劉 超 馬奎前 李紅英 李彥來 張 汶

（中海石油（中國）有限公司天津分公司勘探開發(fā)研究院）

儲層非均質(zhì)性研究是儲層描述和表征的核心內(nèi)容，是油藏評價及預測最終采收率的重要地質(zhì)依據(jù)。因此，根據(jù)儲層非均質(zhì)特征闡明砂體的縱橫向連通狀況、非均質(zhì)性，揭示儲層中油水運動規(guī)律，對合理選擇開發(fā)層系、指導油田開發(fā)生產(chǎn)具有重要意義［1］。

洛倫茲曲線分布理論最早由美國經(jīng)濟統(tǒng)計學家M Lorenz提出。該方法是經(jīng)濟學領域中的一項重要分析方法，通常用于描述分布不均勻等現(xiàn)象，因其解釋正確合理、直觀簡明，使得應用范圍不斷拓展，已被廣泛引入多個學科領域，成為一種有效的均衡分析統(tǒng)計工具。筆者在充分借鑒洛倫茲曲線法原理的基礎上，針對儲層非均質(zhì)性常規(guī)研究方法中非均質(zhì)性定量表征參數(shù)存在的缺點和問題，通過數(shù)學變換處理，定義了一種新的儲層非均質(zhì)性綜合表征參數(shù)。該參數(shù)克服了以往多種非均質(zhì)性參數(shù)表征存在的盲點［2］，更具客觀性和可對比性。應用該方法對M油田開展了儲層非均質(zhì)性研究，以此指導油田綜合調(diào)整取得了顯著效果。

1 方法的改進

目前常用滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)和級差等參數(shù)定量表征儲層非均質(zhì)性［2－6］，但由于這些參數(shù)存在計算數(shù)值無界、分類方案人為主觀性強及表征方法定量化程度不高等問題，不能全面、定量地刻畫儲層非均質(zhì)特征［7－8］，因此筆者以洛倫茲曲線法原理為基礎，定義了一種新的非均質(zhì)綜合表征參數(shù)。

洛倫茲曲線法基本原理：以任意一組空間分布相對均勻的滲透率數(shù)據(jù)為例，將數(shù)據(jù)按降序排列，分別計算出滲透率貢獻率及對應的序數(shù)百分數(shù)；再以序數(shù)百分數(shù)為x軸，以滲透率貢獻率為y軸，在直角坐標系中繪制出滲透率洛倫茲分布曲線（圖1）。通常情況下，實際滲透率累積分布曲線介于直線AC與BC之間，呈上凸形態(tài)的曲線L。曲線L偏離直線AC程度越大，表明巖樣的非均質(zhì)性越嚴重。將曲線L與直線AC所包絡的面積與三角形ABC面積之比定義為非均質(zhì)參數(shù)K，以此來定量表征儲層的非均質(zhì)程度。但是，該參數(shù)不能較好地表征其與儲層質(zhì)量間的對應關系，而且其值越大代表儲層質(zhì)量越差，因此基于洛倫茲曲線法定量表征儲層非均質(zhì)性的方法須進行一定的改進。

圖1 滲透率洛倫茲分布曲線

筆者對洛倫茲曲線法求得的非均質(zhì)綜合表征參數(shù)進行e的負次冪變換，使其與儲層質(zhì)量成正相關，變換后數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一，且均分布于0～1，變量間相關程度不變。新的歸一化表達式為

式（1）中：K為洛倫茲曲線法計算的非均質(zhì)表征參數(shù)，C為本文提出的非均質(zhì)綜合表征參數(shù)。

該變換方法運算簡單、方便，且經(jīng)變換處理后，非均質(zhì)綜合表征參數(shù)越小，儲層質(zhì)量越差，儲層非均質(zhì)性越強，具有較好的表征效果。

2 方法的應用——以M油田為例

M油田位于渤海遼東灣區(qū)域遼西凹陷中段，向東緊鄰遼西低凸起，是遼西1號斷層下降盤發(fā)育的斷塊構造，以東營組二段為主力含油層系，可進一步劃分為東二上亞段（E3d2U）和東二下亞段（E3d2L）2套含油層段，共發(fā)育6個砂組、24個小層。東二段儲層為三角洲前緣沉積，儲層物性較好，具高孔、中—高滲特征。自2005年投產(chǎn)以來，M油田在油藏開發(fā)過程中存在諸多問題，其中以層間干擾現(xiàn)象較為突出。因此，應用本文提出的非均質(zhì)綜合表征參數(shù)定量表征M油田儲層非均質(zhì)性，直觀評價其儲層非均質(zhì)程度，從而有效指導油田綜合調(diào)整研究。

