古城油田泌浅10区储层流动单元划分及储集质量评价

2017-04-06贾胜彬

长江大学学报(自科版) 2017年3期

关键词：储集物性孔隙

贾胜彬

(中石化河南油田分公司采油二厂，河南南阳 473400)

古城油田泌浅10区储层流动单元划分及储集质量评价

贾胜彬

(中石化河南油田分公司采油二厂，河南南阳 473400)

选取粒度中值(Md)、标准化孔隙度(φz)、流动带指数(Ifz)共3个参数，采用参数概率直方图、多参数聚类分析等方法，将古城油田泌浅10区储层划分为4类流动单元。以流动单元为基础，结合储层物性、砂体类型、毛细管压力特征、孔隙结构对储层的储集质量进行了综合评价，建立了4类储层分类评价标准。研究认为，古城油田泌浅10区Ⅱ、Ⅲ类储层分布广泛，是主要储层类型。

流动单元划分；储集质量评价；泌浅10区；古城油田

1 区域地质概况

古城油田泌浅10区地处河南省唐河县境内，位于泌阳凹陷北部斜坡带西段，含油构造为古城鼻状构造西北部的一断鼻型油气藏，含油气层为古近系核桃园组三段(Eh3)。前人研究认为，Eh3沉积时期，泌阳凹陷北部斜坡带发育物源相对较远的河控三角洲沉积[1]，由于该凹陷西北部后期剥蚀强烈，三角洲平原相大部分已被剥蚀，仅保留三角洲前缘部分。

古城油田泌浅10区Eh3储层由于埋藏浅，压实程度和成岩作用弱，因此胶结程度也相对较差，储层物性相对较好，属中高孔、中渗储层[2]。岩心分析孔隙度主要分布在27%～45%，特征峰值为33%，均值为29.6%；而渗透率变化幅度则较大，低至10mD，高至8000mD，相对集中分布在500mD左右。储层物性明显受埋藏深度(或压实程度)、物源远近及沉积类型的控制。

2 储层流动单元划分

2.1 流动单元划分原理

划分流动单元的目的是以流动单元内部储集层物性差异最小，不同流动单元之间储集层物性差异最大，在储集层垂向上和平面上细分“相对均质”的储集层单元。在众多流动单元划分方法中，流动带指数具有定量识别和划分的特点，能大大提高渗透率的测井解释精度，因而得到广泛的应用[3]。

储层质量系数拟合公式：

(1)

标准化孔隙度公式：

(2)

流动带指数拟合公式：

(3)

式(3)两边取对数，可得：

lgIrq=lgφz+lgIfz

(4)

式中：Irq为储层质量系数，1；K为渗透率，mD；φe为有效孔隙度,1；φz为标准化孔隙度,1；Ifz为流动带指数,1；Fs为形状系数,1；τ为孔隙的迂曲度,1；Sgv为单位颗粒体积的表面积,μm-1。

许多学者单纯采用Ifz划分流动单元，存在一些弊端。由上述公式可知，Ifz是与孔隙度(φ)和K有关的参数，但在同一类流动单元内φ和K差别很大，这与流动单元最初的定义相悖。因此，笔者尝试采用参数概率直方图、多参数聚类分析等方法来划分流动单元。

2.2 物性参数相关性分析

目前，多参数划分流动单元主要考虑沉积环境、储层岩石物理特征、成岩作用以及宏观和微观孔隙结构等方面的特征，所选取的参数也应该综合考虑上述因素。涉及到的参数主要包括：厚度、有效厚度、φ、K、粒度中值(Md)、Ifz、泥质体积分数(φ(sh))、地层系数、饱和度、孔喉半径等。该次研究选取参数时，尽量选用的试验数据，包括实测的φ、K、Md和计算出来的孔喉半径[3]。孔喉半径的有效数据偏少，为了合理划分流动单元，采用Winland公式拟合计算有效点的孔喉半径：

(5)

式中：R35为对应压汞饱和度35%时的孔喉半径,μm。

表1 泌浅10区储层参数相关性

考虑到储层地质特征以及各参数之间的相关性(表1)，选取能反映上述5个方面的参数，且参数之间应该尽可能独立，避免相关性过高的2个参数一起选入造成累赘。由表1可知，K与Ifz、R35的相关性较高，Ifz与R35的相关性较高，应该避免重复选入。综合考虑，该次研究选取Md、φz、Ifz共3个参数来分别反映沉积环境、宏观特征参数以及微观孔隙结构，采用聚类分析方法结合参数概率直方图方法来综合划分流动单元。

