復(fù)合韻律油藏縱向非均質(zhì)影響數(shù)值模擬研究

馬勇新，朱定軍，李文紅

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057)

儲層非均質(zhì)性是指儲層內(nèi)部的不均一性，主要表現(xiàn)為儲層巖性、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)儲層縱向上的微觀巖石學(xué)特征變化規(guī)律，韻律儲層可分為正韻律儲層、反韻律儲層及復(fù)合韻律儲層，復(fù)合韻律儲層又可細分為復(fù)合正韻律、復(fù)合反韻律、復(fù)合正反韻律及復(fù)合反正韻律儲層。經(jīng)過作者對各類韻律儲層進行數(shù)值模擬前期研究，認為復(fù)合韻律儲層的油氣采出程度介于反韻律與正韻律油藏之間，屬中等可開發(fā)油藏。因此在開發(fā)此類油藏時，作者試圖從地質(zhì)學(xué)角度找到影響復(fù)合韻律儲層采出程度的因素，并認識其影響規(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)性強弱程度定量表征出發(fā)，結(jié)合數(shù)值模擬研究方法，詳細分析了縱向非均質(zhì)性對復(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)性定量分類標準

縱向非均質(zhì)性主要有三個表征參數(shù)，分別是滲透率變異系數(shù)、滲透率突進系數(shù)及滲透率級差(李勁鋒等，1999)。對儲層縱向非均質(zhì)的特征，選擇滲透率變異系數(shù)、滲透率突進系數(shù)及滲透率級差來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，從而對該區(qū)塊模型層間非均質(zhì)性進行評價。根據(jù)某實際復(fù)合韻律底水油藏地質(zhì)特征，選用的三個參數(shù)評價標準分別見表1。

上述評價標準表中三個參數(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)是反映儲層是否均質(zhì)的一個參數(shù)，當(dāng)它小于0.5時代表儲層為均質(zhì)儲層，而大于1.1的儲層為非均質(zhì)性儲層。當(dāng)滲透率突進系數(shù)小于2代表非均質(zhì)性較弱，而大于3代表儲層非均質(zhì)性強;而滲透率級差將縱向非均質(zhì)性強度分為弱、中等、較強、極強四個等級。

比較三個表征參數(shù)發(fā)現(xiàn)，三個參數(shù)均能反映非均質(zhì)性強弱程度，但滲透率級差在表征過程中分類相比較更加詳細，更能反映儲層縱向非均質(zhì)性的強度。因此在建立不同非均質(zhì)性強度的機理模型時均以滲透率級差的區(qū)別來反映。

表1 滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)及級差評價標準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4類復(fù)合韻律儲層按照滲透率范圍為5～550 mD的特征分別設(shè)計4種非均質(zhì)性各不相同的機理模型，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中同一韻律儲層的四個機理模型的滲透率級差分布從6.875～110時，而模型的滲透率變異系數(shù)均位于0.5～1.1之間，滲透率突進系數(shù)位于2～3之間，表明儲層的這類性質(zhì)相近，主要區(qū)別在于滲透率級差值。對于不同韻律儲層，當(dāng)它們的滲透率級差相同時，它們的滲透率突進系數(shù)及變異系數(shù)由大到小順序為復(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)性劃分標準，表明當(dāng)滲透率級差相同時，這幾類復(fù)合韻律機理模型儲層存在非均質(zhì)性由強到弱的排列順序。

3 模擬結(jié)果分析

運用數(shù)值模擬方法，通過研究不同的滲透率級差、突進系數(shù)及變異系數(shù)來反映非均質(zhì)性強度的機理模型，分析了儲層縱向非均質(zhì)性對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)性對剩余油飽和度的影響

復(fù)合韻律儲層，底水油藏剩余油飽和度模擬結(jié)果如圖1～2。通過對比分析認為，同韻律底水油藏，當(dāng)滲透率級差由6.875增大到110時，頂部油層的剩余油飽和度明顯降低，驅(qū)替效果更好。當(dāng)滲透率級差相同時，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)合韻律儲層級差為6.875時剩余油飽和度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，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)合韻律儲層級差為110時的剩余油飽和度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，油流動能力加強，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。該類油藏的開發(fā)效果和反韻律地層的開發(fā)效果相近。

由模擬結(jié)果可看出，滲透率級差為110的復(fù)合正反韻律地層的采出程度最高達到27.7%，滲透率級差為55的復(fù)合正反韻律地層的采出程度略低于級差為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%，最后滲透率級差為6.875的復(fù)合正反韻律地層的采出程度最低，達25.2%。當(dāng)該類儲層滲透率級差從110降至6.875時，采出程度下降幅度為2.5%，表明滲透率級差越大，非均質(zhì)性越強，對復(fù)合正反韻律儲層采出程度影響明顯。

3.2.2 復(fù)合反正韻律儲層生產(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兩端要低。

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

3.2.3 復(fù)合正韻律儲層生產(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。

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

圖3 復(fù)合正反韻律地層不同滲透率級差條件下含水率及采出程度對比關(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差下含水率及采出程度對比關(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差下含水率及采出程度對比關(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)，滲透率級差為110的復(fù)合正反韻律地層的采出程度達到最高為33.4%，滲透率級差為55的采出程度為33.2%，滲透率級差為22的復(fù)合正反韻律地層采出程度為32.7%，滲透率級差為6.875時的采出程度為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，同時上部油層滲透率普遍偏高，油流動能力增大，最終采出程度增高，即滲透率級差越大，非均質(zhì)性越強，采出程度越高，幅度變化達4.6%。

4 結(jié)論

(1)不同滲透率級差條件下復(fù)合反韻律儲層的采出程度介于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)合反正韻律儲層采出程度介于14.9%～17.6%;復(fù)合正韻律儲層的采出程度介于12.2%～13.4%。這表明各類韻律儲層之間的采出程度存在明顯差異;同類韻律儲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;對于同一韻律儲層，縱向非均質(zhì)性越強，油藏水驅(qū)油效率越高;因受非均質(zhì)性強度影響，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差下含水率及采出程度對比關(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

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