吳堡地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層非均質(zhì)性與含油性的關(guān)系研究

袁 龍，趙 明，郁林軍，王 麗，楊 博

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/國(guó)家大陸動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠，陜西 延安 716000;3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠，陜西 西安 710018)

1 地質(zhì)概況

吳堡地區(qū)位于南梁油田，南梁油田位于鄂爾多斯中南部慶陽(yáng)地區(qū)，構(gòu)造位置位于陜北斜坡二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，構(gòu)造平緩，以巖性圈閉為主。研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)8油層組總厚度約在74～105.2m 之間，自下向上依次劃分為長(zhǎng) 81－1、長(zhǎng) 81－2和長(zhǎng) 82三個(gè)砂層組，其主力含油層為長(zhǎng)81－2。在此基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)8沉積相展開(kāi)系統(tǒng)研究。儲(chǔ)層非均質(zhì)性是儲(chǔ)層研究的核心內(nèi)容，是影響原油采收率的主要原因之一。南梁油田自開(kāi)發(fā)生產(chǎn)以來(lái)，在實(shí)際中出現(xiàn)諸多問(wèn)題。實(shí)踐證明，油井產(chǎn)能的大小、注水效果的好壞以及油水運(yùn)動(dòng)方向與儲(chǔ)層性質(zhì)密切相關(guān)，因此開(kāi)展儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究是弄清特低滲透油藏中高含水期剩余油分布規(guī)律、實(shí)現(xiàn)注水開(kāi)發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。

2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性特征

儲(chǔ)層的非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層的基本性質(zhì) (巖性、物性、電性及含油氣性 )在三維空間上分布的不均一性［1－2］。儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油藏開(kāi)發(fā)效果具有重要的影響，它直接影響著油藏的驅(qū)油效率和最終采收率。本文從以下幾個(gè)方面研究目的層段的儲(chǔ)層非均質(zhì)性:層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性及平面連通性。

2.1 儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性

層內(nèi)非均質(zhì)性是指一個(gè)單砂層內(nèi)儲(chǔ)層性質(zhì)在垂向上的變化。包括層內(nèi)粒度分布的韻律性、層內(nèi)非均質(zhì)性參數(shù)以及層內(nèi)夾層的分布等［3］。

2.1.1 層內(nèi)的韻律特征

單砂體層內(nèi)碎屑顆粒粒徑在垂向上的變化特征表現(xiàn)為具有一定的韻律性，粒度的韻律性變化對(duì)儲(chǔ)層滲透率在垂向上的變化具有很大的影響。在成巖作用較弱的地區(qū)，垂向上粒度的韻律往往直接決定滲透率的韻律性。粒度韻律性分布，對(duì)儲(chǔ)層滲透率垂向分布規(guī)律有很大影響，在成巖作用較弱的區(qū)域，粒度韻律性分布直接決定了水驅(qū)油特征和剩余油分布。層內(nèi)的韻律性是影響油氣成藏的重要因素［4－5］。研究區(qū)域主要以反韻律為主，但無(wú)論是哪種韻律，在粒度較粗、物性較好的部位往往含油性較好。

2.1.2 層內(nèi)非均質(zhì)性參數(shù)

層內(nèi)滲透率分布形式指的是單砂層內(nèi)的平均滲透率在剖面上的分布情況，表明各砂體內(nèi)平均滲透率的差異程度及最高滲透率在剖面上的分布［6］。通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)124口井的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性分布進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。分別計(jì)算出各井滲透率的參數(shù)。根據(jù)采樣分析得出的平均滲透率，經(jīng)計(jì)算得出研究 區(qū)長(zhǎng)81－1、長(zhǎng)81－2和長(zhǎng)82各小層的滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)和級(jí)差系數(shù)。統(tǒng)計(jì)表明(表1)，吳堡長(zhǎng)8油層平均變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差分別為0.19、1.17、1.84。長(zhǎng) 81－2非均質(zhì)性最強(qiáng)，其次是長(zhǎng) 82，最后為長(zhǎng)81－1最弱。

