躍進二號油田E31儲層非均質(zhì)性研究

高瑞陽，牟中海，楊雪峰，賈風娟，蘇 秋

(1.西南石油大學，四川成都 610500；2.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院)

躍進二號油田E31儲層非均質(zhì)性研究

高瑞陽1，牟中海1，楊雪峰2，賈風娟1，蘇 秋1

(1.西南石油大學，四川成都 610500；2.中國石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院)

漸新統(tǒng)下干柴溝組下段(E31)為躍進二號油田主要含油層系，在巖心資料和測井數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，計算躍進二號油田E31儲層層間、各小層層內(nèi)的滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差，運用單項非均質(zhì)參數(shù)及儲層非均質(zhì)綜合指數(shù)評價了E31儲層層間、各小層(以Ⅰ-11小層為例)層內(nèi)及平面的非均質(zhì)性。研究表明，躍進二號油田E31儲層層間非均質(zhì)性強，平面上強非均質(zhì)性區(qū)域分布廣；Ⅰ-11小層層內(nèi)非均質(zhì)性中等，強非均質(zhì)性區(qū)域主要在8-4、3-3、8-7、7-11等井附近。

躍進二號油田；E31儲層；儲層非均質(zhì)性；非均質(zhì)綜合指數(shù)

1 地質(zhì)概況

躍進二號油田為柴達木盆地豐度最高的油田之一[1]，位于柴達木盆地西部南區(qū)，為西部坳陷區(qū)昆北斷階[2-3]亞區(qū)鐵木里克凸起內(nèi)的一個三級構(gòu)造，西北為尕斯庫勒油田，西為躍西構(gòu)造，東與躍東構(gòu)造相鄰(圖1)。研究層位為躍進二號油田主要含油層系：漸新統(tǒng)下干柴溝組下段(E31)。E31儲層分為4個油組，28個小層，主要為辮狀河三角洲平原、三角洲前緣及濱淺湖沉積[4-5]，含油巖性以粉砂巖和細砂巖為主，膠結(jié)物為方解石，膠結(jié)類型以孔隙型膠結(jié)為主，儲集空間以孔隙型為主，屬于中孔低滲儲層。

圖1 工區(qū)構(gòu)造位置

前人對躍進二號油田的研究多側(cè)重于油氣成藏機理、沉積相、構(gòu)造運動等方面[6-7]，對儲層非均質(zhì)性研究鮮有涉及。躍進二號油田的開發(fā)實踐證明,油井產(chǎn)能大小、注水效果好壞、油水運動方向與儲層物性在縱向、橫向上變化很大,因此開展儲層非均質(zhì)性研究是弄清油藏中高含水期剩余油分布規(guī)律、實現(xiàn)注水開發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。

儲層非均質(zhì)性研究綜合起來主要包括宏觀非均質(zhì)性和微觀非均質(zhì)性，按照我國油田部門的通用分類，將宏觀儲層非均質(zhì)性分為層間、平面、層內(nèi)三類[8-9]。本文根據(jù)工區(qū)的實際情況，提出了評價層內(nèi)和層間非均質(zhì)性綜合指數(shù)方法，并著重從層內(nèi)、層間及平面等方面對儲層非均質(zhì)性進行了研究和評價。

2 層內(nèi)非均質(zhì)性

層內(nèi)非均質(zhì)性是單砂層垂向上及平面上儲層性質(zhì)(巖性、物性、電性及含油氣性)的變化，是直接影響和控制單砂體內(nèi)注入水波及體積的關(guān)鍵因素[16-17]，主要反映在層理構(gòu)造、滲透率韻律及夾層頻率的變化等方面。

2.1 層理構(gòu)造

E31儲層中發(fā)育塊狀層理、水平層理、交錯層理等。水平層理會影響流體的垂向滲流，流體順層理面流動，注水開發(fā)時，注入水沿層理面水淹嚴重，驅(qū)油效果差。平行層理和交錯層理等斜層理沿紋層面和層面滲透率較高，水淹快，滲透率非均質(zhì)性強，易形成較多的剩余油，驅(qū)油效率低；垂直層理面方向滲透率非均質(zhì)程度更強，驅(qū)油效率更低。

2.2 層內(nèi)滲透率韻律

常見的滲透率韻律可分為正韻律、反韻律、復(fù)合韻律、均質(zhì)韻律。E31儲層滲透率韻律主要為復(fù)合韻律。由于水驅(qū)運動方向是由下往上有利，所以均質(zhì)韻律和反韻律水驅(qū)效果比較好,對層內(nèi)的非均質(zhì)性貢獻小，簡單正韻律、復(fù)雜正韻律以及復(fù)合式韻律對層內(nèi)非均質(zhì)性貢獻大。層內(nèi)的韻律性是影響油氣成藏的重要因素,而滲透率韻律性主要受控于沉積環(huán)境。E31第Ⅰ、Ⅱ油層組主要是濱淺湖亞相的濱淺湖泥、灘壩、泥灰坪微相，E31第Ⅲ、Ⅳ油層組主要為辮狀河三角洲前緣亞相的分流河道、分流間、河口壩、席狀砂、遠砂壩微相和辮狀河三角洲平原亞相的水上分流河道、泛濫平原微相。其中灘壩滲透率韻律主要為復(fù)合反正韻律，分流河道以正韻律為主，席狀砂以正反韻律為主，河口壩以復(fù)合反正韻律或多個反正韻律疊加為主，遠砂壩以均質(zhì)韻律為主。

