鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量研究

孫　博，周曉星

（1.中石化華北石油工程有限公司井下作業(yè)分公司，河南鄭州　450042；2.山東科瑞石油工程技術(shù)研究院，山東東營(yíng)　257067）

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鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量研究

孫博1，周曉星2

（1.中石化華北石油工程有限公司井下作業(yè)分公司，河南鄭州450042；2.山東科瑞石油工程技術(shù)研究院，山東東營(yíng)257067）

摘要：為克服單因素表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性的不足，運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)目的層的非均質(zhì)性進(jìn)行了研究。根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)特征，選取孔隙度、滲透率、砂體厚度、級(jí)差、突進(jìn)系數(shù)、變異系數(shù)、滲透率參差系數(shù)和沉積相8個(gè)參數(shù)計(jì)算儲(chǔ)層非均質(zhì)性綜合指數(shù)，并建立了分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用非均質(zhì)性綜合指數(shù)在層內(nèi)、層間和平面三個(gè)方面對(duì)目的層非均質(zhì)性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層非均質(zhì)性總體上偏弱。非均質(zhì)性綜合指數(shù)達(dá)到0.5以上的高值區(qū)只是在東部和西南部零星分布，其余地區(qū)都在0.5以下，表現(xiàn)出弱到中等程度的非均質(zhì)性特征。在縱向上，長(zhǎng)82的非均質(zhì)性程度要比長(zhǎng)81強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：定量；非均質(zhì)性；儲(chǔ)層；鄂爾多斯盆地

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是由于沉積、成巖條件的變化造成儲(chǔ)層在橫向及縱向上的巖性、物性、含油性等方面的不均一性[1，2]，它是影響油田儲(chǔ)層油氣分布，提高油田產(chǎn)能、采收率和經(jīng)濟(jì)效益最關(guān)鍵的地質(zhì)因素[3，4]。我國(guó)油氣田以陸相碎屑巖儲(chǔ)層為主，地質(zhì)情況非常復(fù)雜，非均質(zhì)性極強(qiáng)，原油性質(zhì)差異大，油藏最終采收率低，加強(qiáng)儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究對(duì)于我國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)有非常重要的意義[5]。B區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西部，長(zhǎng)8發(fā)育三角洲前緣沉積體系，油藏類型屬低孔、特低滲致密巖性油藏。研究區(qū)目前存在著單井產(chǎn)能低，綜合含水率高，注水效率低等問(wèn)題，為了提高油田的注水效率和采收率，挖掘油藏開(kāi)發(fā)潛力，有必要對(duì)研究區(qū)的非均質(zhì)性進(jìn)行研究。

1　非均質(zhì)性表征方法

目前國(guó)內(nèi)外研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性的方法主要包括沉積微相法、儲(chǔ)層建模相控技術(shù)法、巖石物理相分析法、儲(chǔ)層流動(dòng)單元法、儲(chǔ)層物性參數(shù)法、實(shí)驗(yàn)法和綜合指數(shù)法[5，6]，發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為從定性研究向定量研究轉(zhuǎn)變。表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性的參數(shù)也有很多，常用的有變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差和均質(zhì)系數(shù)等[2，3，6]，以及近幾年提出的勞倫茲曲線法[7-9]、滲透率參差系數(shù)[3]等，滲透率參差系數(shù)是在勞倫茲曲線法的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。這些參數(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差和均質(zhì)系數(shù)這幾個(gè)表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性的參數(shù)在數(shù)值上的變化范圍是無(wú)限的，其可對(duì)比性較差，分類標(biāo)準(zhǔn)不容易確定[3，7，9]；勞倫茲曲線法和滲透率參差系數(shù)是從儲(chǔ)層滲透率累積分布特征研究的角度提出的新的儲(chǔ)層非均質(zhì)程度定量表征參數(shù)，其值域都在0到1，是有界的，其值越小表示越均勻，值越大則表示越不均勻。但是這兩個(gè)參數(shù)都僅僅是著眼于儲(chǔ)層滲透率的變化，而沒(méi)有考慮到其他因素的影響。

