合水油田莊51井區長63油層儲層非均質性研究

蔣代琴，文志剛 (長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100)

陳建文 (中石油長慶油田分公司第十二采油廠，陜西 西安 710200)

劉軍鋒 (中石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶陽 745000)

劉衛彬 (中國地質調查局油氣資源調查中心，北京 100029)

高永亮 (長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100)

合水油田莊51井區長63油層儲層非均質性研究

蔣代琴，文志剛 (長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100)

陳建文 (中石油長慶油田分公司第十二采油廠，陜西 西安 710200)

劉軍鋒 (中石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶陽 745000)

劉衛彬 (中國地質調查局油氣資源調查中心，北京 100029)

高永亮 (長江大學資源與環境學院，湖北 武漢 430100)

儲層非均質性；長63油層；合水油田；鄂爾多斯

儲層的基本性質在三維空間上不均勻變化即為儲層非均質性[1]，它影響著油、氣、水運動規律，控制著油田采收率。合水油田莊51井區構造發育簡單，地層較為平緩，主要發育巖性油氣藏，受儲集層巖性和物性等基本性質影響較大。油田的開發實踐表明，研究區致密巖性油藏開采難度大、成本高，且存在大量可動原油無法開采，剩余油滯留等現象。為進一步挖掘研究區油藏的潛力，需對研究區長63油層進行非均質性研究。該次研究儲層非均質性是描述和表征儲層的核心內容，其主要研究儲層的各向異性，包括層內、層間、平面和微觀非均質性共4個方面[2]，對儲層特征及其空間變化規律進行定性定量地描述，以期指導下一步的油氣勘探與開發，調整開發方案，提高采收率[3]。

1 區域地質概況

2 層內非均質性

圖1 莊51井區莊186井長小層韻律圖

層內非均質性具體指縱向上一個單砂層的巖石顆粒類型及大小、顆粒間孔隙度、滲透率等基本巖石性質的變化情況，直接影響單砂層內部水淹厚度和波及系數，進而影響油氣采收率[6]。該次對層內非均質性的研究主要從垂向滲透率韻律特征、分層系數和砂巖密度、層內滲透率非均質參數以及層內夾層等方面進行分析。

2.1 垂向滲透率韻律特征

滲透率大小在縱向上的變化所形成的韻律性稱為滲透率韻律特征，可分為正韻律、反韻律和復合韻律。國內外大量的室內試驗研究表明，儲層注水開發中縱向波及厚度一般以反韻律、復合反韻律、復合韻律、復合正韻律效果較好，其次為均質段，正韻律效果最差[7]。據該區巖心觀察和測井資料分析統計，長63油層滲透率大小縱向上變化較大，主要為復合反正韻律(圖1)，其次為復合正反韻律，正韻律和反韻律較為少見。

2.2 層內夾層分布特征

該次夾層的研究是將長63油層中位于砂體之間的相對非滲透性巖層作為研究對象，主要是泥質夾層和鈣質夾層，兩者在巖電特征上差異較大。泥質夾層在測井曲線上表現為低的微電位電阻率和微梯度電阻率，兩者較好重合，自然電位和自然伽馬曲線明顯回返，低電阻率，高聲波時差；鈣質夾層較泥質夾層的最突出特征是微電極系曲線呈尖峰狀，自然電位低且起伏不大(圖2)。夾層的厚度和延伸長度是決定夾層對地下流體阻隔作用的主要因素，在注水開發過程中，對水驅油過程有很大影響[8]。

圖2 莊200井(a)、莊54井(b)長63油層夾層類型

表1 莊51井區長63油層夾層統計表

2.3 滲透率非均質性特征

對于層內滲透率非均質差異程度的研究，筆者選擇了滲透率變異系數、突進系數和級差3個定量統計參數來分析。滲透率變異系數反映了儲層滲透率相對離散程度，該值越大，說明非均質性越強；突進系數是該層滲透率最大值與平均值的比值，數值越小，說明垂向上滲透率變化程度越小，油水和注入劑波及體積越大，水驅油效果會較好，有利于油氣的開發；滲透率級差可以有效地反映儲層滲透率兩極分化的程度，其值越接近 1，表明儲層均質性越好；滲透率均質參數在0～1之間變化，數值越接近1，均質性越好[10，11]。

