基于流動單元劃分的儲層測井精細解釋

譚兆賓，盧　希，趙天琦，林從龍

(1.東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.東北石油大學 經(jīng)濟管理學院，黑龍江 大慶163318；3.中海油勘探開發(fā)研究總院，北京 100027)

基于流動單元劃分的儲層測井精細解釋

譚兆賓1，盧希2，趙天琦1，林從龍3

(1.東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.東北石油大學 經(jīng)濟管理學院，黑龍江 大慶163318；3.中海油勘探開發(fā)研究總院，北京 100027)

摘要：三角洲沉積儲層非均質(zhì)性強，儲層內(nèi)部滲流特征復雜，制約了油藏的高效開發(fā)。以大慶油田W區(qū)塊葡I油層組為例，考慮影響流體流動的微觀孔隙結構特征，利用4個儲集物性參數(shù)，采用聚類分析方法，定量劃分W區(qū)塊葡I油層組為5類獨立的流動單元，通過確定流動單元內(nèi)的孔隙度與滲透率相關性，對各流動單元建立測井解釋模型。結果表明，孔隙度、滲透率曲線與巖心資料吻合率大幅度提高。

關鍵詞：非均質(zhì)性；測井解釋；流動單元；聚類分析

大慶油田W區(qū)塊葡I油層組，沉積厚度約為27 m，自上而下共9個砂巖組，屬于三角洲分流平原相沉積，沉積了1套具有多旋回性、多巖性相和多沉積微相，且為多期河道疊加。儲層巖性以細砂巖為主，具有高孔高滲和非均質(zhì)性極強的特點。目的層為葡I22、葡I32和葡I3323個時間單元，其中葡I332是主力含油層，可將其細分為葡I332a、葡I332b和葡I332c等3個小層，使內(nèi)部建筑結構更加精細。常規(guī)測井解釋往往以砂巖組為解釋單元，而忽略了解釋單元內(nèi)的孔滲差異性，因此，現(xiàn)場解釋的孔隙度和滲透率解釋模型精度很低，甚至很難與巖心符合。筆者按照不同級別的流動單元，分別建立測井解釋模型，解釋精度大大提高，為油田進一步開發(fā)提供了依據(jù)。

1流動單元及定量劃分方法

流動單元是由C.L.Hearn在1984年首次提出的，又稱為巖石物理流動單元，指影響流體的巖性和物性在內(nèi)部相似，且在縱向上和橫向上連續(xù)分布的儲集體[1]。它是以沉積時間和物性不連續(xù)巖性體為邊界， 將非均質(zhì)性嚴重的儲層精細劃分為若干相對均質(zhì)的連通體。目前，我國油田開發(fā)基本上步入了高含水階段，通過開發(fā)密井網(wǎng)資料、露頭以及沉積學技術，國內(nèi)很多研究人員開展了儲層表征與評價工作的研究，能夠精細地刻畫地下砂體的展布以及滲流屏障的三維空間分布[2-3]。采用流動單元研究表征儲層內(nèi)部滲流、存儲的差異性，能夠很好地體現(xiàn)巖石特征和流體本身的特征。

目前，流動單元存在不同的概念和劃分方法，而且不同類型油層及不同開發(fā)階段對油層研究與認識的程度也不同，運用高分辨率層序地層學和儲層內(nèi)部構形理論，進行流動單元分級(級次)與分類(類型)的思想對流動單元進行劃分。流動單元的劃分在微相內(nèi)進行，即相控流動單元研究思想。采用沉積微相控的多參數(shù)綜合法對研究區(qū)進行流動單元劃分，實際反映了巖石孔喉結構特征，體現(xiàn)了流動單元與地質(zhì)作用的綜合影響和控制[4]，充分考慮指示儲層滲流、存儲特征的所有參數(shù)；因此，流動單元類型應體現(xiàn)影響流體流動的巖石特征(巖性和物性特征)的差異，可選取存儲系數(shù)和滲流系數(shù)指標來反映流動單元類型。存儲系數(shù)是反映儲層空間大小的物理量，其值越大，單井控制地質(zhì)儲量越多。滲流系數(shù)反映地下流體通過儲層的能力，是儲層產(chǎn)能的表現(xiàn)。其數(shù)學表達式如下：

