組各類流動單元各參數(shù)聚類中心

2.3.2.2 判別分析

應用聚類統(tǒng)計分析軟件對上述聚類結(jié)果進行判別分析，根據(jù)FISHER判別系數(shù)得到了西峰油田合水區(qū)塊長8油層各類流動單元的判別函數(shù)：

式中：h為有效砂體厚度，m；K為滲透率，10-3μm2；φ為孔隙度；So為含油飽和度；FZI為流動層指數(shù)，μm。

對西峰油田合水區(qū)塊長8油層的6個小層的所有單砂體進行了流動單元劃分結(jié)果的判別分析，E類流動單元正判率為96.7%，其中1個被判為G類流動單元；G類流動單元正判率為97.1%，其中2個被判為M類流動單元；M類流動單元正判率為98%，其中2個被判為G類流動單元；G類流動單元正判率為96.9%，其中1個被判為M類流動單元?？梢钥闯觯噜忣悇e的流動單元的誤判是存在的，但是誤判率是很低的，總的判別準確率為97.2%，說明聚類分析所選取的權(quán)重參數(shù)是有效的，聚類分析是合理的。

3 劃分結(jié)果

流動單元塊體內(nèi)部具有相對獨立且一致的滲流能力，在不同流動單元塊體間垂向上往往被隔、夾層及細小地層層面所分隔，側(cè)向上由于受沉積微相和單砂體等因素的影響，在平面上流動單元呈現(xiàn)出較強的非均質(zhì)性［13，15-16］。根據(jù)上述劃分結(jié)果，作出了西峰油田合水區(qū)塊長8儲層各小層的流動單元平面展布（見圖1）。根據(jù)各參數(shù)與巖心數(shù)據(jù)分析及測井資料判定，結(jié)合沉積微相、孔隙度、滲透率、含油飽和度等的平面展布，發(fā)現(xiàn)流動單元與它們有著很好的對應關(guān)系。

4 流動單元的儲層特征

儲層的孔喉結(jié)構(gòu)是制約流動單元內(nèi)部微觀滲流的主控因素，決定著水驅(qū)油效率的高低［17］。真實砂巖微觀水驅(qū)油實驗可直觀地觀察流體在實際油層巖石孔隙空間中的滲流特征，是孔喉結(jié)構(gòu)的真實反映，是研究流動單元的微觀滲流機理真實可靠的依據(jù)。通過各參數(shù)與巖心分析及測井資料的判定，得到了4類流動單元的儲集層特征及其優(yōu)劣性。

4.1 E類流動單元

E類流動單元有效厚度平均值9.09 m，滲透率平均值1.35×10-3μm2，孔隙度平均值10.4%，含油飽和度平均值64.95%，流動層指數(shù)平均值0.82 μm，主要分布在河口壩微相和水下分流河道微相的主流線附近區(qū)域，砂體厚度大，連通性強，滲流能力強。

E類流動單元的毛細管壓力曲線上平臺段較明顯，孔喉中值半徑平均為0.143 6 μm，中值壓力平均為5.118 4 MPa，排驅(qū)壓力平均為1.123 MPa，液測滲透率1.26×10-3μm2（見圖2a）。真實砂巖微觀水驅(qū)油模型中水以多條路線較均勻進入巖樣，整體驅(qū)油效率高且隨著壓力升高驅(qū)油效率顯著提高（見表2）。

4.2 G類流動單元

G類流動單元有效厚度平均7.34 m，滲透率平均1.07×10-3μm2，孔隙度平均10.46%，含油飽和度平均53.75%，流動層指數(shù)平均0.74 μm，主要分布在水下分流河道微相的主干砂體部位，連通性好，滲流能力較強。

圖1 西峰油田合水區(qū)塊長811小層流動單元平面分布圖與儲層各特征之間的關(guān)系

G類流動單元的毛細管壓力曲線上有平臺段但不太明顯，孔喉中值半徑平均為0.102 6 μm（見圖2b）。中值壓力平均為6.125 3 MPa。排驅(qū)壓力平均為1.459 MPa，液測滲透率1.09×10-3μm2。真實砂巖微觀水驅(qū)油模型中水呈樹枝狀線性進入巖樣，隨著壓力升高波及體積增大，驅(qū)油效率進一步提高（見表2）。

4.3 M類流動單元

M類流動單元有效厚度平均4.384 m，滲透率平均0.59×10-3μm2，孔隙度平均9.39%，含油飽和度平均42.65%，流動層指數(shù)平均0.66 μm，主要分布在水下分流河道微相邊緣的砂體部位，砂體連通性不好，非均質(zhì)性強，滲流能力不好。

M類流動單元的毛細管壓力曲線上平臺段不太明顯且有突變，孔喉中值半徑平均為0.073 1 μm；中值壓力平均為9.419 5 MPa；排驅(qū)壓力平均為2.052 MPa，液測滲透率0.521×10-3μm2（見圖2c）。真實砂巖微觀水驅(qū)油模型中水沿大孔喉指進或舌進，隨著壓力升高波及體積增大不明顯，驅(qū)油效率提高緩慢（見表2）。

