華池油田華152區(qū)低滲透砂體層內(nèi)非均質(zhì)性

李延林，魯金鳳，段光亮（延長(zhǎng)油田股份有限公司下寺灣采油廠，陜西 甘泉 716100）

方正一（延安正宏石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司，陜西 延安 716000）

李群（有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中南大學(xué)），中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083）

儲(chǔ)集砂體層內(nèi)非均質(zhì)性反映的是一個(gè)單砂層內(nèi)部垂向上儲(chǔ)層性質(zhì)的變化，重點(diǎn)是物性的變化。通常，在成巖變化小的儲(chǔ)層中，剖面上垂向粒度分布的韻律性直接控制著儲(chǔ)層物性的韻律，可識(shí)別出正韻律、反韻律、復(fù)合韻律、均質(zhì)韻律等4種基本的層內(nèi)非均質(zhì)類型。由于其直接影響著單砂層內(nèi)注入劑波及體積與驅(qū)油效率，控制著油水分布，因而，層內(nèi)非均質(zhì)性一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)［1～3］。

筆者就鄂爾多斯盆地西南部華池油田華152區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)3油層組的低滲透儲(chǔ)集砂體開(kāi)展研究，通過(guò)巖心、鉆井、測(cè)井及儲(chǔ)層物性等資料，在解剖單砂體沉積成因的基礎(chǔ)上，分析層內(nèi)非均質(zhì)類型，研究其主控地質(zhì)因素，旨在為研究區(qū)低滲透油藏分層注采開(kāi)發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 儲(chǔ)層砂體成因類型

區(qū)域研究表明，受印支運(yùn)動(dòng)的影響，晚三疊世延長(zhǎng)期鄂爾多斯盆地在構(gòu)造載荷的作用下形成擠壓前淵盆地，華池地區(qū)處于盆地寬緩的坳陷斜坡地帶。長(zhǎng)3油層組沉積時(shí)期，華152區(qū)發(fā)育受雙向物源控制的三角洲沉積，其微相包括水下分流河道、水下天然堤、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂等多種類型（圖1）。

據(jù)長(zhǎng)3油層組2789塊巖心樣品的物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，砂巖孔隙度為1.2%～23.1%，滲透率為0.01～72.2mD，屬中、低孔－低滲儲(chǔ)層，且不同微相的砂體儲(chǔ)層物性差異較大，反映了沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的控制（表1）。其中，水下分流河道砂體物性最好，單砂體厚度可達(dá)5m，平均孔隙度為12.7%，平均滲透率為1.78mD；其次為河口壩砂體，單砂體厚度最大可達(dá)8m，平均孔隙度為11.9%，平均滲透率為1.52mD；前緣席狀砂砂體物性相對(duì)較差，但由于湖水的淘洗作用而變得較為均質(zhì)，不失為較好的儲(chǔ)集砂體；與泥巖頻繁互層的遠(yuǎn)砂壩、水下天然堤砂體儲(chǔ)集性能一般較差，孔隙度多小于8%，滲透率低于0.1mD，較難成為有效儲(chǔ)層。

圖1 長(zhǎng)3油層組三角洲部分微相砂體巖相柱狀圖

表1 長(zhǎng)3油層組三角洲不同微相砂體物性數(shù)據(jù)表

2 儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性特征

儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性主要受沉積和成巖作用影響：林承焰等［4］在研究冷東地區(qū)沙河街組三段Ⅱ油組時(shí)，根據(jù)儲(chǔ)層物性的垂向韻律性，建立了4大類20小類的層內(nèi)非均質(zhì)模式；陳景山等［5］根據(jù)富縣探區(qū)長(zhǎng)6油層組砂體成因類型、粒度的垂向變化等總結(jié)出了4種層內(nèi)非均質(zhì)模式。筆者在參考上述研究區(qū)儲(chǔ)集砂體成因類型劃分方案的基礎(chǔ)上，從巖性、孔隙度和滲透率以及測(cè)井響應(yīng)等參數(shù)出發(fā)，研究不同微相類型砂體儲(chǔ)集性能在垂向上的變化，識(shí)別出正韻律、反韻律、復(fù)合韻律等3種層內(nèi)非均質(zhì)類型（圖2）。

2.1 正韻律型

該類型的典型特征表現(xiàn)為一個(gè)單砂體內(nèi)自下而上孔隙度和滲透率逐漸降低，尤以滲透率在垂向上的變化更為明顯。如圖2（a）所示，厚約4.6m的水下分流河道砂體，對(duì)應(yīng)的自然電位曲線常呈鐘形或齒化箱形。該類砂體底部常具有沖刷面，下部水動(dòng)力強(qiáng)、沉積物顆粒較粗、泥質(zhì)含量少，而上部水動(dòng)力相對(duì)較弱、沉積物顆粒變細(xì)、泥質(zhì)含量較多。自下而上孔隙度從15.9%降低至9.3%，滲透率從3.06mD銳減至0.01mD。

