周 游，李治平，景 成，孫 威，李 曉

(1.非常規(guī)天然氣能源地質(zhì)評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；3.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東 青島 266580；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710065)

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基于流動(dòng)單元控制的油藏宏觀剩余油潛力分布

周 游1，2，李治平1，2，景 成3，孫 威4，李 曉3

(1.非常規(guī)天然氣能源地質(zhì)評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；3.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東 青島 266580；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 西安 710065)

針對(duì)鄂爾多斯盆地東部延長(zhǎng)組特低滲儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重及剩余油分布異常復(fù)雜的問(wèn)題，利用流動(dòng)單元將該類儲(chǔ)層相對(duì)均質(zhì)化，逐一研究各類流動(dòng)單元宏觀剩余油潛力分布。利用取心數(shù)據(jù)對(duì)流動(dòng)單元進(jìn)行聚類分析，將巖心資料與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立聯(lián)系，采用灰色系統(tǒng)理論建立了流動(dòng)單元定量綜合評(píng)價(jià)體系，將測(cè)井信息系統(tǒng)運(yùn)用到對(duì)流動(dòng)單元的識(shí)別評(píng)價(jià)中，深化對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的表征。在此基礎(chǔ)上，研究每一類流動(dòng)單元儲(chǔ)層的儲(chǔ)量、采收率標(biāo)定及油氣產(chǎn)出，從宏觀角度闡明了不同類型流動(dòng)單元的剩余油富集規(guī)律及潛力分布。該研究現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果好，為研究區(qū)后期的高效開(kāi)發(fā)指明了方向。

特低滲透儲(chǔ)層；非均質(zhì)性；流動(dòng)單元；剩余油潛力分布；鄂爾多斯盆地

0 引 言

近年來(lái)，鄂爾多斯盆地東部特低滲油藏受多種因素影響，導(dǎo)致其儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能和滲流結(jié)構(gòu)差異大，剩余油分布異常復(fù)雜[1-2]。相關(guān)研究表明，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性在一定程度上控制著該類油藏的宏觀及微觀剩余油分布[3-4]。而流動(dòng)單元概念的提出為簡(jiǎn)化對(duì)儲(chǔ)集層非均質(zhì)性的表征提供了一種有效的方法。關(guān)于儲(chǔ)層流動(dòng)單元的研究，大多數(shù)都是利用流動(dòng)單元進(jìn)行儲(chǔ)層劃分和測(cè)井解釋，或利用流動(dòng)單元將對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的結(jié)論直接疊合到剩余油分布的結(jié)果上，得到相關(guān)認(rèn)識(shí)[5-7]。而基于流動(dòng)單元控制下的剩余油分布及存在形式的相關(guān)研究甚少。因此，把流動(dòng)單元所控制和反映儲(chǔ)層剩余油的主要因素有機(jī)結(jié)合起來(lái)，以流動(dòng)單元為油藏精細(xì)描述的基本單位來(lái)簡(jiǎn)化對(duì)儲(chǔ)集層非均質(zhì)性的表征，建立了流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)體系，并將其用于研究宏觀剩余油分布。

1 流動(dòng)單元的劃分及評(píng)價(jià)

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地中東部QH油田YD井區(qū)，表現(xiàn)為向西傾斜的平緩大單斜，坡降為7～10 m/km，地層傾角小于1 °。內(nèi)部構(gòu)造活動(dòng)性小，僅發(fā)育由差異壓實(shí)作用形成的低幅度鼻狀構(gòu)造，且鼻狀構(gòu)造形態(tài)多不規(guī)則，方向性較差，對(duì)油藏的控制作用不明顯。研究目的層位為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5二期油層組，處于延長(zhǎng)—延安三角洲平原及前緣沉積，沉積物分選較差。受復(fù)雜沉積、成巖及構(gòu)造因素的影響，油藏微觀孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型多樣，儲(chǔ)集性能相差懸殊，非均質(zhì)性極強(qiáng)，具有典型的低孔、低滲特征[8]。

