二连盆地巴48断块砂岩储层流动单元划分研究

2015-01-05高超杨满平

石油工业技术监督 2015年3期

关键词：产液砂体油藏

高超，杨满平

1.山东科瑞石油工程技术研究院(山东东营257067)2.燕山大学(河北秦皇岛066004)

二连盆地巴48断块砂岩储层流动单元划分研究

高超1，杨满平2

1.山东科瑞石油工程技术研究院(山东东营257067)
2.燕山大学(河北秦皇岛066004)

储层流动单元的划分是储层流动单元评价的前提，是研究流动单元生产动态的基础。合理地划分储层流动单元对剩余油分布的预测、开发方案的调整、采收率的提高都具有相当重要的意义。从参数的选取入手，对划分储层流动单元的参数进行分类，提出参数的选取原则并对参数进行选取;运用聚类分析的方法对储层流动单元进行划分，结果把储层流动单元划分为A、B、C 3类;通过生产动态特征对储层流动单元的划分结果进行验证。验证表明:该种划分方法较合理，可以指导油田生产。

储层流动单元;参数分类;划分方法;划分验证;聚类分析

在我国'已开发的大部分油田都发现于陆相含油气盆地内'其沉积模式以河流-三角洲沉积为主。在这种沉积环境中'砂体沉积规模小'侧向延续性差'非均质性强[1］。储层流动单元的研究为认识和探索这种非均质油藏提供了有效手段'可以提高油藏描述精度、确定剩余油分布规律及改善开发效果等[2-5］。以巴48断块油藏为例'对储层流动单元进行了划分并运用动态资料进行验证。

1 概况

巴48断块构造处于二连盆地马尼特坳陷东北部的巴音都兰凹陷'位于南洼槽巴Ⅰ号构造带上。内部发育了2条近于平行的北东向正断层'将断块分割为3个自然区块。含油层系主要位于阿四段Ⅲ油组和阿三段AⅡ油组。研究的层段位于阿四段Ⅲ砂层组'自上至下发育了Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3、Ⅲ-4、Ⅲ-5、Ⅲ-6共6个小层'属于扇三角洲沉积'是典型的地层超覆油藏。研究区储层物性较差'孔隙度在6.19%～17.88%之间'平均为14.85%;渗透率在(0.22～74.57)×10-3μm2之间'平均为25.04×10-3μm2'属于中低孔低渗油藏。

2 参数选取

2.1 参数分类及选取原则

通过大量的资料调研、分析、统计'把描述储层流动单元的参数主要分为5种类型。在描述储层流动单元的每一类型参数中又包含许多参数，详见表1。

参数的选择是划分流动单元的关键'如果选择的不恰当'划分出来的流动单元也就没有意义'更谈不上指导油气开发。参数的选取是准确划分储层流动单元的基础'然而在研究流动单元时都希望尽可能把描述储层流动单元和区别不同储层流动单元的每一个参数拿出来分析'但是真正完全分析这些参数是不太可能的'也没有必要。选取的参数能准确地、全面地刻划和反映储层流动单元的特征'有时某一类参数之间存在很大的相关性'如果都选取就显得有些重复。选取的参数要在空间上具有一定的可比性'同时具有易于统计的操作性。因此'可选择其中具有代表性的参数作为表征储层流动单元的参数[6-7］。

2.2 选取过程

2.2.1 参数的来源分析

通过对研究区的参数进行统计分析'来自于测井解释的成果参数有泥质含量、砂岩厚度、砂岩有效厚度、夹层厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度等;来自于岩心综合分析的参数有层理构造、粒度中值、垂直渗透率与水平渗透率之比、孔隙结构类型等;来自于试油生产资料的参数有原油黏度、原油密度、体积系数、胶质沥青质的含量等;经过计算可以获得的参数有净毛比、渗透率变异系数、渗透率突进系数、渗透率级差系数、孔喉半径、流动带指数、流动系数、存储系数等。

2.2.2 关系式分析

在描述储层流动单元的参数中有一些满足一定的关系式。如果这些参数都作为划分储层流动单元的参数就显得多余'只要选择一个作为代表即可。例如'砂岩厚度就等于砂岩有效厚度与隔夹层厚度的和、净毛比等于砂岩有效厚度与砂岩厚度的比等。

