吐哈盆地三塘湖油田中侏羅統儲層流動單元劃分

徐藝僑+董莎莎+喻春萌

摘 要：流動單元的劃分是復雜油氣藏地質表征的基礎。針對吐哈盆地三塘湖油田中侏羅統西山窯組二段低孔低滲儲層，在小層精細劃分的基礎上，應用SPSS統計分析軟件對孔隙度、滲透率、流動分層指標、油藏品質指數、孔喉半徑這5個孔隙結構特征參數進行Q型聚類分析和判別分析，將西山窯組二段儲層劃分為5類流動單元。本次流動單元劃分結果與儲層物性規律具有一定的相似性，采用的方法客觀、真實地反映了該低孔低滲油藏儲層的地質特征。

關鍵詞：低孔低滲儲層；流動單元；Q型聚類分析；西山窯組二段；吐哈盆地

流動單元是由Hearn C. L.等于1984年提出的一個概念，定義為一個縱橫向連續，內部滲透率、孔隙度、層理特征相似的儲集帶，且在同一流動單元中影響流體流動的巖層特點、流體流動特征相似[1]。此后，眾多專家及學者們用這一概念開展油氣藏地質表征研究，并根據各自對研究對象的特點與流動單元的理解，對流動單元的概念及劃分方法進行了豐富和發展。穆龍新[2]認為流動單元是指一個油砂體及其內部因受邊界限制、不連續薄隔擋層、各種沉積微界面、小斷層及滲透率差異等造成的滲流特征一致的儲集單元。

流動單元的劃分方法很多，綜合國內外學者關于儲層流動單元研究的劃分方法[3-5]，大體可分為定性劃分和定量劃分兩大類，并可細分為四種方法：①依據沉積微相的空間展布進行劃分；②根據夾層的展布與特征進行分類；③依據儲層的孔隙結構特征參數進行定量區分和研究；④根據流體的特征與壓力狀況進行確定。

研究區三塘湖油田侏羅統西山窯組二段（J2x2段）發育低孔低滲儲層。低孔低滲儲層物性差，滲流阻力大，油氣運移進入油藏后，優先進入孔滲性能較好的儲層，在驅替壓力不高的情況下，油氣很難進入低滲透儲層將孔隙中的束縛水驅替出來，使得儲層儲集性能較低，并伴隨強烈的非均質性。對于該類油藏，本次研究依據儲層的孔隙結構特征參數（孔隙度、滲透率、流動分層指標、油藏品質指數、孔喉半徑）進行定量劃分，并通過SPSS統計軟件對該區流動單元模型進行Q型聚類分析，運用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應的判別函數來識別該區流動單元。

一、流動單元的劃分

以三塘湖油田的地質特點和生產開發資料為基礎，本次流動單元劃分研究的步驟為：首先，在縱向上以高分辨率層序地層學基準面旋回對比理論[6-7]為指導進行小層精細對比與劃分；其次，在平面上根據選取的孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結構特征參數進行Q型聚類分析和判別分析研究區西山窯組二段儲層砂體流動單元平面分布。

（一）小層精細對比與劃分

通過三塘湖J2x2段巖心描述、巖石薄片觀察及測井解釋結果，識別出研究區主要發育辮狀河三角洲前緣亞相，水下分流河道、水下分流河道間、遠砂壩、河口壩、前緣席狀砂等微相。在此基礎上，應用高分辨率層序地層學基準面旋回對比理論，對J2x2段進行小層精細對比與劃分。整個J2x2段屬于一個基準面上升的中期旋回，內部可進一步分為4個基準面上升的短期旋回，最終將J2x2段細分為單砂層級別的11個超短期旋回（J2x21-1-1、J2x21-1-2、J2x21-2-1、J2x21-2-2、J2x22-1-1、J2x22-1-2、J2x22-2-1、J2x22-2-2、J2x23-1、J2x23-1、J2x24），為流動單元精細劃分提供依據。

（二）聚類分析

本次研究選取三塘湖油田9口取心井中儲層物性下限（孔隙度大于2%）以上的472個分析化驗數據點，根據孔隙度和滲透率分別計算出每個點的流動分層指標、油藏品質指數、孔喉半徑。最后，通過SPSS統計軟件對孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35進行Q型聚類分析，并運用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應的判別函數，在其分析結果達到要求的前提下確定該區流動單元的平面分布。

Q型聚類分析是根據所選參數在性質和成因上的親疏程度，把彼此之間關系最緊密的砂體聚集、合并成一類流動單元，是在考慮多種參數的情況下對儲層流動單元進行分類的綜合分析方法[8]。利用SPSS統計軟件逐步判別分析程序，通過幾次變量的引入和剔除，最終選出對流動單元分類起主要作用的兩個影響因素最大的參數滲透率和R35值，用Fisher判別法建立流動單元判別函數，各類流動單元的判別函數分別為：

I類儲集層流動單元：I=-41.333×lgR35+57.056×lgK-28.279

II類儲集層流動單元：II=-52.44×lgR35 +39.236×lgK-10.957

III類儲集層流動單元：III=-65.051×lgR35 +28.449×lgK-10.167

IV類儲集層流動單元：IV=-69.571×lgR35 +16.118×lgK-15.159

V類儲集層流動單元：V=-72.67×lgR35 +0.367×lgK-29.103

利用上述判別函數對J2x2段9口取心井所有數據點進行計算，然后根據最大隸屬原則進行歸類，并統計出各類流動單元類型的判別結果（表1）和流動單元孔隙結構參數聚類中心（表2）。從表1中可看出，取心井所有數據點回判率在98.4%以上，說明該判別函數是可用的，利用該方法進行流動單元的劃分是有效的。表2列出各類流動單元每個參數的聚類中心，可發現孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都呈線性變化，即從I類流動單元到V類流動單元每個孔隙結構參數都逐漸減小，說明該流動單元劃分結果與儲層物性規律具有一定的相似性，且流動單元的好壞不是一個參數所能決定的，而是所有參數共同作用的結果。

