吐哈盆地三塘湖油田中侏羅統(tǒng)儲層流動單元劃分

徐藝僑+董莎莎+喻春萌

摘 要：流動單元的劃分是復(fù)雜油氣藏地質(zhì)表征的基礎(chǔ)。針對吐哈盆地三塘湖油田中侏羅統(tǒng)西山窯組二段低孔低滲儲層，在小層精細(xì)劃分的基礎(chǔ)上，應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件對孔隙度、滲透率、流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行Q型聚類分析和判別分析，將西山窯組二段儲層劃分為5類流動單元。本次流動單元劃分結(jié)果與儲層物性規(guī)律具有一定的相似性，采用的方法客觀、真實地反映了該低孔低滲油藏儲層的地質(zhì)特征。

關(guān)鍵詞：低孔低滲儲層；流動單元；Q型聚類分析；西山窯組二段；吐哈盆地

流動單元是由Hearn C. L.等于1984年提出的一個概念，定義為一個縱橫向連續(xù)，內(nèi)部滲透率、孔隙度、層理特征相似的儲集帶，且在同一流動單元中影響流體流動的巖層特點、流體流動特征相似[1]。此后，眾多專家及學(xué)者們用這一概念開展油氣藏地質(zhì)表征研究，并根據(jù)各自對研究對象的特點與流動單元的理解，對流動單元的概念及劃分方法進(jìn)行了豐富和發(fā)展。穆龍新[2]認(rèn)為流動單元是指一個油砂體及其內(nèi)部因受邊界限制、不連續(xù)薄隔擋層、各種沉積微界面、小斷層及滲透率差異等造成的滲流特征一致的儲集單元。

流動單元的劃分方法很多，綜合國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于儲層流動單元研究的劃分方法[3-5]，大體可分為定性劃分和定量劃分兩大類，并可細(xì)分為四種方法：①依據(jù)沉積微相的空間展布進(jìn)行劃分；②根據(jù)夾層的展布與特征進(jìn)行分類；③依據(jù)儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行定量區(qū)分和研究；④根據(jù)流體的特征與壓力狀況進(jìn)行確定。

研究區(qū)三塘湖油田侏羅統(tǒng)西山窯組二段（J2x2段）發(fā)育低孔低滲儲層。低孔低滲儲層物性差，滲流阻力大，油氣運(yùn)移進(jìn)入油藏后，優(yōu)先進(jìn)入孔滲性能較好的儲層，在驅(qū)替壓力不高的情況下，油氣很難進(jìn)入低滲透儲層將孔隙中的束縛水驅(qū)替出來，使得儲層儲集性能較低，并伴隨強(qiáng)烈的非均質(zhì)性。對于該類油藏，本次研究依據(jù)儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)（孔隙度、滲透率、流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑）進(jìn)行定量劃分，并通過SPSS統(tǒng)計軟件對該區(qū)流動單元模型進(jìn)行Q型聚類分析，運(yùn)用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應(yīng)的判別函數(shù)來識別該區(qū)流動單元。

一、流動單元的劃分

以三塘湖油田的地質(zhì)特點和生產(chǎn)開發(fā)資料為基礎(chǔ)，本次流動單元劃分研究的步驟為：首先，在縱向上以高分辨率層序地層學(xué)基準(zhǔn)面旋回對比理論[6-7]為指導(dǎo)進(jìn)行小層精細(xì)對比與劃分；其次，在平面上根據(jù)選取的孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行Q型聚類分析和判別分析研究區(qū)西山窯組二段儲層砂體流動單元平面分布。

（一）小層精細(xì)對比與劃分

通過三塘湖J2x2段巖心描述、巖石薄片觀察及測井解釋結(jié)果，識別出研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，水下分流河道、水下分流河道間、遠(yuǎn)砂壩、河口壩、前緣席狀砂等微相。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)基準(zhǔn)面旋回對比理論，對J2x2段進(jìn)行小層精細(xì)對比與劃分。整個J2x2段屬于一個基準(zhǔn)面上升的中期旋回，內(nèi)部可進(jìn)一步分為4個基準(zhǔn)面上升的短期旋回，最終將J2x2段細(xì)分為單砂層級別的11個超短期旋回（J2x21-1-1、J2x21-1-2、J2x21-2-1、J2x21-2-2、J2x22-1-1、J2x22-1-2、J2x22-2-1、J2x22-2-2、J2x23-1、J2x23-1、J2x24），為流動單元精細(xì)劃分提供依據(jù)。

