王志松 歐成華 侯慶杰 孫 婧
(西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院, 成都 610500)
H油田處于陜甘寧盆地西緣馬家灘的斷褶帶南段,是一個(gè)大逆沖斷層下的潛伏構(gòu)造。油藏類(lèi)型為受構(gòu)造控制的構(gòu)造-巖性油藏,井區(qū)主要含油層系為侏羅系延安組。該油藏整體上處于河流相(曲流河、網(wǎng)狀河)沉積體系,主要沉積微相類(lèi)型為河道、灘壩、天然堤、決口扇、溢岸和沼澤。延6段儲(chǔ)層厚度為30~65 m,儲(chǔ)集空間主要由次生溶蝕孔隙、原生粒間孔隙和裂縫3類(lèi)構(gòu)成,儲(chǔ)集層巖性主要為石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖,少量次長(zhǎng)石砂巖,大多數(shù)砂巖碎屑分選及磨圓度中等,結(jié)構(gòu)成熟度相對(duì)較高。
根據(jù)鑄體薄片研究成果得到各類(lèi)孔隙所占的比例,儲(chǔ)層孔隙以中孔為主,孔隙主要由細(xì)喉、中喉相連通,粗喉極少,平均孔隙度為 11.45%。這種孔隙結(jié)構(gòu)特征決定了儲(chǔ)層滲透率較低,為低滲透油藏。
本次分類(lèi)采用基于 Kozeny-Cayman 方程的定量方法[1-3],推導(dǎo)出的各種參數(shù)包括儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)(RQI)、標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度和流動(dòng)層帶指數(shù)(FZI) 。研究中利用它們之間的關(guān)系,作圖分析確定流動(dòng)單元的類(lèi)型。FZI指數(shù)是劃分流動(dòng)單元的唯一參數(shù),只有FZI指數(shù)才能綜合反映巖石成分和結(jié)構(gòu)。Kozeny-Cayman方程如式(1)所示:
(1)
式中:K— 滲透率;
φe— 有效孔隙度;
Fs— 孔隙形狀系數(shù);
Sgv— 單位顆粒體積的表面積;
τ— 孔隙介質(zhì)的迂曲度。
經(jīng)過(guò)推導(dǎo),可以得到關(guān)系式:
lg(RQI)=lg(φz)+lg(FZI)
(2)
儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)為:
(3)
標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度指數(shù)為:
(4)
流動(dòng)帶指數(shù)為:
(5)
對(duì)RQI與φz的雙對(duì)數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)具有相同F(xiàn)ZI值的樣品將會(huì)落在同一條直線(xiàn)上,具有不同F(xiàn)ZI值的樣品落在一組平行直線(xiàn)上,同一直線(xiàn)上的樣品具有相似的孔喉特征,從而構(gòu)成一個(gè)流動(dòng)單元[4-6]。
選取研究區(qū)內(nèi)的68口井測(cè)井解釋結(jié)果整理并計(jì)算,得到流動(dòng)帶指數(shù)(FZI)、標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度指數(shù)(φz)、儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)(RQI)、滲透率、孔隙度等5個(gè)參數(shù),獲得了3類(lèi)流動(dòng)單元的凝聚點(diǎn)和劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1、表2)。
表1 H油田流動(dòng)單元的凝聚點(diǎn)
圖1、圖2、圖3分別反映了孔隙度與滲透率,儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度,儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)與流動(dòng)帶指數(shù)的交匯情況。 可以看出,其流動(dòng)單元分類(lèi)的凝聚點(diǎn)都以孔滲值為基礎(chǔ),并且A類(lèi)和B類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)流動(dòng)單元之間的分類(lèi)界限非常清晰,同組流動(dòng)單元集中在某一特定的區(qū)域內(nèi),說(shuō)明利用此種方法對(duì)該區(qū)域的流動(dòng)單元進(jìn)行劃分是有實(shí)際意義的。
