趙習(xí)森,暢 斌,張佳琪,解 偉,趙豐年

[陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院,陜西西安710075]

密井網(wǎng)條件下不同流動單元剩余油分布研究
——以延長油田雙河區(qū)塊為例

趙習(xí)森,暢 斌,張佳琪,解 偉,趙豐年

[陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院,陜西西安710075]

延長油田雙河區(qū)塊已進(jìn)入開發(fā)中后期階段,需要在密井網(wǎng)條件下重新認(rèn)識研究區(qū)的剩余油分布特征,從而指導(dǎo)挖潛。通過精細(xì)地層對比細(xì)分小層,總結(jié)了6種井間砂體連通模式及滲流屏障類型,為定量研究流動單元提供依據(jù)。借助巖心、測井資料,優(yōu)選了與儲層厚度、物性及含油飽和度等相關(guān)的宏觀、微觀參數(shù),應(yīng)用聚類分析的方法,將儲層劃分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類3類流動單元。在流動單元三維地質(zhì)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行油藏數(shù)值模擬,研究了流動單元中剩余油分布的特征,并與實際開發(fā)特征進(jìn)行對比,明確了剩余油分布情況,為下一步制訂具體的開發(fā)調(diào)整方案提供了依據(jù)。

密井網(wǎng);儲層流動單元;聚類分析;剩余油

流動單元(flow unit)是指在砂巖、石灰?guī)r、頁巖等常規(guī)和非常規(guī)儲層中,影響流體流動的巖相和巖石物理性質(zhì)在內(nèi)部相似的、橫向上和縱向上連續(xù)的儲集巖體[1-3],通常反映由上述儲層沉積環(huán)境決定的宏觀和微觀滲流特征。這一理論在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于剩余油分布規(guī)律研究[4-9]。延長油田雙河區(qū)塊主力開發(fā)層位是三疊系延長組長6油層組,為三角洲前緣沉積體系,儲層孔隙度平均為10.5％,滲透率平均為0.49mD,巖性為中細(xì)砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖等,屬于特低滲透儲層。長6儲層內(nèi)部隔層、夾層比較發(fā)育,砂體由多期水下分流河道砂體疊置而成,整體非均質(zhì)性較強(qiáng)。目前該區(qū)塊東部井網(wǎng)為不規(guī)則菱形反九點井網(wǎng),密度為12口/km2。隨著井網(wǎng)密度增加,靜態(tài)、動態(tài)資料日益豐富,但采油速度逐年降低,挖潛難度增大。為了在油田開發(fā)中后期實現(xiàn)提高注水波及體積、制訂單井組注采對應(yīng)調(diào)整措施、穩(wěn)定區(qū)塊平均單井產(chǎn)量、控制區(qū)塊采油速度等目標(biāo)[10-11],深入研究儲層流動單元及其與剩余油分布的關(guān)系是一項重要措施[12-14]。

1 沉積單元精細(xì)劃分對比

1.1 標(biāo)志層的劃分

長6油層組的標(biāo)志層為K2、K3和K4,以凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)泥巖為特征。上述標(biāo)志層在該區(qū)內(nèi)穩(wěn)定出現(xiàn),是重要的地層劃分對比標(biāo)志。凝灰?guī)r標(biāo)志層電性特征為高GR、高AC、中低Rt,AC呈單峰或雙峰狀[15]。

1.2 劃分對比方法及結(jié)果

長6沉積時,安塞三角洲沉積體系開始形成,湖水向西南方向退縮,三角洲不斷由東北向西南推進(jìn),使雙河地區(qū)處于水下三角洲砂體發(fā)育階段。長6沉積厚度平均為140m,在剖面上為一套進(jìn)積型反旋回沉積組合,下部主要為泥質(zhì)巖夾砂巖,上部則出現(xiàn)2～3個巖性以厚層塊狀砂巖為主的沉積旋回。本次地層對比在前人研究基礎(chǔ)上,依上述特征將長6油層組細(xì)分為長61、長62、長63和長64等4個油層[16]。并進(jìn)一步將上述4個油層細(xì)分為長61

1、和61

2、長621、62

2、62

3和62

4、長631、63

2、63

3、長64

1和642共11個小層。通過覆蓋全工區(qū)的多條地層對比剖面實現(xiàn)了區(qū)域上的地層閉合。

1.3 儲層單砂體連通模式

依據(jù)小層砂體橫向變化的穩(wěn)定程度,結(jié)合砂體電性特征對比,借鑒前人研究成果,在研究區(qū)總結(jié)出穩(wěn)定型、分叉型、尖滅型、穩(wěn)定疊置型、疊置分叉型和疊置尖滅型6種基本砂體對比類型[10,12,17-22],其井間砂體連通尖滅形式如圖1所示。這些基本砂體對比類型對該區(qū)小層對比起到了一定的指導(dǎo)作用,使小層砂體形態(tài)更符合沉積學(xué)特征。

