鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長9油層組儲層宏觀非均質性

邱雅潔，郭艷琴，李百強，李雯婧

(1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安 710065;2.西南石油大學石油工程學院，四川 成都 610500)

儲層的非均質性是表征儲層特征的參數(shù)在空間上分布的不均勻性，非均質性是儲層的普遍特性，儲層的非均質性是直接影響開采效果的主要地質因素。儲層的非均質性決定了儲層中流體的流動、分布特點，影響油氣采收率，同時也是建立油藏模型、設計最優(yōu)化開發(fā)方案、選擇有效的排驅方法和完井方法的重要依據(jù)。華慶地區(qū)位于陜北斜坡東北部，該斜坡是由一個由東向西傾斜的平緩大型單斜，傾角小于1°，平均坡降10m/km，發(fā)育因差異壓實作用形成的鼻狀構造［1］。該研究區(qū)西起八珠，東至張岔，北到吳起，南至玄馬，面積約9 000 km2。本文通過研究儲層的層內、層間和平面這三個非均質性的特征，為研究區(qū)有效開發(fā)方案提供依據(jù)。

1 沉積相類型及特征

華慶地區(qū)長9儲層屬于低孔、低滲型。根據(jù)長9油層組的沉積旋回特征，可劃分為長91油層段和長92油層段。儲層的砂巖分選性較好分選程度為好，磨圓較差，主要為次棱角狀。砂巖粒度最大為 0.8 mm，主要集中在 0.25～0.50 mm之間，主要為中砂巖，其次有少量的細砂巖。研究區(qū)延長組為三角洲沉積環(huán)境［2，3］。通過野外剖面沉積相的識別和鉆井巖心沉積相的劃分，識別出華慶地區(qū)長9發(fā)育三角洲沉積體系和淺湖沉積，其中主要為三角洲前緣沉積，可進一步劃分水下分流河道、分流間灣河口壩等沉積微相(見表1)。

水下分流河道:主要為灰色厚層狀細砂巖，細－粉砂巖組成，此外夾少量粉砂巖、泥質粉砂巖和粉砂質泥巖。砂巖中發(fā)育平行層理、板狀交錯層理、槽狀交錯層理及變形層理，底部具沖刷面，粉砂巖中發(fā)育水平層理、透鏡狀層理、沙紋層理，可見垂直蟲孔。

分流間灣:厚層狀灰黑色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖夾灰色、灰綠色細砂巖。粉砂質泥巖、泥巖中發(fā)育植物葉片化石。砂巖及粉砂巖中發(fā)育水平層理、沙紋層理及變形層理，具碳屑，垂直蟲孔發(fā)育。自然電位曲線表現(xiàn)為低平，自然伽瑪曲線表現(xiàn)為中高值，呈齒形。

河口壩:河口砂壩不發(fā)育，多數(shù)情況下，分流河道砂體直接與湖相、分流間灣泥巖呈沖刷接觸，垂向相序往往不完整。

表1 華慶地區(qū)長9油層組沉積相分類表

2 儲層非均質性特征

裘亦楠根據(jù)我國陸相儲層特征和生產(chǎn)實踐，把碎屑巖儲層的非均質性由小到大分為四級，即微觀孔隙非均質性、層內非均質性、平面非均質性和層間非均質性［4］。下面主要討論儲層的宏觀非均質性，即層內非均質性、層間非均質性和平面非均質性。

2.1 層內非均質性

層內非均質性是指一個單砂層內部垂向上的儲層性質的變化，一般是指滲透率差異程度和夾層分布，夾層指單砂層內存在一些不連續(xù)的薄層，如泥質、細粉砂質、硅質、鈣質等薄層，它直接影響單砂層的垂直滲透率［5］。層內非均質性是生產(chǎn)中引起層內矛盾的內在原因，影響層內非均質性的主要因素有垂向上粒度分布的韻律性、層理構造、層內夾層和層內裂縫等。

滲透率是反映儲層非均質性比較敏感的一個重要參數(shù)，常用來表征層內非均質程度的定量參數(shù)有滲透率的變異系數(shù)(Vk)、突進系數(shù)(Tk)和級差(Jk)［5］，砂巖滲透率的變異系數(shù)、突進系數(shù)和級差越大，則滲透率的非均質性越強。根據(jù)這些參數(shù)可將層內非均質程度分為三級，即弱非均質型、中等非均質型和強非均質型(見表2)。

除了上述的三種參數(shù)外，還有一個均質系數(shù)(Kp)，是砂層中平均滲透率與最大滲透率的比值。顯然Kp在0～1之間變化，Kp越接近1均質性越好。

根據(jù)物性分析資料，利用上述公式對不同鉆井、不同層段單個砂體滲透率非均質性參數(shù)進行計算(見表3)。分析表明，研究區(qū)延長組長9油層組不同鉆井、不同深度層段，滲透率變異系數(shù)，滲透率級差，突進系數(shù)有所變化，說明研究區(qū)儲層非均質性變化較大，長91和長92油層組主要為中等—弱、中等非均質性，個別砂體為強非均質性。

