林式微

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

G6斷塊滲流優(yōu)勢通道模糊識別研究

林式微

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

識別和預(yù)測滲流優(yōu)勢通道對提高砂巖油藏水驅(qū)波及體積具有重要意義。通過采用模糊綜合評判法，開展江蘇油田G6斷塊儲層滲流優(yōu)勢通道的識別研究，預(yù)測出G6斷塊主力小層滲流優(yōu)勢通道的平面分布狀況。將預(yù)測結(jié)果與動態(tài)分析、流管法、示蹤法以及單井縱向剩余油飽和度測井等方法得出的結(jié)果對比驗證，證實了運用模糊綜合評判法開展針對江蘇油田中低孔、中低滲砂巖油藏的滲流優(yōu)勢通道研究，具有較好的可行性與準(zhǔn)確性。

滲流優(yōu)勢通道 模糊綜合評判法 中低滲透油藏 G6斷塊

江蘇油田G6斷塊自1995年投入開發(fā)以來，由于注入水的長期沖刷，油藏非均質(zhì)性更加嚴(yán)重，剩余油分布復(fù)雜。經(jīng)過多輪次調(diào)整，調(diào)整井效果越來越差，主要表現(xiàn)為：①水油比突然升高，注水利用率低；②隨著開發(fā)的深入，局部井區(qū)滲透率逐漸增加，試井曲線表現(xiàn)為竄流；③平面水線推進(jìn)差異大，水驅(qū)方向性明顯；④主力層吸水、產(chǎn)液強(qiáng)度逐漸增加，吸水厚度逐漸降低[1]。目前油價下，單靠鉆井工作量的投入已經(jīng)行不通，因此有必要對滲流優(yōu)勢通道發(fā)育情況開展研究，為下步流場描述及水動力學(xué)調(diào)整提供基礎(chǔ)。

1 滲流優(yōu)勢通道形成原因及研究意義

砂巖油藏注水開發(fā)后期，由于注入水的沖刷和井下出砂，在油水井之間形成不利于油田生產(chǎn)的儲層優(yōu)勢通道。滲流優(yōu)勢通道形成的因素很多，儲層地質(zhì)特征、流體性質(zhì)以及開采方式等都會對滲流優(yōu)勢通道的產(chǎn)生及分布產(chǎn)生影響[2]。

當(dāng)儲集層存在滲流優(yōu)勢通道時，注入水大多從滲流優(yōu)勢通道采出，注入水進(jìn)行低效甚至無效循環(huán)，導(dǎo)致開發(fā)成本增加，而且影響儲量動用程度，因此，識別和預(yù)測滲流優(yōu)勢通道具有重要指導(dǎo)意義和現(xiàn)實意義。一是對砂巖油藏中高含水期尋找剩余油富集區(qū)進(jìn)行有效開發(fā)調(diào)整以及三次采油等具有指導(dǎo)意義；二是對未進(jìn)入中高含水期的砂巖油藏進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，提高水驅(qū)波及體積具有現(xiàn)實意義。

2 滲流優(yōu)勢通道識別方法

常規(guī)的研究滲流優(yōu)勢通道的主要方法:動態(tài)分析法、數(shù)模示蹤法、數(shù)模流線法以及示蹤劑檢測，這些主要是油藏工程方法以及動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。地質(zhì)角度評價優(yōu)勢通道面臨的主要問題是：與優(yōu)勢通道發(fā)育相關(guān)的各類地質(zhì)及生產(chǎn)動態(tài)等因素是極其復(fù)雜的，其間存在不確定性的相互影響，很難用精細(xì)的線性數(shù)學(xué)方法進(jìn)行定量表征。因此本次引入模糊綜合評價法開展優(yōu)勢通道的識別。

2.1 評判矩陣

設(shè)有n個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)含有m個因素參與評判，則決策評語集合為U={u1，u2，…，un}，因素集合為X={x1，x2，…，xm}，R=(rij)m×n是X×U上的模糊關(guān)系。其中，rij=μR(xi，uj)表示因素xi在決策uj上的可能性程度，即隸屬度。每給一個評價因素指標(biāo)實測值，就對應(yīng)一個隸屬度，這種對應(yīng)關(guān)系稱為隸屬函數(shù)。常見的隸屬函數(shù)主要有：矩形、梯形、K次拋物線、正態(tài)分布以及嶺型分布[3-4]。