4.4 P類流動單元

P類流動單元有效厚度平均3.606 m，滲透率平均0.39×10-3μm2，孔隙度平均8.25%，含油飽和度平均27.54%，流動層指數(shù)平均0.58 μm，多位于水下分流間灣微相，砂體厚度薄，泥質(zhì)含量高，連通性和滲流能力差。

P類流動單元的毛細管壓力曲線上無平臺段且有突變?？缀碇兄蛋霃狡骄鶠?.047 9 μm，中值壓力平均為15.344 MPa，排驅(qū)壓力平均為2.982 MPa，液測滲透率0.102×10-3μm2（見圖2d）。真實砂巖微觀水驅(qū)油模型中水僅僅沿大孔喉指進，隨著壓力的升高，驅(qū)油效率提高不明顯（見表2）。

長8油層組各小層流動單元分類結(jié)果的統(tǒng)計顯示，E類流動單元中長811占25.53%，長822占36.84%；G類流動單元中長811占36.17%，長822占52.63%，長812占52.22%，都是物性較好、滲流能力和儲集能力較強的小層，是油氣的有利開發(fā)區(qū)域；長821、長813、長823中M類流動單元分別占52.77%，38.24%和6.25%，P類流動單元分別占13.90%，20.59%和37.50%，是物性相對較差、滲流能力和儲集能力相對較弱的小層，是剩余油主要的分布區(qū)帶，是進一步挖潛的對象層。

圖2 西峰油田合水區(qū)塊長822小層不同類型流動單元毛細管壓力曲線

5 結(jié)論

1）西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏劃分為E、G、M和P等4類流動單元，對上述聚類結(jié)果進行判別分析，正判率在97%左右，說明流動單元劃分是合理的。

2）E類、G類流動單元滲流能力和儲集能力強，M類流動單元滲流能力和儲集能力中等，是基本沒有被動用或動用很少的區(qū)帶，是剩余油分布的主要區(qū)帶，是采取各項工藝措施開發(fā)的重點和提高采收率的關(guān)鍵。P類流動單元屬于在現(xiàn)今開發(fā)水平下難以建產(chǎn)的儲層。

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Flow unit classification of Chang 8 lithologic oil reservoir in Heshui District of Xifeng Oilfield

Feng Yangwei1，2Sun Wei1，2Qu Hongjun1，2Gao Hui3Guo Zhen1，2
(1.State Key Laboratory of Continental Dynamics,Northwest University,Xi'an 710069,China;2.Department of Geology,Northwest University,Xi'an 710069,China;3.College of Petroleum Engineering,Xi'an Shiyou University,Xi'an 710065,China)

Chang 8 lithologic oil reservoir in Heshui District of Xifeng Oilfield is the typical low-porosity and low-permeability reservoir with strong heterogeneity.On the basis of the analysis of core observation and well logging data,Chang 8 reservoir is classified vertically into fine isochronal stratigraphic units by applying high-resolution sequence stratigraphic theory.Through the analysis,this paper horizontally selects five weighting parameters:effective thickness,porosity,permeability,oil saturation and flow zone exponent.SPSS software is applied to cluster analysis for these pameters.The flow units can be divided into Class E,Class G, Class M and Class P.Various flow units are distinguished through the use of discriminant function and the accurate rate is 97.2%. The types of these flow units are in good accordance with the reservoir physical property and sedimentary microfacies.Microscopic percolation features of flow unit reveal that Class E and Class G flow units are the profitable reservoirs developed highly in the study area,and Class M flow unit is an enrichment zone of remaining oil,which are the key target of enhanced oil recovery.

lithologic oil reservoir;flow unit;isochronal stratigraphic unit;microscopic percolation feature;remaining oil;Xifeng Oilfield

西北大學國家基礎(chǔ)學科人才培養(yǎng)基地地質(zhì)學創(chuàng)新基金項目“油氣田開發(fā)儲層評價中的非均質(zhì)性研究及流動單元劃分”（XDCX07-12）、國家科技支撐計劃項目“低（超低）滲透油田高效增產(chǎn)改造和提高采收率技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化示范”（2007BAB17B00）資助

TE33+1.3

：A

1005-8907（2011）02-223-05

2010-06-03；改回日期：2011-01-19。

馮楊偉，男，1987年生，礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事油氣儲層評價方面的研究工作。E-mail：2005130009@163.com。

（編輯滕春鳴）

馮楊偉，孫衛(wèi)，屈紅軍，等.西峰油田合水區(qū)塊長8巖性油藏流動單元劃分［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：223-227. Feng Yangwei，Sun Wei，Qu Hongjun，et al.Flow unit classification of Chang 8 lithologic oil reservoir in Heshui District of Xifeng Oilfield［J］. Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：223-227.