華慶地區長63儲層流動單元劃分方法研究

張昊祉,呂 敏,李永臣

(1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065；2.中國石化江漢石油工程有限公司國際合作公司；3.中國石油煤層氣有限責任公司忻州分公司)

1 流動單元的概念和研究意義

1984年，Hearn最早提出了流動單元的概念, 后經Ebanks完善，將流動單元定義為“影響流體流動的巖性和巖石物理性質在內部相似的、垂向上和橫向上連續的儲集帶”[1]。裘亦楠認為：“流動單元是指由于儲層各種非均質性、隔擋和竄流旁通條件, 注入水沿著地質結構引起的一定途徑驅油、自然形成的流體流動通道”[2]。總體而言，流動單元是空間上連續分布的、具有相似流體滲流特征和影響流體流動的巖石物性特征的儲集體。一個流動單元內滲流特征、物性特征相似，不同流動單元之間一般具有隔擋層或滲流屏障，其滲流能力有明顯的差異[3-4]。

本文針對目前國內流動單元劃分標準與方法尚無統一的認識且流動單元劃分結果合理性研究也較少這一問題，以鄂爾多斯盆地華慶地區長63油層組為研究對象,采取切實可行的辦法，對其流動單元進行劃分。

2 研究區概況

華慶地區位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的中西部, 構造相對簡單，地勢平緩，地層傾角不足1°，范圍約為5 500 km2。該區主力產油層位為三疊系延長組長6油層組，其砂體最發育、含油性最好[5]。成分類型以長石砂巖為主,其次為巖屑長石砂巖,成分成熟度偏低。孔隙類型以次生孔隙為主，巖心分析資料得知，孔隙度最小為1.47%，最大為22.87%，平均9.56%,滲透率最大為 3.95×10-3μm2，最小0.0009×10-3μm2，平均0.24×10-3μm2，因此華慶地區長6油層組屬于低孔、低滲-特低滲油層組。

3 流動單元劃分

3.1 劃分的標準與方法

在劃分儲層流動單元的過程中，通常需要從地層對比劃分、相分析、砂體刻畫、砂層物性等幾個層次來研究[6]。本文在分層劃相的基礎上，選取了孔隙度、滲透率、儲集層品質指數(RQI)及流動層帶指標(FZI)四個參數。

3.2 流動單元劃分過程

本文根據7口重點取心井的巖心資料，由修正的Kozneye一Camrna方程計算出劃分研究區長63流動單元的流動單元流動指標FZI和儲集層品質指數RQI，并結合孔隙度、滲透率等物性參數確定該區長63儲層流動單元的劃分標準，定量研究該區儲層流動單元。

(1)

其中：K——滲透率，10-3μm2；φ——有效孔隙度；HC——結構性能常數。

若滲透率單位采用10-3μm2，定義下列參數：

儲層品質指數：

(2)

標準化孔隙度指標：

(3)

流動單元流動指標：

FZI=RQ1/φz

(4)

對方程(4)兩邊取對數，整理得

log(RQ1)=log(FZI)+log(φz)

利用公式(2)、(3)、(4)分別計算巖心分析樣品的RQI和FZI, 采用聚類分析的方法，通過spss統計軟件分析，以巖心實測和測井解釋的滲透率、孔隙度為主要因子劃分流動單元，最后劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類流動單元，繪制FZI流動單元類型圖(圖1)及RQI和φZ指標關系圖(圖2)。從圖1、圖2上可以清楚的看到所有流動單元分為四類，四類流動單元的分界很清楚。

圖1 FZI流動單元類型

在RQI和φz的指標關系圖上看出，不同斜率的直線區分出流動單元類型，端點或直線的交叉點對應的值為該流動單元的截止點。具有近似FZI值的樣品將落在一條斜率為1的直線上，具有不同FZI值的樣品將落在斜率相同的一組平行直線上，而同一直線上的樣品具有相似的孔喉特征，從而構成一個水力流動單元，而不同的流動單元，FZI值不同。

圖2 儲集層品質指數與標準化孔隙指標關系

由圖1、圖2可以看出，長63儲層流動單元共分為四類，依據圖1中FZI對應的值可以看出，四類流動單元的FZI值范圍分別是：Ⅰ類流動單元大于1.2；Ⅱ類流動單元0.6～1.2；Ⅲ類流動單元0.4～0.6；Ⅳ類流動單元小于0.4(見表1)。

