基于流動單元劃分的致密油藏產能分類評價——以馬嶺油田鎮246井區為例

張稷瑜，顧岱鴻，田 冷，王 猛

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基于流動單元劃分的致密油藏產能分類評價——以馬嶺油田鎮246井區為例

張稷瑜1，2，顧岱鴻1，2，田 冷1，2，王 猛1，2

（1．中國石油大學石油工程教育部重點實驗室，北京 102249；2．中國石油大學（北京）石油工程學院）

作為非常規油氣開發的熱點，致密砂巖油藏的產能分析一直是研究的重點之一。選取鄂爾多斯盆地典型致密砂巖儲層為研究對象，利用巖心分析化驗資料和測井資料，優選出孔隙度、滲透率、泥質含量、流動帶指數等4個表征致密砂巖儲層特征的參數，采用聚類與判別分析的數學方法將其劃分為4類流動單元，根據單井流動單元組合類型將研究區儲層分為均質型、中等非均質型、強非均質型等3類，結合實際生產數據，采用多元回歸分析方法，建立了單井產能分類評價模型。

馬嶺油田；流動單元；致密油藏；產能分類

研究區鎮246井區屬于隴東地區中部的馬嶺油田，位于鄂爾多斯盆地南部伊陜斜坡中西部緊鄰天環坳陷的構造部位。鎮246井區的主要研究對象為長8油層組，該油藏為致密儲層，非均質性強，流體流動機理復雜，產能研究難度大[1]。本文通過研究儲層非均質性，優選出孔隙度、滲透率、泥質含量、流動帶指數4個表征致密砂巖儲層特征的參數，采用聚類判別分析的方法將其劃分為4類流動單元，建立了中值半徑與啟動壓力梯度、應力敏感系數之間的關系；結合實際生產數據，采用多元回歸分析方法，建立了單井產能模型[2]。

1 流動單元劃分

本文采用巖性–物性多參數分析方法劃分研究區流動單元。選取孔隙度、滲透率、泥質含量、流動帶指數（）4個參數作為劃分流動單元的指標[3]。其中流動帶指數為：

（1）

樣品被分為若干類流動單元之后，使用判別分析的方法對該分類結果進行驗證，求取每一類流動單元的判別系數[4]。所建立的判別函數組如下所示：

2 流動單元劃分結果

從研究區不同孔隙度、滲透率的井段中，篩選出100個樣品，選擇孔隙度、滲透率、泥質含量、流動帶指數，以離差平方和距離為標準[5]，使用SPSS軟件進行聚類分析，劃分為4類流動單元（表1）。

表1 4類流動單元聚類分析結果

分析表1可知，各類流動單元中樣本數量較為平均，重疊部分不多，故研究區的流動單元劃分為4類是合理的（圖1）。

圖1 流動單元類型分布頻率

使用貝葉斯判別分析方法將標準樣品按上述 4 類儲層分組，進行判別分析，結果如表2。

表2 流動單元判別分析結果

采用貝葉斯判別分析方法，對已經完成聚類的100個樣本進行分析，計算其判別系數，結果見表3。

表3 流動單元各參數判別系數

由判別分析的判別系數，得到4類流動單元的判別函數：

式中：為泥質含量，%。

對于待劃分流動單元的儲層，將其4項參數分別代入式（3）的4個函數，求出14的值，14中最大值所對應的流動單元類別就是該儲層所屬于的流動單元。

3 致密儲層單井產能分類

根據流動單元的實際組合情況，將儲層分為均質型、中等非均質型、強非均質型3種，利用多元回歸分析的方法，將理論計算產能與投產后的平均產能相結合，分別建立各類儲層的單井產能模型[6-7]。

3.1 均質型儲層

研究區均質型儲層的生產井，其流動單元均為第Ⅰ類流動單元，計算隔層分布密度與實際產能進行對比[8-9]，結果如表4所示，對其進行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

表4 均質型儲層產能對比

3.2 中等非均質型儲層

計算單井內各流動單元的理論產能，與實際產能對比結果如表5所示。

表5 中等非均質型儲層產能對比

由表5可知，中等非均質程度儲層理論計算產能與實際產能的趨勢基本吻合，但理論產能的代數和仍與實際產能有一定區別。故使用SPSS軟件對其進行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

式（7）的相關系數=0.938 6。

在式（7）中，Ⅰ類~Ⅳ類流動單元理論產能系數依次變小，說明物性最好的Ⅰ類流動單元對儲層產能貢獻最大，其次為Ⅱ類流動單元、Ⅲ類流動單元，Ⅳ類流動單元的物性最差，對儲層產能的貢獻最小。

3.3 強非均質型儲層

對于強非均質型儲層，通常由3~4種類型的流動單元組合而成，縱向上物性變化極大，通常在10m~20 m范圍內滲透率能夠相差一個甚至兩個數量級，隔層對產能的影響遠小于物性變化對產能的影響[10]，故回歸分析時不考慮隔層因素。將實際生產數據與理論計算數據進行對比，結果如表6所示。

表6 強非均質型儲層產能對比

由表6可知，強非均質型儲層理論計算產能與實際產能相差較大，故使用SPSS軟件對其進行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

式（8）的相關系數：=0.819 3。

由圖2可知，回歸產能與實際產能基本分布在一條直線上，故回歸結果與實際雖有差異，但還是可信的。式（8）中Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類流動單元的系數相近且都大于Ⅳ類流動單元，說明在強非均質型儲層中，Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類流動單元對儲層的貢獻較大，Ⅳ類流動單元對儲層的貢獻較小。

圖2 回歸產能與實際產能相關性分析

4 結論

（1）選取孔隙度、滲透率、泥質含量、流動帶指數4個指標，應用聚類分析、判別分析等數學方法，將儲層分為四類流動單元，Ⅰ類所占比例為19%，Ⅱ類所占比例為31%，Ⅲ類所占比例為34%，Ⅳ類所占比例為16%。

（2）從地質、開發兩個角度入手分析了儲層產能的影響因素，隨著流動單元物性依次變差，滲透率對產能的影響權重下降，中值半徑對產能影響權重上升，說明影響產能的主要因素逐漸由滲透率轉換為中值半徑。

（3）根據儲層中流動單元組合情況，將其分為均質型、中等非均質型、強非均質型三類，建立對應單井產能模型表明Ⅰ類流動單元對單井產能貢獻最大，Ⅳ類流動單元對單井產能貢獻最小。

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編輯：王金旗

1673–8217（2017）05–0081–04

TE 343

A

2016–07–26

張稷瑜，1992年生，在讀碩士研究生，研究方向為油氣田開發理論與系統工程。

國家自然科學基金資助項目（U1562102）；中國石油科技創新基金資助項目（2014D–5006–0215）；中國石油大學（北京）基金資助項目（2462015YQ0218）。