H油田延6段儲層流動單元劃分與剩余油分布研究

王志松 歐成華 侯慶杰 孫 婧

(西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院， 成都 610500)

1 油藏概況

H油田處于陜甘寧盆地西緣馬家灘的斷褶帶南段，是一個大逆沖斷層下的潛伏構(gòu)造。油藏類型為受構(gòu)造控制的構(gòu)造-巖性油藏，井區(qū)主要含油層系為侏羅系延安組。該油藏整體上處于河流相(曲流河、網(wǎng)狀河)沉積體系，主要沉積微相類型為河道、灘壩、天然堤、決口扇、溢岸和沼澤。延6段儲層厚度為30～65 m，儲集空間主要由次生溶蝕孔隙、原生粒間孔隙和裂縫3類構(gòu)成，儲集層巖性主要為石英砂巖、長石石英砂巖、長石砂巖，少量次長石砂巖，大多數(shù)砂巖碎屑分選及磨圓度中等，結(jié)構(gòu)成熟度相對較高。

根據(jù)鑄體薄片研究成果得到各類孔隙所占的比例，儲層孔隙以中孔為主，孔隙主要由細(xì)喉、中喉相連通，粗喉極少，平均孔隙度為 11.45%。這種孔隙結(jié)構(gòu)特征決定了儲層滲透率較低，為低滲透油藏。

2 儲層流動單元劃分機理

本次分類采用基于 Kozeny-Cayman 方程的定量方法[1-3]，推導(dǎo)出的各種參數(shù)包括儲層質(zhì)量指數(shù)(RQI)、標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度和流動層帶指數(shù)(FZI) 。研究中利用它們之間的關(guān)系，作圖分析確定流動單元的類型。FZI指數(shù)是劃分流動單元的唯一參數(shù)，只有FZI指數(shù)才能綜合反映巖石成分和結(jié)構(gòu)。Kozeny-Cayman方程如式(1)所示：

(1)

式中：K— 滲透率；

φe— 有效孔隙度；

Fs— 孔隙形狀系數(shù)；

Sgv— 單位顆粒體積的表面積；

τ— 孔隙介質(zhì)的迂曲度。

經(jīng)過推導(dǎo)，可以得到關(guān)系式：

lg(RQI)=lg(φz)+lg(FZI)

(2)

儲層質(zhì)量指數(shù)為：

(3)

標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度指數(shù)為：

(4)

流動帶指數(shù)為：

(5)

對RQI與φz的雙對數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)具有相同F(xiàn)ZI值的樣品將會落在同一條直線上，具有不同F(xiàn)ZI值的樣品落在一組平行直線上，同一直線上的樣品具有相似的孔喉特征，從而構(gòu)成一個流動單元[4-6]。

3 H油田流動單元及分布特征

選取研究區(qū)內(nèi)的68口井測井解釋結(jié)果整理并計算，得到流動帶指數(shù)(FZI)、標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度指數(shù)(φz)、儲層質(zhì)量指數(shù)(RQI)、滲透率、孔隙度等5個參數(shù)，獲得了3類流動單元的凝聚點和劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1、表2)。

表1 H油田流動單元的凝聚點

圖1、圖2、圖3分別反映了孔隙度與滲透率，儲層質(zhì)量指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度，儲層質(zhì)量指數(shù)與流動帶指數(shù)的交匯情況。 可以看出，其流動單元分類的凝聚點都以孔滲值為基礎(chǔ)，并且A類和B類、B類和C類流動單元之間的分類界限非常清晰，同組流動單元集中在某一特定的區(qū)域內(nèi)，說明利用此種方法對該區(qū)域的流動單元進(jìn)行劃分是有實際意義的。

表3和圖4反映了全部68口井各小層的流動單元的分類及分布特征，全部68口井以B類和A類流動單元分布比較廣泛。

表2 H油田流動單元劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 孔隙度與滲透率交匯圖

圖2 儲層質(zhì)量指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度交匯圖

圖3 儲層質(zhì)量指數(shù)與流動帶指數(shù)交匯圖

圖4 全部68口井流動單元分類對比圖

流動單元類型油層油水層含油水層水層干層可疑層差油層合計百分比A類35623830851044929%B類636669543250376949%C類222919240252133822%

4 流動單元特征

根據(jù)H油田流動單元具體情況，可以將全部68口井劃分成A類、B類和C類流動單元。

4.1 A類流動單元

A類流動單元的孔滲性、儲集性能和滲流性能都比較好。全部68口井油層組細(xì)砂巖含量最多，單砂層的平均滲透率為3.715×10-3μm2，數(shù)值范圍為(0.67～123.89)×10-3μm2；平均孔隙度為17.81%，數(shù)值范圍為16.24% ～ 24.92%，總體偏大；標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.22，數(shù)值范圍為0.194 ～ 0.332；儲層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.02，數(shù)值范圍為0.006 ～ 0.081；FZI指數(shù)平均值為0.07，數(shù)值范圍為0.003 ～ 0.356。

A類流動單元在沉積微相上主要對應(yīng)于河道中部的灘壩微相，巖性均質(zhì)性較好，以細(xì)-中砂巖為主。位于A類流動單元的油井一般單井產(chǎn)量較高，在開發(fā)過程中，剩余油飽和度變低，含水率上升；但是考慮到A類流動單元對應(yīng)的儲層原始儲量比較高結(jié)合底水油藏開發(fā)的特點，認(rèn)為A類流動單元有一定的剩余油規(guī)模。