2.2 權(quán)重矩陣

本次研究采用層次分析法作為確定權(quán)重的方法。層次分析法基本原理是把要研究的復(fù)雜問題看作一個系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)內(nèi)多個因素的分析，劃分出各因素相互聯(lián)系的有序?qū)哟?；再對每一層次的因素進(jìn)行客觀判斷后，給出相對重要性的定量表示，計算出每一層次全部因素的相對重要性的權(quán)數(shù)。相比其他方法，層次分析法具有理論成熟，計算精度高，自適應(yīng)以及實用性好等優(yōu)點。

3 應(yīng)用實例

3.1 滲流優(yōu)勢通道識別

本次研究以江蘇油田GJ油田G6斷塊為例，引入滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)，對各小層平面優(yōu)勢通道發(fā)育情況進(jìn)行識別。滲流優(yōu)勢通道指數(shù)就是以影響高含水后期滲流優(yōu)勢通道發(fā)育因素為基礎(chǔ)，采用模糊評判和指標(biāo)計算的方法，計算每個小層每個單井的綜合評價指數(shù)，用來表征滲流優(yōu)勢通道單井發(fā)育程度[5-6]。根據(jù)高含水后期滲流優(yōu)勢通道形成的主控因素，結(jié)合已有資料，選擇各小層儲層滲透率、孔隙度、滲透率級差、滲透率突進(jìn)系數(shù)、滲透率變異系數(shù)、泥質(zhì)含量、產(chǎn)水率等7個參數(shù)建立評價指標(biāo)(圖1)。

圖1 G6塊滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)技術(shù)路線

由于各個指標(biāo)之間存在量綱、數(shù)量級的不同，將這些指標(biāo)無量綱化處理，得到模糊評判矩陣R。根據(jù)實際問題的特點，選用了梯形分布函數(shù)計算評判矩陣。對于滲透率、孔隙度、含水率等，這些參數(shù)越大反映的儲層越好，采用升半梯形分布，而泥質(zhì)含量參數(shù)越小時評價的儲層性質(zhì)越好，采用降半梯形分布。

區(qū)分正逆參數(shù)后，根據(jù)升半梯形分布和降半梯形分布公式，結(jié)合評價參數(shù)的極值評價表，建立模糊評判矩陣。

利用層次分析法與特征向量法對7個主要因素取權(quán)重矩陣如下：

Wi=(W滲透率，W級差，W突進(jìn)系數(shù)，W變異系數(shù)，W孔隙度，W泥質(zhì)含量，W含水率)=(0.173，0.192，0.163，0.14，0.095，0.085，0.151)

(1)

在得到了無量綱化的評判矩陣R和權(quán)重向量W情況下，通過模糊變換的方法，得到每個參與評判小層的滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)。運用普通克里金進(jìn)行模擬，得到G6塊各小層滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)平面分布圖(圖2)。

在對G6斷塊各井各小層滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)R進(jìn)行統(tǒng)計分類的基礎(chǔ)上，依據(jù)G6斷塊動靜態(tài)特征及與綜合指數(shù)的關(guān)系，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，將G6塊優(yōu)勢通道分為四級標(biāo)準(zhǔn):①綜合指數(shù)R<0.4，未發(fā)育滲流優(yōu)勢通道；②綜合指數(shù)0.4≤R<0.6，弱發(fā)育滲流優(yōu)勢通道；③綜合指數(shù)0.6≤R<0.8，未完全發(fā)育滲流優(yōu)勢通道；④綜合指數(shù)0.8≤R<1，完全發(fā)育滲流優(yōu)勢通道。統(tǒng)計分析認(rèn)為，G6斷塊的綜合指數(shù)R分布于0.6≤R<0.8區(qū)間，頻率達(dá)到62.7%，該塊滲流優(yōu)勢通道表現(xiàn)為弱發(fā)育-未完全發(fā)育。