2.3 層內(nèi)夾層分布頻率

E31各小層內(nèi)部夾層主要是泥巖夾層、物性夾層，鈣質(zhì)夾層少見。泥巖夾層在電測曲線上為高時差、低密度、高伽馬、低電阻率，單層厚度小(一般小于0.5 m)，平面連續(xù)性差，主要分布在砂體內(nèi)。物性夾層多存在于單一巖性內(nèi)，主要是由于砂巖顆粒間雜基、膠結(jié)物造成，表現(xiàn)為物性差，特別是滲透率極低。 對工區(qū)各小層各井的夾層數(shù)進行了統(tǒng)計，并計算了夾層頻率，從夾層頻率等值線圖可知：在水上分流河道、分流河道、河口壩、遠砂壩、席狀砂、灘壩砂體的中心部位，夾層頻率低，而在砂體與泥質(zhì)巖類交匯處，夾層頻率高,反映出非均質(zhì)性較強。

2.4 層內(nèi)非均質(zhì)性的平面變化

一般層內(nèi)非均質(zhì)性可用滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差等參數(shù)評價[12]。本文采用同樣的評價參數(shù)，并根據(jù)工區(qū)的實際情況，結(jié)合前人研究成果，提出了該區(qū)非均質(zhì)性的評價標準(表1)。研究統(tǒng)計了各井E31Ⅰ-11小層層內(nèi)測點滲透率最大值、最小值和平均值，計算出層內(nèi)變異系數(shù)為0.09～2.31，平均0.51；突進系數(shù)為0.67～14.80，平均2.63；級差為0.90～188.43，平均16.67。綜合評價E31Ⅰ-11層內(nèi)非均質(zhì)性為中等非均質(zhì)性。

表1 滲透率非均質(zhì)性參數(shù)評價標準

同時根據(jù)每口井的滲透率變異系數(shù)和突進系數(shù)，繪制了Ⅰ-11滲透率變異系數(shù)及突進系數(shù)等值線圖(圖2)。根據(jù)非均質(zhì)參數(shù)評價標準，E31Ⅰ-11小層強非均質(zhì)性區(qū)域主要集中在研究區(qū)3-3、8-7、8-4、7-11、176、254等井附近，中等非均質(zhì)性區(qū)域主要在144、3-2、866、8-18井附近，其余區(qū)域的非均質(zhì)性較弱。3-3井與275井之間的區(qū)域非均質(zhì)系數(shù)數(shù)值變化很快，變異系數(shù)從2.3減小至0.11，突進系數(shù)從14.8減小至1.24，顯示出平面非均質(zhì)性差異大；8-7井位于席狀沙與河口壩微相交界部分，顯示出向河口壩方向，平面非均質(zhì)性逐漸變小的趨勢。

圖2 E31Ⅰ-11層內(nèi)變異及突進系數(shù)等值線

3 層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性是指儲層縱向上砂層間的物性差異及其分布特征，包括砂體之間在旋回性、滲透率分布梯度、隔層分布及構(gòu)造裂縫等方面的差異性，主要受沉積相帶展布控制，對油水界面的差異及油水系統(tǒng)的分布構(gòu)成重要的影響[13]。

3.1 隔層特征

E31各小層間隔層厚度變化較大，但分布相對穩(wěn)定。由于斷層十分發(fā)育，泥質(zhì)巖疏松，所以隔層質(zhì)量一般。隔層多為泥層(巖性以泥巖為主)，平均厚度大于5 m的僅有E31Ⅰ-1～2小層，大部分小于2 m，平均隔層厚度2.85 m。E31同生斷層十分發(fā)育，造成地層厚度橫向變化大，因而隔層厚度的變化在橫向上差異明顯。

3.2 層間非均質(zhì)性的平面變化

據(jù)E31儲層測井解釋和巖心分析資料，計算出層間變異系數(shù)在0.19～1.56，平均值0.74；突進系數(shù)在1.19～7.52，平均值3.23；級差在2.22～304.13，平均值33.46。根據(jù)本區(qū)非均質(zhì)性參數(shù)評價標準，E31層間非均質(zhì)性屬于強非均質(zhì)性。

從E31層間變異及突進系數(shù)等值線圖(圖3)可知，強非均質(zhì)性區(qū)域分布很廣，而中等非均質(zhì)性主要集中在245～145井區(qū)及8-11、3-3、4-10等井附近，弱非均質(zhì)性主要在8-5、243、8-9井區(qū)。E31層間整體上平面變化較慢，但在4-12、8-14井附近，非均質(zhì)性平面變化較快，差異明顯。