式中，φ是油層有效孔隙度，單位為%；He是油層有效厚度，單位為m；Ct是綜合壓縮系數(shù)(取1)；K是滲透率，單位為mD；μ是原油黏度(取1)，單位為Pa·s。

選取研究區(qū)內(nèi)所有井，具有相似滲流系數(shù)和存儲系數(shù)集的巖石被認為是同一流動單元，運用聚類分析法將其劃分為A(最好)、B(好)、C(中等)、D(較差)和E(差)等5個類型(見圖 1)，以區(qū)分流動單元的優(yōu)劣。建立流動單元的識別函數(shù)，實現(xiàn)全區(qū)劃分。統(tǒng)計得到每類流動單元對應的物性范圍見表 1。

圖 1　流動單元樣本聚類分析圖

流動單元類型存儲系數(shù)/m%滲流系數(shù)/m·mD微相類型評價結果A級>119.1>2.1河道主體最好B級49.5~90.820.4~75.3正常河道好C級75.3~119.50.5~30.8正常河道中等D級32.8~740.2~21.4正常河道較差E級<31.4<27.1河道邊部差

2基于流動單元的測井解釋模型

以前，W區(qū)塊開發(fā)過程是在巖相上直接建立測井解釋模型，井點巖相變化復雜，誤差較大。流體流動單元法是從精細描述儲層連通性，同一流動單元的儲層具有相似的成因和特征，孔隙度類型、結構及其孔滲關系趨于一致，巖電關系和測井響應趨于吻合[5-7]，利用巖心資料和測井資料對應各流動單元的孔隙度和滲透率參數(shù)進行重新解釋。

2.1孔隙度

X5-D2-JP928 井在儲層段采用低侵取心技術全井段取心，收獲率很高，具有代表性。利用取心井葡Ⅰ取心數(shù)據(jù)資料，統(tǒng)計孔隙度分布特征，孔隙度>26%，占整體66.7%，屬于高孔范疇(見圖2)。通過研究發(fā)現(xiàn)，有些流動單元的測井評價模型信息基本一致。在此原則指導下，將葡I段5級流動單元大致分為兩類，對各測井曲線對巖心孔隙度的關系權重進行評價，選用密度(DEN)及分辨率較高的聲波時差(HAC)2條測井曲線，采用多元回歸法，最終確定兩類基于流動單元的孔隙度模型(見表2)。

圖2　孔隙度分布直方圖

流動單元類型孔隙度解釋模型相關系數(shù)RA級~C級?=78.49247+0.0506HAC-36.09858DEN0.87D級~E級?=28.08721+0.0213HAC-16.01726DEN0.79

巖心分析孔隙度和測井解釋的孔隙度對比分析得出，二者的對應規(guī)律較好，均保持在±1%的誤差范圍內(nèi)，證明解釋模式是正確的。

2.2滲透率

為了了解油氣動態(tài)，必須精確確定滲透率。以往滲透率模型是根據(jù)取心井滲透率與孔隙度的關系單獨擬合出來的，但在同一儲集層，時常存在孔隙度相等而滲透率不同的情況[8]；因此，單一的孔隙度-滲透率關系無法為精確表征出儲層中油氣的走向提供可靠的證據(jù)。流動單元的劃分間接受滲透率控制，而以不同流動單元為基礎建立滲透率解釋模型，即在滲透率約束下的儲層，建立滲透率模型，通過流動單元的分布控制物性分布，可提高模型的準確度。不同流動單元建立滲透率的解釋模型見表3。

