躍進二號油田E31儲層非均質性研究

高瑞陽，牟中海，楊雪峰，賈風娟，蘇 秋

(1.西南石油大學，四川成都 610500；2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院)

躍進二號油田E31儲層非均質性研究

高瑞陽1，牟中海1，楊雪峰2，賈風娟1，蘇 秋1

(1.西南石油大學，四川成都 610500；2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院)

漸新統下干柴溝組下段(E31)為躍進二號油田主要含油層系，在巖心資料和測井數據統計的基礎上，計算躍進二號油田E31儲層層間、各小層層內的滲透率變異系數、突進系數、級差，運用單項非均質參數及儲層非均質綜合指數評價了E31儲層層間、各小層(以Ⅰ-11小層為例)層內及平面的非均質性。研究表明，躍進二號油田E31儲層層間非均質性強，平面上強非均質性區域分布廣；Ⅰ-11小層層內非均質性中等，強非均質性區域主要在8-4、3-3、8-7、7-11等井附近。

躍進二號油田；E31儲層；儲層非均質性；非均質綜合指數

1 地質概況

躍進二號油田為柴達木盆地豐度最高的油田之一[1]，位于柴達木盆地西部南區，為西部坳陷區昆北斷階[2-3]亞區鐵木里克凸起內的一個三級構造，西北為尕斯庫勒油田，西為躍西構造，東與躍東構造相鄰(圖1)。研究層位為躍進二號油田主要含油層系：漸新統下干柴溝組下段(E31)。E31儲層分為4個油組，28個小層，主要為辮狀河三角洲平原、三角洲前緣及濱淺湖沉積[4-5]，含油巖性以粉砂巖和細砂巖為主，膠結物為方解石，膠結類型以孔隙型膠結為主，儲集空間以孔隙型為主，屬于中孔低滲儲層。

圖1 工區構造位置

前人對躍進二號油田的研究多側重于油氣成藏機理、沉積相、構造運動等方面[6-7]，對儲層非均質性研究鮮有涉及。躍進二號油田的開發實踐證明,油井產能大小、注水效果好壞、油水運動方向與儲層物性在縱向、橫向上變化很大,因此開展儲層非均質性研究是弄清油藏中高含水期剩余油分布規律、實現注水開發中后期穩產的重要手段之一。

儲層非均質性研究綜合起來主要包括宏觀非均質性和微觀非均質性，按照我國油田部門的通用分類，將宏觀儲層非均質性分為層間、平面、層內三類[8-9]。本文根據工區的實際情況，提出了評價層內和層間非均質性綜合指數方法，并著重從層內、層間及平面等方面對儲層非均質性進行了研究和評價。

2 層內非均質性

層內非均質性是單砂層垂向上及平面上儲層性質(巖性、物性、電性及含油氣性)的變化，是直接影響和控制單砂體內注入水波及體積的關鍵因素[16-17]，主要反映在層理構造、滲透率韻律及夾層頻率的變化等方面。

2.1 層理構造

E31儲層中發育塊狀層理、水平層理、交錯層理等。水平層理會影響流體的垂向滲流，流體順層理面流動，注水開發時，注入水沿層理面水淹嚴重，驅油效果差。平行層理和交錯層理等斜層理沿紋層面和層面滲透率較高，水淹快，滲透率非均質性強，易形成較多的剩余油，驅油效率低；垂直層理面方向滲透率非均質程度更強，驅油效率更低。