2 流動單元劃分

2.1 劃分方法

本次流動單元分類采用統(tǒng)計數(shù)學(xué)中的聚類分析,應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件來實現(xiàn)。聚類分析方法綜合考慮特征因素,避免已有分類方案干擾,以分類統(tǒng)計量為依據(jù),對客體進(jìn)行分類[21,23-29]。

本次應(yīng)用的聚類分析法的原理是在開始時每個客體自成一類,然后以某種表示客體親疏關(guān)系的分類統(tǒng)計量為分類依據(jù),把一些彼此之間關(guān)系最親密的客體合并為一類,把另一些彼此之間親近的客體聚合為另一類。在客體聚合為類的基礎(chǔ)上,再根據(jù)類之間的親疏程度繼續(xù)合并,直到全部客體聚為一類為止。在多種聚類方法同經(jīng)驗分類結(jié)果比較后,選用譜系聚類離差平方和法(Ward)及歐氏距離最小為原則進(jìn)行分類:

式中 Dij——樣本i與樣本j的歐氏距離。

Dij越小,樣品Xi與Xj的性質(zhì)愈接近。所以,應(yīng)把Dij相對較小的樣品分為一類,為了不致使Dij太大,將式(1)改寫為:

當(dāng)觀測距離為D(x,y)=|x-y|2/2時,遞推公式為:

式中 Djm——樣本j與樣本m的歐氏距離;

Xik、Xjk——變量。

這種分類方法綜合考慮了各種因素,以某種分類統(tǒng)計量作為分類依據(jù),對客體進(jìn)行分類,分類結(jié)果更為合理。

2.2 流動單元分類參數(shù)選取和劃分

借助巖心實驗及測井?dāng)?shù)據(jù)建立物性數(shù)據(jù)體,在儲層厚度、含油飽和度、泥質(zhì)含量等多項參數(shù)中結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)特點進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。雙河區(qū)塊東區(qū)長6油層組流動單元分類選取以下4個參數(shù):砂體厚度(H)、孔隙度(?)、滲透率(K)、泥質(zhì)含量(Fh),應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行聚類分析,把所有單砂體聚合為3類:Ⅰ類流動單元、Ⅱ類流動單元和Ⅲ類流動單元,從而得到各類流動單元分類參數(shù)的聚類中心。從表1中可以看出,各類流動單元參數(shù)的聚類中心之間有明顯的分類界限,Ⅰ類流動單元砂體厚度最大,孔隙度和滲透率最高,泥質(zhì)含量最小,說明Ⅰ類流動單元物性最好;其次是Ⅱ類流動單元;Ⅲ類流動單元物性最差,厚度最小,泥質(zhì)含量最高。

表1 各類流動單元參數(shù)統(tǒng)計表Table 1 The parameter statistics of flow units

2.3 分類結(jié)果評價

通過各小層流動單元分類結(jié)果統(tǒng)計(表2)可見,Ⅰ類流動單元除在長632小層中所占比例最大外,在其余各小層中所占比例都小于20％;Ⅱ類流動單元在長611、長612、長621、長622這4個小層中所占的比例較大,在其余小層中比例很小,最大在30％左右;Ⅲ類流動單元則在長611、長長621和長622這4個小層中所占比例較小,在其余小層中所占比例較大。說明長61、長62、11長621和長622這4個小層的整體物性要好于其余各層。

在流動單元分類基礎(chǔ)上,刻畫了各小層流動單元平面分類圖,Ⅰ類流動單元呈零星狀分布在砂體中間部位或點沙壩部位;Ⅱ類流動單元在長長612、長621、長622小層呈連片狀分布,占據(jù)了流動單元的大部分面積,其中長61和長62

22小層Ⅱ類流動單元面積最大。在長623、長624、長長632、長641及長642這些小層中,Ⅱ類流動單元呈零星狀和條帶狀分布,被Ⅲ類流動單元包圍,以Ⅲ類流動單元為主。

表2 各小層流動單元分類結(jié)果統(tǒng)計表Table 2 Classification results statistics of flow unit in small layers單位:％

3 儲層流動單元建模與剩余油分布

對研究區(qū)流動單元進(jìn)行了模型建立,在約束控制下得到了孔隙度、滲透率等多項建模結(jié)果,依據(jù)研究區(qū)砂體厚度—孔隙度—滲透率之間的耦合關(guān)系優(yōu)選出最符合實際情況的地質(zhì)模型方案,為后續(xù)數(shù)模研究提供基礎(chǔ)。