單個(gè)的非均質(zhì)參數(shù)僅能從一個(gè)側(cè)面或某一角度來(lái)描述儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，經(jīng)常會(huì)有不同參數(shù)表征同一非均質(zhì)程度儲(chǔ)層結(jié)論不一致的問(wèn)題[2]。因此，研究學(xué)者們也越來(lái)越趨向于綜合利用多個(gè)非均質(zhì)參數(shù)，形成一個(gè)綜合指數(shù)來(lái)克服單一參數(shù)表征的不足，使得儲(chǔ)層非均質(zhì)性表征更加定量化。

2　非均質(zhì)性綜合指數(shù)研究方法

本次研究利用了非均質(zhì)性綜合指數(shù)法來(lái)定量表征鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。非均質(zhì)性綜合指數(shù)的求取主要包括以下幾個(gè)步驟：

（1）參數(shù)的確定：根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，選擇目前常用數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)精度（可信）高、平面分布廣、能夠反映非均質(zhì)特征的參數(shù)。常用的非均質(zhì)參數(shù)主要有以下幾類：①表征滲透率參數(shù)變化的非均質(zhì)參數(shù)：滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差、均質(zhì)系數(shù)和滲透率參差系數(shù)等；②表征砂體厚度及分布的非均質(zhì)參數(shù)：砂層厚度、分層系數(shù)、砂巖密度等；③表征儲(chǔ)層中油層分布變化的非均質(zhì)參數(shù)：夾層頻數(shù)、夾層密度、砂層系數(shù)等；④其他：連通系數(shù)、分布系數(shù)、孔隙度、滲透率、孔喉半徑等[2，10]。綜合利用地質(zhì)、測(cè)井和開(kāi)發(fā)資料，本次研究選用了孔隙度φ、滲透率K、滲透率級(jí)差J、突進(jìn)系數(shù)T、變異系數(shù)V，滲透率參差系數(shù)C，沉積微相M、砂體厚度H等8個(gè)參數(shù)。

（2）將參數(shù)值歸一化處理：計(jì)算儲(chǔ)層的非均質(zhì)綜合指數(shù)時(shí)，要對(duì)所選擇的參數(shù)進(jìn)行歸一化處理。不同的參數(shù)對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的貢獻(xiàn)是不一致的，因此，參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方法也不同[6，11]，大體分為以下兩種情況：一是值越小對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量貢獻(xiàn)越大的參數(shù)，包括變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差，標(biāo)準(zhǔn)化的方法如（1）式；二是值越大對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量貢獻(xiàn)越大的參數(shù)，包括孔隙度、滲透率、砂體厚度，標(biāo)準(zhǔn)化的方法為（2）式。

對(duì)于沉積微相，可依據(jù)沉積微相的研究成果，把砂體發(fā)育的微相賦值為0，砂體不發(fā)育的微相賦值為1，其余的微相則分布在0～1；而滲透率參差系數(shù)的值域在0～1，無(wú)需再做歸一化處理。這樣就把各類參數(shù)均統(tǒng)一在0～1。

（3）分析各參數(shù)權(quán)重并形成計(jì)算公式：根據(jù)各參數(shù)的相關(guān)性分析，在均一化基礎(chǔ)上，利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析得到各參數(shù)的權(quán)重值，并形成非均質(zhì)性綜合指數(shù)計(jì)算公式：

根據(jù)非均質(zhì)綜合指數(shù)分布特征，通過(guò)聚類分析，建立了儲(chǔ)層非均質(zhì)定量表征標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）。

表1　儲(chǔ)層非均性質(zhì)綜合指數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The classification standard of reservoir heterogeneity comprehensive index

3　應(yīng)用實(shí)例

按照上述的方法和原理對(duì)鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的非均質(zhì)性進(jìn)行了定量研究。通過(guò)對(duì)取心段的巖心觀察和巖心物理分析化驗(yàn)資料的應(yīng)用，明確了B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層的沉積微相、物性特征、砂體展布等特征。通過(guò)公式計(jì)算出研究區(qū)的非均質(zhì)性綜合指數(shù)，并從層內(nèi)、層間和平面三個(gè)方面對(duì)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性進(jìn)行了定量表征。

