靖安油田Y66區(qū)延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元研究

景濤濤，韓宇寧，石雅琨，馬永寧，魏龍杰，王美霞，郭艷琴

1.西安石油大學(xué) a.地球科學(xué)與工程學(xué)院、b.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司咨詢中心，陜西 西安 710018

0 引言

1984年，Hearn首先提出流動(dòng)單元這一概念，他認(rèn)為流動(dòng)單元就是在縱向及側(cè)向上發(fā)育連續(xù)且伴隨有相似滲流特征的儲(chǔ)集體[1]。隨后，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究，進(jìn)一步補(bǔ)充和完善儲(chǔ)層流動(dòng)單元的定義。其中，W.J.Ebank等學(xué)者認(rèn)為流動(dòng)單元是依據(jù)流體特征和巖性變化而劃分的巖體；裘亦楠等人提出流動(dòng)單元是由于注水措施或者是自然形成的流體流動(dòng)的通道[2]。研究?jī)?chǔ)層流動(dòng)單元，能夠?yàn)槊鞔_油藏非均質(zhì)性、進(jìn)行二次采油、三次采油提供科學(xué)依據(jù)[3]。鄂爾多斯盆地靖安油田Y66區(qū)延9儲(chǔ)層尚無統(tǒng)一的流動(dòng)單元?jiǎng)澐謽?biāo)準(zhǔn)和方法，且對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性認(rèn)識(shí)不清，針對(duì)此問題，論文采用流動(dòng)帶指數(shù)劃分以及聚類分析的方法，對(duì)研究區(qū)延91儲(chǔ)層進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐帧?/p>

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地是中國(guó)大型沉積盆地之一，有著豐富的自然資源。該盆地地跨寧、蒙、甘、晉、陜五省區(qū)，整體呈不規(guī)則的矩形形態(tài)，北部與河套盆地相鄰，南部與渭北隆起相鄰，西部與西緣逆沖帶相接，東部與晉西撓褶帶相鄰，盆地內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單，地勢(shì)較為平緩[4-10]（圖1）。靖安油田位于一級(jí)構(gòu)造單元伊陜斜坡中部，具有極大的勘探潛力。研究區(qū)共有各類探井、采油井、注水井125口，占地面積約為16 km2。

圖1 鄂爾多斯盆地區(qū)域構(gòu)造位置圖Fig.1 Regional tructural location of Ordos Basin

2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒?/h2>

儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分方法主要分為兩大類，一類是通過數(shù)學(xué)手段，應(yīng)用各種地質(zhì)參數(shù)，尋找劃分流動(dòng)單元的定量界限，另一類是以地質(zhì)研究為主要手段，在砂體內(nèi)定量劃分流動(dòng)單元。常用的流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒ㄖ饕辛鲃?dòng)帶指數(shù)劃分方法、孔喉幾何形狀以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料法等[11-13]。論文利用流動(dòng)帶指數(shù)劃分的方法，對(duì)延911和延91

2小層進(jìn)行了流動(dòng)單元?jiǎng)澐帧Ａ鲃?dòng)帶指數(shù)劃分方法是由Amaefule等學(xué)者提出的，主要是通過Kozeny-Carman方程建立的一種作圖法[14]。具體而言，首先應(yīng)選取最優(yōu)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐謪?shù)作為劃分流動(dòng)單元類型的核心參數(shù)，然后根據(jù)FZI值作為劃分流動(dòng)單元的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)[15]。最后根據(jù)所選參數(shù)，進(jìn)行聚類分析，劃分各小層流動(dòng)單元[16]。

2.1 流動(dòng)單元參數(shù)的選取

流動(dòng)單元參數(shù)的選取與油藏地質(zhì)緊密相關(guān)，流動(dòng)單元參數(shù)一般有孔隙度、滲透率、粒度中值、泥質(zhì)含量、飽和度、孔喉半徑等，本次流動(dòng)單元的劃分在逐步判別分析的基礎(chǔ)上，選取了孔隙度、滲透率、儲(chǔ)層質(zhì)量因子RQI（儲(chǔ)層質(zhì)量因子）和FZI（流動(dòng)帶指數(shù)）等4個(gè)參數(shù)進(jìn)行定量劃分。孔隙度與滲透率反映儲(chǔ)層巖石的宏觀特征，儲(chǔ)層質(zhì)量因子RQI反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。