研究區(qū)主要裂縫發(fā)育方向為北東—南西向,局部有共軛裂縫發(fā)育,故采用不規(guī)則菱形反九點井網(wǎng)注水開發(fā),在局部有利區(qū)存在加密井。在油田自然能量開采和注水開發(fā)階段,具有較強(qiáng)滲流能力的區(qū)域,注入水沿物性較好的砂體突進(jìn),形成高滲流通道,指進(jìn)切割油層,形成局部高含水、高滲流通道和死油區(qū)混雜的情況,這是下一步剩余油開發(fā)的目標(biāo)之一。

Ⅰ類流動單元開發(fā)歷程普遍較長,高產(chǎn)井控制區(qū)域采出程度較高,井組內(nèi)水洗井巖心多呈強(qiáng)水淹特征。S68-2井區(qū)和S68-1井區(qū)內(nèi)Ⅰ類流動單元較發(fā)育,存在剩余油分布區(qū),為井間注水不易波及區(qū)域。近年來在研究區(qū)Ⅰ類、Ⅱ類流動單元剩余油分布區(qū)進(jìn)行加密井開發(fā),取得較好效果, 2015年部署加密生產(chǎn)井23口(Ⅰ類16口、Ⅱ類7口),在Ⅰ類流動單元區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)井平均單井日產(chǎn)油超過1.3t/d(圖3)。

Ⅱ類流動單元比Ⅰ類流動單元物性差,整體開發(fā)程度略低,但注采井網(wǎng)更規(guī)范,具有一定的開發(fā)潛力,在調(diào)整注采比及合理采油速度的前提下,有可能達(dá)到較高的采收率。

Ⅲ類流動單元物性、儲層厚度等均較差,儲層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜,注入水滲流難度大,故剩余油局部富集,此類喉道半徑小、小喉道含量高的儲層滲流阻力大、開發(fā)難度大、開發(fā)過程中易受各種敏感性傷害。但研究區(qū)Ⅲ類流動單元平面上連通性較好,如果采取適宜的工藝,合理調(diào)整注采井網(wǎng),有可能成為下一步挖潛的主力流動單元類型。

4 結(jié) 論

(1)研究區(qū)長6儲層橫向、縱向非均質(zhì)性較強(qiáng),流動單元綜合研究充分考慮了儲層物性及動態(tài)因素,可全面刻畫儲層立體各向異性且與實際情況耦合較好。

(2)在小層精細(xì)對比基礎(chǔ)上,總結(jié)6種井間砂體連通模式及滲流屏障類型,為定量研究流動單元提供依據(jù)。

(3)采用多參數(shù)聚類分析方法,結(jié)合砂體展布、物性、巖性等因素將研究區(qū)長6儲層劃分為3類流動單元,建立流動單元地質(zhì)模型并指導(dǎo)數(shù)模研究。

(4)數(shù)模研究確定了研究區(qū)3類流動單元的剩余油分布特點,為下一步挖潛提供地質(zhì)依據(jù)。

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Distribution of the Remaining Oil in Different Flow Units for the Infill Well Networks——Taken Shuanghe Block,Yanchang Oilfield as an Example

Zhao Xisen,Chang Bin,Zhang Jiaqi,Xie Wei,Zhao Fengnian
[Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Corp.Ltd.,Xi′an,Shaanxi 710075,China]

Shuanghe block has entered the middle and late stages of development,the distribution characteristics of remaining oil in the infill well networks need to be known again in the studying area,so as to guide the tapping the potential of oil production.Through the comparison of the fine stratigraphic subdivision,the six connecting modes and seepage barrier for sand bodies have been summarized,and provided a basis for studying the flow units quantitatively.By means of the core and logging data,the macroscopic and microscopic parameters that related to reservoir thickness,physical properties and oil saturation have been optimized,and used the cluster analysis method to divide the reservoirs into three categories of flow units.Numerical simulation of reservoir flow unit was conducted on the basis of three-dimensional geological model to analyze the features of remaining oil distribution in the typeⅠ,ⅡandⅢflow units,and compared with the actual development characteristics,finally specified the distribution of the remaining oil,which can provide the basis for making specific development plan in the future.

dense well;reservoir flow units;cluster analysis;remaining oil distribution

TE122

:A

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新項目《延長難采儲量有效動用開發(fā)技術(shù)研究》(2016KTCL01-12)和陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司科研項目《定邊油區(qū)長7油藏儲層評價》(2016KJXX-42)。

趙習(xí)森(1964年生),男,博士,高級工程師,主要從事石油開發(fā)研究工作。通訊作者暢斌郵箱: changbin@sxycpc.com。