1.1 劃分方法

參考前人研究成果，將研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)4+5二期油層組6口井的52個(gè)巖心樣品的巖心數(shù)據(jù)信息進(jìn)行Q型聚類分析[9-12]，得到各類流動(dòng)單元特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(表1)。由表1可知，各類流動(dòng)單元區(qū)分界限較為明顯，按所統(tǒng)計(jì)參數(shù)的分布范圍及均值大小，將3類流動(dòng)單元?jiǎng)澐譃檩^好、一般和較差的儲(chǔ)集能力和滲流能力。其中，試油結(jié)果在不同類型流動(dòng)單元上差異較明顯，驗(yàn)證了利用巖心資料識(shí)別流動(dòng)單元的方法的可靠性。

表1 研究區(qū)分類流動(dòng)單元特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

由于油田勘探開(kāi)發(fā)中這些取心資料十分有限，有必要把有限的巖心資料與測(cè)井資料建立一定的關(guān)系，將測(cè)井資料運(yùn)用到流動(dòng)單元的識(shí)別評(píng)價(jià)中，即在巖心資料分析的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)其對(duì)應(yīng)的二次測(cè)井解釋成果，利用取心井測(cè)井解釋及其處理結(jié)果，對(duì)同一區(qū)塊未取心井進(jìn)行流動(dòng)單元的評(píng)價(jià)與劃分。

在選取測(cè)井評(píng)價(jià)參數(shù)的過(guò)程中，結(jié)合因子分析[13-14]，最終確定劃分研究區(qū)流動(dòng)單元的測(cè)井參數(shù)為流動(dòng)層帶指標(biāo)、儲(chǔ)能系數(shù)、最大單滲砂層厚度、有效厚度、滲透率、孔隙度及泥質(zhì)含量7個(gè)參數(shù)，從不同角度表征流動(dòng)單元的各項(xiàng)特征[15-16]。

1.2 定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

為精確表征和劃分儲(chǔ)層的流動(dòng)單元，必須判斷上述參數(shù)識(shí)別流動(dòng)單元的主導(dǎo)程度，為各參數(shù)賦予不同的權(quán)重。因此，采用灰色系統(tǒng)理論流動(dòng)單元的分類原則和處理方法，綜合運(yùn)用上述評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)該區(qū)長(zhǎng)4+5二期油層組流動(dòng)單元進(jìn)行歸納和統(tǒng)計(jì)，利用其平均數(shù)據(jù)作為儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐值闹笜?biāo)[17-18]。采用準(zhǔn)確率及分辨率聯(lián)合分析來(lái)賦予每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)不同的權(quán)系數(shù)[19-20]，建立起該區(qū)流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)系數(shù)(表2)。

表2 研究區(qū)流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)劃分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)系數(shù)

通過(guò)分析未取心層段70多個(gè)層點(diǎn)的測(cè)井參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，利用灰色系統(tǒng)理論綜合評(píng)價(jià)方法，采取最大隸屬原則作為判別流動(dòng)單元的依據(jù)[21-22]，從而將上述劃分方法推廣應(yīng)用到非取心層段，實(shí)現(xiàn)全區(qū)流動(dòng)單元的綜合評(píng)價(jià)。為驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，利用該方法對(duì)研究區(qū)未參與測(cè)井參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立的取心井樣品進(jìn)行判別，準(zhǔn)確率達(dá)96%。同時(shí)，將部分未取心井的判別結(jié)論與其試油效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果一致性較好(圖1)。

由圖1可知，15號(hào)油層被綜合評(píng)價(jià)為1類流動(dòng)單元，16號(hào)油層為2類流動(dòng)單元。在15號(hào)油層井段射孔試油，日產(chǎn)油為5.5 t/d，試油效果較好。因此，以單井劃分流動(dòng)單元為基礎(chǔ)，結(jié)合其連井剖面對(duì)全區(qū)流動(dòng)單元的宏觀平面展布進(jìn)行研究。根據(jù)該分類方法將儲(chǔ)層性質(zhì)相近的油層控制在同一個(gè)計(jì)算單元內(nèi)，單獨(dú)圈定各類流動(dòng)單元的含油面積來(lái)計(jì)算其單井控制的石油地質(zhì)儲(chǔ)量，最終結(jié)合采收率及油氣產(chǎn)出，研究宏觀剩余油的分布情況。

