綏靖油田楊19區(qū)延91油藏流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠硇匝芯?/h1>
2015-03-20 05:43:29趙耀輝張春生田清華
石油與天然氣地質(zhì) 2015年3期 關(guān)鍵詞：特征
陳 哲，陸 軍，趙耀輝，張 維，張春生，田清華
(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 湖北 430100； 2.中國石油 長慶油田分公司 第四采油廠，銀川 寧夏 750005； 3.中國石油 長慶油田分公司 第二采氣廠，西安 陜西 710000)
綏靖油田楊19區(qū)延91油藏流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠硇匝芯?/p>
陳 哲1，陸 軍2，趙耀輝2，張 維2，張春生1，田清華3
(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 湖北 430100； 2.中國石油 長慶油田分公司 第四采油廠，銀川 寧夏 750005； 3.中國石油 長慶油田分公司 第二采氣廠，西安 陜西 710000)
目前多數(shù)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐种豢紤]了巖性、物性等靜態(tài)參數(shù)，劃分結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際有偏差，并且流動(dòng)單元驗(yàn)證方法較單一。為了提出更加合理的流動(dòng)單元?jiǎng)澐?，針對綏靖油田?9區(qū)延安組延91油藏的開發(fā)現(xiàn)狀和所收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，本次延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分選取5組靜態(tài)參數(shù)和3組動(dòng)態(tài)參數(shù)，以期對其進(jìn)行更加精準(zhǔn)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐?。通過運(yùn)用Q型分層聚類分析法對各參數(shù)進(jìn)行了分析，得出A，B，C，D四類流動(dòng)單元。本次合理性驗(yàn)證主要運(yùn)用判別分析得出了其結(jié)果的正判率為99.3%，并從滲流特征、非均質(zhì)性、空間位置相關(guān)性3個(gè)方面進(jìn)行了驗(yàn)證，改進(jìn)了流動(dòng)單元的驗(yàn)證方法。劃分結(jié)果表明各流動(dòng)單元的物性特征和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有較好的對應(yīng)關(guān)系，說明流動(dòng)單元的劃分是合理的。研究表明延91小層的流動(dòng)單元類型以B類流動(dòng)單元為主，A和B類流動(dòng)單元應(yīng)是未來剩余油挖潛的重點(diǎn)。
流動(dòng)單元；剩余油；延安組；綏靖油田；鄂爾多斯盆地
隨著油田開發(fā)程度的不斷提高，儲(chǔ)層的物性和孔隙特征勢必要有一定的變化，從而引起儲(chǔ)層中的剩余油，無論在層間、層面還是層內(nèi)都開始顯示出分布較分散的狀態(tài)。因此，需要對油藏進(jìn)行精細(xì)描述，而在油藏精描中的流動(dòng)單元?jiǎng)澐郑瑸檎J(rèn)識(shí)剩余油的分布、開發(fā)方案的調(diào)整提供了基于地質(zhì)理論方面的科學(xué)依據(jù)[1]。
目前，國內(nèi)外在進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐謺r(shí)僅考慮了巖性、物性等靜態(tài)參數(shù)[2-4]，為了更好地指導(dǎo)實(shí)際勘探生產(chǎn)，本文在采用靜態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上，并與動(dòng)態(tài)參數(shù)相結(jié)合，對該區(qū)延91儲(chǔ)層進(jìn)行了流動(dòng)單元的劃分。經(jīng)過油田生產(chǎn)特征的驗(yàn)證可知，該劃分結(jié)果可信度高，對剩余油的預(yù)測結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。
1 地質(zhì)概況
綏靖油田楊19區(qū)地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中北部，該區(qū)構(gòu)造表現(xiàn)為平緩的西傾單斜，局部以發(fā)育近北東東向延伸的低幅度鼻隆構(gòu)造為特征。研究區(qū)延安組延9油層組屬曲流河沉積體系，發(fā)育三類沉積微相，即河道、河道側(cè)緣和泛濫平原微相。
2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐?/h2>
2.1 概念及依據(jù)
流動(dòng)單元的概念是由C.L.Hearn等于1984年首次提出，定義為砂體內(nèi)部橫向和縱向上連續(xù)的，滲透率、孔隙度、層理等巖石物理特征相似的儲(chǔ)集帶[2]。它屬于儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)研究的范疇，是儲(chǔ)層非均質(zhì)模型的一個(gè)層次。
本區(qū)利用聚類分析法進(jìn)行流動(dòng)單元的劃分，也是綜合考慮了本區(qū)實(shí)際情況，其優(yōu)點(diǎn)是：①該方法使用多個(gè)參數(shù)來進(jìn)行流動(dòng)單元的劃分和識(shí)別，強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)層內(nèi)影響流體滲流地質(zhì)參數(shù)的差異；②該方法在參數(shù)的選取上容易獲得，如孔隙度、滲透率等都較易在測井曲線和巖心數(shù)據(jù)中取得，而且降低了其他流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒ㄒ驗(yàn)橛?jì)算上而造成誤差；③綏靖油田楊19區(qū)延安組延9油藏屬于巖性油氣藏，對于巖性油氣藏來說，物性隔擋層及物性對儲(chǔ)層滲流特征的作用是非常重要的，這對于通過聚類分析法來劃分流動(dòng)單元是一個(gè)有力的佐證；④該方法綜合考慮了所有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，使對儲(chǔ)層流動(dòng)單元的分類更加合理[3-4]。