2.2.3 相关程度分析

在描述储层流动单元的参数中发现有一些满足较好的相关性。例如'在研究区中的取心井资料分析显示粒度中值和泥质含量存在很好的相关性'相关程度为0.965 7(图1);孔喉半径与流动带指数也存在较好的相关性'相关程度为0.990 4(图2)。如果对应的2个参数之间存在很好的相关性'再用两者共同来刻划储层流动单元就会出现了重复且还会对划分带来不必要的麻烦。粒度中值主要依靠取心资料统计分析'然而研究区只是对部分井段取心导致该参数统计的资料不足'为此选择泥质含量作为划分储层流动单元的参数。由于许多学者认为流动带指数物理意义不是很准确'而孔喉半径的物理意义相当明确'为此选择孔喉半径来作为划分储层流动单元的参数。

表1 描述储层流动单元的参数分类

图1 粒度中值与泥质含量的相关程度曲线

图2 孔喉半径与流动带指数的相关程度曲线

2.3 选取结果

通过对参数的分类及研究区资料的丰富程度、相关性的统计'结合参数选取的原则'研究区储层流动单元划分的参数选取孔隙度、渗透率、渗透率变异系数、孔喉半径、泥质含量、砂岩有效厚度、含油饱和度、流动系数、存储系数。

3 流动单元划分

3.1 划分方法及步骤

聚类分析是把某一对象的集合分成由类似的对象组成的多个类的分析过程[8-9］。聚类分析的目标就是把某一事物在相似的基础上收集到的参数进行分类。聚类分析是衡量不同数据源之间的相似性或相似程度'把数据源分类到不同的族中。这种分析正好符合储层流动单元的定义'在同一储层流动单元中'储层的岩性和物性相同或相似'不同的储层流动单元其岩性和物性有很大的差别。这就是说'按照相似的原则把参数源聚类到不同的储层流动单元里。

运用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)软件中的聚类分析模块将选取的9个参数进行聚类。其聚类步骤如下:

1)确定研究对象。在研究区内一共解释的砂体有245个'其中含油(油层、差油层)的单砂体94个'非含油(致密层、水层)的单砂体162个。在这162个砂体中有151个属于致密砂体'致密砂体物性条件差(平均孔隙度7.69%;平均渗透率0.667×10-3μm2)且很难参与油水流动的过程'在这里把他们划分为最差的流动单元D类'这里不做研究。因此'在研究区只对油层、差油层砂体进行储层流动单元的划分。

2)将选取的9个参数进行整理加载到SPSS软件的数据编辑器中'分别在数据变量编辑窗口下编辑各参数的名称、类型、精度(有效数字)等。

3)在SPSS软件的数据分析窗口中'选择聚类模块中的快速聚类进行分析;在分析时多次调换聚类的数目、聚类的方法来查看划分的结果是否合理。

4)将聚类分析划分的结果导出并处理为标准格式。

3.2 划分结果

通过SPSS软件的聚类分析和反复的调整聚类的数目、聚类的方法'最终将研究区储层流动单元划分为3类'即A类、B类、C类。通过聚类分析获得了各类储层流动单元参数的凝聚点、分布范围及划分标准(表2)'其中凝聚点是以欧氏距离最小为基本原则计算的。不同类型流动单元在地质特征上反映不同的岩性、物性及孔隙结构'其描述如下:

表2 不同储层流动单元参数凝聚点、分布范围及划分标准

3.2.1 A类流动单元(较好)

从测井解释成果来看'该流动单元具有渗透率较大'孔隙度较大'储层的非均质程度较弱'孔喉半径较大'泥质含量较低'有效厚度较大'含油饱和度的值较高'具有较强的渗流能力和储集能力。从沉积相上看'A类流动单元主要为河口坝和水下分流河道砂体'岩性比较均质'以细砂岩为主'位于A类流动单元的油井一般单井产量较高'并且同属于A类的注采井组水驱效果比较好。从所占比例来看'A类流动单元占厚度累计的22.04%。

3.2.2 B类流动单元(中等)

从测井解释成果来看:该流动单元物性一般'储层的非均质程度中等'孔喉半径中等'泥质含量相对于A类有所增加'有效厚度变薄'含油饱和度的值变差'具有一般的渗流能力和储集能力。从沉积相上看'B类流动单元分布特征与A类一致'主要为河口坝和水下分流河道砂体'但要比A类流动单元分布的更加广泛'岩性主要以细砂岩为主。位于B类流动单元的油井产量中等。从所占比例来看'B类流动单元占厚度累计的36.61%。

