靖安油田Y66区延91储层流动单元研究

2021-08-11景涛涛韩宇宁石雅琨马永宁魏龙杰王美霞郭艳琴

河北地质大学学报 2021年3期

景涛涛，韩宇宁，石雅琨，马永宁，魏龙杰，王美霞，郭艳琴

1.西安石油大学 a.地球科学与工程学院、b.陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司咨询中心，陕西西安 710018

0 引言

1984年，Hearn首先提出流动单元这一概念，他认为流动单元就是在纵向及侧向上发育连续且伴随有相似渗流特征的储集体[1]。随后，国内外一些学者对此进行了相关研究，进一步补充和完善储层流动单元的定义。其中，W.J.Ebank等学者认为流动单元是依据流体特征和岩性变化而划分的岩体；裘亦楠等人提出流动单元是由于注水措施或者是自然形成的流体流动的通道[2]。研究储层流动单元，能够为明确油藏非均质性、进行二次采油、三次采油提供科学依据[3]。鄂尔多斯盆地靖安油田Y66区延9储层尚无统一的流动单元划分标准和方法，且对储层非均质性认识不清，针对此问题，论文采用流动带指数划分以及聚类分析的方法，对研究区延91储层进行流动单元划分。

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地是中国大型沉积盆地之一，有着丰富的自然资源。该盆地地跨宁、蒙、甘、晋、陕五省区，整体呈不规则的矩形形态，北部与河套盆地相邻，南部与渭北隆起相邻，西部与西缘逆冲带相接，东部与晋西挠褶带相邻，盆地内部构造简单，地势较为平缓[4-10]（图1）。靖安油田位于一级构造单元伊陕斜坡中部，具有极大的勘探潜力。研究区共有各类探井、采油井、注水井125口，占地面积约为16 km2。

图1 鄂尔多斯盆地区域构造位置图Fig.1 Regional tructural location of Ordos Basin

2 流动单元划分方法

储层流动单元的划分方法主要分为两大类，一类是通过数学手段，应用各种地质参数，寻找划分流动单元的定量界限，另一类是以地质研究为主要手段，在砂体内定量划分流动单元。常用的流动单元划分方法主要有流动带指数划分方法、孔喉几何形状以及生产动态资料法等[11-13]。论文利用流动带指数划分的方法，对延911和延91

2小层进行了流动单元划分。流动带指数划分方法是由Amaefule等学者提出的，主要是通过Kozeny-Carman方程建立的一种作图法[14]。具体而言，首先应选取最优的流动单元划分参数作为划分流动单元类型的核心参数，然后根据FZI值作为划分流动单元的依据和标准[15]。最后根据所选参数，进行聚类分析，划分各小层流动单元[16]。

2.1 流动单元参数的选取

流动单元参数的选取与油藏地质紧密相关，流动单元参数一般有孔隙度、渗透率、粒度中值、泥质含量、饱和度、孔喉半径等，本次流动单元的划分在逐步判别分析的基础上，选取了孔隙度、渗透率、储层质量因子RQI（储层质量因子）和FZI（流动带指数）等4个参数进行定量划分。孔隙度与渗透率反映储层岩石的宏观特征，储层质量因子RQI反映储层孔隙结构的品质。

2.2 流动单元划分方法与过程

本次流动单元划分根据125口井的岩心分析资料，在Kozeny-Carman方程的基础上，确定研究区延9储层的FZI（流动分层指标）和RQI（储层质量系数），并结合孔隙度、渗透率等物性参数，确定研究区延9储层流动单元的划分标准，进而定量地研究储层流动单元。

其中K为渗透率；Φ为孔隙度；He为结构性能常数。

如果渗透率单位为10-3μm2，则定义下列参数：

利用公式（2）（3）计算出流动单元流动指标FZI和储集层品质指数RQI，采用聚类分析的方法，结合岩心实测的孔隙度与渗透率，利用SPSS软件进行系统聚类，K-均值聚类进而得到各类流动单元各类参数的聚类中心[17-20]，划分出Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类流动单元，并根据流动单元流动指标FZI和储集层品质指数RQI绘制散点图，从图2 、图3可以看出流动单元划分的界限很清晰。

图2 延流动单元分类图Fig.2 Classification of sublayer flow units in Yan

图3 延流动单元分类图Fig.3 Classification of sublayer flow units in Yan

3 流动单元划分结果

表1 延小层各类流动单元参数聚类中心Table 1 Parameter cluster center of various flow units in Yansublayer

流动单元类型孔隙度(%)渗透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ类 13.80 5.92 0.201.45Ⅱ类 15.94 14.13 0.291.85Ⅲ类 18.14 42.11 0.482.64

表2 延小层各类流动单元参数聚类中心Table 2 Parameter cluster center of various flow units in Yan sublayer

流动单元类型孔隙度(%)渗透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ类 13.07 4.19 0.171.33Ⅱ类 14.96 8.73 0.241.61Ⅲ类 16.11 17.70 0.332.03Ⅳ类 17.28 29.01 0.412.35

延912判别公式：

4 流动单元平面分布特征

延912流动单元平面展布与延流动单元相同，均为东北—西南走向。Ⅰ类流动单元分布面积最广，平均孔隙度为13.07%，平均渗透率为4.19×10-3μm2，流动单元流动指标FZI平均为1.33，储集层品质指数RQI平均为0.17，油气储集能力与渗流能力最差；Ⅱ类流动单元分布面积较广，平均孔隙度为14.96%，平均渗透率为8.73×10-3μm2，流动单元流动指标FZI平均为1.61，储集层品质指数RQI平均为0.24，油气储集能力与渗流能力较差；Ⅲ类流动单元分布面积较小，平均孔隙度为16.11%，平均渗透率为17.70×10-3μm2，流动单元流动指标FZI平均为2.03，储集层品质指数RQI平均为0.33，油气储集能力与渗流能力相对较好；Ⅳ类流动单元分布面积最小，平均孔隙度为17.28%，平均渗透率为29.01×10-3μm2，流动单元流动指标FZI平均为2.35，储集层品质指数RQI平均为0.41，油气储集能力与渗流能力相对最好（图4b）。