2.2 參數(shù)選取
流動(dòng)單元這一特殊儲(chǔ)集體的巖石物理特征和滲流特征主要受沉積作用控制。因此，識(shí)別和劃分流動(dòng)單元的主要依據(jù)是儲(chǔ)集層的沉積、巖石物理和滲流特征參數(shù)[5]。
根據(jù)本區(qū)現(xiàn)有條件，選取了反映沉積特征的有效砂體厚度、泥質(zhì)含量，反映巖石物理特征的孔隙度、滲透率，反映滲流特征的含油飽和度五個(gè)靜態(tài)參數(shù)。由于延91儲(chǔ)層資料相對完整，并有相關(guān)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，因此在延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐种型瑫r(shí)加入了平均日產(chǎn)液、日產(chǎn)油和初期含水率3組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以期對延91儲(chǔ)層進(jìn)行更精準(zhǔn)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐帧?/p>
2.3 方法及步驟
聚類分析及判別分析作為進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐值年P(guān)鍵步驟，影響整個(gè)流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果。同一流動(dòng)單元內(nèi)，儲(chǔ)層的滲流特征相似，不同流動(dòng)單元其滲流特征有所差別。這是聚類分析和判別分析方法的前提。
2.3.1 聚類分析
聚類的方法很多，本文采用的是Q型分層聚類的方法。其基本原理是在聚類開始將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)行相似性測度或距離測度。將所有個(gè)體都視為一類，然后根據(jù)個(gè)體間距離和相似性逐層分解，將一些彼此之間關(guān)系緊密的個(gè)體聚集為一類，直到參與聚類的每個(gè)個(gè)體自成一類為止。聚類分析要求參與計(jì)算的參數(shù)盡可能地不相關(guān)，以免強(qiáng)化某一方面[6]。因此，在聚類之前先進(jìn)行驗(yàn)證(表1)。
表1表明延91儲(chǔ)層所選取的8個(gè)參數(shù)中僅日產(chǎn)油這一參數(shù)與平均日產(chǎn)液與初期含水率相關(guān)系數(shù)的絕對值超過0.632(絕對值大于0.632表明相關(guān)性強(qiáng)，正值表明隨著一個(gè)變量的增加，另外一個(gè)變量總體上變大；負(fù)值表明隨著一個(gè)變量的增加，另外一個(gè)變量總體上變小)，在實(shí)際聚類過程中去掉這一參數(shù)，以免加強(qiáng)初期含水率與平均日產(chǎn)液對聚類結(jié)果的影響。
表1 綏靖油田楊19區(qū)延91儲(chǔ)層各參數(shù)相關(guān)性矩陣
表2 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元各參數(shù)聚類中心統(tǒng)計(jì)
根據(jù)所選取的參數(shù)可完成延91流動(dòng)單元各參數(shù)聚類中心統(tǒng)計(jì)表(表2)，聚類過程中將各個(gè)小層劃分為4類流動(dòng)單元，即A類(最好)、B類(一般)、C類(較差)和D類(最差)。
2.3.2 判別分析
判別分析的目的是對已知分類的數(shù)據(jù)建立由數(shù)值指標(biāo)構(gòu)成的分類規(guī)則，然后把這樣的規(guī)則應(yīng)用到未知分類的樣本中去分類。同聚類分析不同，判別分析必須已知觀測對象的分類和若干表明觀測對象特征的變量值。判別分析就是要從中篩選出能提供較多信息的變量并建立判別函數(shù)，使得利用推導(dǎo)出判別函數(shù)對觀測值判別其所屬類別時(shí)的錯(cuò)判率最小[7]。
判別函數(shù)一般形式是：
Y=a1X1+a2X2+……+anXn
(1)
式中：Y為判別分?jǐn)?shù)(判別值)；X1，X2，…，Xn為反映研究對象特征的變量；a1，a2，…，an為各變量的系數(shù)，即判別系數(shù)。運(yùn)用判別分析得出延91小層的判別函數(shù)如下：
FA=1.104L-0.44Fw+30.867Φ-4.862K+
5.695So-0.9Vsh+0.735H-373.308
(2)
FB=-0.386L-0.114Fw+32.227Φ-5.77K+
5.947So-0.711Vsh+0.389H-372.374
(3)
FC=-0.477L-0.136Fw+28.235Φ-5.324K+
5.236So-0.495Vsh-0.146H-281.207
(4)
FD=0.453L+0.225Fw+29.892Φ-5.334K+
5.453So-0.958Vsh-0.228H-335.634
(5)
式中：L為平均日產(chǎn)液，m3；Fw為初期含水率，%；Φ為孔隙度，%，K為滲透率，10-3μm2；So為含油飽和度，%；Vsh為泥質(zhì)含量，%；H為有效砂體厚度，m。
利用以上判別式可分別對延91小層中的各樣品聚類分析后的結(jié)果進(jìn)行判別分析，其中延91小層的平均正判率為99.3%，表明判別分析的結(jié)果可靠，可以利用以上判別函數(shù)對未分類的樣品進(jìn)行判別分類。
3 流動(dòng)單元分布
3.1 平面分布特征
根據(jù)上述流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾团袆e方法,有效的實(shí)現(xiàn)了對綏靖油田楊19區(qū)延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分。在延91小層流動(dòng)單元平面分布中，A類流動(dòng)單元占14%，B類流動(dòng)單元占40%，C類流動(dòng)單元占17%，D類流動(dòng)單元占29%。
研究表明，延91儲(chǔ)層以B、D類流動(dòng)單元為主，B類主要分布在中部砂體帶，其中中部砂體帶呈片狀分布，連片性較好。西南部砂體帶呈樹枝狀在河道中心分布。D類流動(dòng)單元主要分布在河道邊緣部分，其次在中部砂體帶也有零星分布。A和C類流動(dòng)單元在全區(qū)范圍內(nèi)零星分布?？傮w來說，同類流動(dòng)單元在平面上可延伸達(dá)兩個(gè)井距，反映了該層平面非均質(zhì)性較弱(圖1)。
