古城油田泌淺10區(qū)儲層流動單元劃分及儲集質(zhì)量評價

賈勝彬

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 南陽 473400)

古城油田泌淺10區(qū)儲層流動單元劃分及儲集質(zhì)量評價

賈勝彬

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 南陽 473400)

選取粒度中值(Md)、標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度(φz)、流動帶指數(shù)(Ifz)共3個參數(shù)，采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析等方法，將古城油田泌淺10區(qū)儲層劃分為4類流動單元。以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細(xì)管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對儲層的儲集質(zhì)量進(jìn)行了綜合評價，建立了4類儲層分類評價標(biāo)準(zhǔn)。研究認(rèn)為，古城油田泌淺10區(qū)Ⅱ、Ⅲ類儲層分布廣泛，是主要儲層類型。

流動單元劃分；儲集質(zhì)量評價；泌淺10區(qū)；古城油田

1 區(qū)域地質(zhì)概況

古城油田泌淺10區(qū)地處河南省唐河縣境內(nèi)，位于泌陽凹陷北部斜坡帶西段，含油構(gòu)造為古城鼻狀構(gòu)造西北部的一斷鼻型油氣藏，含油氣層為古近系核桃園組三段(Eh3)。前人研究認(rèn)為，Eh3沉積時期，泌陽凹陷北部斜坡帶發(fā)育物源相對較遠(yuǎn)的河控三角洲沉積[1]，由于該凹陷西北部后期剝蝕強烈，三角洲平原相大部分已被剝蝕，僅保留三角洲前緣部分。

古城油田泌淺10區(qū)Eh3儲層由于埋藏淺，壓實程度和成巖作用弱，因此膠結(jié)程度也相對較差，儲層物性相對較好，屬中高孔、中滲儲層[2]。巖心分析孔隙度主要分布在27%～45%，特征峰值為33%，均值為29.6%；而滲透率變化幅度則較大，低至10mD，高至8000mD，相對集中分布在500mD左右。儲層物性明顯受埋藏深度(或壓實程度)、物源遠(yuǎn)近及沉積類型的控制。

2 儲層流動單元劃分

2.1 流動單元劃分原理

劃分流動單元的目的是以流動單元內(nèi)部儲集層物性差異最小，不同流動單元之間儲集層物性差異最大，在儲集層垂向上和平面上細(xì)分“相對均質(zhì)”的儲集層單元。在眾多流動單元劃分方法中，流動帶指數(shù)具有定量識別和劃分的特點，能大大提高滲透率的測井解釋精度，因而得到廣泛的應(yīng)用[3]。

儲層質(zhì)量系數(shù)擬合公式：

(1)

標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度公式：

(2)

流動帶指數(shù)擬合公式：

(3)

式(3)兩邊取對數(shù)，可得：

lgIrq=lgφz+lgIfz

(4)

式中：Irq為儲層質(zhì)量系數(shù)，1；K為滲透率，mD；φe為有效孔隙度,1；φz為標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度,1；Ifz為流動帶指數(shù),1；Fs為形狀系數(shù),1；τ為孔隙的迂曲度,1；Sgv為單位顆粒體積的表面積,μm-1。

許多學(xué)者單純采用Ifz劃分流動單元，存在一些弊端。由上述公式可知，Ifz是與孔隙度(φ)和K有關(guān)的參數(shù)，但在同一類流動單元內(nèi)φ和K差別很大，這與流動單元最初的定義相悖。因此，筆者嘗試采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析等方法來劃分流動單元。

2.2 物性參數(shù)相關(guān)性分析

目前，多參數(shù)劃分流動單元主要考慮沉積環(huán)境、儲層巖石物理特征、成巖作用以及宏觀和微觀孔隙結(jié)構(gòu)等方面的特征，所選取的參數(shù)也應(yīng)該綜合考慮上述因素。涉及到的參數(shù)主要包括：厚度、有效厚度、φ、K、粒度中值(Md)、Ifz、泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)(φ(sh))、地層系數(shù)、飽和度、孔喉半徑等。該次研究選取參數(shù)時，盡量選用的試驗數(shù)據(jù)，包括實測的φ、K、Md和計算出來的孔喉半徑[3]。孔喉半徑的有效數(shù)據(jù)偏少，為了合理劃分流動單元，采用Winland公式擬合計算有效點的孔喉半徑：

