張 林 張春陽

(1.中國石化勝利油田地質(zhì)科學研究院 2.中國石化勝利油田西部新區(qū)研究中心)

經(jīng)過數(shù)十年注水開發(fā)，勝利油田已進入特高含水階段，儲層特征參數(shù)發(fā)生了很大的變化。在這樣的條件下要實現(xiàn)油田穩(wěn)油控水，就必須對儲層特征變化規(guī)律進行研究，為建立符合地下實際情況的地質(zhì)模型，分析剩余油分布特征奠定基礎。

研究認為，長期注水開發(fā)過程中，由于儲層中的流體在儲層中發(fā)生了強烈的、復雜的、持久的作用，導致儲層微觀屬性發(fā)生了改變，最終體現(xiàn)為儲層宏觀孔隙度、滲透率的改變[1]。本文主要研究由于注入水的沖刷作用，造成儲層孔隙度、滲透率差異時變的規(guī)律。

1 目前孔隙度、滲透率時變規(guī)律研究方法

目前描述儲層孔隙度、滲透率變化的方法主要有3種：①利用不同含水階段的取心井資料對其研究；②通過建立不同含水階段測井二次解釋模式來實現(xiàn)；③在實驗室進行滲流物理模擬實驗[2]。第一種方法能夠統(tǒng)計出某個階段儲層參數(shù)的數(shù)值，定性認識其變化規(guī)律；第二種方法能夠根據(jù)二次解釋成果，統(tǒng)計出儲層物性的平均變化規(guī)律；第三種方法能夠測量每個含水階段儲層參數(shù)的數(shù)值，得出其定量變化規(guī)律。但是這三種方法均存在一定局限性，前兩種方法主要依據(jù)取心井資料，由于實際應用過程中，采用的取心井通常在位置、數(shù)量上沒有很好的對比性，導致不能準確反映儲層變化規(guī)律。第三種方法能夠求取儲層物性參數(shù)隨含水率變化的定量表達式，但該方法受實驗所限，不具推廣性，況且某一階段的含水不一定就能代表該階段所有鉆井的含水程度。因此，提出應用多指標綜合評價方法，充分利用靜、動態(tài)資料研究中高滲儲層物性差異時變特征，并以實際密閉取心井資料驗證此種方法的準確性。

2 建立孔隙度、滲透率預測模式

任何一口井某個部位的孔隙度、滲透率，其變化后的值都與原始(開發(fā)初期)孔隙度、滲透率成倍數(shù)關(guān)系?？梢越⑦@樣一個預測模式，即：

Φ=a×Φo

K=b×Ko

式中

Φo—原始孔隙度值；

“草地的四周有高墻圍著，第一塊花木區(qū)過去是草地滾木球場，過了滾木球場時一條長長的階徑，再過去是鐵柵欄，越過柵欄可以看到毗鄰的荒地上的樹梢?！盵3]在1813年一月底寫給卡桑德拉的一封信中，奧斯汀說：“如果你發(fā)現(xiàn)北安普敦郡是否是四處灌木樹籬的鄉(xiāng)村，我就會高興了”(29 January 1813)。此時她已經(jīng)著手寫作曼斯菲爾德莊園有一段時間了，小說的場景就是在北安普敦郡。伍爾夫（Virginia Woolf）認為，由于奧斯汀對“真實性”的嚴苛，“當她發(fā)現(xiàn)樹籬在北安普敦郡并不生長，她就刪掉，也不冒險捏造不可能存在的東西”。[4]達克沃斯（Duckworth）也同意這一說法。[5]

Φ—變化后的孔隙度值；

a—孔隙度變化系數(shù)；

Ko—原始滲透率值；

K—變化后的滲透率值；

b—滲透率變化系數(shù)。

對于任一開發(fā)階段的任一口井，其任一部位的孔隙度、滲透率變化系數(shù)均不同。只要能求出這些不同的a、b值，就能分別計算出不同變化倍數(shù)下的孔隙度、滲透率大小。這樣問題的關(guān)鍵就轉(zhuǎn)化為求出有差異的變化系數(shù)a、b值，而a、b值大小又與其變化影響因素密切相關(guān)。

3 孔隙度、滲透率變化影響因素

3.1 沉積微相

不同沉積環(huán)境形成不同類型的沉積砂體，沉積微相類型對砂體厚度分布具有一定的控制作用[3]。以辮狀河沉積為例，心灘的砂體厚度較辮狀河道、河道邊緣和河漫灘要大，其滲透率值也較高。從心灘、辮狀河道到河道邊緣，高滲透儲層減少，河漫灘的低滲透層較心灘、辮狀河道、河道邊緣微相多。研究表明，高滲透層隨注水開發(fā)，其滲透率增加(圖1)，低滲透層在污水注入情況下，滲透率反而降低[4](圖2)。對中高滲儲層來說，滲透率越大，其變化倍數(shù)也越大。

