密井网条件下不同流动单元剩余油分布研究——以延长油田双河区块为例

赵习森,畅 斌,张佳琪,解 伟,赵丰年

[陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075]

密井网条件下不同流动单元剩余油分布研究
——以延长油田双河区块为例

赵习森,畅 斌,张佳琪,解 伟,赵丰年

[陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075]

延长油田双河区块已进入开发中后期阶段,需要在密井网条件下重新认识研究区的剩余油分布特征,从而指导挖潜。通过精细地层对比细分小层,总结了6种井间砂体连通模式及渗流屏障类型,为定量研究流动单元提供依据。借助岩心、测井资料,优选了与储层厚度、物性及含油饱和度等相关的宏观、微观参数,应用聚类分析的方法,将储层划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类3类流动单元。在流动单元三维地质模型基础上进行油藏数值模拟,研究了流动单元中剩余油分布的特征,并与实际开发特征进行对比,明确了剩余油分布情况,为下一步制订具体的开发调整方案提供了依据。

密井网;储层流动单元;聚类分析;剩余油

流动单元(flow unit)是指在砂岩、石灰岩、页岩等常规和非常规储层中,影响流体流动的岩相和岩石物理性质在内部相似的、横向上和纵向上连续的储集岩体[1-3],通常反映由上述储层沉积环境决定的宏观和微观渗流特征。这一理论在国内广泛应用于剩余油分布规律研究[4-9]。延长油田双河区块主力开发层位是三叠系延长组长6油层组,为三角洲前缘沉积体系,储层孔隙度平均为10.5％,渗透率平均为0.49mD,岩性为中细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩等,属于特低渗透储层。长6储层内部隔层、夹层比较发育,砂体由多期水下分流河道砂体叠置而成,整体非均质性较强。目前该区块东部井网为不规则菱形反九点井网,密度为12口/km2。随着井网密度增加,静态、动态资料日益丰富,但采油速度逐年降低,挖潜难度增大。为了在油田开发中后期实现提高注水波及体积、制订单井组注采对应调整措施、稳定区块平均单井产量、控制区块采油速度等目标[10-11],深入研究储层流动单元及其与剩余油分布的关系是一项重要措施[12-14]。

1 沉积单元精细划分对比

1.1 标志层的划分

长6油层组的标志层为K2、K3和K4,以凝灰岩或凝灰质泥岩为特征。上述标志层在该区内稳定出现,是重要的地层划分对比标志。凝灰岩标志层电性特征为高GR、高AC、中低Rt,AC呈单峰或双峰状[15]。

1.2 划分对比方法及结果

长6沉积时,安塞三角洲沉积体系开始形成,湖水向西南方向退缩,三角洲不断由东北向西南推进,使双河地区处于水下三角洲砂体发育阶段。长6沉积厚度平均为140m,在剖面上为一套进积型反旋回沉积组合,下部主要为泥质岩夹砂岩,上部则出现2～3个岩性以厚层块状砂岩为主的沉积旋回。本次地层对比在前人研究基础上,依上述特征将长6油层组细分为长61、长62、长63和长64等4个油层[16]。并进一步将上述4个油层细分为长61

1、和61

2、长621、62

2、62

3和62

4、长631、63

2、63

3、长64

1和642共11个小层。通过覆盖全工区的多条地层对比剖面实现了区域上的地层闭合。

1.3 储层单砂体连通模式

依据小层砂体横向变化的稳定程度,结合砂体电性特征对比,借鉴前人研究成果,在研究区总结出稳定型、分叉型、尖灭型、稳定叠置型、叠置分叉型和叠置尖灭型6种基本砂体对比类型[10,12,17-22],其井间砂体连通尖灭形式如图1所示。这些基本砂体对比类型对该区小层对比起到了一定的指导作用,使小层砂体形态更符合沉积学特征。

2 流动单元划分

2.1 划分方法

本次流动单元分类采用统计数学中的聚类分析,应用SPSS统计分析软件来实现。聚类分析方法综合考虑特征因素,避免已有分类方案干扰,以分类统计量为依据,对客体进行分类[21,23-29]。

本次应用的聚类分析法的原理是在开始时每个客体自成一类,然后以某种表示客体亲疏关系的分类统计量为分类依据,把一些彼此之间关系最亲密的客体合并为一类,把另一些彼此之间亲近的客体聚合为另一类。在客体聚合为类的基础上,再根据类之间的亲疏程度继续合并,直到全部客体聚为一类为止。在多种聚类方法同经验分类结果比较后,选用谱系聚类离差平方和法(Ward)及欧氏距离最小为原则进行分类:

式中 Dij——样本i与样本j的欧氏距离。

Dij越小,样品Xi与Xj的性质愈接近。所以,应把Dij相对较小的样品分为一类,为了不致使Dij太大,将式(1)改写为:

当观测距离为D(x,y)=|x-y|2/2时,递推公式为:

式中 Djm——样本j与样本m的欧氏距离;

Xik、Xjk——变量。

这种分类方法综合考虑了各种因素,以某种分类统计量作为分类依据,对客体进行分类,分类结果更为合理。

2.2 流动单元分类参数选取和划分

借助岩心实验及测井数据建立物性数据体,在储层厚度、含油饱和度、泥质含量等多项参数中结合研究区地质特点进行数据筛选。双河区块东区长6油层组流动单元分类选取以下4个参数:砂体厚度(H)、孔隙度(ϕ)、渗透率(K)、泥质含量(Fh),应用SPSS统计分析软件进行聚类分析,把所有单砂体聚合为3类:Ⅰ类流动单元、Ⅱ类流动单元和Ⅲ类流动单元,从而得到各类流动单元分类参数的聚类中心。从表1中可以看出,各类流动单元参数的聚类中心之间有明显的分类界限,Ⅰ类流动单元砂体厚度最大,孔隙度和渗透率最高,泥质含量最小,说明Ⅰ类流动单元物性最好;其次是Ⅱ类流动单元;Ⅲ类流动单元物性最差,厚度最小,泥质含量最高。