2.1 層間非均質(zhì)性表征

M油田東二段1～6砂組層間非均質(zhì)定量表征情況見表1。結合該油田油藏特征，將儲層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)值小于0.6劃定為強非均質(zhì)性，大于0.8劃定為弱非均質(zhì)性，0.6～0.8則為中等非均質(zhì)性?？梢钥闯?，M油田整體非均質(zhì)程度中等，1～3砂組和4～6砂組非均質(zhì)綜合表征參數(shù)分別為0.8573和0.6773，表明1～3砂組非均質(zhì)性明顯低于4～6砂組，其中5砂組儲層非均質(zhì)性最弱，而4砂組儲層非均質(zhì)性最強。因此，M油田E3d2U與E3d2L兩套含油層段儲層及流體物性差異較大，開發(fā)過程中應作為獨立的開發(fā)層系生產(chǎn)。本文方法分析結果與文獻［7］方法的認識基本一致，而且能夠更直觀地反映儲層的非均質(zhì)程度。

表1 M油田東二段1～6砂組層間非均質(zhì)定量表征

2.2 層內(nèi)非均質(zhì)性表征

M油田具有正韻律、反韻律、復合韻律、均質(zhì)韻律等沉積韻律模式，其中以反韻律和均質(zhì)韻律為主。以M油田6砂組為例進行層內(nèi)非均質(zhì)性表征。6砂組為三角洲前緣亞相沉積，縱向上可分為5個含油小層。結合A39井測井解釋滲透率資料，利用本文方法分別求得6砂組各含油小層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)值（圖2）。其中，64含油小層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)值最大，為0.7070，表明其非均質(zhì)性最弱；61含油小層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)值最小，為0.5210，表明其非均質(zhì)性最強。

2.3 平面非均質(zhì)性表征

以M油田東二段6砂組62－2含油小層為例，結合儲層沉積微相分布特征，通過繪制滲透率等值線圖（圖3）與計算非均質(zhì)綜合表征參數(shù)來定量表征儲層平面非均質(zhì)性。從圖3可以看出，位于M油田構造低部位的2號塊區(qū)域滲透率高值集中，至構造高部位的1號塊區(qū)域方向，滲透率明顯降低，說明平面非均質(zhì)性增強；而62－2含油小層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)值為0.5918，也證實其平面非均質(zhì)性增強。此外，E3d2L其他各含油小層平面非均質(zhì)性亦有類似展布特征，但其非均質(zhì)強烈程度存在較大差異。

圖2 M油田東二段6砂組層內(nèi)非均質(zhì)性定量表征（A39井）

圖3 M油田東二段62－2含油小層滲透率等值線圖

2.4 油田綜合調(diào)整

上述非均質(zhì)綜合參數(shù)研究表明，M油田整體非均質(zhì)程度中等，但層間及平面非均質(zhì)性較強。隨著油田的開發(fā)生產(chǎn)，初期設計的多套砂組大段合采的開發(fā)模式逐漸暴露出諸多矛盾，層間干擾和單層突進現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)能未能充分釋放。例如，M油田4砂組非均質(zhì)性比5和6砂組強。從實際生產(chǎn)情況來看，4～6砂組合采時比采油指數(shù)僅為1.1 m3/（m·d·MPa），遠小于各砂組分采時比采油指數(shù)的平均值2.3 m3/（m·d·MPa），層間干擾現(xiàn)象嚴重。

針對M油田開發(fā)過程中暴露的問題和儲層非均質(zhì)特征，兼顧海上鉆井風險和成本等因素，有針對性地制定了適合M油田的開發(fā)調(diào)整思路：①E3d2U儲層具非均質(zhì)性較弱、流體性質(zhì)差等特征，實施以定向井開發(fā)為主、少量水平（分支）井局部挖潛為輔的聯(lián)合開發(fā)；②E3d2L儲層非均質(zhì)性較強、縱向流體物性差異大，結合同井抽注等工藝技術，將E3d2L分4砂組、5～6砂組2套層系開發(fā)，有效減少層間干擾矛盾。同時，在M油田優(yōu)化注水研究中，結合非均質(zhì)綜合表征參數(shù)特征，實施分級分層配注，避免無效注水及高滲層過早水淹等問題，從而提高驅(qū)油效率。通過對M油田30余口井實施優(yōu)化調(diào)整，不僅完善了注采井網(wǎng)，提高了儲量控制程度，而且通過采取調(diào)剖和注聚合物等增產(chǎn)措施有效降低了層內(nèi)非均質(zhì)性差異和層間矛盾，實現(xiàn)了在含水率降低9%的同時，日產(chǎn)油量增加約1200 m3的顯著效果。

3 結論及認識

（1）新定義的儲層非均質(zhì)綜合表征參數(shù)，其計算方法簡單，數(shù)值介于0～1，具有可對比性強、能定量表征非均質(zhì)程度及適用于任何類型油藏等優(yōu)點。

（2）M油田儲層非均質(zhì)程度整體屬中等，但層間及平面非均質(zhì)性較強。針對M油田儲層非均質(zhì)特征，制定了開發(fā)調(diào)整思路，即對東二上亞段實施以定向井開發(fā)為主、少量水平（分支）井挖潛為輔的聯(lián)合開發(fā)，對東二下亞段實施分層系開發(fā)、分級分層配注的調(diào)整措施。M油田綜合調(diào)整效果顯著，含水率下降了9%，日產(chǎn)油量增加約1200 m3。

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［2］ 張興平，衣英杰，夏冰，等.利用多種參數(shù)定量評價儲層層間非均質(zhì)性——以尚店油田為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2004，11（1）：56－57.

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