圖2 G6塊E1f23-5、E1f12-3優(yōu)勢通道綜合指數(shù)平面分布

3.2 動靜態(tài)驗證

研究從前人地質(zhì)認(rèn)識以及生產(chǎn)動態(tài)資料兩個方面，驗證儲層優(yōu)勢通道模糊綜合指數(shù)法預(yù)測小層優(yōu)勢通道平面分布的可行性與準(zhǔn)確性。

3.2.1 靜態(tài)驗證

G6斷塊受湖陸過渡沉積環(huán)境影響，主要發(fā)育有濱淺湖灘壩、水下分流河道、河口砂壩、三角洲前緣席狀砂等微相類型。E1f23-5作為本區(qū)E1f23的主力含油砂體，主要發(fā)育濱淺湖砂質(zhì)灘壩沉積。有效厚度高值區(qū)受灘壩砂體的形態(tài)控制，厚度高值區(qū)主要位于構(gòu)造腰部，有效厚度高值區(qū)主要位于砂壩相發(fā)育的G6-10等井區(qū)。E1f12-3發(fā)育三角洲前緣的水下分流河道、分流間、河口砂壩沉積，水下分流河道砂體具有厚度大、物性好等特點。E1f12-3砂體有效厚度可達(dá)10～15 m，高值區(qū)主要位于水下分流河道發(fā)育的G6-65等井區(qū)。對比認(rèn)為，本次研究所得發(fā)育滲流優(yōu)勢通道區(qū)域的平面展布形態(tài)特征與微相展布一致性較好。

3.2.2 動態(tài)驗證

(1)與動態(tài)分析結(jié)果對比驗證

動態(tài)分析法主要通過水驅(qū)指數(shù)、吸水指數(shù)、井組注采比以及油水井井底壓力等4個指數(shù)判斷油水井是否存在滲流優(yōu)勢通道。根據(jù)G6斷塊生產(chǎn)特征，分析有8口水井與其對應(yīng)的18口油井在相應(yīng)的生產(chǎn)層位存在有明顯的滲流優(yōu)勢通道。以G6-9井組為例，井組內(nèi)生產(chǎn)井的水驅(qū)特征指數(shù)曲線以及含水特征指數(shù)曲線這兩個指數(shù)特征表現(xiàn)出井組間在E1f23-2-1、E1f23-2-2發(fā)育較明顯的滲流優(yōu)勢通道。這與滲流優(yōu)勢通道綜合指數(shù)法所預(yù)測的區(qū)域具有較好的一致性(圖3)。

(2)與流管法、示蹤法結(jié)果對比驗證

G6斷塊生產(chǎn)歷史擬合的基礎(chǔ)上，將模擬器中模塊改為流線模型重新進(jìn)行運算，根據(jù)平面上流線分布疏密程度判斷優(yōu)勢通道的存在。以G6-79井區(qū)為例，從E1f12-3流線分布圖可見(圖4)：沿著G6-63-G6-79井方向流線較密，表明井區(qū)存在優(yōu)勢通道，與本次預(yù)測結(jié)果一致。示蹤法是在歷史擬合的基礎(chǔ)上，將G6斷塊注水井投放示蹤劑重新進(jìn)行運算，根據(jù)各個井組注水井示蹤劑推進(jìn)的速度、濃度大小、推進(jìn)方向定性識別滲流優(yōu)勢孔道。從G6斷塊E1f23-2示蹤劑濃度分布圖(圖5)可見：示蹤劑沿著G6-8井-G6-7井推進(jìn)，示蹤劑濃度相對較高，延伸長度較長，判斷其為注水的優(yōu)勢通道，而沿G6-8井向構(gòu)造高、低部延伸長度較短，示蹤劑推進(jìn)較均勻，與本次預(yù)測結(jié)果一致。