2.3 流动单元类型划分

2.3.1 参数概率直方图法划分流动单元

采用概率直方图法研究样品的储层参数分布，可以大致确定出储层流动单元的数目。其理论依据是，对于单一的流动单元，影响其流体流动的岩石物理性质是相似的，也就是说具有相近流动单元的样品(即同一类流动单元)应该服从正态或对数正态分布。因此，样品次总体数目在理论上代表的就是流动单元数目。鉴于此，通过对研究区326块样品的分析，绘制了各参数的频率分布直方图(图1)。从图1可以看出，K与Ifz都被分成了4个样品次总体，且界限较为明显。因此，可以将研究区的砂体划分为4类流动单元。

图1 泌浅10区K与Ifz的频率分布图

2.3.2 聚类分析法划分流动单元

聚类分析法是一种定量划分流动单元的方法，它是按照客体在某方面的亲疏关系进行分类，即按照同一类样品具有较大程度上的相似、不同类别的样品具有较大程度上的差异的原则进行不同样品间的归类[4,5]。

该次研究采用聚类分析软件对Md、φz、Ifz进行聚类分析，聚类结果以马氏距离10作为标准，将流动单元分为4类。由表2可知，各类流动单元的Ifz、K、Md、Irq重合度较小，说明分类的界限明显，效果较好。

表2 泌浅10区流动单元划分结果及物性参数表

综合上述研究，以Ifz分别为1.369、2.576和4.416，将研究区划分为4类流动单元——A、B、C、D(图2)。

图2 泌浅10区流动单元划分示意图

3 储层流动单元分布及储集质量综合评价

3.1 流动单元分布

根据上述流动单元识别划分方法对研究区储层流动单元分布进行了研究。从图3可看出，流动单元的形状呈片状、席状、条带状、斑块状和不规则状。流动单元的范围很大程度上受控于沉积微相砂体的分布。A、B类流动单元主要在研究区北西向-南东向，呈不规则状条带状分布；C、D类流动单元在全区分布广泛，呈连续的片状、席状。

3.2 储集质量综合评价

该次储层储集质量评价以流动单元为基础，结合储层物性、砂体类型、毛细管压力特征、孔隙结构对其进行综合评价(表3)。

Ⅰ类储层以A类流动单元为主，Irq平均2.49，φ大于16.7%，平均29.35%，K大于207mD，平均2237.2mD；毛细管压力曲线平台段长且明显，排驱压力(pd)小于0.01MPa，中值压力(pm)小于0.02MPa，Md平均0.155mm；以水下分流河道和河口坝为主。

图3 泌浅10区目的层流动单元平面分布图

储层类型流动单元ϕ/%K/mDpd/MPapm/MPa孔喉半径/μmMd均值/mm砂体沉积微相ⅠA>16.7,平均29.35>207,平均2237.2<0.01<0.02平均25.30.155水下分流道、河口坝ⅡB>18.6,平均31.56145～2579897.810.01～0.0450.02～0.08平均9.50.111各种类型砂体均有发育,主要发育在水下分流河道、河口坝ⅢC>15.9,平均31.1014～1636443.650.045～0.080.08～0.32平均5.20.084水下分流水道、河道边缘均有发育ⅣD>15.3,平均30.8081～24657.11>0.08>0.32<5.20.063主要发育在前缘席状砂

Ⅱ类储层以B类流动单元为主，Irq平均1.56，φ多大于18.6%，平均31.56%，K为145～2579mD，平均897.81mD；毛细管压力曲线有平台段，但较短，pd为0.01～0.045MPa，pm为0.02～0.08MPa，Md平均0.111mm；该类储层在研究区所占比例高，为主要储层类型，可发育于水下分流河道和河口坝。

Ⅲ类储层以C类流动单元为主，Irq平均0.87，φ大于15.9%，平均31.10%，K为14～1636mD，平均443.65mD；毛细管压力曲线pd为0.045～0.08MPa，pm为0.08～0.32MPa，Md平均0.084mm；该类储层在研究区分布亦比较广泛，水下分流河道、河道边缘均有发育。

Ⅳ类储层以D类流动单元为主，Irq平均0.357，φ大于15.3%，平均30.808%，K为1～246mD，平均57.11mD；毛细管压力曲线pd大于0.08MPa，pm大于0.32MPa，Md平均0.063mm；该类储层在研究区南东向分布，主要在前缘席状砂处发育。