表1 FZI劃分流動單元區間

四類流動單元的巖石物理參數見表2。從表2看出,雖然各種類型流動單元的孔隙之間的差異不明顯,但反映了儲層滲流能力的滲透率、流動指數(FZI)和儲層品質指數(RQI)是不同的。基于滲流能力的差異,Ⅰ類流動單元是該區塊內最好的流動單位,儲層質量好,滲透率高;Ⅱ、Ⅲ類流動單元的儲層物性較好,滲透率依次降低; Ⅳ類流動單元的儲層質量和滲流能力最差，流體很難在其中流動。

表2 流動單元特征統計

4 流動單元的平面分布特征

長63油層組可細分為631、632、633三個小層，其中長631是華慶地區的主力產油層，因此本文以長631為例繪制了流動單元平面圖。同時，根據每類流動單元砂體、沉積微相、孔滲值及其非均質特征，按照之前所制定的流動單元劃分標準，對研究區長631進行了初步的流動單元平面分布特征總結，其展布如下(圖3)：

圖3 華慶地區延長組長631平面流動單元展布特征

Ⅰ類流動單元以中細砂巖為主，多分布在主河道的中央、河流交匯處。其平均滲透率為2.314×10-3μm2，平均孔隙度為9.25%，FZI≥1.2 μm2，儲層的滲流能力和儲集能力最好，但是在研究區分布很少。

Ⅱ類流動單元以細砂巖為主，砂體較厚，多分布在水下分流河道和河口壩等微相區。平均滲透率為1.231×10-3μm2，平均孔隙度為7.73%，FZI為0.6～1.2 μm2，屬于滲流能力和儲集能力都較好的儲層，是研究區的主要生產層。

Ⅲ類流動單元以細砂巖、粉砂巖為主，主要分布在次要河道。平均滲透率為0.198×10-3μm2，多在(0.1～0.4)×10-3μm2，平均孔隙度6.12%，FZI為0.4～0.6 μm2，該類流動單元的滲流能力和儲集能力相對比較差，平面上呈條帶狀分布，在研究區分布最廣泛。

Ⅳ類流動單元以細砂巖為主，粉砂巖次之，多分布在水下分流間灣。其平均滲透率為0.084×10-3μm2，滲透率大部分在1×10-3μm2以下，平均孔隙度為5.92%，FZI<0.4 μm2，該類流動單元的滲流能力和儲集能力最差。

5 結論

根據研究區117口井的孔隙度、滲透率，及計算出的FZI和RQI值，結合砂體厚度、泥質含量等其他參數值，按照制定的流動單元劃分標準，對研究區長63的各小層進行初步的流動單元單井、平面分布預測，根據上述研究可以得出如下認識：

(1)華慶長631孔隙度低，滲透率低，以Ⅲ類流動單元為主，Ⅱ類流動單元較多，Ⅰ、Ⅳ類流動單元相對較少。

(2)流動單元在垂向上呈現疊覆或不連續特征，在平面上，好的流動單元類型主要分布在主河道的中央、主水下分流河道或者河口壩，差的流動單元類型多分布在河道的邊部或者水下分流間灣。

(3)流動單元的平面分布規律與沉積微相砂體展布及孔滲分布規律基本一致，四類流動單元儲集能力和滲流能力依次變差, 符合低孔、特低滲儲層的特征。

[1] Hearn C L, Ebanks WJJR, Tye R S. Geological factors influencing reservoir performance of the Hartzog Draw Field, Wyoming[J].Petrol Tech, 1984, 36: 1335-1344.

[2] 裘亦楠, 王振彪. 油藏描述新技術 [A]//中國石油天然氣總公司油氣田開發會議文集[C].北京:石油工業出版社,1996:62-72.

[3] 謝俊, 武英利, 梁會珍, 等. 應用流動單元尋找油田有利挖潛區的新思路[J].西北地質, 2004 , 37(4):44-45.

[4] 馬二平，孫衛，任大忠，等. 靖安油田盤古梁長6油層組儲層流動單元研究[J].石油地質與工程，2012 ，26(2)：54-57.

[5] 陳沖，朱悅，鞏彬鵬，等. 華慶地區長6儲層孔隙結構研究[J].石油地質與工程，2012，26(6)：49-51.

[6] 周金應, 李治平. 儲層流動單元劃分與描述的方法[J]. 資源與產業，2006，8(5)：60-63.