圖1某研究區(qū)高-特高滲透層滲透率變化比值與過水倍數(shù)關(guān)系曲線

圖2某研究區(qū)低滲透層滲透率變化比值與過水倍數(shù)關(guān)系曲線

3.2 層內(nèi)非均質(zhì)

3.3 開發(fā)過程

強注強采的開發(fā)模式容易導致孔滲變化快。模擬實驗表明，注采強度越大，作用在巖石顆粒上的壓力梯度越大，孔滲變化越大。實際地層在長期高強度的注采速率下，注采強度越大，儲層孔滲變化越大。

4 應用多指標綜合評價方法研究儲層物性差異時變規(guī)律

4.1 儲層物性特征變化系數(shù)評價體系建立

依據(jù)儲層孔隙度、滲透率變化影響因素分析，建立物性特征變化系數(shù)評價體系(圖3)。

圖3儲層物性特征變化系數(shù)評價體系

4.2 計算變化系數(shù)

確定各指標值大小后，采用熵權(quán)法確定各指標權(quán)重大小。熵權(quán)法的優(yōu)勢在于完全利用原始指標數(shù)據(jù)信息，以指標值之間的差異反映指標的“信息價值”來確定權(quán)重，指標值差異越顯著，其熵值越小，權(quán)值越大，該指標對整個系統(tǒng)的貢獻就相應的越大，即重點考慮差異性大的指標帶來的影響[5]。

式中：

H(Pj)—指標Pj的熵；

J—評價指標；

bij—第i口井第j個評價指標對應的值；

n—井數(shù)；

E(Pj)—歸一化后的熵；

Wj—第j個指標的權(quán)重。

4.3 應用實例

試驗區(qū)位于勝坨油田勝二區(qū)，目的層為沙二3砂層組，含油面積2.3km2，平均有效厚度8.0m，地質(zhì)儲量340×104t。共分為6個小層，其中沙二34、沙二35為主力層，沙二31、沙二32、沙二33、沙二36為非主力層，主力層沉積微相主要為心灘和辮狀河道，非主力層沉積微相主要為辮狀河道和河漫灘。于1966年投入開發(fā)，1975年轉(zhuǎn)入中高含水階段，1987年至今為特高含水階段。

通過Visual Foxpro編程，筆者分別對試驗區(qū)145口井的6個小層上中下不同部位進行了孔隙度、滲透率變化系數(shù)計算。分析統(tǒng)計計算結(jié)果(表1、表2)，同一階段主力層心灘沉積微相的孔隙度、滲透率變化系數(shù)較辮狀河道大，心灘下部、中部、上部的變化系數(shù)依次減小；同一階段主力層辮狀河道的變化系數(shù)較非主力層辮狀河道變化系數(shù)大。

表1 勝二區(qū)沙二3砂層組某試驗區(qū)孔隙度變化系數(shù)表

表2 勝二區(qū)沙二3砂層組某試驗區(qū)滲透率變化系數(shù)表

統(tǒng)計表明，主力層沙二34+5心灘微相上部、中部、下部初期平均滲透率分別為1520 mD、2550 mD、4800 mD。根據(jù)變化系數(shù)計算結(jié)果，目前階段心灘上部、中部、下部的平均滲透率分別為2462 mD、4463 mD、10704 mD，和2011年10月的密閉取心井2-2-斜檢313井對應的化驗分析結(jié)果2650 mD、4700 mD、11050 mD相差不大。

5 結(jié)論

應用動靜態(tài)資料，采用多指標綜合評價方法，平面上分不同沉積微相、縱向上根據(jù)儲層內(nèi)非均質(zhì)性分不同部位，分別計算出儲層物性特征變化系數(shù)，然后求取目前階段孔隙度、滲透率大小，進而建立孔隙度、滲透率時變地質(zhì)模型，為分析剩余油分布、有效挖潛剩余油奠定了較為精細的地質(zhì)基礎。

1 宋萬超，孫煥泉，孫國，等.油藏開發(fā)流體動力地質(zhì)作用[J].石油學報，2002,23(3)：52-55.

2 孫煥泉，孫國，吳素英，等.儲集層參數(shù)動態(tài)地質(zhì)模型的建立[J].石油勘探與開發(fā),2004，31增刊(89)：89.

3 胡忠貴，朱忠德，李相明，等.沉積微相對儲層物性控制作用的定量評價[J].油氣地質(zhì)與采收率，2004，11(4)：5-6.

4 姜瑞忠.儲層特征參數(shù)變化對油藏開發(fā)效果的影響[J].油氣田地面工程，2005，24(4)：32.

5 楊少春，楊兆林，胡紅波等，熵權(quán)非均質(zhì)綜合指數(shù)算法及其應用[J].石油大學學報(自然科學版)，2004，28(1)：18-19.