徐藝僑+董莎莎+喻春萌
摘 要:流動單元的劃分是復(fù)雜油氣藏地質(zhì)表征的基礎(chǔ)。針對吐哈盆地三塘湖油田中侏羅統(tǒng)西山窯組二段低孔低滲儲層,在小層精細劃分的基礎(chǔ)上,應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件對孔隙度、滲透率、流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進行Q型聚類分析和判別分析,將西山窯組二段儲層劃分為5類流動單元。本次流動單元劃分結(jié)果與儲層物性規(guī)律具有一定的相似性,采用的方法客觀、真實地反映了該低孔低滲油藏儲層的地質(zhì)特征。
關(guān)鍵詞:低孔低滲儲層;流動單元;Q型聚類分析;西山窯組二段;吐哈盆地
流動單元是由Hearn C. L.等于1984年提出的一個概念,定義為一個縱橫向連續(xù),內(nèi)部滲透率、孔隙度、層理特征相似的儲集帶,且在同一流動單元中影響流體流動的巖層特點、流體流動特征相似[1]。此后,眾多專家及學(xué)者們用這一概念開展油氣藏地質(zhì)表征研究,并根據(jù)各自對研究對象的特點與流動單元的理解,對流動單元的概念及劃分方法進行了豐富和發(fā)展。穆龍新[2]認為流動單元是指一個油砂體及其內(nèi)部因受邊界限制、不連續(xù)薄隔擋層、各種沉積微界面、小斷層及滲透率差異等造成的滲流特征一致的儲集單元。
流動單元的劃分方法很多,綜合國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于儲層流動單元研究的劃分方法[3-5],大體可分為定性劃分和定量劃分兩大類,并可細分為四種方法:①依據(jù)沉積微相的空間展布進行劃分;②根據(jù)夾層的展布與特征進行分類;③依據(jù)儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進行定量區(qū)分和研究;④根據(jù)流體的特征與壓力狀況進行確定。
研究區(qū)三塘湖油田侏羅統(tǒng)西山窯組二段(J2x2段)發(fā)育低孔低滲儲層。低孔低滲儲層物性差,滲流阻力大,油氣運移進入油藏后,優(yōu)先進入孔滲性能較好的儲層,在驅(qū)替壓力不高的情況下,油氣很難進入低滲透儲層將孔隙中的束縛水驅(qū)替出來,使得儲層儲集性能較低,并伴隨強烈的非均質(zhì)性。對于該類油藏,本次研究依據(jù)儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)(孔隙度、滲透率、流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑)進行定量劃分,并通過SPSS統(tǒng)計軟件對該區(qū)流動單元模型進行Q型聚類分析,運用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應(yīng)的判別函數(shù)來識別該區(qū)流動單元。
一、流動單元的劃分
以三塘湖油田的地質(zhì)特點和生產(chǎn)開發(fā)資料為基礎(chǔ),本次流動單元劃分研究的步驟為:首先,在縱向上以高分辨率層序地層學(xué)基準(zhǔn)面旋回對比理論[6-7]為指導(dǎo)進行小層精細對比與劃分;其次,在平面上根據(jù)選取的孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進行Q型聚類分析和判別分析研究區(qū)西山窯組二段儲層砂體流動單元平面分布。
(一)小層精細對比與劃分
通過三塘湖J2x2段巖心描述、巖石薄片觀察及測井解釋結(jié)果,識別出研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相,水下分流河道、水下分流河道間、遠砂壩、河口壩、前緣席狀砂等微相。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)基準(zhǔn)面旋回對比理論,對J2x2段進行小層精細對比與劃分。整個J2x2段屬于一個基準(zhǔn)面上升的中期旋回,內(nèi)部可進一步分為4個基準(zhǔn)面上升的短期旋回,最終將J2x2段細分為單砂層級別的11個超短期旋回(J2x21-1-1、J2x21-1-2、J2x21-2-1、J2x21-2-2、J2x22-1-1、J2x22-1-2、J2x22-2-1、J2x22-2-2、J2x23-1、J2x23-1、J2x24),為流動單元精細劃分提供依據(jù)。