（二）聚類分析

本次研究選取三塘湖油田9口取心井中儲層物性下限（孔隙度大于2%）以上的472個分析化驗數(shù)據(jù)點，根據(jù)孔隙度和滲透率分別計算出每個點的流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑。最后，通過SPSS統(tǒng)計軟件對孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35進(jìn)行Q型聚類分析，并運(yùn)用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應(yīng)的判別函數(shù)，在其分析結(jié)果達(dá)到要求的前提下確定該區(qū)流動單元的平面分布。

Q型聚類分析是根據(jù)所選參數(shù)在性質(zhì)和成因上的親疏程度，把彼此之間關(guān)系最緊密的砂體聚集、合并成一類流動單元，是在考慮多種參數(shù)的情況下對儲層流動單元進(jìn)行分類的綜合分析方法[8]。利用SPSS統(tǒng)計軟件逐步判別分析程序，通過幾次變量的引入和剔除，最終選出對流動單元分類起主要作用的兩個影響因素最大的參數(shù)滲透率和R35值，用Fisher判別法建立流動單元判別函數(shù)，各類流動單元的判別函數(shù)分別為：

I類儲集層流動單元：I=-41.333×lgR35+57.056×lgK-28.279

II類儲集層流動單元：II=-52.44×lgR35 +39.236×lgK-10.957

III類儲集層流動單元：III=-65.051×lgR35 +28.449×lgK-10.167

IV類儲集層流動單元：IV=-69.571×lgR35 +16.118×lgK-15.159

V類儲集層流動單元：V=-72.67×lgR35 +0.367×lgK-29.103

利用上述判別函數(shù)對J2x2段9口取心井所有數(shù)據(jù)點進(jìn)行計算，然后根據(jù)最大隸屬原則進(jìn)行歸類，并統(tǒng)計出各類流動單元類型的判別結(jié)果（表1）和流動單元孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)聚類中心（表2）。從表1中可看出，取心井所有數(shù)據(jù)點回判率在98.4%以上，說明該判別函數(shù)是可用的，利用該方法進(jìn)行流動單元的劃分是有效的。表2列出各類流動單元每個參數(shù)的聚類中心，可發(fā)現(xiàn)孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都呈線性變化，即從I類流動單元到V類流動單元每個孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)都逐漸減小，說明該流動單元劃分結(jié)果與儲層物性規(guī)律具有一定的相似性，且流動單元的好壞不是一個參數(shù)所能決定的，而是所有參數(shù)共同作用的結(jié)果。

依據(jù)上述流動單元劃分方法，根據(jù)巖電關(guān)系，利用測井?dāng)?shù)據(jù)，對非取心井單井物性參數(shù)進(jìn)行解釋。根據(jù)各井物性參數(shù)解釋資料，對孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)采用同樣的處理方法，進(jìn)行非取心井流動單元的劃分。endprint

二、流動單元的劃分結(jié)果

根據(jù)上述判別方法分別計算研究區(qū)內(nèi)154口井孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，并依據(jù)最大隸屬原則，確定各沉積單元的流動單元類型。最后根據(jù)各沉積單元的流動單元類型勾繪出該沉積單元流動單元平面分布圖（圖1）?，F(xiàn)對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段各類流動單元平面厚度分布特征敘述如下：

I類流動單元，共158m，平均厚度為1.02m，平均孔隙度為16.8%，平均滲透率為18.45×10-3μm2，孔喉半徑為3.53μm，流動分層指標(biāo)為2.68，油藏品質(zhì)指數(shù)為0.48。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上呈零星分布，主要分布在孔隙度、滲透率較高的位置，發(fā)育于水下分流河道的中心部位、河口壩和河流交匯處，滲流能力最強(qiáng)。

II類流動單元，共774m，平均厚度為5.02m，平均孔隙度為14.7%，平均滲透率為3.26×10-3μm2，孔喉半徑為1.89μm，流動分層指標(biāo)為1.81，油藏品質(zhì)指數(shù)為0.33。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上較為連續(xù)，呈條帶狀分布，發(fā)育于水下分流河道主河道、分支河道和河口壩，滲流能力較強(qiáng)。