(5)

式中：R35為對應(yīng)壓汞飽和度35%時的孔喉半徑,μm。

表1 泌淺10區(qū)儲層參數(shù)相關(guān)性

考慮到儲層地質(zhì)特征以及各參數(shù)之間的相關(guān)性(表1)，選取能反映上述5個方面的參數(shù)，且參數(shù)之間應(yīng)該盡可能獨立，避免相關(guān)性過高的2個參數(shù)一起選入造成累贅。由表1可知，K與Ifz、R35的相關(guān)性較高，Ifz與R35的相關(guān)性較高，應(yīng)該避免重復(fù)選入。綜合考慮，該次研究選取Md、φz、Ifz共3個參數(shù)來分別反映沉積環(huán)境、宏觀特征參數(shù)以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)，采用聚類分析方法結(jié)合參數(shù)概率直方圖方法來綜合劃分流動單元。

2.3 流動單元類型劃分

2.3.1 參數(shù)概率直方圖法劃分流動單元

采用概率直方圖法研究樣品的儲層參數(shù)分布，可以大致確定出儲層流動單元的數(shù)目。其理論依據(jù)是，對于單一的流動單元，影響其流體流動的巖石物理性質(zhì)是相似的，也就是說具有相近流動單元的樣品(即同一類流動單元)應(yīng)該服從正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布。因此，樣品次總體數(shù)目在理論上代表的就是流動單元數(shù)目。鑒于此，通過對研究區(qū)326塊樣品的分析，繪制了各參數(shù)的頻率分布直方圖(圖1)。從圖1可以看出，K與Ifz都被分成了4個樣品次總體，且界限較為明顯。因此，可以將研究區(qū)的砂體劃分為4類流動單元。

圖1 泌淺10區(qū)K與Ifz的頻率分布圖

2.3.2 聚類分析法劃分流動單元

聚類分析法是一種定量劃分流動單元的方法，它是按照客體在某方面的親疏關(guān)系進(jìn)行分類，即按照同一類樣品具有較大程度上的相似、不同類別的樣品具有較大程度上的差異的原則進(jìn)行不同樣品間的歸類[4,5]。

該次研究采用聚類分析軟件對Md、φz、Ifz進(jìn)行聚類分析，聚類結(jié)果以馬氏距離10作為標(biāo)準(zhǔn)，將流動單元分為4類。由表2可知，各類流動單元的Ifz、K、Md、Irq重合度較小，說明分類的界限明顯，效果較好。

表2 泌淺10區(qū)流動單元劃分結(jié)果及物性參數(shù)表

綜合上述研究，以Ifz分別為1.369、2.576和4.416，將研究區(qū)劃分為4類流動單元——A、B、C、D(圖2)。

圖2 泌淺10區(qū)流動單元劃分示意圖

3 儲層流動單元分布及儲集質(zhì)量綜合評價

3.1 流動單元分布

根據(jù)上述流動單元識別劃分方法對研究區(qū)儲層流動單元分布進(jìn)行了研究。從圖3可看出，流動單元的形狀呈片狀、席狀、條帶狀、斑塊狀和不規(guī)則狀。流動單元的范圍很大程度上受控于沉積微相砂體的分布。A、B類流動單元主要在研究區(qū)北西向-南東向，呈不規(guī)則狀條帶狀分布；C、D類流動單元在全區(qū)分布廣泛，呈連續(xù)的片狀、席狀。

3.2 儲集質(zhì)量綜合評價

該次儲層儲集質(zhì)量評價以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細(xì)管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行綜合評價(表3)。