3.2.3 C类流动单元(较差)

从测井解释成果来看:该类流动单元物性较差'储层的非均质程度偏强'孔喉半径较小'泥质含量相对最高'有效厚度较薄'含油饱和度的值较低'具有较差的渗流能力和储集能力。从沉积上看'C类流动单元多分布在分水下流河道侧缘、前缘席状砂以及废弃河道等的细粒沉积物中。位于C类流动单元的油井产量较差'一般注水表现为不见效或不明显。从所占比例来看'C类流动单元占厚度累计的41.35%。

3.3 合理性验证

从储层流动单元的划分结果可知'流动单元的类别不同'储层的物性特征也不同。也就是说在压力一定的条件下允许流体通过的能力不同'在油田生产动态特征上也有所不同[10］。因此'可以选用油田生产特征来验证储层流动单元划分的合理性。

3.3.1 初期产能

对研究区的射孔层段、试油数据和初期产能数据进行统计'并计算每个储层流动单元射孔层段的流动系数。由于研究区目的层段较短且构造高度变化较小'忽略了各井之间地层压力差异对储层产能的影响'将初期产油量和初期产液量按照流动系数、吸水指数的大小匹配到射孔层段'得出各储层流动单元的初期产液量和初期产油量。统计结果表明(表3):A类流动单元的初期产液能力较高'一般大于18m3/d;B类流动单元的初期产液能力中等'一般为5～18m3/d;C类流动单元的初期产液能力较差'一般小于5m3/d'甚至有不产液现象。

3.3.2 产液状况

产液剖面统计表明:A类流动单元的产液能力强;B类产液能力开始大幅度下降;C类流动单元产液能力较差'甚至没有产液能力。例如'研究区的巴48井4个射孔层段不同时期的产液能力。表4中的29号砂体为A类流动单元在3个不同测试时期的产液能力较强'平均为7.8m3/d;32号砂体为B类流动单元在3个不同测试时期的产液能力较差'平均为0.7m3/d;30号砂体和35号砂体为C类流动单元在3个不同测试时期的产液能力'其产液能力最差'甚至出现不产液现象。

表3 储层流动单元类型与初期产能的关系

表4 巴48井产液能力测试

3.3.3 吸水状况

吸水剖面统计表明'A类流动单元的吸水能力较强'一般大于6m3/d;B类吸水能力开始变差'一般为1～5m3/d;C类吸水能力最差'甚至没有吸水能力'一般小于1m3/d。但有的层段吸水能力差的主要原因是砂体不连通导致的。例如'研究区的巴48-20井一共打开5个层段进行注水'其中A类流动单元的吸水能力远大于B类和C类的吸水能力'吸水占整个研究井段的72.32%;而B类和C类的吸水能力较差'分别占18.86%和7.14%(表5)。这主要是因为18号和19号砂体与周围井的对应层位不连通使大量的注入水被15号砂体吸收。该砂体与相邻的巴48井连通的29号砂体在第3次测试产液能力时含水率已经达到68.3%'但下部的30号、32号和35号砂层一直都不见水(表4)。

表5 巴48-20井吸水能力分析

4 结论

1)通过对参数的分类及研究区的资料的丰富程度、相关性的统计'结合参数选取的原则研究区储层流动单元划分的参数'选取9个参数来划分储层流动单元。

2)采用聚类分析的方法将研究区的储层流动单元划分为3类'并结合矿场的初期产能、产液状况、吸水能力等动态资料对划分进行验证。验证结果表明该方法划分储层流动单元可行'经得起实践的考验。

3)由于不同的油藏控制流动单元的因素不同'选取的参数也不同。因此'参数的分类和选取是合理划分储层流动单元的必要前提。

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Division of reservoir flow unit is a prerequisite for the evaluation of reservoir flow units，and it is also the basis to study the dynamic production of the flow units.The reasonable division of reservoir flow units is of very important significance to the prediction of remaining oil distribution，the adjustment of develop programs and enhancing oil recovery.The parameters for the division of reservoir flow units are classified，the principle for selecting the parameters is proposed and the reasonable parameters are selected.The division of the flow units of Ba-48 fault-block sandstone reservoir is finished using cluster analysis，and the flow units are classified into three types.The flow unit division result is verified by dynamic production characteristics，and it is shown that the flow unit division result is reasonable and can be used for guiding oilfield production.

reservoir flow unit;parameter classification;division method;division verification;cluster analysis

尉立岗

2014-11-25