長慶油田Z 油區長3 儲層非均質性的研究

高鑫鑫，倪 俊

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065）

儲層非均質性在很大程度上限制并影響著儲層的儲集和滲流能力，影響著油藏的最終開發效果，長慶油田Z 采油區的儲層主要是陸相碎屑巖儲層，隨著開發年限的增長和開發程度的不斷深入導致該區域油田大都進入了中高含水期，造成大量可動原油無法采出。因而只有系統、科學的研究儲層非均質性，才能夠改善油氣田的開發效率，合理的推斷出剩余油的存在范圍并結合實際情況給出可行的開發方案，最終達到提高油氣采收率的目的[1]。

目前油田開發過程中主要面臨以下問題：

（1）儲層非均質性強，注水效果較差，對應的油水井含水率上升，產能損失較大；

（2）針對剩余油的開發技術決策難以界定。

因此針對目前所面對的開發矛盾及油田生產技術需求，需要對長慶油田Z 采油區儲層非均質性尤其是儲層的滲流能力進行評價，最后分析儲層非均質性對注水開發的影響。

1 砂體展布的非均質性

儲層非均質性是儲層的基本屬性之一，因此儲層非均質性的研究是油氣田勘探開發方案部署所需研究的重要組成部分，同時也是儲層描述的核心內容[2]。

研究儲層砂體特征最常用的辦法是研究砂地比，即砂巖厚度比地層厚度，現對一部分數據進行統計（見表1）。

對研究區長3 的砂巖小層進行計算得到該研究區的總砂地比為0.41，但是各個小層之間的砂地比數值差異比較大。各砂層組參數之間有一定的規律性，即總體上砂層厚度大的區域孔、滲性好，而砂層薄的地方則相反。而儲層參數平面分布非均質性受砂體的發育程度及沉積微相的控制，沉積微相是其非均質性強弱的主控因素。在砂體的發育程度上以連片、多層狀疊置的砂體發育區儲層物性好，均質程度高，而被分隔的砂體儲層非均質性強，物性也較差。綜合研究長3 儲層砂體分布不均勻，層間非均質性較強。

表1 研究區長3 砂地比統計表

2 孔隙度與滲透率的非均質性

2.1 孔隙度的非均質性

對研究區40 口井的孔隙度大小進行統計（見表2）。

表2 研究區長3 儲層孔隙大小統計表

對這些井的孔隙度進行數值統計分析，發現其孔隙度分布范圍在3.7 %～16.6 %，孔隙度最大值（φmax）為16.6 %、孔隙度最小值（φmin）為3.7 %、孔隙度平均值為12.259 %、孔隙度級差（Jk）為12.9 %、均質系數（Kp）近似為0.738，變化范圍為0～1，說明孔喉分布不均勻。也得出孔隙度在12.1 %～14.0 %范圍內所占百分比最多為46 %，分析表明研究區長3 儲層屬于低孔儲層，儲層的孔隙結構非均質性較強。

壓實作用對儲層物性的影響主要是破壞性的降低了儲集體的儲集空間，使巖石孔隙度整體降低。但是壓實作用的發育也是不均一的，對于成分成熟度和結構成熟度較低的巖石，壓實作用進行得更加強烈，加劇了儲層的微觀非均質程度[3]。

2.2 滲透率特征

對研究區36 口井的滲透率大小進行統計（見表3）。在所有儲層非均質性參數中，滲透率是最能體現儲層的儲滲性能，所以討論儲層非均質性時要重點研究儲層滲透率的非均質程度，因此一般情況下常采用變異系數（Vk）、突進系數（Tk）以及級差（Jk）和均質系數（Kp）來表征儲層的非均質性強弱[4]（見表4）。在對表3中的數據進行分析計算進一步得到相關評價參數的具體值。

表4 公式中Ki是樣品的滲透率；是樣品平均滲透率；Kmax是最大滲透率；Kmin是最小滲透率。

表3 研究區長3 儲層滲透率大小統計表

表4 滲透率非均質性參數評價表

根據上述標準，結合收集到的研究區樣品的數據資料，計算得到研究區長3 的滲透率參數（見表5）。

依據滲透率非均質參數的分析結果，得出研究區長3 的滲透性較差，長慶油田Z 油區儲層各小層砂巖均具有較強的非均質性，變異系數普遍大于0.7，均質系數普遍小于0.303。研究區膠結作用對儲層非均質程度的影響主要表現在巖心觀察中鈣質膠結呈塊狀或條帶狀產出導致局部滲透率極低，造成含油不均[5]。溶解作用也在很大程度上改善儲層的孔滲性能，但局部的溶解作用在使孔滲變好的同時，也在一定程度上加劇了儲層物性的非均質性。

表5 研究區長3 滲透率參數統計表

3 儲層非均質性的影響因素

儲層非均質性是指儲層在形成過程中受沉積環境、成巖作用和構造作用的影響，在空間分布及內部屬性上都存在不均勻的變化。研究區以陸源碎屑巖儲層為主[6]，且屬于低孔低滲型儲層、非均質性強、注采率較低。為了提高研究區的油田最終采收率，首先要了解儲層非均質性對油田注水開發的影響。

層間非均質性對注采效率的影響包含多種因素，其中砂體小層間的滲透率差異程度為主要因素。從儲層砂體的宏觀展布、物性的平面變化、滲透率的非均質值程度等各方面都可以體現出研究區儲層的非均質程度主要受沉積環境的影響。其表現在主河道中央砂體厚度大、物性好、砂體連片性好，物性分布較均勻高值區連通性好，同時滲透率的非均質程度整體上也較弱。這便導致較多的剩余油，從而造成油田采收率下降。

層內非均質性對于油田開發來說，層內垂向滲透率的差異程度是最關鍵的因素，它直接控制著單砂體內部的注水波及系數和注入厚度。對于長3 研究區儲層的內部砂體主要是正韻律，從而導致在進行注采操作時砂體底部先發生水淹，中部和頂部水洗程度低，從而使得剩余油累積在中部和頂部，在一定程度上也導致了采收率的下降。

平面非均質性對油田開發的影響最為關鍵的是儲層的砂體間的連通性以及滲透率差異程度，這兩個因素直接控制著平面注水波及系數以及水驅面積。可知研究區目的層儲層的非均質程度也是受沉積環境的影響。這就導致了剩余油在平面的分布[7]，造成水驅效率不高，最終采收率較低。

4 結論

（1）研究區長3 的孔隙度大小與其儲層滲透率大小的相關性表現相較為良好。

（2）研究區長3 滲透率的變異系數（Vk）0.754、突進系數（Tk）3.298、級差（Jk）53、均質系數（Kp）0.302，屬于強非均質性儲層。

（3）研究區長3 儲層的非均質程度主要受沉積環境和成巖作用的影響。沉積微相是沉積環境非均質性強弱的主控因素，成巖作用包括壓實作用、膠結作用和溶解作用。