表1 各类流动单元参数统计表Table 1 The parameter statistics of flow units

2.3 分类结果评价

通过各小层流动单元分类结果统计(表2)可见,Ⅰ类流动单元除在长632小层中所占比例最大外,在其余各小层中所占比例都小于20％;Ⅱ类流动单元在长611、长612、长621、长622这4个小层中所占的比例较大,在其余小层中比例很小,最大在30％左右;Ⅲ类流动单元则在长611、长长621和长622这4个小层中所占比例较小,在其余小层中所占比例较大。说明长61、长62、11长621和长622这4个小层的整体物性要好于其余各层。

在流动单元分类基础上,刻画了各小层流动单元平面分类图,Ⅰ类流动单元呈零星状分布在砂体中间部位或点沙坝部位;Ⅱ类流动单元在长长612、长621、长622小层呈连片状分布,占据了流动单元的大部分面积,其中长61和长62

22小层Ⅱ类流动单元面积最大。在长623、长624、长长632、长641及长642这些小层中,Ⅱ类流动单元呈零星状和条带状分布,被Ⅲ类流动单元包围,以Ⅲ类流动单元为主。

表2 各小层流动单元分类结果统计表Table 2 Classification results statistics of flow unit in small layers单位:％

3 储层流动单元建模与剩余油分布

对研究区流动单元进行了模型建立,在约束控制下得到了孔隙度、渗透率等多项建模结果,依据研究区砂体厚度—孔隙度—渗透率之间的耦合关系优选出最符合实际情况的地质模型方案,为后续数模研究提供基础。

研究区主要裂缝发育方向为北东—南西向,局部有共轭裂缝发育,故采用不规则菱形反九点井网注水开发,在局部有利区存在加密井。在油田自然能量开采和注水开发阶段,具有较强渗流能力的区域,注入水沿物性较好的砂体突进,形成高渗流通道,指进切割油层,形成局部高含水、高渗流通道和死油区混杂的情况,这是下一步剩余油开发的目标之一。

Ⅰ类流动单元开发历程普遍较长,高产井控制区域采出程度较高,井组内水洗井岩心多呈强水淹特征。S68-2井区和S68-1井区内Ⅰ类流动单元较发育,存在剩余油分布区,为井间注水不易波及区域。近年来在研究区Ⅰ类、Ⅱ类流动单元剩余油分布区进行加密井开发,取得较好效果, 2015年部署加密生产井23口(Ⅰ类16口、Ⅱ类7口),在Ⅰ类流动单元区域内的生产井平均单井日产油超过1.3t/d(图3)。

Ⅱ类流动单元比Ⅰ类流动单元物性差,整体开发程度略低,但注采井网更规范,具有一定的开发潜力,在调整注采比及合理采油速度的前提下,有可能达到较高的采收率。

Ⅲ类流动单元物性、储层厚度等均较差,储层孔喉结构复杂,注入水渗流难度大,故剩余油局部富集,此类喉道半径小、小喉道含量高的储层渗流阻力大、开发难度大、开发过程中易受各种敏感性伤害。但研究区Ⅲ类流动单元平面上连通性较好,如果采取适宜的工艺,合理调整注采井网,有可能成为下一步挖潜的主力流动单元类型。

4 结 论

(1)研究区长6储层横向、纵向非均质性较强,流动单元综合研究充分考虑了储层物性及动态因素,可全面刻画储层立体各向异性且与实际情况耦合较好。

(2)在小层精细对比基础上,总结6种井间砂体连通模式及渗流屏障类型,为定量研究流动单元提供依据。

(3)采用多参数聚类分析方法,结合砂体展布、物性、岩性等因素将研究区长6储层划分为3类流动单元,建立流动单元地质模型并指导数模研究。

(4)数模研究确定了研究区3类流动单元的剩余油分布特点,为下一步挖潜提供地质依据。

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Distribution of the Remaining Oil in Different Flow Units for the Infill Well Networks——Taken Shuanghe Block,Yanchang Oilfield as an Example

Zhao Xisen,Chang Bin,Zhang Jiaqi,Xie Wei,Zhao Fengnian
[Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Corp.Ltd.,Xi′an,Shaanxi 710075,China]

Shuanghe block has entered the middle and late stages of development,the distribution characteristics of remaining oil in the infill well networks need to be known again in the studying area,so as to guide the tapping the potential of oil production.Through the comparison of the fine stratigraphic subdivision,the six connecting modes and seepage barrier for sand bodies have been summarized,and provided a basis for studying the flow units quantitatively.By means of the core and logging data,the macroscopic and microscopic parameters that related to reservoir thickness,physical properties and oil saturation have been optimized,and used the cluster analysis method to divide the reservoirs into three categories of flow units.Numerical simulation of reservoir flow unit was conducted on the basis of three-dimensional geological model to analyze the features of remaining oil distribution in the typeⅠ,ⅡandⅢflow units,and compared with the actual development characteristics,finally specified the distribution of the remaining oil,which can provide the basis for making specific development plan in the future.

dense well;reservoir flow units;cluster analysis;remaining oil distribution

TE122

:A

陕西省科技统筹创新项目《延长难采储量有效动用开发技术研究》(2016KTCL01-12)和陕西延长石油(集团)有限责任公司科研项目《定边油区长7油藏储层评价》(2016KJXX-42)。

赵习森(1964年生),男,博士,高级工程师,主要从事石油开发研究工作。通讯作者畅斌邮箱: changbin@sxycpc.com。