流动单元研究的参数选择方法——以绥靖油田G14区延911油藏为例

郭云涛，张春生，高攀峰，刘　磊

(1.长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100；2.中国石油长庆油田分公司第四采油厂)

流动单元研究的参数选择方法

——以绥靖油田G14区延911油藏为例

郭云涛1，张春生1，高攀峰2，刘磊2

(1.长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100；2.中国石油长庆油田分公司第四采油厂)

摘要：针对之前一些流动单元划分选取的参数杂乱、不实用等问题，通过分析各类参数对储层质量的影响，揭示了各类参数最终都能反映储层孔隙度与渗透率发育条件的观点。应用以孔隙度、渗透率、含油饱和度三个参数为划分依据的多参数聚类分析方法，将绥靖油田G14区延911小层划分为三类流动单元，并分别用判别分析回判和动态生产数据的方式对流动单元划分结果进行验证。验证结果表明，此方法划分的流动单元类型及其分布比较合理，有利于指导油田开发。

关键词：流动单元；参数选择；动态生产数据；聚类分析

流动单元是指在储层中的某一部位影响流体流动的各要素均相同的连续的储集体[1-3]，这一定义反映了流动单元形成于相似的沉积环境、经历了相似的成岩作用和构造运动等。自从这个概念引入国内后，国内的诸多学者进行了大量的探索，总结出了许多划分流动单元的方法。这些方法主要分三类：第一类为地质方法[4-6]，主要是研究砂体的沉积环境和沉积结构，以单砂体或沉积结构为一类流动单元；第二类为参数综合法[7-13]，主要是利用一些数学原理和数学方法来分析每口井的特征数据，从而使一些具有相似特征的井聚集成一类，并以此作为一类流动单元；第三类为综合法或层次分析法[14-15]，主要是先分析地层中影响流体流动的渗流屏障的分布和砂体，然后再用数学方法来划分流动单元。根据绥靖油田G14区的开发现状，结合实际地质情况和各类方法的优缺点，决定采用参数综合法[16-18]。

1参数的选取

通常情况下,流动单元划分过程中所选参数主要包括渗透率、孔隙度、含油饱和度、泥质含量、孔喉半径、粒度中值、存储系数、地层系数以及传导系数等[19-20]。流动单元参数的选取应当做到科学、准确、合理等三个方面[21]，在此基础上，还要结合研究区的资料搜集程度、研究重点、地质特征等因素来判断参数的取舍。但是，在流动单元划分参数的选取上最重要的是要体现出岩层的储渗物性。

最能直接体现岩层储渗物性的是储层的孔隙度和渗透率。一些同业人士认为需要选取一些参数来体现储层形成时的沉积环境、砂岩发育程度及其成岩作用对岩层储渗物性的影响[22]，不管是粒度中值、泥质含量等参数反映的储层沉积环境，还是孔隙度中值等参数反映的成岩作用，这些参数本质上反映的都是储层孔隙度或渗透率形成的某一方面的条件，其最终目的都是为了将储层质量量化，并将其按储层物性的好坏来分类，所以直接采用渗透率与孔隙度来研究储层的物性较为合适。此外，流动单元的研究终究是为了更好地指导油田开发，单纯的储层质量评价并不能达到这个目的，所以加入能反应油气藏质量的动态参数——含油饱和度来完善流动单元的研究，因此，最终参与聚类分析的聚类参数为孔隙度、渗透率、含油饱和度三个参数。

对绥靖油田G14区块进行聚类分析过程中，首先对参数进行0-1标准差标准化，然后采用中位数聚类法对各样本进行聚类判别分析。由于聚类分析过程中要求参与计算的参数尽可能地不相关，以免强化某一方面对聚类分析结果的影响，因此在聚类分析前必须对各个选定的聚类参数进行相关性验证[23]。G14区块延911小层的验证结果如表1所示。表1表明，延911所选取的3个参数的相关性均小于0.632(小于0.632表明不具有相关性)，认为3个参数之间不具有相关性，可用于聚类分析。

表1　延911各参数之间的相关性矩阵

2流动单元的划分

根据所选取的参数，采用中位数聚类法，运用SPSS软件使本小层所选参数数据参与聚类分析。根据聚类分析结果，将延911储层划分为A类、B类和C类三个类别的流动单元，从流动单元参数统计表(表2)可知，A类流动单元储层物性最好，B类次之， C类最差。

表2　延911流动单元各参数统计表

3平面分布特征

为研究流动单元的平面分布特征，将上述结果按井位坐标分类，并运用插值法对绥靖油田G14区延91段储层平面上的流动单元分类进行统计，图1为本小层流动单元平面上的分布规律。