3.2 垂向分布特征
垂向上，A，B，C，D四類流動(dòng)單元在研究區(qū)延9段分布差異明顯(圖2)。延91小層作為主力油層，砂體發(fā)育和流動(dòng)單元類型好，在剖面上總體表現(xiàn)為B類流動(dòng)單元分布廣泛，D類次之。剖面上同時(shí)顯示了延92和延93的流動(dòng)單元分布情況，可看出B類流動(dòng)單元在延91和延92小層垂向上同樣具有很好的連通性。延93砂體發(fā)育最差，因此在剖面上流動(dòng)單元的類型也最差，主要為C類和D類流動(dòng)單元。
在側(cè)向上，流動(dòng)單元類型較好的其連通性也相對較好，而C類和D類流動(dòng)單元?jiǎng)t連通性較差，主要表現(xiàn)為孤立透鏡狀分布。
4 流動(dòng)單元驗(yàn)證
從儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分結(jié)果可知，流動(dòng)單元的類別不同，儲(chǔ)層的物性特征也不同。也就是說在壓力一定的條件下允許流體通過的能力不同，在油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征上也應(yīng)有所不同。因此，可以選用油田生產(chǎn)特征來驗(yàn)證儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分。
4.1 滲流特征驗(yàn)證
由流動(dòng)單元概念可知，同一流動(dòng)單元應(yīng)該具有相同的滲流特征，在油田生產(chǎn)上可表現(xiàn)為具有相同的產(chǎn)量遞減規(guī)律和含水上升規(guī)律。因此宏觀上，可采用不同流動(dòng)單元內(nèi)油井的產(chǎn)量遞減規(guī)律、含水上升規(guī)律進(jìn)行對比，如果所屬不同流動(dòng)單元間井的差異性較大，而同一流動(dòng)單元間井的差異性較小，則可認(rèn)為劃分合理。根據(jù)這一方法，我們從兩方面對本區(qū)的含水上升規(guī)律進(jìn)行了對比。
1) 不同流動(dòng)單元間的比較
通過對研究區(qū)延91各類流動(dòng)單元的含水上升規(guī)律發(fā)現(xiàn)，不同流動(dòng)單元含水上升規(guī)律差異明顯，說明本區(qū)流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠?圖3)。
2) 同一流動(dòng)單元間的比較
同一流動(dòng)單元內(nèi)任選幾口井(這里以A類流動(dòng)單元中的井)進(jìn)行比較，不同井的含水與累積產(chǎn)油的擬合曲線具有相同的上升趨勢，說明同一流動(dòng)單元內(nèi)不同井的含水上升規(guī)律具有相近的特征，反映出劃分較為合理(圖4)。
圖1 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元平面圖
圖2 綏靖油田楊19區(qū)澗17-10井—澗23-10井流動(dòng)單元剖面
圖3 綏靖油田楊19區(qū)延91各流動(dòng)單元含水上升情況對比
圖4 綏靖油田楊19區(qū)A類流動(dòng)單元中不同井含水與累積產(chǎn)油量比較
4.2 空間位置相關(guān)性
開發(fā)不同位置的井，應(yīng)該在不同的流動(dòng)單元內(nèi)，各種類型流動(dòng)單元在空間上的分布影響著該區(qū)域的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過分析各項(xiàng)初期生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在空間上的分布情況，再結(jié)合流動(dòng)單元的劃分，可判定劃分結(jié)果是否合理。
對比流動(dòng)單元分布圖(圖1)與初期產(chǎn)量、初期含水率、累積產(chǎn)量圖(圖5)，可發(fā)現(xiàn)各參數(shù)分布情況與流動(dòng)單元分布位置基本一致，初期產(chǎn)量高的地區(qū)主要在A和B型流動(dòng)單元中，同樣初期含水率低和累計(jì)產(chǎn)油高的區(qū)域主要也是在A和B型流動(dòng)單元中，流動(dòng)單元的分布與初期產(chǎn)量、初期含水率、累積產(chǎn)量具有很好的相關(guān)性及一致性。
圖5 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元與各參數(shù)相關(guān)性對比
4.3 非均質(zhì)性驗(yàn)證
不同流動(dòng)單元的非均質(zhì)性應(yīng)該有明顯的區(qū)別，流動(dòng)單元與非均質(zhì)性也有具有一定關(guān)系，油藏的非均質(zhì)也是劃分流動(dòng)單元的必要性。由表3可以看出儲(chǔ)層的滲透率突進(jìn)系數(shù)、滲透率變異系數(shù)、滲透率級(jí)差系數(shù)越大，流動(dòng)單元屬性越差。A類流動(dòng)單元非均質(zhì)性
表3 綏靖油田楊19區(qū)延91油藏流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)
5 剩余油預(yù)測
基于流動(dòng)單元對剩余油的預(yù)測，應(yīng)該與當(dāng)前區(qū)域的開發(fā)現(xiàn)狀相結(jié)合。因?yàn)槭Ｓ嘤驮诓煌碾A段在4類流動(dòng)單元中的富集程度和挖潛難易程度都大不相同，開發(fā)早、中和晚期應(yīng)該針對不同的流動(dòng)單元有不同的開發(fā)策略。
對于處在開發(fā)早期的油田，同時(shí)也是低含水期，剩余油大部分分布在A和B較好類型的流動(dòng)單元中，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因主要是早期油藏注采結(jié)構(gòu)不完善，這種情況可以通過完善注采結(jié)構(gòu)、補(bǔ)孔或是老井側(cè)鉆的方式等進(jìn)行剩余油挖潛。同時(shí)由于A和B類流動(dòng)單元的孔隙度、滲透率較好，非均質(zhì)性相對其他兩類流動(dòng)單元較弱，在相同的注水條件下，相比于其他流動(dòng)單元更容易發(fā)生底水突進(jìn)、水竄的現(xiàn)象。所以應(yīng)采取合適的注采比，控制好生產(chǎn)壓差，在保持高產(chǎn)的情況下防止該類流動(dòng)單元過早的發(fā)生水淹；到了中高含水的開發(fā)中晚期，由于A類流動(dòng)單元水洗程度大，剩余油飽和度低，基本不具備再挖潛的潛力，此時(shí)剩余油主要處在B和C類型的流動(dòng)單元中；而當(dāng)油田開發(fā)到了晚期時(shí)，C和D較差類型的流動(dòng)單元成了剩余油的富集區(qū)，難以開采是這一階段的主要特征，可通過提高生產(chǎn)壓差，保證這一時(shí)期油田穩(wěn)產(chǎn)[9-11]。