依據上述流動單元劃分方法，根據巖電關系，利用測井數據，對非取心井單井物性參數進行解釋。根據各井物性參數解釋資料，對孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結構特征參數采用同樣的處理方法，進行非取心井流動單元的劃分。endprint

二、流動單元的劃分結果

根據上述判別方法分別計算研究區內154口井孔隙結構特征參數，并依據最大隸屬原則，確定各沉積單元的流動單元類型。最后根據各沉積單元的流動單元類型勾繪出該沉積單元流動單元平面分布圖（圖1）。現對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段各類流動單元平面厚度分布特征敘述如下：

I類流動單元，共158m，平均厚度為1.02m，平均孔隙度為16.8%，平均滲透率為18.45×10-3μm2，孔喉半徑為3.53μm，流動分層指標為2.68，油藏品質指數為0.48。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上呈零星分布，主要分布在孔隙度、滲透率較高的位置，發育于水下分流河道的中心部位、河口壩和河流交匯處，滲流能力最強。

II類流動單元，共774m，平均厚度為5.02m，平均孔隙度為14.7%，平均滲透率為3.26×10-3μm2，孔喉半徑為1.89μm，流動分層指標為1.81，油藏品質指數為0.33。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上較為連續，呈條帶狀分布，發育于水下分流河道主河道、分支河道和河口壩，滲流能力較強。

III類流動單元，共1459m，平均厚度為9.47m，平均孔隙度為13.9%，平均滲透率為0.96×10-3μm2，孔喉半徑為1.18μm，流動分層指標為1.25，油藏品質指數為0.23。垂向上主要分布在J2x21、J2x22、J2x23；平面上分布最廣，呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上，發育于河口壩、水下河道邊部，滲流能力中等。

IV類流動單元，共1043m，平均厚度為6.77m，平均孔隙度為12.5%，平均滲透率為0.34×10-3μm2，孔喉半徑為0.86μm，流動分層指標為0.90，油藏品質指數為0.18。垂向上主要分布在J2x22、J2x23、J2x24；平面上分布廣泛，呈條帶—連片狀分布，發育于分支河道邊部、前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力較弱。

V類流動單元，共493.5m，平均厚度為3.20m，平均孔隙度為10.1%，平均滲透率為0.07×10-3μm2，孔喉半徑為0.33μm，流動分層指標為0.39，油藏品質指數為0.07。垂向上主要分布在J2x23、J2x24；平面上分布范圍縮小，呈寬條帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間，發育于前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力最弱。

三、結語

選取孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結構特征參數，應用Q型聚類分析和判別分析方法將吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元分為I類、II類、III類、IV類和V類共5類流動單元類型。

I類和II類主要分布在J2x21、J2x22地層中，且分布局限，多呈零星狀或條帶狀沿主河道分布。III類主要分布在J2x22、J2x23地層中，呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上。VI類和V類主要分布在J2x23、J2x24地層中，呈條帶—連片狀或寬條帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間。

在侏羅統西山窯組地層中，I類和II類主要分布在各沉積旋回的頂部或中上部，海平面較低，儲層物性較好，發育于水下分流河道、河口壩和分支河道，滲流能力好。III類流動單元主要分布在各沉積旋回的中部，物性中等，發育于河口壩、水下河道邊部，滲流能力中等。VI類和V類流動單元主要分布在各沉積旋回的底部，物性較差，發育于前緣席狀砂、前三角洲，滲流能力弱。

從I類到V類流動單元，孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都逐漸減小，各類流動單元與儲層物性分布、沉積微相分布具有良好的對應關系，且流動單元的好壞不是一個參數所能決定的，而是所有參數共同作用的結果。

本次針對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元的劃分研究采用的方法客觀、真實地反映了該低滲油藏儲層的地質特征，符合該類儲層流動單元評價劃分精度的要求，對于同類油藏流動單元的劃分具有指導意義。

參考文獻：

[1]Hearn C.J.，Ebanks W.J.Jr，Tye R.S.，et al.Geological factors influencing reservoir performance of the Hartzog Draw Field， Wyoming[J].Journal of Petroleum Technology，1984，（09）：1335-1344.

[2]穆龍新，黃石巖，賈愛林.油藏描述新技術[M].中國石油天然氣總公司油氣田開發議會集.北京：石油工業出版社，1996：1-10.

[3]劉吉余，王建東，呂靖.流動單元特征及其成因分類[J].石油實驗地質，2002，（04）：381-384

[4]李海燕，彭仕宓，劉鳳喜.儲層流動單元研究[J].油氣地質與采收率，2007，（02）：67-70.

[5]劉吉余，王建東，呂靖.流動單元特征及其成因分類[J].石油實驗地質，2002，（04）：381-384.

[6]Cross T.A..High resolution stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodation[R].Proceeding of Northwestern Europian Sequence Stratigraphy Congress，1994：105-123.

[7]Cross T.A.，Lessenger MA.Sediment volume partitioning： Rationale for stratigraphic model evaluation and high resolution stratigraphic correlation[R].Sequence Strati graphy Concepts and Applications.NPE Special Publication，1998：171-195.

[8]馬立文，竇齊豐，彭仕宓，等.用Q型聚類分析與判斷函數法進行儲層評價--以冀東老爺廟油田廟28X1區塊東一段為例[J].西北大學學報，2003，（01）：83-86.

作者單位：

徐藝僑，西南油氣田分公司四川川港燃氣有限責任公司

董莎莎，西南油氣田分公司重慶氣礦

喻春萌，川東鉆探公司endprint