表2 儲層非均質性評價標準

表3 華慶地區(qū)長9儲層層內非均質性滲透率參數(shù)表

2.2 層間非均質性

層間非均質性是指砂體之間的差異，包括垂向上各種沉積環(huán)境形成的砂體交互出現(xiàn)的規(guī)律性，以及作為隔層的泥質巖類在剖面上的發(fā)育和分布的情況，是對一套砂泥巖互層的含油層系的總體研究。常用層間隔層差異、分層系數(shù)、砂巖密度及層間滲透率非均質性等來描述［6，7］。

分層系數(shù)是指一套層系內單砂層的層數(shù)，由于相變的原因，平面上同一層系內的砂層層數(shù)會發(fā)生變化，常用平均單井鉆遇砂層層數(shù)來表示(鉆遇砂層總層數(shù)/統(tǒng)計井數(shù))。分層系數(shù)越大，表明層間非均質性越嚴重，油層開采效果一般越差。

統(tǒng)計分析，研究區(qū)延長組長91單層砂體數(shù)為1～10不等，主要集中區(qū)間為2～6，分層系數(shù)為2.45;長92單層砂體數(shù)為1～10不等，主要集中區(qū)間為2～7，分層系數(shù)為2.41。砂巖密度，即砂巖系數(shù)，指垂向剖面上砂巖總厚度占地層總厚度的百分比。根據(jù)各井統(tǒng)計結果表明，研究區(qū)延長組儲集砂巖層間非均質性明顯，長91和長92砂巖密度變化均較大，長91為2% ～89%，主要集中在10% ～60%，平均砂巖密度為23;長92為2% ～94%，主要集中在20% ～60%，平均為24.04(表4)。研究區(qū)分層系數(shù)和砂巖密度均較低，反映砂巖呈孤立夾層產(chǎn)出，層間非均質性亦極強。

2.3 平面非均質性

平面非均質性是指儲層砂體在平面上的分布規(guī)律、幾何形態(tài)、組合特點、相變方式、連通方式和連通程度，主要是反映儲集特征在平面上的變化情況，平面非均質性直接關系到開發(fā)過程中開發(fā)井網(wǎng)的布置、注水的垂向驅油效率、注入劑的平面波及效率及剩余油的平面分布［8］。

表4 華慶地區(qū)長9油層組分層系數(shù)及砂巖密度統(tǒng)計

在平面上，砂體由不同沉積微相的砂體復合而成，由于各沉積微相砂體的滲透率不同，必然導致滲透率的平面變化。

在同一沉積微相內，主體帶與邊緣帶、近源帶與遠源帶的滲透率不同，這也會造成滲透率的平面變化。

對于呈帶狀分布的砂體，高滲透帶多呈條帶狀。沿砂體條帶延伸方向，砂體厚度和滲透率變化較小，而垂直砂體延伸方向的砂體厚度和滲透率變化較大，向兩側明顯變小。

華慶地區(qū)長9油層組主要為三角洲沉積體系，其中骨架相為三角洲平原分流河道，河道砂體呈北東－南西向條帶狀展布。孔隙度和滲透率在平面上的變化，反映了長9油層組物性在平面上差異較大，各層的孔隙度和滲透率均沿砂體的展布方向呈帶狀、片狀以及點狀或不規(guī)則狀展布。通常在砂體的主體部位孔隙度和滲透率值較高，向砂體的翼部隨砂體厚度的減薄，孔隙度和滲透率值較低。

3 結語

(1)研究區(qū)延長組長9油層組不同鉆井、不同深度層段，滲透率變異系數(shù)，滲透率級差，突進系數(shù)有所變化，說明研究區(qū)儲層非均質性變化較大，長91和長92油層組主要為中等—弱、中等非均質性，個別砂體為強非均質性。

(2)研究區(qū)延長組長91和長92單層砂體數(shù)相近，而且兩者砂巖密度變化均較大，平均砂巖密度相近。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分層系數(shù)和砂巖密度均較低，反映砂巖呈孤立夾層產(chǎn)出，層間非均質性亦極強。

(3)華慶地區(qū)長9儲層屬于低孔、低滲型。研究區(qū)延長組為三角洲沉積環(huán)境，發(fā)育三角洲沉積體系和淺湖沉積，其中主要為三角洲前緣沉積。骨架相為三角洲平原分流河道，河道砂體呈北東－南西向條帶狀展布?？紫抖群蜐B透率在平面上的變化，反映了長9油層組物性在平面上差異較大，各層的孔隙度和滲透率均沿砂體的展布方向呈帶狀、片狀以及點狀或不規(guī)則狀展布。

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