圖6 綏靖油田楊19區(qū)延91含油飽和度分布
綏靖油田楊19區(qū)延9油藏規(guī)模開發(fā)于2008年，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的歷史擬合，模擬出延91油層的含油飽和度分布情況(圖6)，并比對流動(dòng)單元分布圖，也可以看出剩余油主要分布在A和B類型的流動(dòng)單元中，由于儲(chǔ)層滲流特征較好，石油得以聚集或作為驅(qū)替通道，剩余油整體相對連片，主要呈條帶狀或孤立透鏡狀分布，而滲流特性較差的D類流動(dòng)單元，由于本身儲(chǔ)集能力有限，含油飽和度相對較低，不是剩余油的主要儲(chǔ)藏部位。
結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，以及延9油藏目前還處在開發(fā)早期，判定A和B型流動(dòng)單元是剩余油的主要富集區(qū)，可以通過完善注采結(jié)構(gòu)、補(bǔ)孔或是老井側(cè)鉆的方式等進(jìn)行剩余油挖潛，同時(shí)應(yīng)注意防止該類流動(dòng)單元過早的發(fā)生水淹。
6 結(jié)論
1) 流動(dòng)單元研究表明，延91小層的流動(dòng)單元分類以B類流動(dòng)單元為主，D類次之，A和C類流動(dòng)單元在全區(qū)范圍內(nèi)零星分布，其中B類流動(dòng)單元約占40%。
2) 從滲流特征、非均質(zhì)性和空間位置相關(guān)性3個(gè)方面論證了A,B,C,D四類流動(dòng)單元?jiǎng)澐质呛侠淼摹?/p>
3) 根據(jù)研究區(qū)流動(dòng)單元與剩余油分布之間的關(guān)系，綜合考慮到綏靖油田的實(shí)際情況，當(dāng)前剩余油應(yīng)主要挖潛分布在A類和B類流動(dòng)單元中的，為油田未來開發(fā)的重點(diǎn)。
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(編輯 張亞雄)
Research on flow unit division rationality of Yan 91oil reservoir in Yang 19 block of Suijing oilfield,Ordos Basin
Chen Zhe1,Lu Jun2,Zhao Yaohui2,Zhang Wei2,Zhang Chunsheng1,Tian Qinghua3
(1.KeyLaboratoryofExplorationTechnologiesforOilandGasResources,MinistryofEducation,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China;2.OilProductionPlantNo.4,ChangqingOilfieldCompany,PetroChina,Yinchuan,Ningxia750005,China；3.GasProductionPlantNo.2,ChangqingOilfieldCompany,PetroChina,Xi’an,Shaanxi710000,China)
Currently,most of the flow unit divisions are only based on such static parameters as lithology and physical property,which make the division results deviate from the actual production practices.Besides,the verification method of the flow unit is single.In order to put forward a more reasonable division method of flow units,Yan 91oil reservoir in Yang 19 block of Suijing Oilfield was taken as an example.Five groups of static parameters and three groups of dynamic parameters were selected to divide the flow unit of Yan 91reservoir more accurately.By applying the Q type hierarchical clustering analysis method to each parameter,the reservoir can be divided into four types of flow unit including type A,type B,type C and type D.And the hit ratio of the result from discriminant analysis is 99.3%.The rationality of the results was demonstrated in respects of seepage characteristics,heterogeneity and spatial correlation,improving the verification method of the flow unit.The division results show that the physical characteristics correlate well with dynamic productions of each flow unit,indicating the rationality of the division of flow unit.The research shows that the flow units of Yan 91reservoir are dominated by type B.The type A and type B units may be the emphasis of residual oil development.