3.1層內(nèi)非均質(zhì)性定量表征

鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8油層組具有正韻律、反韻律、復(fù)合韻律等沉積韻律模式。長(zhǎng)8油層組為三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道發(fā)育，河道砂體在縱向上與分流間灣泥質(zhì)巖互層分布。長(zhǎng)8油層組又可分為長(zhǎng)81和長(zhǎng)82兩個(gè)油層亞組，其中，長(zhǎng)81油層亞組中有4個(gè)單砂體，長(zhǎng)82中有3個(gè)單砂體。結(jié)合研究區(qū)W71井沉積相研究成果及測(cè)井解釋物性資料，利用非均質(zhì)性綜合指數(shù)的計(jì)算公式分別求得長(zhǎng)8油層組各單砂體的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值（見(jiàn)圖1）。在長(zhǎng)81油層亞組中，2號(hào)單砂體的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值最小，為0.253 4，表明其非均質(zhì)性最弱；3號(hào)單砂體的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值最大，為0.564 0，表明其非均質(zhì)性最強(qiáng)；在長(zhǎng)82油層亞組中，7號(hào)單砂體的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值最小，為0.366 2，表明其非均質(zhì)性最弱；2號(hào)單砂體的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值最大，為0.656 3，表明其非均質(zhì)性最強(qiáng)。

3.2層間非均質(zhì)性定量表征

層間非均質(zhì)性的定量表征可以通過(guò)計(jì)算不同層的非均質(zhì)性綜合指數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性差，為低孔-特低滲儲(chǔ)層，各層的非均質(zhì)性參數(shù)值（見(jiàn)表2）。將表中的孔隙度、滲透率、砂體厚度、級(jí)差、變異系數(shù)和突進(jìn)系數(shù)分別按公式（1）、（2）進(jìn)行歸一化處理。然后再利用非均質(zhì)性綜合指數(shù)計(jì)算公式求取各層的非均質(zhì)性綜合指數(shù)值，得到長(zhǎng)81的非均質(zhì)性綜合指數(shù)為0.308 6，為Ⅱ類，顯示為中等偏弱的儲(chǔ)層非均質(zhì)性程度；長(zhǎng)82的非均質(zhì)性綜合指數(shù)為0.546 7，為Ⅲ類，顯示儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)。研究結(jié)果表明長(zhǎng)82比長(zhǎng)81具有更強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖1　 B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層組層內(nèi)非均質(zhì)性定量表征圖（W71井）Fig.1 The layers heterogeneity quantitative characterization of Chang 8 reservoir in B area（Well W71）

3.3平面非均質(zhì)性定量特征

平面非均質(zhì)性定量表征可通過(guò)研究各井點(diǎn)非均質(zhì)性綜合指數(shù)分布特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。以鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)81為例，結(jié)合儲(chǔ)層沉積微相及砂體展布特征、儲(chǔ)層物性特征等，分別計(jì)算出各井的儲(chǔ)層非均質(zhì)性綜合指數(shù)值（見(jiàn)表3），通過(guò)繪制綜合指數(shù)等值線圖（見(jiàn)圖2）來(lái)定量表征儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性。從圖2可以看出，研究區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層在整體上的非均質(zhì)性較弱，其中位于Q52井區(qū)和Q15井區(qū)的非均質(zhì)性綜合指數(shù)達(dá)到了0.50以上，為Ⅲ類區(qū)，其儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)；位于Q50井區(qū)的區(qū)塊非均質(zhì)性綜合指數(shù)在0.40以上，為Ⅱ類區(qū)，其非均質(zhì)性程度中等；沿Q26-Q107-Q35-Q114區(qū)帶非均質(zhì)性綜合指數(shù)小于0.30，為Ⅰ類區(qū)，其主要受沉積微相、河道砂體展布的控制，該區(qū)帶厚砂體發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較弱。

4　結(jié)論

（1）根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)特征，選用了孔隙度、滲透

表2　研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層各非均質(zhì)性參數(shù)值分布表Tab.2 The distribution of each parameter of Chang 8 reservoir heterogeneity in study area

表3　研究區(qū)長(zhǎng)81部分井儲(chǔ)層非均質(zhì)性綜合指數(shù)值分布表Tab.3 The distribution of Chang 81reservoir heterogeneity comprehensive index of partial wells in study are

圖2　研究區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層非均質(zhì)性綜合指數(shù)等值線圖Fig.2 The isograms of heterogeneity comprehensive index of Chang 81reservoir in B area