2 分類流動(dòng)單元下采收率的標(biāo)定

以往的采收率標(biāo)定方法，全區(qū)往往共享同一個(gè)采收率值。但在特低滲油藏中，儲(chǔ)層會(huì)表現(xiàn)出十分明顯的非均質(zhì)性特征，故全區(qū)采取同一數(shù)值勢(shì)必會(huì)給儲(chǔ)量計(jì)算及后續(xù)剩余油研究帶來(lái)一定程度的偏差。儲(chǔ)層的非均質(zhì)性越嚴(yán)重，其計(jì)算誤差越大。若針對(duì)每類流動(dòng)單元，深入研究其各自的地質(zhì)及開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，對(duì)采收率進(jìn)行分別標(biāo)定，顯然會(huì)提升采收率標(biāo)定的精度。由于動(dòng)態(tài)法是參考實(shí)際地質(zhì)條件、以往開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)等多種信息來(lái)綜合標(biāo)定采收率，更符合生產(chǎn)實(shí)際。故通過(guò)統(tǒng)計(jì)各類流動(dòng)單元年產(chǎn)量與時(shí)間的變化曲線發(fā)現(xiàn)，2001年后，其年產(chǎn)量遞減明顯，遞減規(guī)律符合Arps指數(shù)遞減模型(圖2)，擬合度較高。

由Arps指數(shù)遞減曲線可分別計(jì)算出各類流動(dòng)單元的采收率(表3)。

圖1 Y6井長(zhǎng)4+5二期油層組流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)成果

圖2 分類流動(dòng)單元指數(shù)遞減模擬曲線

表3 研究區(qū)采收率標(biāo)定匯總

3 基于流動(dòng)單元控制的油藏剩余油分布規(guī)律及潛力評(píng)價(jià)

3.1 宏觀剩余油分布規(guī)律

利用上述方法算出可采儲(chǔ)量后，結(jié)合儲(chǔ)量分層動(dòng)用狀況，編制出各類流動(dòng)單元分層剩余可采儲(chǔ)量分布圖來(lái)描述宏觀剩余油的分布規(guī)律(圖3、4)。

從流動(dòng)單元角度來(lái)看，長(zhǎng)4+5二期1類流動(dòng)單元分布規(guī)模和范圍最小，通過(guò)與沉積微相進(jìn)行擬合對(duì)比，發(fā)現(xiàn)1類流動(dòng)單元主要分布在水下分流河道及其疊置區(qū)域，儲(chǔ)層物性最好；2類流動(dòng)單元分布在1類周圍，發(fā)育范圍有所增大，儲(chǔ)層物性較好，和1類同處于河道主體最有利的沉積相帶上；3類流動(dòng)單元發(fā)育規(guī)模最大，但儲(chǔ)層物性較差，具有高膠結(jié)、壓實(shí)和弱溶蝕特征，是典型的特低滲儲(chǔ)層。

圖3 長(zhǎng)4+5二期1類流動(dòng)單元剩余可采儲(chǔ)量分布

圖4 長(zhǎng)4+5二期2類流動(dòng)單元剩余可采儲(chǔ)量分布

3.2 基于流動(dòng)單元控制的油藏剩余油潛力評(píng)價(jià)

3.2.1 分類流動(dòng)單元儲(chǔ)層采出程度

根據(jù)單井點(diǎn)分層累計(jì)產(chǎn)量，可以統(tǒng)計(jì)出不同類別流動(dòng)單元的采出程度。其中，1類流動(dòng)單元可采儲(chǔ)量采出程度最大，為10.9%；2類流動(dòng)單元可采儲(chǔ)量采出程度為6.7%，動(dòng)用較??；3類流動(dòng)單元可采儲(chǔ)量采出程度為1.5%，基本未動(dòng)用。