flow unit,residual oil,Yan’an Formation,Suijing oilfield,Ordos Basin
2014-05-09;
2015-02-09。
陳哲(1989—)，男，碩士研究生，油藏描述。E-mail:1990cz@sina.com。
張春生(1963—)，男，教授，沉積學(xué)及油氣儲(chǔ)層評價(jià)。E-mail:zcs129@126.com。
國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05001-002)。
0253-9985(2015)03-0497-07
10.11743/ogg20150319
TE122.1
A
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陳 哲，陸 軍，趙耀輝，張 維，張春生，田清華
(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 湖北 430100； 2.中國石油 長慶油田分公司 第四采油廠，銀川 寧夏 750005； 3.中國石油 長慶油田分公司 第二采氣廠，西安 陜西 710000)
綏靖油田楊19區(qū)延91油藏流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠硇匝芯?/p>
陳 哲1，陸 軍2，趙耀輝2，張 維2，張春生1，田清華3
(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 湖北 430100； 2.中國石油 長慶油田分公司 第四采油廠，銀川 寧夏 750005； 3.中國石油 長慶油田分公司 第二采氣廠，西安 陜西 710000)
目前多數(shù)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐种豢紤]了巖性、物性等靜態(tài)參數(shù)，劃分結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際有偏差，并且流動(dòng)單元驗(yàn)證方法較單一。為了提出更加合理的流動(dòng)單元?jiǎng)澐?，針對綏靖油田?9區(qū)延安組延91油藏的開發(fā)現(xiàn)狀和所收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，本次延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分選取5組靜態(tài)參數(shù)和3組動(dòng)態(tài)參數(shù)，以期對其進(jìn)行更加精準(zhǔn)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐?。通過運(yùn)用Q型分層聚類分析法對各參數(shù)進(jìn)行了分析，得出A，B，C，D四類流動(dòng)單元。本次合理性驗(yàn)證主要運(yùn)用判別分析得出了其結(jié)果的正判率為99.3%，并從滲流特征、非均質(zhì)性、空間位置相關(guān)性3個(gè)方面進(jìn)行了驗(yàn)證，改進(jìn)了流動(dòng)單元的驗(yàn)證方法。劃分結(jié)果表明各流動(dòng)單元的物性特征和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有較好的對應(yīng)關(guān)系，說明流動(dòng)單元的劃分是合理的。研究表明延91小層的流動(dòng)單元類型以B類流動(dòng)單元為主，A和B類流動(dòng)單元應(yīng)是未來剩余油挖潛的重點(diǎn)。
流動(dòng)單元；剩余油；延安組；綏靖油田；鄂爾多斯盆地
隨著油田開發(fā)程度的不斷提高，儲(chǔ)層的物性和孔隙特征勢必要有一定的變化，從而引起儲(chǔ)層中的剩余油，無論在層間、層面還是層內(nèi)都開始顯示出分布較分散的狀態(tài)。因此，需要對油藏進(jìn)行精細(xì)描述，而在油藏精描中的流動(dòng)單元?jiǎng)澐郑瑸檎J(rèn)識(shí)剩余油的分布、開發(fā)方案的調(diào)整提供了基于地質(zhì)理論方面的科學(xué)依據(jù)[1]。
目前，國內(nèi)外在進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐謺r(shí)僅考慮了巖性、物性等靜態(tài)參數(shù)[2-4]，為了更好地指導(dǎo)實(shí)際勘探生產(chǎn)，本文在采用靜態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上，并與動(dòng)態(tài)參數(shù)相結(jié)合，對該區(qū)延91儲(chǔ)層進(jìn)行了流動(dòng)單元的劃分。經(jīng)過油田生產(chǎn)特征的驗(yàn)證可知，該劃分結(jié)果可信度高，對剩余油的預(yù)測結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。
1 地質(zhì)概況
綏靖油田楊19區(qū)地處鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中北部，該區(qū)構(gòu)造表現(xiàn)為平緩的西傾單斜，局部以發(fā)育近北東東向延伸的低幅度鼻隆構(gòu)造為特征。研究區(qū)延安組延9油層組屬曲流河沉積體系，發(fā)育三類沉積微相，即河道、河道側(cè)緣和泛濫平原微相。
2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐?/h2>
2.1 概念及依據(jù)
流動(dòng)單元的概念是由C.L.Hearn等于1984年首次提出，定義為砂體內(nèi)部橫向和縱向上連續(xù)的，滲透率、孔隙度、層理等巖石物理特征相似的儲(chǔ)集帶[2]。它屬于儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)研究的范疇，是儲(chǔ)層非均質(zhì)模型的一個(gè)層次。
本區(qū)利用聚類分析法進(jìn)行流動(dòng)單元的劃分，也是綜合考慮了本區(qū)實(shí)際情況，其優(yōu)點(diǎn)是：①該方法使用多個(gè)參數(shù)來進(jìn)行流動(dòng)單元的劃分和識(shí)別，強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)層內(nèi)影響流體滲流地質(zhì)參數(shù)的差異；②該方法在參數(shù)的選取上容易獲得，如孔隙度、滲透率等都較易在測井曲線和巖心數(shù)據(jù)中取得，而且降低了其他流動(dòng)單元?jiǎng)澐址椒ㄒ驗(yàn)橛?jì)算上而造成誤差；③綏靖油田楊19區(qū)延安組延9油藏屬于巖性油氣藏，對于巖性油氣藏來說，物性隔擋層及物性對儲(chǔ)層滲流特征的作用是非常重要的，這對于通過聚類分析法來劃分流動(dòng)單元是一個(gè)有力的佐證；④該方法綜合考慮了所有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，使對儲(chǔ)層流動(dòng)單元的分類更加合理[3-4]。