2.2 層內滲透率韻律

常見的滲透率韻律可分為正韻律、反韻律、復合韻律、均質韻律。E31儲層滲透率韻律主要為復合韻律。由于水驅運動方向是由下往上有利，所以均質韻律和反韻律水驅效果比較好,對層內的非均質性貢獻小，簡單正韻律、復雜正韻律以及復合式韻律對層內非均質性貢獻大。層內的韻律性是影響油氣成藏的重要因素,而滲透率韻律性主要受控于沉積環境。E31第Ⅰ、Ⅱ油層組主要是濱淺湖亞相的濱淺湖泥、灘壩、泥灰坪微相，E31第Ⅲ、Ⅳ油層組主要為辮狀河三角洲前緣亞相的分流河道、分流間、河口壩、席狀砂、遠砂壩微相和辮狀河三角洲平原亞相的水上分流河道、泛濫平原微相。其中灘壩滲透率韻律主要為復合反正韻律，分流河道以正韻律為主，席狀砂以正反韻律為主，河口壩以復合反正韻律或多個反正韻律疊加為主，遠砂壩以均質韻律為主。

2.3 層內夾層分布頻率

E31各小層內部夾層主要是泥巖夾層、物性夾層，鈣質夾層少見。泥巖夾層在電測曲線上為高時差、低密度、高伽馬、低電阻率，單層厚度小(一般小于0.5 m)，平面連續性差，主要分布在砂體內。物性夾層多存在于單一巖性內，主要是由于砂巖顆粒間雜基、膠結物造成，表現為物性差，特別是滲透率極低。 對工區各小層各井的夾層數進行了統計，并計算了夾層頻率，從夾層頻率等值線圖可知：在水上分流河道、分流河道、河口壩、遠砂壩、席狀砂、灘壩砂體的中心部位，夾層頻率低，而在砂體與泥質巖類交匯處，夾層頻率高,反映出非均質性較強。

2.4 層內非均質性的平面變化

一般層內非均質性可用滲透率變異系數、突進系數、級差等參數評價[12]。本文采用同樣的評價參數，并根據工區的實際情況，結合前人研究成果，提出了該區非均質性的評價標準(表1)。研究統計了各井E31Ⅰ-11小層層內測點滲透率最大值、最小值和平均值，計算出層內變異系數為0.09～2.31，平均0.51；突進系數為0.67～14.80，平均2.63；級差為0.90～188.43，平均16.67。綜合評價E31Ⅰ-11層內非均質性為中等非均質性。

表1 滲透率非均質性參數評價標準

同時根據每口井的滲透率變異系數和突進系數，繪制了Ⅰ-11滲透率變異系數及突進系數等值線圖(圖2)。根據非均質參數評價標準，E31Ⅰ-11小層強非均質性區域主要集中在研究區3-3、8-7、8-4、7-11、176、254等井附近，中等非均質性區域主要在144、3-2、866、8-18井附近，其余區域的非均質性較弱。3-3井與275井之間的區域非均質系數數值變化很快，變異系數從2.3減小至0.11，突進系數從14.8減小至1.24，顯示出平面非均質性差異大；8-7井位于席狀沙與河口壩微相交界部分，顯示出向河口壩方向，平面非均質性逐漸變小的趨勢。

圖2 E31Ⅰ-11層內變異及突進系數等值線

3 層間非均質性

層間非均質性是指儲層縱向上砂層間的物性差異及其分布特征，包括砂體之間在旋回性、滲透率分布梯度、隔層分布及構造裂縫等方面的差異性，主要受沉積相帶展布控制，對油水界面的差異及油水系統的分布構成重要的影響[13]。

3.1 隔層特征

E31各小層間隔層厚度變化較大，但分布相對穩定。由于斷層十分發育，泥質巖疏松，所以隔層質量一般。隔層多為泥層(巖性以泥巖為主)，平均厚度大于5 m的僅有E31Ⅰ-1～2小層，大部分小于2 m，平均隔層厚度2.85 m。E31同生斷層十分發育，造成地層厚度橫向變化大，因而隔層厚度的變化在橫向上差異明顯。

3.2 層間非均質性的平面變化

據E31儲層測井解釋和巖心分析資料，計算出層間變異系數在0.19～1.56，平均值0.74；突進系數在1.19～7.52，平均值3.23；級差在2.22～304.13，平均值33.46。根據本區非均質性參數評價標準，E31層間非均質性屬于強非均質性。