3.2.2 分類流動(dòng)單元儲(chǔ)層動(dòng)用難易程度

不同流動(dòng)單元在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中動(dòng)用難易程度也

各不相同。利用油井產(chǎn)液剖面等資料可將其動(dòng)用難易程度劃分為易動(dòng)用、一般動(dòng)用及弱動(dòng)用3種類型[23]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，1類流動(dòng)單元產(chǎn)液強(qiáng)度大，易動(dòng)用的儲(chǔ)集層占同類型儲(chǔ)集層的92%，表現(xiàn)出明顯的易動(dòng)用的特點(diǎn)；2類流動(dòng)單元產(chǎn)液強(qiáng)度較大，易動(dòng)用和一般動(dòng)用的儲(chǔ)集層占同類型儲(chǔ)層的87%，弱動(dòng)用的儲(chǔ)層占13%，總體上表現(xiàn)為一般動(dòng)用的特征；3類流動(dòng)單元產(chǎn)液強(qiáng)度較小，表現(xiàn)為弱動(dòng)用。

3.2.3 潛力評(píng)價(jià)

1類流動(dòng)單元其發(fā)育規(guī)模和范圍相對(duì)較小，但其孔隙結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層和滲透條件較好，其剩余可采儲(chǔ)量富集程度非常高，潛能較大。同時(shí)，1類流動(dòng)單元采出程度較高，易動(dòng)用，仍將是以后的主力產(chǎn)層及挖潛的重點(diǎn)對(duì)象，為近期可開(kāi)發(fā)油藏；2類流動(dòng)單元自身發(fā)育的規(guī)模和范圍比1類大，采出程度較低，且為一般動(dòng)用，其剩余可采儲(chǔ)量占油藏總量的比例較低，是今后油層挖潛改造的次要對(duì)象，為評(píng)價(jià)后可開(kāi)發(fā)油藏；3類流動(dòng)單元采出程度及剩余可采儲(chǔ)量比例都非常小，基本未動(dòng)用，其儲(chǔ)層物性和儲(chǔ)滲條件總體較差，不宜獨(dú)立作為挖潛改造對(duì)象，可作為遠(yuǎn)景開(kāi)發(fā)潛力區(qū)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

根據(jù)上述分類流動(dòng)單元剩余油富集規(guī)律研究成果及潛力評(píng)價(jià)結(jié)論，在研究區(qū)KJG井區(qū)1類流動(dòng)單元剩余油富集區(qū)部署13口新井，2015年投產(chǎn)7口，初期日產(chǎn)油為3.9～7.2 t/d，平均為5.4 t/d，是周圍老井的3.1倍。含水率為2.6%～22.5%，平均為11.8%，比相鄰老井低26.2%，生產(chǎn)效果較好(表4)。

表4 KJG井區(qū)2015年新井投產(chǎn)初期與老井對(duì)比生產(chǎn)情況

4 結(jié) 論

(1) 研究區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，利用取心資料對(duì)流動(dòng)單元進(jìn)行聚類分析，將巖心資料與測(cè)井建立聯(lián)系，采用灰色理論建立了流動(dòng)單元綜合評(píng)價(jià)體系。研究結(jié)果表明，該體系用來(lái)精細(xì)劃分流動(dòng)單元是行之有效的。

(2) 針對(duì)每一類流動(dòng)單元分別標(biāo)定采收率，在一定程度上提高了可采儲(chǔ)量標(biāo)定的精度，有效地減小了全區(qū)共享同一采收率進(jìn)行后續(xù)剩余油研究產(chǎn)生的偏差。

(3) 基于流動(dòng)單元控制下的宏觀剩余油平面分布及動(dòng)用狀況，闡明了該區(qū)分類流動(dòng)單元剩余油富集規(guī)律及潛力分布?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。研究表明，1、2類流動(dòng)單元發(fā)育的規(guī)模和范圍雖然較小，但其剩余可采儲(chǔ)量占油藏總剩余可采儲(chǔ)量的比例較高，仍將是今后的主力產(chǎn)層及挖潛改造的重點(diǎn)對(duì)象。

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編輯 黃華彪

20160429；改回日期：20160908

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“中西部地區(qū)碎屑巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、保護(hù)與改造技術(shù)”(2011ZX05002-005)

周游(1988-)，男，2011年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)石油與天然氣工程專業(yè)在讀博士研究生，主要從事油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.06.008

TE122.2

A

1006-6535(2016)06-0035-05