从图1看出，其中A类流动单元占46.8%，B类流动单元占50.9%，C类流动单元占2.3%。平面上以A、B类流动单元为主， A类流动单元分布于研究区中部及南偏西地区，整体上呈北西—南东向的分布，面积较大，且与古河道流向一致。经过对比发现，A类流动单元全部位于河道亚相沉积范围内，可见沉积相对流动单元的分布具有决定性的控制作用。B类则分布于A类流动单元周围，在研究区内基本上被A类流动单元所隔开，其分布范围是三类流动单元中面积最大的一类，沉积相类型多为河道侧缘亚相，其物性仅次于A类流动单元。C类主要分布在研究区的南偏西和南偏东等地方，分布范围较小，呈条带状分布，主要分布于河道侧缘相。

4判别分析

在完成聚类分析后，为保证聚类分析结果的可靠性和科学性，选用判别分析法回判已分类的流动单元。通过判别分析,在已知判别结果的分类规则下，把研究区各类参数通过此种规则划分到不同的类别中去,得到不同的表达式。研究区延911小层的判别函数表达式如下(φ——孔隙度，K——渗透率，So——含油饱和度)：

图1　绥靖油田G14区延911流动单元分布

F(A)=9.005φ-0.004K+0.317So-90.311

F(B)=9.340φ-0.009K-0.055So-88.884

F(C)=10.234φ-0.001K-0.601So-113.750

利用判别式可对延911小层中的各样品聚类分析结果进行判别分析，结果显示，延911小层的平均正判率为93.6%，表明判别公式的可靠性较高，聚类分析的结果比较可靠，可以利用以上判别函数对未分类的样品进行判别分类。

5流动单元验证

从储层流动单元的划分结果可知，流动单元的类别不同，储层的物性和含油特征也就不同。也就是说，在压力一定的条件下允许流体通过的能力不同，油田生产动态特征也有所不同。为了验证选取参数渗透率、孔隙度和含油饱和度等参数划分流动单元的可靠性，结合流动单元的概念和特点，应用动态生产数据对流动单元的划分来进行验证。

5.1渗流特征验证

由流动单元概念可知，同一类流动单元应该具有相同的渗流特征和含油特征，在油田动态生产情况下，其产量递减规律和含水上升规律具有大致相同趋势。因此，可以在每一类流动单元中随机选取几口油井产量递减规律、含水上升规律进行对比。理论上，如果所选的井分属不同流动单元，则其产量递减规律、含水上升规律差异性较大；而同一类流动单元间井的差异性较小，则可认为划分合理。

根据这一方法，从两方面对本区的含水上升规律进行了对比(产量递减的检验方法仅适用于已经进入递减阶段且有较长递减历史的油气田或油气井，研究区所在油田开采时间并不长，目前正处于开发初期阶段，故不适合此方法检验)。

5.1.1不同类流动单元间的比较

通过对研究区延911各类流动单元的含水上升规律发现，不同流动单元含水上升规律差异明显，说明本区流动单元划分合理(图2)。

图2　G14区延911各流动单元含水上升情况对比

5.1.2同一类流动单元间的比较

同一流动单元内任选几口井(A类流动单元中的井)进行比较，不同井的累积产油的拟合曲线具有相同上升的趋势，表明流动单元的划分标准较为合理(图3)。

图3　A类流动单元中不同井累积产油量对比

5.2平面分布验证

不同层位、不同沉积时期的开发井，应处于不同的流动单元，各种类型流动单元在空间上的分布影响其所对应区域的生产状况。通过分析各项生产数据在空间上的分布情况，再结合流动单元的划分，可判定划分结果是否合理。

通过对比流动单元分布图、初期产量分布图(图4)、初期含水分布图(图5)可发现，图形整体形状与分布位置基本一致，初期产量高的地区主要在A、B类型流动单元，同样含水和累计产油高的区域主要也是在A、B类型流动单元中，流动单元的分布与初期产量、初期含水率高低的分布具有很好的相关性及一致性。

图4　G14区延911初期产量分布

图5　G14区延911初期含水分布

因此，此种流动单元的划分方法与划分结果G14区的实际地质情况较为适合，可以用于G14区中后期的开发指导。

6结论

(1)通过分析影响流动单元的各参数作用可知，众多参数所反映的都只是渗透率和孔隙度发育的一个侧面因素，最终决定采用反映岩层储渗特征的静态数据——孔隙度与渗透率和反映油藏质量的动态数据——含油饱和度来参与流动单元的聚类分析。

(2)通过对绥靖油田G14区的延911储层的流动单元进行分类与评价，最终将其分为三类流动单元，并分别采用判别分析法对G14区的初期日均产量数据和初期含水率数据对流动单元划分的合理性进行了多方位的验证，结果证明此种方法划分的流动单元结果能真实地反应储层质量和油藏质量，并能较好地指导油田实际开发。

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编辑：吴官生

文章编号：1673-8217(2016)02-0064-04

收稿日期：2015-12-03

作者简介：郭云涛，1988年生，2011年毕业于天津石油职业技术学院石油与天然气地质勘探技术专业，在读硕士研究生，现从事油藏描述和储层地质方面的研究。

基金项目：“十二五”国家重大科技专项子课题“岩性地层油气藏沉积体系、储层形成机理与分布研究”(2011ZX05001-002-007)。

中图分类号：TE122.2

文献标识码：A