圖3 E31層間變異及突進系數(shù)等值線

4 非均質(zhì)性綜合評價

儲層非均質(zhì)綜合指數(shù)評價方法主要將非均質(zhì)性的多個參數(shù)進行綜合考慮，從而避免了單參數(shù)非均質(zhì)性表征的不確定性[21]。綜合三個滲透率非均質(zhì)性參數(shù)(滲透率變異系數(shù)(Vk)、滲透率突進系數(shù)(Tk)和滲透率級差(Jk))，采用加權(quán)平均法求取儲層非均質(zhì)性綜合指數(shù)(M)。具體計算方法如下：

(1)對滲透率非均質(zhì)參數(shù)進行歸一化處理,即將各參數(shù)的值統(tǒng)一到0～1之間。

式中,Ximin為第i個變量的最小值;Ximax為第i個變量的最大值;i取值為1,2,……，n的采樣數(shù);Yi為歸一化處理后的非均質(zhì)參數(shù)值(0～1)。

(2)求取儲層非均質(zhì)性綜合指數(shù)公式如下：

式中,λi為權(quán)系數(shù)(突進系數(shù)、級差、變異系數(shù)的權(quán)系數(shù)分別為0.3、0.2、0.5)；M為非均質(zhì)綜合指數(shù)(0～1),0代表均質(zhì)儲層,1代表強非均質(zhì)性儲層。

4.1 層內(nèi)非均質(zhì)性綜合評價

根據(jù)研究區(qū)實際情況，確定了滲透率非均質(zhì)綜合指數(shù)的評價標準：弱非均質(zhì)性(M<0.1)、中等非均質(zhì)性(0.1≤M<0.3)、強非均質(zhì)性(M≥0.3)。以E31Ⅰ-11為例，層內(nèi)非均質(zhì)綜合指數(shù)值為0.01～0.90，平均值為0.15，屬于中等非均質(zhì)性儲層。

由E31Ⅰ-11非均質(zhì)綜合指數(shù)等值線圖(圖4)可知，8-4、8-7、7-11、3-3等井附近區(qū)域非均質(zhì)性強，中等非均質(zhì)性區(qū)域主要集中在3-2、8-18、8-19井區(qū)和144、866、243等井附近，剩余區(qū)域非均質(zhì)性較弱。非均質(zhì)綜合指數(shù)高值主要集中在8-7、3-3井附近，其余區(qū)域非均質(zhì)性逐漸減弱。3-3井至275井之間的綜合指數(shù)值在很短距離內(nèi)從0.85減小至0.02，非均質(zhì)性從強迅速變?yōu)槿?，該區(qū)域非均質(zhì)性變化十分明顯。

圖4 E31Ⅰ-11層內(nèi)非均質(zhì)綜合指數(shù)等值線

4.2 層間非均質(zhì)性綜合評價

E31儲層層間非均質(zhì)性綜合指數(shù)取值0～0.83，平均值為0.32，屬于強非均質(zhì)性。E31層間非均質(zhì)綜合指數(shù)等值線圖(圖5)說明，研究區(qū)強非均質(zhì)性區(qū)域分布很廣，中等非均質(zhì)性區(qū)域主要集中在245、8-5、243、8-9、8-22井區(qū)和134、4-10、3-3等井附近，弱非均質(zhì)性區(qū)域集中在285、8-13、8-16等井附近。儲層層間非均質(zhì)性綜合指數(shù)高值主要集中于8-14、274、175等井附近，8-14井附近砂體厚度、沉積微相在縱橫向上變化大，所以非均質(zhì)性在平面上變化較快。

圖5 E31層間非均質(zhì)性綜合指數(shù)等值線

5 結(jié)論

(1)綜合單項非均質(zhì)參數(shù)評價及儲層非均質(zhì)綜合指數(shù)評價結(jié)果認為，E31Ⅰ-11層內(nèi)非均質(zhì)性中等，強非均質(zhì)性區(qū)域主要在8-4、3-3、8-7、7-11等井附近；E31層間非均質(zhì)性強，中等非均質(zhì)性區(qū)域主要在245、8-5井區(qū)及3-3、4-10等井附近，弱非均質(zhì)性區(qū)域集中在243、8-9井區(qū)附近。

(2)通過對比兩種評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)：E31Ⅰ-11層內(nèi)強、中、弱非均質(zhì)性區(qū)域基本一致，但是非均質(zhì)性綜合指數(shù)評價方法使用更加簡便，更能直接反映非均質(zhì)性變化特征。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0069-04

2014-06-27；改回日期：2014-08-18

高瑞陽，1988年生，2011年畢業(yè)于西南石油大學地球科學與技術(shù)學院資源勘查工程專業(yè)，在讀碩士研究生，主要從事油藏描述、儲層沉積方面的研究。

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“柴達木盆地建設(shè)千萬噸油氣田綜合配套技術(shù)研究”子課題06“柴達木盆地老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)提高采收率技術(shù)研究”(2011E-0306)部分成果。

TE112.23

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