從E31層間變異及突進系數等值線圖(圖3)可知，強非均質性區域分布很廣，而中等非均質性主要集中在245～145井區及8-11、3-3、4-10等井附近，弱非均質性主要在8-5、243、8-9井區。E31層間整體上平面變化較慢，但在4-12、8-14井附近，非均質性平面變化較快，差異明顯。

圖3 E31層間變異及突進系數等值線

4 非均質性綜合評價

儲層非均質綜合指數評價方法主要將非均質性的多個參數進行綜合考慮，從而避免了單參數非均質性表征的不確定性[21]。綜合三個滲透率非均質性參數(滲透率變異系數(Vk)、滲透率突進系數(Tk)和滲透率級差(Jk))，采用加權平均法求取儲層非均質性綜合指數(M)。具體計算方法如下：

(1)對滲透率非均質參數進行歸一化處理,即將各參數的值統一到0～1之間。

式中,Ximin為第i個變量的最小值;Ximax為第i個變量的最大值;i取值為1,2,……，n的采樣數;Yi為歸一化處理后的非均質參數值(0～1)。

(2)求取儲層非均質性綜合指數公式如下：

式中,λi為權系數(突進系數、級差、變異系數的權系數分別為0.3、0.2、0.5)；M為非均質綜合指數(0～1),0代表均質儲層,1代表強非均質性儲層。

4.1 層內非均質性綜合評價

根據研究區實際情況，確定了滲透率非均質綜合指數的評價標準：弱非均質性(M<0.1)、中等非均質性(0.1≤M<0.3)、強非均質性(M≥0.3)。以E31Ⅰ-11為例，層內非均質綜合指數值為0.01～0.90，平均值為0.15，屬于中等非均質性儲層。

由E31Ⅰ-11非均質綜合指數等值線圖(圖4)可知，8-4、8-7、7-11、3-3等井附近區域非均質性強，中等非均質性區域主要集中在3-2、8-18、8-19井區和144、866、243等井附近，剩余區域非均質性較弱。非均質綜合指數高值主要集中在8-7、3-3井附近，其余區域非均質性逐漸減弱。3-3井至275井之間的綜合指數值在很短距離內從0.85減小至0.02，非均質性從強迅速變為弱，該區域非均質性變化十分明顯。

圖4 E31Ⅰ-11層內非均質綜合指數等值線

4.2 層間非均質性綜合評價

E31儲層層間非均質性綜合指數取值0～0.83，平均值為0.32，屬于強非均質性。E31層間非均質綜合指數等值線圖(圖5)說明，研究區強非均質性區域分布很廣，中等非均質性區域主要集中在245、8-5、243、8-9、8-22井區和134、4-10、3-3等井附近，弱非均質性區域集中在285、8-13、8-16等井附近。儲層層間非均質性綜合指數高值主要集中于8-14、274、175等井附近，8-14井附近砂體厚度、沉積微相在縱橫向上變化大，所以非均質性在平面上變化較快。

圖5 E31層間非均質性綜合指數等值線

5 結論

(1)綜合單項非均質參數評價及儲層非均質綜合指數評價結果認為，E31Ⅰ-11層內非均質性中等，強非均質性區域主要在8-4、3-3、8-7、7-11等井附近；E31層間非均質性強，中等非均質性區域主要在245、8-5井區及3-3、4-10等井附近，弱非均質性區域集中在243、8-9井區附近。

(2)通過對比兩種評價結果發現：E31Ⅰ-11層內強、中、弱非均質性區域基本一致，但是非均質性綜合指數評價方法使用更加簡便，更能直接反映非均質性變化特征。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0069-04

2014-06-27；改回日期：2014-08-18

高瑞陽，1988年生，2011年畢業于西南石油大學地球科學與技術學院資源勘查工程專業，在讀碩士研究生，主要從事油藏描述、儲層沉積方面的研究。

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“柴達木盆地建設千萬噸油氣田綜合配套技術研究”子課題06“柴達木盆地老區穩產提高采收率技術研究”(2011E-0306)部分成果。

TE112.23

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