表3　流動單元控制下的滲透率解釋模型

3應用效果分析

利用上述2套模型，對工區(qū)儲層的孔隙度和滲透率進行二次解釋。X5-D2-JP928井綜合解釋成果圖如圖3所示。由圖3可以看出與現(xiàn)場已經(jīng)解釋的孔隙度和滲透率的對比?？紫抖群蜐B透率解釋結果與巖心實際情況匹配良好，特別是滲透率。此方法明顯更加接近巖心，降低了滲透率誤差。由表3可知，解釋精度提高了很多。

圖3　X5-D2-JP928井綜合解釋成果圖

4結語

綜上所述，可以得出以下結論。

1)基于流動單元劃分的解釋模型，間接受控于孔隙度和滲透率，同時在儲層新框架下，重新更精細地解釋了孔隙度和滲透率，結果表明，精度大幅度提升。

2)葡I油層組縱向剖面上，各類流動單元的滲透率的變化揭示了儲層海侵海退的過程，屬于三角洲分流平原相的沉積特點，地質(zhì)構造背景與測井解釋模型相吻合，更進一步了解了非均質(zhì)儲層的開發(fā)方法。

3)數(shù)理統(tǒng)計法與物性參數(shù)相結合，對儲層流動單元劃分成5類流動單元。其中A級是儲集性能最好的流動單元；B級是儲集性能較好的流動單元；C級是儲集性能中等的流動單元；D級是儲集性能較差的流動單元；E級是儲集性能最差的流動單元。使參數(shù)利用更加合理化、科學化。

參考文獻

[1] Hearn C L，Eblanks W J，Tye R S. Geological factors influencing reservoir performance of the hartzog draw field, wyoming[J]. Petrol Tech, 1984,36:1335-1344.

[2] 吳勝和，岳大力，劉建民，等.地下古河道儲層構型的層次建模研究[J].中國科學(D輯)，2008,38(增刊I)：111-120.

[3] 李順明，宋新民，蔣有偉，等.高尚堡油田砂質(zhì)辮狀河儲集層構型與剩余油分布[J].石油勘探與開發(fā)，2011，38(4)：474-482.

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[5] 王志章，何剛.儲層流動單元劃分方法與應用[J].天然氣地球科學，2010,21(3)：362-366.

[6] 宋寧，劉振，張劍鳳，等.基于流動單元分類的非均質(zhì)砂巖儲集層滲透率預測[J].科技導報，2013，31(2)：68-71.

[7] 呂曉光，趙永勝.儲層流動單元的概念及研究方法評述[J].世界石油工業(yè)，1998，5(6)：38-431.

[8] 王月蓮，宋新民.按流動單元建立測井儲集層解釋模型[J].石油勘探與開發(fā)，2002，3(26)：53-55.

責任編輯馬彤

Logging on Fine Interpretation of Reservoir Flow Unit Division

TAN Zhaobin1，LU Xi2，ZHAO Tianqi1，LIN Conglong3

(1.Earth Science College, Northeast Petroleum University, Daqing 163318,China;2.Economics and Management College,

Northeast Petroleum University, Daqing 163318,China; 3.CNOOC Exploration and Development Research Institute,

Beijing 100027,China)

Abstract：Delta sedimentary reservoir heterogeneity has strong internal, complex flow characteristics of the reservoir, so it restricts reservoir efficient development. Take daqing oilfield block z portuguese oil group I as an example, considering the impact of microscopic pore structure characteristics of fluid flow and use four reservoir physical parameters. The cluster analysis method is used to divided into five separate categories flow units. Then by determining the flow correlation between porosity and permeability within the unit, build logging interpretation model for each flow unit. The results show that the porosity and permeability curves are consistent with core data rate.

Key words:heterogeneity，log interpretation，mobile unit，cluster analysis

收稿日期：2015-02-18

作者簡介：譚兆賓(1989-)，男，碩士研究生，主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)和石油地質(zhì)等方面的研究。

中圖分類號：TE 155

文獻標志碼:A