率、砂體厚度、級(jí)差、變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、參差系數(shù)和沉積相8個(gè)參數(shù)來(lái)計(jì)算非均質(zhì)性綜合指數(shù)，對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性進(jìn)行定量表征，克服了單因素表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性的缺陷，并建立了儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量評(píng)價(jià)的分類標(biāo)準(zhǔn)。

（2）鄂爾多斯盆地B區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層水下分流河道砂體發(fā)育，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，儲(chǔ)層非均質(zhì)性總體上偏弱。非均質(zhì)性綜合指數(shù)在0.5以上的高值區(qū)只是在東部和西南部零星分布，其余地區(qū)都在0.5以下，表現(xiàn)出弱到中等程度的非均質(zhì)性特征。而在縱向上，長(zhǎng)82的非均質(zhì)性程度要比長(zhǎng)81強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］吳勝和，熊琦華.油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998：155－172.

［2］楊少春.儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量研究新方法［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，24（1）：53－56.

［3］邵先杰.儲(chǔ)層滲透率非均質(zhì)性表征新參數(shù)-滲透率參差系數(shù)計(jì)算方法及意義［J］.石油試驗(yàn)地質(zhì)，2010，32（4）：397－399.

［4］林承焰，董春梅，任麗華，等.油藏描述技術(shù)發(fā)展及啟示［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，37（5）：22－26.

［5］張傳河，李建紅.儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究現(xiàn)在及展望［J］.煤炭技術(shù)，2011，30（9）：232－233.

［6］李祖兵，顏其彬，羅高明.非均質(zhì)綜合指數(shù)法在砂礫巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究中的應(yīng)用-以雙河油田V下油組為例［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2007，26（6）：83－87.

［7］嚴(yán)科，楊少春，任懷強(qiáng).儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性定量表征研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，29（6）：870－874.

［8］劉超，馬奎前，李紅英，等.基于洛倫茲曲線法定量表征儲(chǔ)層非均質(zhì)性方法的改進(jìn)與應(yīng)用［J］.中國(guó)海上油氣，2012，24 （2）：36－38.

［9］李建.利用勞倫茲系數(shù)定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性-以埕島油田館陶組上段為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（2）：24－26.

［10］文華，孫娜.一種定量描述氣藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性的新方法［J］.特種油氣藏，2011，18（1）：51－53.

［11］梁力文，曠理雄，敬小軍，等.用非均質(zhì)性綜合指數(shù)研究大路溝A區(qū)儲(chǔ)集層［J］.新疆石油地質(zhì)，2013，34（2）：215－218.

Quantitatively research on reservoir heterogeneity in B area of Ordos basin

SUN Bo1，ZHOU Xiaoxing2
（1.Downhole Operating Company of North China Petroleum Branch，Zhengzhou Henan 450042，China；2.Shandong Kerui Petroleum Engineering Technology Research Institute，Dongying Shandong 257067，China）

Abstract:To overcome the inadequate caused by using the single factor to character reservoir heterogeneity, comprehensive index of heterogeneity was used for research on purpose formation.According to the geological characteristics of the study area, eight parameters include the porosity, permeability, sand thickness, permeability ratio, permeability onrush coefficient, permeability variation coefficient, permeability diversity coefficient and sedimentary facies were selected to calculate reservoir heterogeneity index, and the classification evaluation criteria were established.The heterogeneity comprehensive index was used to quantitatively evaluate the heterogeneity of purposes formation in layers, interlayer and flat.The results showed that the heterogeneity of Chang 8 reservoir in B area of Ordos basin was weak overall.Heterogeneity comprehensive index reached high values above 0.5 scattered just in the east and south, the rest were all below 0.5, showing a weak to moderate heterogeneitybook=79,ebook=84characteristics.In the longitudinal, the heterogeneity of Chang 82was stronger than Chang 81.

Keywords：quantitative；heterogeneity；reservoir；Ordos basin

作者簡(jiǎn)介：孫博，男（1988-），助理工程師，2011年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，郵箱：363405102@qq.com。

*收稿日期：2015－12-05

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.019

中圖分類號(hào)：TE122.23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5285（2016）02-0078-05