表2 研究區長63油層層內滲透率非均質參數統計表

3 層間非均質性

研究對象是目標層再分之后的小層，是一套砂泥巖互層的含油砂巖的總體研究。由于縱向上沉積環境的變遷，會使得不同油層間砂體特征與儲油物性之間等地質因素存在差異，這就是儲層的層間非均質性，是決定油氣開發中開發層系和開采工藝技術的依據[12]。

3.1 層間隔層分布特征

隔層一般是分布穩定的低滲透率或者相對非滲透性巖層，存在于砂層之間且厚度變化大，橫向連續性好，能有效阻止油氣在砂體間的垂向滲透和運移[2]，其上、下砂層相對獨立，形成2個獨立的開發單元[13]。在不同的井區，隔層發育的情況不同，就導致各井非均質性的差異。

3.2 分層系數與砂巖密度

分層系數用平均單井鉆遇的砂層數來表示，垂向砂巖密度是砂巖總厚度和地層總厚度的比值。分層系數越大，非均質越強；砂巖密度越接近1，油層越均質。以30%和50%為界，來表征砂體連通性，值越大，連通性越好。當砂巖密度大于50%時, 砂體為大面積連片分布, 且砂體的連通性好；當砂體密度為30%～50%時，砂體呈局部連通的帶狀分布；小于30%時，砂體連通性差，為孤立型砂體[14]。

表3 莊51井區長63油層各小層砂體發育程度統計表

4 平面非均質性

平面非均質性是指一個儲層砂體的幾何形態、規模大小、連續性以及砂體的孔滲在平面上的變化所引起的非均質性變化特征[15，16]。該次研究采用的是砂體平面展布特征和儲層物性分布特征來研究儲層的平面非均質性。

4.1 砂體平面展布特征

4.2 物性平面展布特征

5 微觀非均質性

儲層微觀非均質性是指儲層孔喉類型、大小、結構及相互連通關系在空間上的差異性[9]。分析巖石薄片和壓汞資料可知，研究區長63油層砂巖顆粒都較小，主要粒徑在0.04～0.25mm，以極細-細粒大小為主，分選中等-好，顆粒之間主要是點-線接觸和凹凸-線接觸，以孔隙式膠結為主。孔隙類型多樣，可見粒間孔、溶孔(長石溶孔、巖屑溶孔和粒間溶孔)、晶間孔等孔隙(圖4)，其中油氣主要儲集在粒間孔和長石溶孔中。

圖3 研究區長63油層(a)、長油層(b)砂體平面展布圖

圖4 研究區莊186井長小層掃描電鏡圖(1657.56m，巖屑溶蝕，表面綠泥石薄膜生長)

研究區較常見到孔隙縮小型喉道、縮頸型喉道以及片狀或彎片狀喉道，較少出現管束狀喉道。喉道半徑都比較小，為微喉道和吸附喉道，各小層都以微喉道為主。研究表明，由于受到各種成巖作用的影響，研究區的儲層微觀性質會發生變化，結構復雜，使得研究區長63油層的微觀非均質性加強。

6 結論

2)莊51井區長63油層的層間隔層發育，厚度較大且分布面積廣，各小層為多期疊置的厚層砂巖夾薄層泥巖，層間非均質性強。

3)研究區主要是半深湖-深湖亞相環境，砂體的分布受沉積相的控制，平面上多期濁積巖體疊置，側向連通性較差，物性的分布也與砂體的分布有著基本的對應，砂厚的區域物性較好。

4)研究區的微觀孔隙類型主要是中孔微喉型和小孔微喉型，各種成巖作用的改造使得長63油層微觀非均質性較強。

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2016-11-12

國家科技重大專項(2011ZX05033-004)。

蔣代琴(1994-)，女，碩士生，現主要從事油氣儲層地質方向的學習與研究；通信作者：文志剛，wzg728@sina.com。

[引著格式]蔣代琴，文志剛，陳建文，等.合水油田莊51井區長63油層儲層非均質性研究[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(23):13～18.

TE122.2

A

1673-1409(2017)23-0013-06

[編輯] 鄧磊