2.2 參數(shù)選取
流動(dòng)單元這一特殊儲(chǔ)集體的巖石物理特征和滲流特征主要受沉積作用控制。因此，識(shí)別和劃分流動(dòng)單元的主要依據(jù)是儲(chǔ)集層的沉積、巖石物理和滲流特征參數(shù)[5]。
根據(jù)本區(qū)現(xiàn)有條件，選取了反映沉積特征的有效砂體厚度、泥質(zhì)含量，反映巖石物理特征的孔隙度、滲透率，反映滲流特征的含油飽和度五個(gè)靜態(tài)參數(shù)。由于延91儲(chǔ)層資料相對完整，并有相關(guān)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，因此在延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐种型瑫r(shí)加入了平均日產(chǎn)液、日產(chǎn)油和初期含水率3組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以期對延91儲(chǔ)層進(jìn)行更精準(zhǔn)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐帧?/p>
2.3 方法及步驟
聚類分析及判別分析作為進(jìn)行流動(dòng)單元?jiǎng)澐值年P(guān)鍵步驟，影響整個(gè)流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果。同一流動(dòng)單元內(nèi)，儲(chǔ)層的滲流特征相似，不同流動(dòng)單元其滲流特征有所差別。這是聚類分析和判別分析方法的前提。
2.3.1 聚類分析
聚類的方法很多，本文采用的是Q型分層聚類的方法。其基本原理是在聚類開始將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)行相似性測度或距離測度。將所有個(gè)體都視為一類，然后根據(jù)個(gè)體間距離和相似性逐層分解，將一些彼此之間關(guān)系緊密的個(gè)體聚集為一類，直到參與聚類的每個(gè)個(gè)體自成一類為止。聚類分析要求參與計(jì)算的參數(shù)盡可能地不相關(guān)，以免強(qiáng)化某一方面[6]。因此，在聚類之前先進(jìn)行驗(yàn)證(表1)。
表1表明延91儲(chǔ)層所選取的8個(gè)參數(shù)中僅日產(chǎn)油這一參數(shù)與平均日產(chǎn)液與初期含水率相關(guān)系數(shù)的絕對值超過0.632(絕對值大于0.632表明相關(guān)性強(qiáng)，正值表明隨著一個(gè)變量的增加，另外一個(gè)變量總體上變大；負(fù)值表明隨著一個(gè)變量的增加，另外一個(gè)變量總體上變小)，在實(shí)際聚類過程中去掉這一參數(shù)，以免加強(qiáng)初期含水率與平均日產(chǎn)液對聚類結(jié)果的影響。
表1 綏靖油田楊19區(qū)延91儲(chǔ)層各參數(shù)相關(guān)性矩陣
表2 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元各參數(shù)聚類中心統(tǒng)計(jì)
根據(jù)所選取的參數(shù)可完成延91流動(dòng)單元各參數(shù)聚類中心統(tǒng)計(jì)表(表2)，聚類過程中將各個(gè)小層劃分為4類流動(dòng)單元，即A類(最好)、B類(一般)、C類(較差)和D類(最差)。
2.3.2 判別分析
判別分析的目的是對已知分類的數(shù)據(jù)建立由數(shù)值指標(biāo)構(gòu)成的分類規(guī)則，然后把這樣的規(guī)則應(yīng)用到未知分類的樣本中去分類。同聚類分析不同，判別分析必須已知觀測對象的分類和若干表明觀測對象特征的變量值。判別分析就是要從中篩選出能提供較多信息的變量并建立判別函數(shù)，使得利用推導(dǎo)出判別函數(shù)對觀測值判別其所屬類別時(shí)的錯(cuò)判率最小[7]。
判別函數(shù)一般形式是：
Y=a1X1+a2X2+……+anXn
(1)
式中：Y為判別分?jǐn)?shù)(判別值)；X1，X2，…，Xn為反映研究對象特征的變量；a1，a2，…，an為各變量的系數(shù)，即判別系數(shù)。運(yùn)用判別分析得出延91小層的判別函數(shù)如下：
FA=1.104L-0.44Fw+30.867Φ-4.862K+
5.695So-0.9Vsh+0.735H-373.308
(2)
FB=-0.386L-0.114Fw+32.227Φ-5.77K+
5.947So-0.711Vsh+0.389H-372.374
(3)
FC=-0.477L-0.136Fw+28.235Φ-5.324K+
5.236So-0.495Vsh-0.146H-281.207
(4)
FD=0.453L+0.225Fw+29.892Φ-5.334K+
5.453So-0.958Vsh-0.228H-335.634
(5)
式中：L為平均日產(chǎn)液，m3；Fw為初期含水率，%；Φ為孔隙度，%，K為滲透率，10-3μm2；So為含油飽和度，%；Vsh為泥質(zhì)含量，%；H為有效砂體厚度，m。
利用以上判別式可分別對延91小層中的各樣品聚類分析后的結(jié)果進(jìn)行判別分析，其中延91小層的平均正判率為99.3%，表明判別分析的結(jié)果可靠，可以利用以上判別函數(shù)對未分類的樣品進(jìn)行判別分類。
3 流動(dòng)單元分布
3.1 平面分布特征
根據(jù)上述流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾团袆e方法,有效的實(shí)現(xiàn)了對綏靖油田楊19區(qū)延91儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分。在延91小層流動(dòng)單元平面分布中，A類流動(dòng)單元占14%，B類流動(dòng)單元占40%，C類流動(dòng)單元占17%，D類流動(dòng)單元占29%。
研究表明，延91儲(chǔ)層以B、D類流動(dòng)單元為主，B類主要分布在中部砂體帶，其中中部砂體帶呈片狀分布，連片性較好。西南部砂體帶呈樹枝狀在河道中心分布。D類流動(dòng)單元主要分布在河道邊緣部分，其次在中部砂體帶也有零星分布。A和C類流動(dòng)單元在全區(qū)范圍內(nèi)零星分布?？傮w來說，同類流動(dòng)單元在平面上可延伸達(dá)兩個(gè)井距，反映了該層平面非均質(zhì)性較弱(圖1)。
3.2 垂向分布特征
