表征儲層動用程度的方法探討

王永平 梁 爽 韓雪芳 文佳濤 王欣然

1. 中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300459;2. 東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 黑龍江 大慶 163318

0 前言

評價儲層動用程度,明確剩余可采儲量分布和規(guī)模,是油氣藏挖潛調(diào)整方案編制的重要依據(jù)。影響注水開發(fā)油藏儲層動用程度的因素,除井網(wǎng)、井距、開采方式、注采參數(shù)、儲層連通狀況、非均質(zhì)性外,沉積相的影響也至關(guān)重要。某油田目前進(jìn)入高含水、高采出程度、高井網(wǎng)密度的“三高”開發(fā)期[1-4],各類油層動用程度差異很大。目前主要采用產(chǎn)吸剖面評價動用程度[5],而關(guān)于沉積相對儲層動用程度影響的研究一般停留于儲層物性好的動用程度一般較高的定性認(rèn)識,而對沉積相變化如何影響動用程度以及如何用數(shù)值來表征動用程度的研究卻較少,尚無一種有效方法能表征沉積相變和動用程度的關(guān)系[6-12]。

1 沉積相變對儲層動用程度的影響

M區(qū)塊S、P為主力油層,油層埋藏深度為800～1 200 m,砂巖總厚度為58.9 m,有效厚度為16.2 m。表外儲層相對比較發(fā)育,平均滲透率0.021 μm2,平均孔隙度21.9%;表內(nèi)儲層平均滲透率0.312 μm2,平均孔隙度25.3%。地質(zhì)儲量采油速度和采出程度分別為0.8%和45.9%,綜合含水90.1%。以M區(qū)塊一個典型區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)各小層沉積相分布情況,將沉積相之間的分布方式分為表內(nèi)非主體—表外型(Ⅰ型)、表外—尖滅型(Ⅱ型)、大片的表內(nèi)非主體或大片的表內(nèi)主體型(Ⅲ型)三種類型,見圖1～4。

a)S32-1

a)S213B

a)S211-1A

利用區(qū)塊內(nèi)水井2009年以后的全部吸水剖面資料計算各小層的動用程度,研究不同沉積相分布方式對儲層動用程度的影響,見表1。

表1 各類型小層及小層動用情況統(tǒng)計表Tab.1 Statistics of utilization of different types of layers

由表1可得,由于表內(nèi)非主體的物性要好于表外物性,因此Ⅰ型動用程度大于Ⅱ型動用程度。由于小層內(nèi)存在大量物性較好的表內(nèi)主體和表內(nèi)非主體,而表外和尖滅較少,因此Ⅲ型的平均動用程度以及各小層動用程度相對較大。

2 相變系數(shù)引入

以上分析可知相的變化對儲層的動用是存在影響的,通過調(diào)研大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)目前還沒有一種方法能有效描述沉積相變,為此以沉積相分布為研究對象,提出相變系數(shù)KAh的概念。

(1)

考慮到各種沉積相對相變系數(shù)的影響程度可能不同,為了更好地描述相變情況,用權(quán)重λ表示各種沉積相對相變系數(shù)的影響程度大小,然后計算相變系數(shù),分析相變系數(shù)與動用程度之間的關(guān)系。

3 實(shí)例計算

確定各個沉積相對產(chǎn)油量的貢獻(xiàn),用灰色關(guān)聯(lián)法確定各個沉積相的權(quán)重[13-20],相關(guān)數(shù)據(jù)表格中只列取一部分。

3.1 確定參考數(shù)列和比較數(shù)列

本文累計產(chǎn)油量為參考數(shù)列,非主體砂厚、主體砂厚、表外砂厚、河道砂厚為比較數(shù)列，數(shù)據(jù)見表2。

表2 參考數(shù)列和比較數(shù)列數(shù)據(jù)表Tab.2 Data of reference and comparison series

3.2 初值法歸一化

由于各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)量綱不同,數(shù)量級差也懸殊,為使各原始數(shù)據(jù)消除量綱,合并數(shù)量級,使其具有可比性,利用公式(2)對指標(biāo)進(jìn)行初值法處理,結(jié)果見表3。

表3 參考數(shù)列和比較數(shù)列歸一化處理結(jié)果表Tab.3 Normalization results of reference and comparative series

(2)

3.3 計算參考數(shù)列與比較數(shù)列差的絕對值

Δ0i(tj)=|X0(tj)-Xi(tj)|

(3)

利用公式(3)對指標(biāo)進(jìn)行計算,結(jié)果見表4。

表4 參考數(shù)列和比較數(shù)列的差序列表Tab.4 Difference series between reference and comparison series