Ⅰ類儲層 以A類流動單元為主，Irq平均2.49，φ大于16.7%，平均29.35%，K大于207mD，平均2237.2mD；毛細(xì)管壓力曲線平臺段長且明顯，排驅(qū)壓力(pd)小于0.01MPa，中值壓力(pm)小于0.02MPa，Md平均0.155mm；以水下分流河道和河口壩為主。

圖3 泌淺10區(qū)目的層流動單元平面分布圖

儲層類型流動單元?/%K/mDpd/MPapm/MPa孔喉半徑/μmMd均值/mm砂體沉積微相ⅠA>16.7,平均29.35>207,平均2237.2<0.01<0.02平均25.30.155水下分流道、河口壩ⅡB>18.6,平均31.56145～2579897.810.01～0.0450.02～0.08平均9.50.111各種類型砂體均有發(fā)育,主要發(fā)育在水下分流河道、河口壩ⅢC>15.9,平均31.1014～1636443.650.045～0.080.08～0.32平均5.20.084水下分流水道、河道邊緣均有發(fā)育ⅣD>15.3,平均30.8081～24657.11>0.08>0.32<5.20.063主要發(fā)育在前緣席狀砂

Ⅱ類儲層 以B類流動單元為主，Irq平均1.56，φ多大于18.6%，平均31.56%，K為145～2579mD，平均897.81mD；毛細(xì)管壓力曲線有平臺段，但較短，pd為0.01～0.045MPa，pm為0.02～0.08MPa，Md平均0.111mm；該類儲層在研究區(qū)所占比例高，為主要儲層類型，可發(fā)育于水下分流河道和河口壩。

Ⅲ類儲層 以C類流動單元為主，Irq平均0.87，φ大于15.9%，平均31.10%，K為14～1636mD，平均443.65mD；毛細(xì)管壓力曲線pd為0.045～0.08MPa，pm為0.08～0.32MPa，Md平均0.084mm；該類儲層在研究區(qū)分布亦比較廣泛，水下分流河道、河道邊緣均有發(fā)育。

Ⅳ類儲層 以D類流動單元為主，Irq平均0.357，φ大于15.3%，平均30.808%，K為1～246mD，平均57.11mD；毛細(xì)管壓力曲線pd大于0.08MPa，pm大于0.32MPa，Md平均0.063mm；該類儲層在研究區(qū)南東向分布，主要在前緣席狀砂處發(fā)育。

4 結(jié)論

1)基于流動單元的基本理論，選取Md、φz、Ifz共3個參數(shù)來分別反映沉積環(huán)境、宏觀特征參數(shù)以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)。采用參數(shù)概率直方圖、多參數(shù)聚類分析方法將研究區(qū)儲層劃分為4類流動單元，各類流動單元的Ifz、K、Md、Irq重合度較小，說明分類界限明顯，效果較好。

2)A、B類流動單元主要在研究區(qū)北西向-南東向呈不規(guī)則狀條帶狀分布； C、D類流動單元在全區(qū)分布廣泛，呈連續(xù)的片狀、席狀。

3)以流動單元為基礎(chǔ)，結(jié)合儲層物性、砂體類型、毛細(xì)管壓力特征、孔隙結(jié)構(gòu)對儲層儲集質(zhì)量進(jìn)行綜合評價，建立了4種儲層類型分類評價標(biāo)準(zhǔn)。研究認(rèn)為，Ⅱ、Ⅲ類儲層分布廣泛，是泌淺10區(qū)的主要儲層類型。

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[編輯] 龔丹

2016-08-30

賈勝彬(1968-)，男，碩士，高級工程師，現(xiàn)主要從事油田地質(zhì)與開發(fā)研究工作，jsb9941@163.com。

P631.84

A

1673-1409(2017)3-0025-04

[引著格式]賈勝彬.古城油田泌淺10區(qū)儲層流動單元劃分及儲集質(zhì)量評價[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2017,14(3):25～28.