4.2 B類流動單元

B類流動單元的儲集能力和滲流能力都較好，其中滲透率平均為1.738×10-3μm2，數(shù)值范圍為(0.26～150.92)×10-3μm2；孔隙度平均為14.73%，數(shù)值范圍為12.99%～16.32%；標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.17，數(shù)值范圍為0.149～0.195；儲層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.01，數(shù)值范圍為0.004～0.103；流動帶指數(shù)平均值為0.07，數(shù)值范圍為0.028～0.674。

B類流動單元在沉積相上對應(yīng)于河道亞相及堤岸亞相，巖性主要為細(xì)砂巖，分布范圍在于A類流動單元，物性稍差于A類流動單元，是剩余油分布的主要區(qū)域。

4.3 C類流動單元

C類流動單元的儲集能力和滲流能力都較差，滲透率平均為0.646×10-3μm2，數(shù)值范圍為(0.04～52.8)×10-3μm2；孔隙度平均為11.33%，數(shù)值范圍為6.02%～13.11%；標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.13，數(shù)值范圍為0.064～0.151；儲層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.01，數(shù)值范圍為0.002～0.065；流動帶指數(shù)平均值為0.06，數(shù)值范圍為0.025～0.457。

C類流動單元巖性比較細(xì)，對應(yīng)于沉積微相上的溢岸沼澤等微相，由于本身物性較差，剩余潛力不大。

5 剩余油分布特征

5.1 儲層特征對剩余油的控制作用

通過對儲層砂體展布特征的研究，發(fā)現(xiàn)H油田研究區(qū)內(nèi)的網(wǎng)狀河河道砂體呈條帶狀分布，而灘壩相對應(yīng)的砂體形態(tài)呈復(fù)合彎曲帶狀或者土豆?fàn)睿鱾€砂體只是在寬度、彎曲程度、厚度和延伸方向上不同而已。

根據(jù)不同砂體平面位置停產(chǎn)前的含水率統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，處于滲流優(yōu)勢帶的井位停產(chǎn)前含水率普遍較高，而河道交匯處和外緣處含水率較低。滲流優(yōu)勢帶的滲透率方向性受到砂體沉積古水流方向的影響，如沿古河道水流方向、顆粒排列和交錯層理紋層具有方向性。其中，一些長形顆粒的定向排列以及交錯層理傾向下游，從而造成滲流優(yōu)勢帶的含水率較高，即滲流優(yōu)勢帶的剩余潛力比較小。砂體外緣處多發(fā)育有低滲透薄層和滲透率尖滅型剩余油，結(jié)合河道砂體內(nèi)流體沿走向的優(yōu)勢滲流趨勢，綜合推論各河道外緣處是大型滯留型剩余油分布的有利部位。河流交匯處由于砂體厚度普遍偏大，原始儲量較大，因此也具有一定的剩余潛力。研究區(qū)砂體內(nèi)部縱向特征對剩余油的控制有3種情形：一是存在薄油層內(nèi)的剩余油，通常未被注水井控制；二是砂巖上傾尖滅區(qū)域形成的剩余油，通常是由于物性變化所造成；三是夾層之間形成的剩余油，通常是由于側(cè)積夾層的遮擋所造成。

使用流動單元方法分析剩余油的分布規(guī)律時，應(yīng)注意結(jié)合對應(yīng)沉積微相的特征。H油田研究區(qū)各類流動單元與沉積微相對應(yīng)關(guān)系比較好。其中A類流動單元對應(yīng)于灘壩微相，該微相分布范圍較小，但儲層物性好，原始儲量高，因此具有一定的剩余規(guī)模；B類流動單元對應(yīng)于河道和堤岸微相，物性較好，分布范圍廣泛，剩余油飽和度較高，因此也是剩余油分布的有利區(qū)；C類流動單元由于物性差，原始儲量低，因此不利于剩余油的分布。

5.2 剩余油分布規(guī)律

通過以上儲層特征對剩余油分布控制的研究，對延6大層內(nèi)的延6-3小層和延6-4小層進(jìn)行剩余油分布預(yù)測。

延6-3層X10、12斷塊所處的位置位于兩條河道的交匯處，砂體厚度比較大，原始含油量高，對應(yīng)于流動單元的A類和B類，儲層物性好，因此該處整體上為剩余油的有利分布區(qū)域。尤其是位于河道外緣處的B12-7井控制的區(qū)域以及位于河道交匯處的B12-11井、B12-1井、B10-31井所控制的區(qū)域為剩余油富集的最有利區(qū)域(圖5)。

延6-4層X9、13斷塊上位于河道外緣處低滲透薄層的B9-72井、B9-92井、B9-74井和B9-7井所控制的區(qū)域均為剩余油富集的有利區(qū)域(圖6)。

圖5 延6-3小層砂體平面展布圖

圖6 延6-4小層砂體平面展布圖

6 結(jié) 語

(1)采用流動單元分析的基本方法，根據(jù)FZI、RQI、φz等參數(shù)將 H油田主力儲層劃分為3類流動單元，并確定每一類流動單元對應(yīng)的FZI分類界限，分析各類流動單元巖性及物性特征。結(jié)果表明，在該區(qū)用流動層指標(biāo)法劃分流動單元是合理的。

(2)該儲層流動單元以A、B類為主，其中A類產(chǎn)出程度大，B類具有一定的挖潛潛力。

(3)通過含油分布圖與流動單元的對比，可以指出不同層位油藏分布情況和相應(yīng)的含油面積。

(4)利用流動單元分析基本原理，根據(jù)相應(yīng)的聚類分析方法，結(jié)合不同類型的儲層特征，可達(dá)到精細(xì)描述儲層及其流動單元的非均質(zhì)性，提高剩余油分布研究效果的目的。

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