3.4 求取關(guān)聯(lián)系數(shù)

(4)

表5 參考數(shù)列和比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)表Tab.5 Relation coefficients of reference and comparison series

3.5 求關(guān)聯(lián)度

計算關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值見公式(5)。

(5)

求的產(chǎn)油量與影響因素之間的關(guān)聯(lián)度按降序排列:河道有效厚度0.95>表內(nèi)主體有效厚度0.94>表內(nèi)非主體有效厚度0.75>表外有效厚度0.59。

3.6 求權(quán)重

(6)

最終求得河道、表內(nèi)主體、表內(nèi)非主體、表外各個沉積相的權(quán)重分別為0.283、0.281、0.259、0.177。

通過計算得到典型區(qū)域的各小層的動用程度和各個沉積相相變系數(shù),結(jié)果見表6。

表6 典型區(qū)域小層動用程度及各個沉積相相變系數(shù)值統(tǒng)計表Tab.6 Statistics of the utilization degree of small layers and the values of KAh for each sedimentary face in typical area

表6 典型區(qū)域小層動用程度及各個沉積相相變系數(shù)值統(tǒng)計表Tab.6 Statistics of the utilization degree of small layers and the values of KAh for each sedimentary face in typical area

層位動用程度?KA㊣主體/(10-6 μm2·km2)?KA㊣非主體/(10-6 μm2·km2)?KA㊣表外/(10-6 μm2·km2)?KA㊣尖滅/(10-6 μm2·km2)?KAh㊣/(10-9 μm2·km2·km)S211-1A14.12%2 367.541 398.2895.62—7.83S2128.24%—2 568.52123.62—4.12S213B3.53%—385.90215.460.000.71S214A3.53%——201.650.000.09S31-12.35%——212.500.000.10S323.53%787.90651.7783.50—2.92S32-112.94%—968.44258.420.001.65S32-29.41%—0.0095.910.000.04S33-19.41%472.762 829.8036.08—5.61S342.35%—0.00164.110.000.07S35A30.59%7 708.603 327.14——23.41

圖5 動用程度和KAh關(guān)系圖Fig.5 Relationship of utilization degree and KAh

為進(jìn)一步驗(yàn)證相變系數(shù)和動用程度之間存在關(guān)系,選取M區(qū)塊全區(qū)作為研究對象,利用M區(qū)塊全區(qū)2009年以后的吸水資料,采用相變系數(shù)法計算相變系數(shù)對動用程度的影響,相關(guān)計算結(jié)果見圖6。

由圖6可知,全區(qū)的相變系數(shù)和動用程度有著密切聯(lián)系,隨著相變系數(shù)的增大,動用程度不斷增大。

圖6 全區(qū)相變系數(shù)和動用程度的關(guān)系圖Fig.6 Relationship of block KAh and utilization degree

綜上，無論是典型區(qū)域或者是M區(qū)塊全區(qū),經(jīng)相變系數(shù)法求解出的相變系數(shù)都與儲層的動用程度之間存在著密切關(guān)系,隨著相變系數(shù)KAh的增大,儲層的動用程度也不斷增大。通過以上兩個區(qū)域相變系數(shù)的計算可以發(fā)現(xiàn)相變系數(shù)KAh可以表征儲層動用程度的高低。動用程度低的小層是首要挖潛方向,例如:Ⅲ型中的S32小層,物性好但動用程度低,部署水平井進(jìn)行剩余油挖潛;而針對Ⅱ型中存在儲層尖滅的S31-1的小層,由于注采關(guān)系不完善造成的剩余油富集,實(shí)施補(bǔ)孔改善平面驅(qū)替完善注采;針對差油層動用差和層間干擾形成的剩余油,實(shí)施壓裂挖潛;針對Ⅰ型物性較差小層S34造成的動用差和層間干擾形成的剩余油,實(shí)施壓裂改造儲層挖潛。

4 結(jié)論

1)根據(jù)沉積相之間的分布方式可將沉積相劃分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,動用程度大小順序?yàn)棰笮?Ⅰ型>Ⅱ型。

2)動用程度的大小與區(qū)域內(nèi)的沉積相物性好壞關(guān)系有直接關(guān)系,物性好的動用程度高。

3)沉積相的變化對動用程度存在影響,沉積相分布情況不同儲層的動用程度不同。

4)引入相變系數(shù)對儲層的動用程度進(jìn)行分析,相變系數(shù)可以很好地表征儲層的動用程度。