表3和圖4反映了全部68口井各小層的流動(dòng)單元的分類(lèi)及分布特征,全部68口井以B類(lèi)和A類(lèi)流動(dòng)單元分布比較廣泛。
表2 H油田流動(dòng)單元?jiǎng)澐謽?biāo)準(zhǔn)
圖1 孔隙度與滲透率交匯圖
圖2 儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度交匯圖
圖3 儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)與流動(dòng)帶指數(shù)交匯圖
圖4 全部68口井流動(dòng)單元分類(lèi)對(duì)比圖
流動(dòng)單元類(lèi)型油層油水層含油水層水層干層可疑層差油層合計(jì)百分比A類(lèi)35623830851044929%B類(lèi)636669543250376949%C類(lèi)222919240252133822%
根據(jù)H油田流動(dòng)單元具體情況,可以將全部68口井劃分成A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)流動(dòng)單元。
A類(lèi)流動(dòng)單元的孔滲性、儲(chǔ)集性能和滲流性能都比較好。全部68口井油層組細(xì)砂巖含量最多,單砂層的平均滲透率為3.715×10-3μm2,數(shù)值范圍為(0.67~123.89)×10-3μm2;平均孔隙度為17.81%,數(shù)值范圍為16.24% ~ 24.92%,總體偏大;標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.22,數(shù)值范圍為0.194 ~ 0.332;儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.02,數(shù)值范圍為0.006 ~ 0.081;FZI指數(shù)平均值為0.07,數(shù)值范圍為0.003 ~ 0.356。
A類(lèi)流動(dòng)單元在沉積微相上主要對(duì)應(yīng)于河道中部的灘壩微相,巖性均質(zhì)性較好,以細(xì)-中砂巖為主。位于A(yíng)類(lèi)流動(dòng)單元的油井一般單井產(chǎn)量較高,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,剩余油飽和度變低,含水率上升;但是考慮到A類(lèi)流動(dòng)單元對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層原始儲(chǔ)量比較高結(jié)合底水油藏開(kāi)發(fā)的特點(diǎn),認(rèn)為A類(lèi)流動(dòng)單元有一定的剩余油規(guī)模。
B類(lèi)流動(dòng)單元的儲(chǔ)集能力和滲流能力都較好,其中滲透率平均為1.738×10-3μm2,數(shù)值范圍為(0.26~150.92)×10-3μm2;孔隙度平均為14.73%,數(shù)值范圍為12.99%~16.32%;標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.17,數(shù)值范圍為0.149~0.195;儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.01,數(shù)值范圍為0.004~0.103;流動(dòng)帶指數(shù)平均值為0.07,數(shù)值范圍為0.028~0.674。
B類(lèi)流動(dòng)單元在沉積相上對(duì)應(yīng)于河道亞相及堤岸亞相,巖性主要為細(xì)砂巖,分布范圍在于A(yíng)類(lèi)流動(dòng)單元,物性稍差于A(yíng)類(lèi)流動(dòng)單元,是剩余油分布的主要區(qū)域。
C類(lèi)流動(dòng)單元的儲(chǔ)集能力和滲流能力都較差,滲透率平均為0.646×10-3μm2,數(shù)值范圍為(0.04~52.8)×10-3μm2;孔隙度平均為11.33%,數(shù)值范圍為6.02%~13.11%;標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度平均值為0.13,數(shù)值范圍為0.064~0.151;儲(chǔ)層質(zhì)量指數(shù)平均值為0.01,數(shù)值范圍為0.002~0.065;流動(dòng)帶指數(shù)平均值為0.06,數(shù)值范圍為0.025~0.457。
C類(lèi)流動(dòng)單元巖性比較細(xì),對(duì)應(yīng)于沉積微相上的溢岸沼澤等微相,由于本身物性較差,剩余潛力不大。