2.2 反韻律型

該類型的特點(diǎn)與正韻律相反，表現(xiàn)為一個(gè)單砂體內(nèi)自下而上孔隙度和滲透率逐漸增大，砂體上部的物性好于下部。圖2（b）為厚約6.0m的河口壩砂體，自然電位曲線呈漏斗形，發(fā)育下細(xì)上粗的的進(jìn)積型沉積序列。該類砂體下部沉積時(shí)水動(dòng)力較弱，沉積物含泥質(zhì)較多，孔滲性能較差；向上水體動(dòng)力逐漸增強(qiáng)，含泥質(zhì)減少，沉積物顆粒變粗，分選變好，相應(yīng)地儲(chǔ)層物性變好。由下而上孔隙度從7.2%上升至15.0%，滲透率從0.01mD逐漸增大至1.12mD。

圖2 長(zhǎng)3油層組層內(nèi)非均質(zhì)類型

2.3 復(fù)合韻律型

該類型是由2個(gè)或2個(gè)以上單砂體在垂向上以不同的正韻律和反韻律方式疊置而成，上下砂體間是連通的，沒(méi)有明顯的隔層或夾層分隔。

研究區(qū)長(zhǎng)3油層組水下分流河道十分發(fā)育，改道和相互疊置常造成上覆河道砂體沖刷并直接疊置在下伏砂體上，上下相鄰的砂體連通成一個(gè)單砂層。常見(jiàn)以下3種組合形式：①為2個(gè)（或以上）水下分流河道砂體于垂向上疊置，導(dǎo)致其孔隙度、滲透率分別包含2個(gè)（或以上）向上逐漸變差的序列，對(duì)應(yīng)的電測(cè)曲線呈圣誕樹(shù)形，即為復(fù)合正韻律型（圖2（c））；②為水下分流河道砂體沖刷疊置于其下的河口壩砂體之上，自下而上孔隙度、滲透率表現(xiàn)為依次變好再變差，物性最好處位于砂層中部，相應(yīng)的自然電位曲線中部振幅較大，即為復(fù)合反正韻律型（圖2（d））。③還有一種砂體疊置方式，由于湖平面抬升，后期沉積的河口壩砂體疊置于早期沉積的水下分流河道砂體之上，自下而上孔隙度、滲透率表現(xiàn)為變差再變好，對(duì)應(yīng)的電測(cè)曲線中部振幅變小，即為復(fù)合正反韻律型（圖2（e））。

上述3類層內(nèi)非均質(zhì)類型及其特征見(jiàn)表2。從表征滲透率非均值性的變異系數(shù)、級(jí)差、突進(jìn)系數(shù)等幾項(xiàng)參數(shù)來(lái)看，研究區(qū)不同微相砂體的層內(nèi)非均質(zhì)性均處于嚴(yán)重非均質(zhì)級(jí)別。其中，水下分流河道砂體的非均質(zhì)程度強(qiáng)于河口壩、遠(yuǎn)砂壩砂體；多期疊置復(fù)合韻律型的層內(nèi)非均質(zhì)性要強(qiáng)于其他2類。

表2 華152區(qū)長(zhǎng)3油層組層內(nèi)非均質(zhì)性的類型與特征參數(shù)

3 結(jié)論

1）華池油田華152區(qū)長(zhǎng)3油層組發(fā)育三角洲沉積相，主要微相類型包括水下分流河道、水下天然堤、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂等5種，總體屬于中、低孔－低滲儲(chǔ)層，水下分流河道砂體的層內(nèi)非均質(zhì)程度較其他微相類型強(qiáng)。

2）單砂體內(nèi)儲(chǔ)層參數(shù)在垂向上的變化型式表現(xiàn)出正韻律、反韻律、復(fù)合韻律3種層內(nèi)非均質(zhì)類型，而復(fù)合韻律型的層內(nèi)非均質(zhì)程度要強(qiáng)于其他2類。

［1］裘亦楠，許仕策，肖敬修.沉積方式與碎屑巖儲(chǔ)層的層內(nèi)非均質(zhì)性［J］.石油學(xué)報(bào)，1985，6（1）：41～49.

［2］Vargas－Guzmán J A.Effect of multipoint heterogeneity on nonlinear transformations for geological modeling：Porosity－permeability relations revisited［J］.Journal of China University of Geosciences，2008，19（1）：85～92.

［3］Larry W.Lake，Sanjay Srinivasan Statistical scale－up of reservoir properties：concepts and applications［J］.Journal of Petroleum Science and Engineering，2004，44（1－2）：27～39.

［4］林承焰，信荃麟，劉澤容.冷東地區(qū)沙三段Ⅱ油組儲(chǔ)層非均質(zhì)模式［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1997，18（3）：243～246.

［5］陳景山，周彥，彭軍等.富縣探區(qū)低孔低滲砂體的成因類型與層內(nèi)非均質(zhì)模式［J］.沉積學(xué)報(bào)，2007，25（1）：53～58.