2.2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒ㄅc過程

本次流動(dòng)單元?jiǎng)澐指鶕?jù)125口井的巖心分析資料，在Kozeny-Carman方程的基礎(chǔ)上，確定研究區(qū)延9儲(chǔ)層的FZI（流動(dòng)分層指標(biāo)）和RQI（儲(chǔ)層質(zhì)量系數(shù)），并結(jié)合孔隙度、滲透率等物性參數(shù)，確定研究區(qū)延9儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而定量地研究?jī)?chǔ)層流動(dòng)單元。

其中K為滲透率；Φ為孔隙度；He為結(jié)構(gòu)性能常數(shù)。

如果滲透率單位為10-3μm2，則定義下列參數(shù)：

利用公式（2）（3）計(jì)算出流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI和儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI，采用聚類分析的方法，結(jié)合巖心實(shí)測(cè)的孔隙度與滲透率，利用SPSS軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類，K-均值聚類進(jìn)而得到各類流動(dòng)單元各類參數(shù)的聚類中心[17-20]，劃分出Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類流動(dòng)單元，并根據(jù)流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI和儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI繪制散點(diǎn)圖，從圖2 、圖3可以看出流動(dòng)單元?jiǎng)澐值慕缦藓芮逦?/p>

圖2 延流動(dòng)單元分類圖Fig.2 Classification of sublayer flow units in Yan

圖3 延流動(dòng)單元分類圖Fig.3 Classification of sublayer flow units in Yan

3 流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果

表1 延小層各類流動(dòng)單元參數(shù)聚類中心Table 1 Parameter cluster center of various flow units in Yansublayer

表1 延小層各類流動(dòng)單元參數(shù)聚類中心Table 1 Parameter cluster center of various flow units in Yansublayer

流動(dòng)單元類型 孔隙度(%)滲透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ類 13.80 5.92 0.201.45Ⅱ類 15.94 14.13 0.291.85Ⅲ類 18.14 42.11 0.482.64

表2 延小層各類流動(dòng)單元參數(shù)聚類中心Table 2 Parameter cluster center of various flow units in Yan sublayer

表2 延小層各類流動(dòng)單元參數(shù)聚類中心Table 2 Parameter cluster center of various flow units in Yan sublayer

流動(dòng)單元類型 孔隙度(%)滲透率(×10-3 μm2)RQIFZIⅠ類 13.07 4.19 0.171.33Ⅱ類 14.96 8.73 0.241.61Ⅲ類 16.11 17.70 0.332.03Ⅳ類 17.28 29.01 0.412.35

延912判別公式：

4 流動(dòng)單元平面分布特征

延912流動(dòng)單元平面展布與延流動(dòng)單元相同，均為東北—西南走向。Ⅰ類流動(dòng)單元分布面積最廣，平均孔隙度為13.07%，平均滲透率為4.19×10-3μm2，流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為1.33，儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.17，油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力最差；Ⅱ類流動(dòng)單元分布面積較廣，平均孔隙度為14.96%，平均滲透率為8.73×10-3μm2，流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為1.61，儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.24，油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力較差；Ⅲ類流動(dòng)單元分布面積較小，平均孔隙度為16.11%，平均滲透率為17.70×10-3μm2，流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為2.03，儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.33，油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力相對(duì)較好；Ⅳ類流動(dòng)單元分布面積最小，平均孔隙度為17.28%，平均滲透率為29.01×10-3μm2，流動(dòng)單元流動(dòng)指標(biāo)FZI平均為2.35，儲(chǔ)集層品質(zhì)指數(shù)RQI平均為0.41，油氣儲(chǔ)集能力與滲流能力相對(duì)最好（圖4b）。

圖4 延91流動(dòng)單元平面展布圖Fig.4 Layout of Yan91 flow unit

5 結(jié)論