(二)聚類分析
本次研究選取三塘湖油田9口取心井中儲層物性下限(孔隙度大于2%)以上的472個分析化驗數(shù)據(jù)點,根據(jù)孔隙度和滲透率分別計算出每個點的流動分層指標(biāo)、油藏品質(zhì)指數(shù)、孔喉半徑。最后,通過SPSS統(tǒng)計軟件對孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35進行Q型聚類分析,并運用Fisher判別法建立與流動單元模型相對應(yīng)的判別函數(shù),在其分析結(jié)果達到要求的前提下確定該區(qū)流動單元的平面分布。
Q型聚類分析是根據(jù)所選參數(shù)在性質(zhì)和成因上的親疏程度,把彼此之間關(guān)系最緊密的砂體聚集、合并成一類流動單元,是在考慮多種參數(shù)的情況下對儲層流動單元進行分類的綜合分析方法[8]。利用SPSS統(tǒng)計軟件逐步判別分析程序,通過幾次變量的引入和剔除,最終選出對流動單元分類起主要作用的兩個影響因素最大的參數(shù)滲透率和R35值,用Fisher判別法建立流動單元判別函數(shù),各類流動單元的判別函數(shù)分別為:
I類儲集層流動單元:I=-41.333×lgR35+57.056×lgK-28.279
II類儲集層流動單元:II=-52.44×lgR35 +39.236×lgK-10.957
III類儲集層流動單元:III=-65.051×lgR35 +28.449×lgK-10.167
IV類儲集層流動單元:IV=-69.571×lgR35 +16.118×lgK-15.159
V類儲集層流動單元:V=-72.67×lgR35 +0.367×lgK-29.103
利用上述判別函數(shù)對J2x2段9口取心井所有數(shù)據(jù)點進行計算,然后根據(jù)最大隸屬原則進行歸類,并統(tǒng)計出各類流動單元類型的判別結(jié)果(表1)和流動單元孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)聚類中心(表2)。從表1中可看出,取心井所有數(shù)據(jù)點回判率在98.4%以上,說明該判別函數(shù)是可用的,利用該方法進行流動單元的劃分是有效的。表2列出各類流動單元每個參數(shù)的聚類中心,可發(fā)現(xiàn)孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都呈線性變化,即從I類流動單元到V類流動單元每個孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)都逐漸減小,說明該流動單元劃分結(jié)果與儲層物性規(guī)律具有一定的相似性,且流動單元的好壞不是一個參數(shù)所能決定的,而是所有參數(shù)共同作用的結(jié)果。
依據(jù)上述流動單元劃分方法,根據(jù)巖電關(guān)系,利用測井?dāng)?shù)據(jù),對非取心井單井物性參數(shù)進行解釋。根據(jù)各井物性參數(shù)解釋資料,對孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)采用同樣的處理方法,進行非取心井流動單元的劃分。endprint
二、流動單元的劃分結(jié)果
根據(jù)上述判別方法分別計算研究區(qū)內(nèi)154口井孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù),并依據(jù)最大隸屬原則,確定各沉積單元的流動單元類型。最后根據(jù)各沉積單元的流動單元類型勾繪出該沉積單元流動單元平面分布圖(圖1)?,F(xiàn)對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段各類流動單元平面厚度分布特征敘述如下:
I類流動單元,共158m,平均厚度為1.02m,平均孔隙度為16.8%,平均滲透率為18.45×10-3μm2,孔喉半徑為3.53μm,流動分層指標(biāo)為2.68,油藏品質(zhì)指數(shù)為0.48。垂向上主要分布在J2x21、J2x22;平面上呈零星分布,主要分布在孔隙度、滲透率較高的位置,發(fā)育于水下分流河道的中心部位、河口壩和河流交匯處,滲流能力最強。
II類流動單元,共774m,平均厚度為5.02m,平均孔隙度為14.7%,平均滲透率為3.26×10-3μm2,孔喉半徑為1.89μm,流動分層指標(biāo)為1.81,油藏品質(zhì)指數(shù)為0.33。垂向上主要分布在J2x21、J2x22;平面上較為連續(xù),呈條帶狀分布,發(fā)育于水下分流河道主河道、分支河道和河口壩,滲流能力較強。
III類流動單元,共1459m,平均厚度為9.47m,平均孔隙度為13.9%,平均滲透率為0.96×10-3μm2,孔喉半徑為1.18μm,流動分層指標(biāo)為1.25,油藏品質(zhì)指數(shù)為0.23。垂向上主要分布在J2x21、J2x22、J2x23;平面上分布最廣,呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上,發(fā)育于河口壩、水下河道邊部,滲流能力中等。
IV類流動單元,共1043m,平均厚度為6.77m,平均孔隙度為12.5%,平均滲透率為0.34×10-3μm2,孔喉半徑為0.86μm,流動分層指標(biāo)為0.90,油藏品質(zhì)指數(shù)為0.18。垂向上主要分布在J2x22、J2x23、J2x24;平面上分布廣泛,呈條帶—連片狀分布,發(fā)育于分支河道邊部、前緣席狀砂、前三角洲,滲流能力較弱。
V類流動單元,共493.5m,平均厚度為3.20m,平均孔隙度為10.1%,平均滲透率為0.07×10-3μm2,孔喉半徑為0.33μm,流動分層指標(biāo)為0.39,油藏品質(zhì)指數(shù)為0.07。垂向上主要分布在J2x23、J2x24;平面上分布范圍縮小,呈寬條帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間,發(fā)育于前緣席狀砂、前三角洲,滲流能力最弱。
三、結(jié)語
選取孔隙度、滲透率、FZI、RQI、R35這5個孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù),應(yīng)用Q型聚類分析和判別分析方法將吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元分為I類、II類、III類、IV類和V類共5類流動單元類型。
I類和II類主要分布在J2x21、J2x22地層中,且分布局限,多呈零星狀或條帶狀沿主河道分布。III類主要分布在J2x22、J2x23地層中,呈連片狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體上。VI類和V類主要分布在J2x23、J2x24地層中,呈條帶—連片狀或?qū)挆l帶狀分布于兩個辮狀河三角洲朵葉體之間。
在侏羅統(tǒng)西山窯組地層中,I類和II類主要分布在各沉積旋回的頂部或中上部,海平面較低,儲層物性較好,發(fā)育于水下分流河道、河口壩和分支河道,滲流能力好。III類流動單元主要分布在各沉積旋回的中部,物性中等,發(fā)育于河口壩、水下河道邊部,滲流能力中等。VI類和V類流動單元主要分布在各沉積旋回的底部,物性較差,發(fā)育于前緣席狀砂、前三角洲,滲流能力弱。
從I類到V類流動單元,孔隙度、滲透率、FZI 、RQI、R35值都逐漸減小,各類流動單元與儲層物性分布、沉積微相分布具有良好的對應(yīng)關(guān)系,且流動單元的好壞不是一個參數(shù)所能決定的,而是所有參數(shù)共同作用的結(jié)果。
本次針對吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流動單元的劃分研究采用的方法客觀、真實地反映了該低滲油藏儲層的地質(zhì)特征,符合該類儲層流動單元評價劃分精度的要求,對于同類油藏流動單元的劃分具有指導(dǎo)意義。
參考文獻:
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作者單位:
徐藝僑,西南油氣田分公司四川川港燃氣有限責(zé)任公司
董莎莎,西南油氣田分公司重慶氣礦
喻春萌,川東鉆探公司endprint