表1 吳堡長(zhǎng)8油層層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性統(tǒng)計(jì)

2.1.3 層內(nèi)夾層分布特征

層內(nèi)夾層是指位于單砂層內(nèi)部的相對(duì)低滲透層或非滲透巖層［7］。在一定的地層厚度內(nèi)夾層的條數(shù)越多，反映在一定時(shí)間單元內(nèi)，沉積微環(huán)境變化越頻繁，相應(yīng)地該時(shí)間單元內(nèi)沉積的儲(chǔ)集體粒度變化頻繁，物性也就隨之變化。通過(guò)研究資料分析，認(rèn)識(shí)到研究區(qū)內(nèi)層內(nèi)夾層主要為泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層。通過(guò)對(duì)吳堡地區(qū)取心資料及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的分析研究和對(duì)區(qū)內(nèi)各小層層內(nèi)夾層數(shù)、夾層厚度、夾層分布頻率及分布密度的統(tǒng)計(jì)，來(lái)定量描述研究區(qū)內(nèi)識(shí)別出的層內(nèi)夾層的分布特征 (表2)。

從表2中可以看出，夾層頻率和夾層密度長(zhǎng)81－2最小，二者在各小層的變化趨勢(shì)與夾層厚度一致。

表2 吳堡長(zhǎng)8夾層頻率和夾層密度統(tǒng)計(jì)

2.2 儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性是指各砂層組內(nèi)小層或單砂層之間控制流體儲(chǔ)集和流動(dòng)的地質(zhì)因素的差異，包括層系的旋回性、砂層問(wèn)的滲透率非均質(zhì)程度、隔層分布及層間裂縫特征等［8］。

2.2.1 分層系數(shù)

分層系數(shù)是指被描述層系內(nèi)砂層的層數(shù)，可以用平均單井鉆遇砂層層數(shù)表示，分層系數(shù)愈大，非均質(zhì)程度愈強(qiáng)［9］。通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(表3)，研究區(qū)內(nèi)層間分層系數(shù)差異較大，長(zhǎng)81－2小層分層系數(shù)較大，長(zhǎng)81－1和82的分層系數(shù)較小。

表3 研究區(qū)內(nèi)層間非均質(zhì)性參數(shù)

2.2.2 有效砂巖密度

砂巖密度是指剖面上砂巖總厚度與地層總厚度之比，反應(yīng)了縱向上各單層砂巖發(fā)育程度的差異。這里的砂巖指的是測(cè)井解釋作為儲(chǔ)層的有效砂巖。通過(guò)對(duì)研究區(qū)各小層有效砂巖厚度及地層厚度的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出各小層的平均有效砂巖密度(表3)。研究區(qū)長(zhǎng)81－2小層有效砂巖密度較大，長(zhǎng)81－1和82的有效砂巖密度較小。

2.2.3 層間隔層

層間隔層條件是儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性的另一側(cè)面，它對(duì)流體運(yùn)動(dòng)能起隔擋作用。隔層厚度在平面上分布特征是，在河道主體帶上一般厚度較薄，向兩側(cè)隔層厚度增大。隔層的厚度大小還和兩層的沉積微相特征有關(guān)，若兩個(gè)時(shí)期均處于河道沉積環(huán)境，則兩層之間的隔層較薄，甚至為零;若兩個(gè)時(shí)期均處于水水動(dòng)力較弱的沉積環(huán)境，則兩層之間的隔層較厚。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，吳堡地區(qū)的隔層主要為泥巖類，各層之間的隔層厚度平均值為14.32m(表4)，厚度較大，壓裂不易壓開(kāi)，可真正起到對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的隔擋的作用。

表4 吳堡地區(qū)長(zhǎng)8油層隔層統(tǒng)計(jì)