(3)與單井縱向剩余油飽和度測井對比驗證

單井縱向剩余油飽和度評價(VER)的基本原理是用硼元素作為跟蹤劑，用中子壽命測井儀進(jìn)行“測井-擴(kuò)散-測井”，根據(jù)二條測井曲線之間的變化，計算出地層含油飽和度，進(jìn)而分析尋找油藏剩余油分布。通過與G6-11、G6-17等井VRE測井成果對比，可見與預(yù)測結(jié)果基本一致，綜合指數(shù)大于0.65的井區(qū)內(nèi)，VRE單井測井結(jié)果顯示剩余油飽和度<20%，甚至更低小于10%，解釋結(jié)果一般為出水—嚴(yán)重出水。說明處在滲流優(yōu)勢通道內(nèi)的油井驅(qū)油效果較好，也意味著剩余油挖掘潛力相對較低。

4 結(jié)論

(1)滲流優(yōu)勢通道的形成加大了儲層的非均質(zhì)性，加大了油藏開發(fā)的難度，嚴(yán)重制約了中、差層的水驅(qū)動用程度，影響了油田的注水開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益，因此對滲流優(yōu)勢通道的識別與預(yù)測，成為改善中高含水期非均質(zhì)油藏開發(fā)效果的關(guān)鍵。

(2)滲流優(yōu)勢通道識別難度大，需要綜合運用地質(zhì)與動態(tài)相結(jié)合的方法識別并相互驗證，預(yù)測高滲條帶的空間分布，為下步的開發(fā)方案調(diào)整提供依據(jù)。

(3)G6斷塊滲流優(yōu)勢通道級別主要為弱發(fā)育-未完全發(fā)育，完全發(fā)育的井區(qū)較少；滲流優(yōu)勢通道平面發(fā)育非均質(zhì)性較強(qiáng)；E1f23滲流優(yōu)勢通道發(fā)育情況好于E1f1。

(4)滲流優(yōu)勢通道模糊識別方法在G6斷塊的成功應(yīng)用，表明該方法目前相對于油藏工程方法與井間示蹤劑等動態(tài)監(jiān)測方法具有簡單、實用、經(jīng)濟(jì)有效的優(yōu)點，不失為開展優(yōu)勢通道識別、預(yù)測的一種有效方法，可在江蘇油田其它高含水較強(qiáng)非均質(zhì)油藏中推廣應(yīng)用。

[1] 孫東升，吳曉敏，諶廷珊.高6斷塊注采系統(tǒng)適應(yīng)性評價研究[J].復(fù)雜油氣藏，2012，5(4):47-50.

[2] 劉月田，孫保利，于永生等.大孔道模糊識別與定量計算方法[J].石油鉆采工藝，2003，25(5):54-59.

[3] 杜慶龍.用多層次模糊綜合評判法確定單層剩余油分布[J].石油學(xué)報，2003，24(3):57-60.

[4] 何琰.基于模糊綜合評判與層次分析的儲層定量評價[J].油氣地質(zhì)與采收率，2011，18(1):23-26.

[5] 周明英.沙2上2+3油藏優(yōu)勢滲流通道識別研究[J].石油與化工設(shè)備，2011，14(5):43-45.

[6] 李自安.儲集層大孔道識別技術(shù)研究[J].新疆石油科技，2010，20(1):27-29.

(編輯 王建年)

Identification of high permeability channels in G6 fault block based on fuzzy recognition

Lin Shiwei

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009，China)

The identification and prediction of high permeability channel is significant for improving the waterflood swept volume of sandstone reservoir.Based on the fuzzy evaluation method,it was carried out study on identification of high permeability channels in reservoir of G6 fault block.And then the planar distribution pattern of high permeability channels was predicted in the major reservoir.The predicted result was verified by in the comparison of the results obtained by the methods including dynamic analysis,liquid-tube method,radiotracer method,logging of vertical remaining oil saturation of single well,and so on.The fuzzy evaluation method is reliable and accurate to study on the high permeability channels in mid-low porosity and mid-low permeability reservoir of Jiangsu Oilfield.

high permeability channel;fuzzy comprehensive evaluation;mid-low permeability reservoir；G6 fault block

2016-05-27；改回日期：2016-08-04。

林式微(1985—)，工程師，現(xiàn)從事油田開發(fā)生產(chǎn)與研究工作，電話：13815808782，E-mail：linshiwei.jsyt@sinopec.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.010

TE323

A