III類流動單元，共1459m，平均厚度為9.47m，平均孔隙度為13.9%，平均滲透率為0.96×10-3μm2，孔喉半徑為1.18μm，流動分層指標(biāo)為1.25，油藏品質(zhì)指數(shù)為0.23。垂向上主要分布在J2x21、J2x22、J2x23；平面上分布最廣，呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上，發(fā)育于河口壩、水下河道邊部，滲流能力中等。

IV類流動單元，共1043m，平均厚度為6.77m，平均孔隙度為12.5%，平均滲透率為0.34×10-3μm2，孔喉半徑為0.86μm，流動分層指標(biāo)為0.90，油藏品質(zhì)指數(shù)為0.18。垂向上主要分布在J2x22、J2x23、J2x24；平面上分布廣泛，呈條帶—連片狀分布，發(fā)育于分支河道邊部、前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力較弱。

V類流動單元，共493.5m，平均厚度為3.20m，平均孔隙度為10.1%，平均滲透率為0.07×10-3μm2，孔喉半徑為0.33μm，流動分層指標(biāo)為0.39，油藏品質(zhì)指數(shù)為0.07。垂向上主要分布在J2x23、J2x24；平面上分布范圍縮小，呈寬條帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間，發(fā)育于前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力最弱。

三、結(jié)語

選取孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，應(yīng)用Q型聚類分析和判別分析方法將吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元分為I類、II類、III類、IV類和V類共5類流動單元類型。

I類和II類主要分布在J2x21、J2x22地層中，且分布局限，多呈零星狀或條帶狀沿主河道分布。III類主要分布在J2x22、J2x23地層中，呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上。VI類和V類主要分布在J2x23、J2x24地層中，呈條帶—連片狀或?qū)挆l帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間。

在侏羅統(tǒng)西山窯組地層中，I類和II類主要分布在各沉積旋回的頂部或中上部，海平面較低，儲層物性較好，發(fā)育于水下分流河道、河口壩和分支河道，滲流能力好。III類流動單元主要分布在各沉積旋回的中部，物性中等，發(fā)育于河口壩、水下河道邊部，滲流能力中等。VI類和V類流動單元主要分布在各沉積旋回的底部，物性較差，發(fā)育于前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力弱。

從I類到V類流動單元，孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都逐漸減小，各類流動單元與儲層物性分布、沉積微相分布具有良好的對應(yīng)關(guān)系，且流動單元的好壞不是一個參數(shù)所能決定的，而是所有參數(shù)共同作用的結(jié)果。

本次針對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元的劃分研究采用的方法客觀、真實地反映了該低滲油藏儲層的地質(zhì)特征，符合該類儲層流動單元評價劃分精度的要求，對于同類油藏流動單元的劃分具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Hearn C.J.，Ebanks W.J.Jr，Tye R.S.，et al.Geological factors influencing reservoir performance of the Hartzog Draw Field， Wyoming[J].Journal of Petroleum Technology，1984，（09）：1335-1344.

[2]穆龍新，黃石巖，賈愛林.油藏描述新技術(shù)[M].中國石油天然氣總公司油氣田開發(fā)議會集.北京：石油工業(yè)出版社，1996：1-10.

[3]劉吉余，王建東，呂靖.流動單元特征及其成因分類[J].石油實驗地質(zhì)，2002，（04）：381-384

[4]李海燕，彭仕宓，劉鳳喜.儲層流動單元研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2007，（02）：67-70.

[5]劉吉余，王建東，呂靖.流動單元特征及其成因分類[J].石油實驗地質(zhì)，2002，（04）：381-384.

[6]Cross T.A..High resolution stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodation[R].Proceeding of Northwestern Europian Sequence Stratigraphy Congress，1994：105-123.

[7]Cross T.A.，Lessenger MA.Sediment volume partitioning： Rationale for stratigraphic model evaluation and high resolution stratigraphic correlation[R].Sequence Strati graphy Concepts and Applications.NPE Special Publication，1998：171-195.

[8]馬立文，竇齊豐，彭仕宓，等.用Q型聚類分析與判斷函數(shù)法進(jìn)行儲層評價--以冀東老爺廟油田廟28X1區(qū)塊東一段為例[J].西北大學(xué)學(xué)報，2003，（01）：83-86.

作者單位：

徐藝僑，西南油氣田分公司四川川港燃?xì)庥邢挢?zé)任公司

董莎莎，西南油氣田分公司重慶氣礦

喻春萌，川東鉆探公司endprint