2.2.4 層間非均質(zhì)性參數(shù)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)層間滲透率的級(jí)差、突進(jìn)系數(shù)、變異系數(shù)參數(shù)來(lái)反映層間滲透率非均性。經(jīng)統(tǒng)計(jì)表明(表5)吳堡長(zhǎng)8層間滲透率級(jí)差最大為35.98，平均為3.21;突進(jìn)系數(shù)最大為3，平均為2.03;變異系數(shù)最大為 1.41，平均為 0.82?？梢钥闯?，吳堡長(zhǎng)8油層層間非均質(zhì)性整體為中等偏強(qiáng)。

表5 吳堡長(zhǎng)8層間滲透率非均質(zhì)性統(tǒng)計(jì)表及參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 儲(chǔ)層平面連通性

本次研究主要通過(guò)分析層位的砂體平面連續(xù)性來(lái)研究?jī)?chǔ)層平面非均質(zhì)性。砂體的平面連續(xù)性可以由砂體鉆遇率參數(shù)，即研究區(qū)一定層段內(nèi)鉆遇砂層的井?dāng)?shù)與總井?dāng)?shù)的比值來(lái)反映，鉆遇率越高，砂體的平面連續(xù)性越好。

從砂體鉆遇率上看(表6)，研究區(qū)長(zhǎng)812整體鉆遇率高，長(zhǎng)81

1和長(zhǎng)82鉆遇率偏小，說(shuō)明研究區(qū)長(zhǎng)812單砂體發(fā)育好，連通性好;而研究區(qū)長(zhǎng)811和82單砂體發(fā)育偏差，連通性偏差。

表6 吳堡長(zhǎng)8砂體鉆遇率統(tǒng)計(jì)

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性與含油性關(guān)系

3.1 儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性與含油性關(guān)系

層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性及層內(nèi)夾層的研究結(jié)果表明，長(zhǎng)81－2小層層內(nèi)非均質(zhì)程度較強(qiáng)，而長(zhǎng)82小層和長(zhǎng)81－1小層層內(nèi)非均質(zhì)程度較差(表1)。長(zhǎng)81－2小層是研究區(qū)長(zhǎng)8油層組的主力產(chǎn)層，長(zhǎng)81－2含油性較好，長(zhǎng)82小層和長(zhǎng) 81－1小層含油性較差。因此，研究區(qū)的層內(nèi)滲透率和夾層分布非均質(zhì)性對(duì)儲(chǔ)層含油性有一定的影響和控制作用。

3.2 儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性與含油性關(guān)系

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，主力層長(zhǎng)81－2小層的分層系數(shù)和有效砂巖厚度均在各小層中最大，長(zhǎng)81－2含油性最好。長(zhǎng)81－1和長(zhǎng)82的分層系數(shù)和有效砂巖厚度小，且其含油性低，說(shuō)明分層系數(shù)和有效砂巖厚度對(duì)儲(chǔ)層含油性有一定的影響和控制作用。

對(duì)吳堡長(zhǎng)8地層層間非均質(zhì)性的研究結(jié)果表明，儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性整體為中等偏強(qiáng)，而各小層的含油性不一，表明層間非均質(zhì)性對(duì)儲(chǔ)層含油性的影響和控制作用較弱。

3.3 儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性與含油性關(guān)系

研究區(qū)長(zhǎng)8油層組各小層儲(chǔ)層砂體的平面連續(xù)性81－2最好(表6)，與之相應(yīng)的儲(chǔ)層含油性長(zhǎng)81－2最好。由此可見(jiàn)，研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層砂體的平面連續(xù)性是影響和控制儲(chǔ)層含油性的一個(gè)主要因素。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)各小層層內(nèi)滲透率和夾層分布情況對(duì)儲(chǔ)層含油性有一定的影響和控制作用。

(2)研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性整體較強(qiáng)，各小層含油性不一，層間非均質(zhì)性對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層含油性的控制作用較弱;分層系數(shù)和有效砂巖厚度對(duì)儲(chǔ)層含油性有一定的影響和控制作用。

(3)儲(chǔ)層砂體的平面連續(xù)性是控制研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層含油性的一個(gè)主要因素，儲(chǔ)層砂體的平面連續(xù)性越好，則含油性越好，反之越差。

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