垂向上，A，B，C，D四類流動(dòng)單元在研究區(qū)延9段分布差異明顯(圖2)。延91小層作為主力油層，砂體發(fā)育和流動(dòng)單元類型好，在剖面上總體表現(xiàn)為B類流動(dòng)單元分布廣泛，D類次之。剖面上同時(shí)顯示了延92和延93的流動(dòng)單元分布情況，可看出B類流動(dòng)單元在延91和延92小層垂向上同樣具有很好的連通性。延93砂體發(fā)育最差，因此在剖面上流動(dòng)單元的類型也最差，主要為C類和D類流動(dòng)單元。
在側(cè)向上，流動(dòng)單元類型較好的其連通性也相對較好，而C類和D類流動(dòng)單元?jiǎng)t連通性較差，主要表現(xiàn)為孤立透鏡狀分布。
4 流動(dòng)單元驗(yàn)證
從儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分結(jié)果可知，流動(dòng)單元的類別不同，儲(chǔ)層的物性特征也不同。也就是說在壓力一定的條件下允許流體通過的能力不同，在油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征上也應(yīng)有所不同。因此，可以選用油田生產(chǎn)特征來驗(yàn)證儲(chǔ)層流動(dòng)單元的劃分。
4.1 滲流特征驗(yàn)證
由流動(dòng)單元概念可知，同一流動(dòng)單元應(yīng)該具有相同的滲流特征，在油田生產(chǎn)上可表現(xiàn)為具有相同的產(chǎn)量遞減規(guī)律和含水上升規(guī)律。因此宏觀上，可采用不同流動(dòng)單元內(nèi)油井的產(chǎn)量遞減規(guī)律、含水上升規(guī)律進(jìn)行對比，如果所屬不同流動(dòng)單元間井的差異性較大，而同一流動(dòng)單元間井的差異性較小，則可認(rèn)為劃分合理。根據(jù)這一方法，我們從兩方面對本區(qū)的含水上升規(guī)律進(jìn)行了對比。
1) 不同流動(dòng)單元間的比較
通過對研究區(qū)延91各類流動(dòng)單元的含水上升規(guī)律發(fā)現(xiàn)，不同流動(dòng)單元含水上升規(guī)律差異明顯，說明本區(qū)流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠?圖3)。
2) 同一流動(dòng)單元間的比較
同一流動(dòng)單元內(nèi)任選幾口井(這里以A類流動(dòng)單元中的井)進(jìn)行比較，不同井的含水與累積產(chǎn)油的擬合曲線具有相同的上升趨勢，說明同一流動(dòng)單元內(nèi)不同井的含水上升規(guī)律具有相近的特征，反映出劃分較為合理(圖4)。
圖1 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元平面圖
圖2 綏靖油田楊19區(qū)澗17-10井—澗23-10井流動(dòng)單元剖面
圖3 綏靖油田楊19區(qū)延91各流動(dòng)單元含水上升情況對比
圖4 綏靖油田楊19區(qū)A類流動(dòng)單元中不同井含水與累積產(chǎn)油量比較
4.2 空間位置相關(guān)性
開發(fā)不同位置的井，應(yīng)該在不同的流動(dòng)單元內(nèi)，各種類型流動(dòng)單元在空間上的分布影響著該區(qū)域的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過分析各項(xiàng)初期生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在空間上的分布情況，再結(jié)合流動(dòng)單元的劃分，可判定劃分結(jié)果是否合理。
對比流動(dòng)單元分布圖(圖1)與初期產(chǎn)量、初期含水率、累積產(chǎn)量圖(圖5)，可發(fā)現(xiàn)各參數(shù)分布情況與流動(dòng)單元分布位置基本一致，初期產(chǎn)量高的地區(qū)主要在A和B型流動(dòng)單元中，同樣初期含水率低和累計(jì)產(chǎn)油高的區(qū)域主要也是在A和B型流動(dòng)單元中，流動(dòng)單元的分布與初期產(chǎn)量、初期含水率、累積產(chǎn)量具有很好的相關(guān)性及一致性。
圖5 綏靖油田楊19區(qū)延91流動(dòng)單元與各參數(shù)相關(guān)性對比
4.3 非均質(zhì)性驗(yàn)證
不同流動(dòng)單元的非均質(zhì)性應(yīng)該有明顯的區(qū)別，流動(dòng)單元與非均質(zhì)性也有具有一定關(guān)系，油藏的非均質(zhì)也是劃分流動(dòng)單元的必要性。由表3可以看出儲(chǔ)層的滲透率突進(jìn)系數(shù)、滲透率變異系數(shù)、滲透率級(jí)差系數(shù)越大，流動(dòng)單元屬性越差。A類流動(dòng)單元非均質(zhì)性 表3 綏靖油田楊19區(qū)延91油藏流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性參數(shù)統(tǒng)計(jì) 基于流動(dòng)單元對剩余油的預(yù)測，應(yīng)該與當(dāng)前區(qū)域的開發(fā)現(xiàn)狀相結(jié)合。因?yàn)槭Ｓ嘤驮诓煌碾A段在4類流動(dòng)單元中的富集程度和挖潛難易程度都大不相同，開發(fā)早、中和晚期應(yīng)該針對不同的流動(dòng)單元有不同的開發(fā)策略。 對于處在開發(fā)早期的油田，同時(shí)也是低含水期，剩余油大部分分布在A和B較好類型的流動(dòng)單元中，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因主要是早期油藏注采結(jié)構(gòu)不完善，這種情況可以通過完善注采結(jié)構(gòu)、補(bǔ)孔或是老井側(cè)鉆的方式等進(jìn)行剩余油挖潛。同時(shí)由于A和B類流動(dòng)單元的孔隙度、滲透率較好，非均質(zhì)性相對其他兩類流動(dòng)單元較弱，在相同的注水條件下，相比于其他流動(dòng)單元更容易發(fā)生底水突進(jìn)、水竄的現(xiàn)象。所以應(yīng)采取合適的注采比，控制好生產(chǎn)壓差，在保持高產(chǎn)的情況下防止該類流動(dòng)單元過早的發(fā)生水淹；到了中高含水的開發(fā)中晚期，由于A類流動(dòng)單元水洗程度大，剩余油飽和度低，基本不具備再挖潛的潛力，此時(shí)剩余油主要處在B和C類型的流動(dòng)單元中；而當(dāng)油田開發(fā)到了晚期時(shí)，C和D較差類型的流動(dòng)單元成了剩余油的富集區(qū)，難以開采是這一階段的主要特征，可通過提高生產(chǎn)壓差，保證這一時(shí)期油田穩(wěn)產(chǎn)[9-11]。 