通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層砂體展布特征的研究,發(fā)現(xiàn)H油田研究區(qū)內(nèi)的網(wǎng)狀河河道砂體呈條帶狀分布,而灘壩相對(duì)應(yīng)的砂體形態(tài)呈復(fù)合彎曲帶狀或者土豆?fàn)睿鱾€(gè)砂體只是在寬度、彎曲程度、厚度和延伸方向上不同而已。
根據(jù)不同砂體平面位置停產(chǎn)前的含水率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,處于滲流優(yōu)勢(shì)帶的井位停產(chǎn)前含水率普遍較高,而河道交匯處和外緣處含水率較低。滲流優(yōu)勢(shì)帶的滲透率方向性受到砂體沉積古水流方向的影響,如沿古河道水流方向、顆粒排列和交錯(cuò)層理紋層具有方向性。其中,一些長(zhǎng)形顆粒的定向排列以及交錯(cuò)層理傾向下游,從而造成滲流優(yōu)勢(shì)帶的含水率較高,即滲流優(yōu)勢(shì)帶的剩余潛力比較小。砂體外緣處多發(fā)育有低滲透薄層和滲透率尖滅型剩余油,結(jié)合河道砂體內(nèi)流體沿走向的優(yōu)勢(shì)滲流趨勢(shì),綜合推論各河道外緣處是大型滯留型剩余油分布的有利部位。河流交匯處由于砂體厚度普遍偏大,原始儲(chǔ)量較大,因此也具有一定的剩余潛力。研究區(qū)砂體內(nèi)部縱向特征對(duì)剩余油的控制有3種情形:一是存在薄油層內(nèi)的剩余油,通常未被注水井控制;二是砂巖上傾尖滅區(qū)域形成的剩余油,通常是由于物性變化所造成;三是夾層之間形成的剩余油,通常是由于側(cè)積夾層的遮擋所造成。
使用流動(dòng)單元方法分析剩余油的分布規(guī)律時(shí),應(yīng)注意結(jié)合對(duì)應(yīng)沉積微相的特征。H油田研究區(qū)各類(lèi)流動(dòng)單元與沉積微相對(duì)應(yīng)關(guān)系比較好。其中A類(lèi)流動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于灘壩微相,該微相分布范圍較小,但儲(chǔ)層物性好,原始儲(chǔ)量高,因此具有一定的剩余規(guī)模;B類(lèi)流動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于河道和堤岸微相,物性較好,分布范圍廣泛,剩余油飽和度較高,因此也是剩余油分布的有利區(qū);C類(lèi)流動(dòng)單元由于物性差,原始儲(chǔ)量低,因此不利于剩余油的分布。
通過(guò)以上儲(chǔ)層特征對(duì)剩余油分布控制的研究,對(duì)延6大層內(nèi)的延6-3小層和延6-4小層進(jìn)行剩余油分布預(yù)測(cè)。
延6-3層X(jué)10、12斷塊所處的位置位于兩條河道的交匯處,砂體厚度比較大,原始含油量高,對(duì)應(yīng)于流動(dòng)單元的A類(lèi)和B類(lèi),儲(chǔ)層物性好,因此該處整體上為剩余油的有利分布區(qū)域。尤其是位于河道外緣處的B12-7井控制的區(qū)域以及位于河道交匯處的B12-11井、B12-1井、B10-31井所控制的區(qū)域?yàn)槭S嘤透患淖钣欣麉^(qū)域(圖5)。
延6-4層X(jué)9、13斷塊上位于河道外緣處低滲透薄層的B9-72井、B9-92井、B9-74井和B9-7井所控制的區(qū)域均為剩余油富集的有利區(qū)域(圖6)。
圖5 延6-3小層砂體平面展布圖
圖6 延6-4小層砂體平面展布圖
(1)采用流動(dòng)單元分析的基本方法,根據(jù)FZI、RQI、φz等參數(shù)將 H油田主力儲(chǔ)層劃分為3類(lèi)流動(dòng)單元,并確定每一類(lèi)流動(dòng)單元對(duì)應(yīng)的FZI分類(lèi)界限,分析各類(lèi)流動(dòng)單元巖性及物性特征。結(jié)果表明,在該區(qū)用流動(dòng)層指標(biāo)法劃分流動(dòng)單元是合理的。
(2)該儲(chǔ)層流動(dòng)單元以A、B類(lèi)為主,其中A類(lèi)產(chǎn)出程度大,B類(lèi)具有一定的挖潛潛力。
(3)通過(guò)含油分布圖與流動(dòng)單元的對(duì)比,可以指出不同層位油藏分布情況和相應(yīng)的含油面積。
(4)利用流動(dòng)單元分析基本原理,根據(jù)相應(yīng)的聚類(lèi)分析方法,結(jié)合不同類(lèi)型的儲(chǔ)層特征,可達(dá)到精細(xì)描述儲(chǔ)層及其流動(dòng)單元的非均質(zhì)性,提高剩余油分布研究效果的目的。
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