圖6 綏靖油田楊19區(qū)延91含油飽和度分布 綏靖油田楊19區(qū)延9油藏規(guī)模開發(fā)于2008年，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的歷史擬合，模擬出延91油層的含油飽和度分布情況(圖6)，并比對流動(dòng)單元分布圖，也可以看出剩余油主要分布在A和B類型的流動(dòng)單元中，由于儲(chǔ)層滲流特征較好，石油得以聚集或作為驅(qū)替通道，剩余油整體相對連片，主要呈條帶狀或孤立透鏡狀分布，而滲流特性較差的D類流動(dòng)單元，由于本身儲(chǔ)集能力有限，含油飽和度相對較低，不是剩余油的主要儲(chǔ)藏部位。 結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，以及延9油藏目前還處在開發(fā)早期，判定A和B型流動(dòng)單元是剩余油的主要富集區(qū)，可以通過完善注采結(jié)構(gòu)、補(bǔ)孔或是老井側(cè)鉆的方式等進(jìn)行剩余油挖潛，同時(shí)應(yīng)注意防止該類流動(dòng)單元過早的發(fā)生水淹。 1) 流動(dòng)單元研究表明，延91小層的流動(dòng)單元分類以B類流動(dòng)單元為主，D類次之，A和C類流動(dòng)單元在全區(qū)范圍內(nèi)零星分布，其中B類流動(dòng)單元約占40%。 2) 從滲流特征、非均質(zhì)性和空間位置相關(guān)性3個(gè)方面論證了A,B,C,D四類流動(dòng)單元?jiǎng)澐质呛侠淼摹?/p> 3) 根據(jù)研究區(qū)流動(dòng)單元與剩余油分布之間的關(guān)系，綜合考慮到綏靖油田的實(shí)際情況，當(dāng)前剩余油應(yīng)主要挖潛分布在A類和B類流動(dòng)單元中的，為油田未來開發(fā)的重點(diǎn)。 [1] 張東榮.南區(qū)沙二下油藏精細(xì)描述及剩余油分布規(guī)律[D].東營：中國石油大學(xué)，2007. 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(編輯 張亞雄) Research on flow unit division rationality of Yan 91oil reservoir in Yang 19 block of Suijing oilfield,Ordos Basin Chen Zhe1,Lu Jun2,Zhao Yaohui2,Zhang Wei2,Zhang Chunsheng1,Tian Qinghua3 (1.KeyLaboratoryofExplorationTechnologiesforOilandGasResources,MinistryofEducation,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China;2.OilProductionPlantNo.4,ChangqingOilfieldCompany,PetroChina,Yinchuan,Ningxia750005,China；3.GasProductionPlantNo.2,ChangqingOilfieldCompany,PetroChina,Xi’an,Shaanxi710000,China) Currently,most of the flow unit divisions are only based on such static parameters as lithology and physical property,which make the division results deviate from the actual production practices.Besides,the verification method of the flow unit is single.In order to put forward a more reasonable division method of flow units,Yan 91oil reservoir in Yang 19 block of Suijing Oilfield was taken as an example.Five groups of static parameters and three groups of dynamic parameters were selected to divide the flow unit of Yan 91reservoir more accurately.By applying the Q type hierarchical clustering analysis method to each parameter,the reservoir can be divided into four types of flow unit including type A,type B,type C and type D.And the hit ratio of the result from discriminant analysis is 99.3%.The rationality of the results was demonstrated in respects of seepage characteristics,heterogeneity and spatial correlation,improving the verification method of the flow unit.The division results show that the physical characteristics correlate well with dynamic productions of each flow unit,indicating the rationality of the division of flow unit.The research shows that the flow units of Yan 91reservoir are dominated by type B.The type A and type B units may be the emphasis of residual oil development. flow unit,residual oil,Yan’an Formation,Suijing oilfield,Ordos Basin 2014-05-09; 2015-02-09。 陳哲(1989—)，男，碩士研究生，油藏描述。E-mail:1990cz@sina.com。 張春生(1963—)，男，教授，沉積學(xué)及油氣儲(chǔ)層評價(jià)。E-mail:zcs129@126.com。 國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05001-002)。 0253-9985(2015)03-0497-07 10.11743/ogg20150319 TE122.1 A5 剩余油預(yù)測
6 結(jié)論
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