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储层非均质性研究方法进展(二)

储层非均质性研究方法进展(二)

储层非均质性是指表征储层的参数在空间上的不均匀性,是储层的普遍特性。在开发储层评价中,储层的非均质性是指储层具有双重的非均质性,即赋存流体的岩石的非均质性和岩石空间中赋存的流体性质和产状的非均质性(夏位荣等,1999)。

2.2层序地层学方法

层序地层学方法在储层非均质性研究中也有一些尝试性的应用。范乐元等(2005)对黄骅坳陷北大港构造带古近系沙河街组高分辨率层序地层格架及其对储层非均质性的控制作用进行了分析,研究认为短期基准面旋回控制了砂体内部的非均质模式,中长期基准面旋回控制了储层砂体的层间非均质性特征。

张世广等(2009)以松辽盆地朝阳沟油田朝1-朝气3区块扶余油层为例,对高分辨率层序地层学在储层宏观非均质性研究中的应用进行了研究。通过不同级次基准面旋回成因的沉积动力学分析和表征储层宏观非均质性的各项岩心化验、统计学数据定量分析,指出随着长期基准面的上升,各短期基准面旋回层内和平面的非均质性均变强、各中期基准面旋回层间非均质性变弱;随着长期基准面的下降,各变化趋势正好相反。

文章指出基准面旋回及其伴随的可容纳空间变化所引起的沉积环境的变化是储层宏观非均质特征差异的决定因素。利用层序地层学方法研究储层非均质性,一方面是该方法可以为非均质性研究提供高精度的等时地层格架,另一方面是通过分析不同级别的基准面旋回,可以对储层非均质性的成因有更深入的理解,比如砂体在空间的分布规律,纵向上的沉积旋回和韵律等。层序地层学方法在非均质性研究中充分体现了非均质性的成因机制,但是受方法本身的局限,研究的精度还需要进一步提高,目前该方法主要是描述储层宏观非均质性,指导油气勘探,而在油气田开发非均质性刻画方面还需要探索应用。

2.3各种实验研究方法

各种实验方法是地质研究的重要基础和工具,对于储层非均质性而言,也不例外。通过各种基础实验分析,可以获得储层性质第一手的资料。特别是随着相关领域仪器设备和分析测试方法的不断发展和进步,实验研究方法在储层非均质性研究中发挥的作用越来越明显,重要性日益凸显。

Shehadeh等(2002)利用离心机分离技术研究了润湿性非均质对毛细管压力曲线的影响,结果表明储层润湿性的恢复程度随着含油饱和度的增大而减小。

李中锋等(2005)运用人造物理模型制作技术制作了三维物理模型,并用恒速法对不同的三维非均质模型进行水驱油试验,分析了储层非均质性对水驱油采出程度的影响作用。结果表明,纵向非均质模型的水驱油采出程度最高,平面非均质模型的水驱油采出程度最低。

刘林玉等(2009)利用真实砂岩微观模型对鄂尔多斯盆地白豹地区长3储层微观非均质性进行了研究,结果认为研究区目的层具有很强的微观非均质性,成岩作用和孔隙结构是影响储层微观非均质性的主要原因。

王明等(2013)通过室内三维物理模拟驱油实验,量化研究了正韵律高含水油藏地质模型不同注人体积及不同驱替压差下含油饱和度与波及系数的变化特征。

Jesús等(2013)建立了利用深水储层非均质性来区分半深海和深海泥岩的认识标准,研究中主要利用电子显微镜扫描来开展工作。笔者在进行松辽盆地徐东地区营城组一段火山岩储层非均质性研究时,便利用CT图像扫描的技术来分析储层孔隙结构微观非均质性。

目的层火山岩为多期次喷发形成,火山岩岩石类型繁多,经鉴定该区目的层火山岩岩石类型有火山熔岩和火山碎屑岩两大类、10种岩性,从CT扫描图像上来看(图4;陈欢庆等,2013),不同岩性的孔隙度等物性特征差异很大,就是在同一种岩性内部,在极短的距离内物性也分布很不均匀,有很大的变化。

储层非均质性研究方法进展(二)

图4.松辽盆地徐东地区营城组一段不同岩石类型孔隙发育CT扫描特征(陈欢庆等,2013)

总体上,由于岩石性质和结构的差异,沉火山角砾岩等岩性的层内非均质性要明显强于凝灰岩等,不同火山岩性之间层内非均质性的差异很大。各种实验研究方法偏重的是储层微观非均质性研究,或者是储层非均质性对油气开发影响研究。各种实验方法可以获取储层非均质性最为直观的成果信息,缺点是需要花费较多经费进行实验分析,增加了研究的成本。同时取样受客观条件的限制,有些实验难以实施。

2.4地质统计学方法

地质统计学方法目前是储层非均质性研究中使用最为广泛的方法之一。主要是对储层渗透率等参数进行统计和运算,以此来分析储层非均质性的强弱。同时,还包括对储层内部隔夹层厚度以及侧向延伸规模长度等信息的统计和分析等。

何琰等(2001)对储层非均质性描述的地质统计学方法进行了研究,认为该方法具有一定的优越性和实用性。

Peter等(2006)利用地质统计学方法对储层孔隙度非均质性进行了定量分析。地质统计学方法具有参数求取方便,可以获得储层非均质性定量信息的优点。缺点是成果的准确性受到储层物性解释数据可靠性的制约,需要建立在精细的储层测井二次解释研究基础之上。

笔者在进行松辽盆地徐东地区营城组一段火山岩储层非均质性研究时通过统计对比储层层内垂直渗透率与水平渗透率的比值来分析储层层内非均质性,应用的就是地质统计学方法,取得了较好的效果(表2;陈欢庆,2012)。

储层非均质性研究方法进展(二)

表2.松辽盆地徐东地区营城组一段火山岩储层层内垂直渗透率与水平渗透率比值(Kv /Kh)(据陈欢庆,2012)

Peter等(2015)在文献调研的基础上利用地质统计学方法对储层非均质性进行了研究。

2.5各种数学计算方法

数学方法一直是解决储层地质问题的有力工具,在储层非均质性研究中也是如此。

毕研斌等(2003)利用变差函数方法来分析储集层平面非均质性,研究中通过构建一种定量表征储集层平面非均质性的数学模型,来实现储集层平面非均质性表征,结果表明该方法优于传统的数理统计方法。

李祖兵等(2007)以双河油田V下油组为例,利用非均质综合指数法对砂砾岩储层非均质性进行了研究,采用了主因子分析法选出了沉积微相、砂体厚度、孔隙度、渗透率、油层的顶底面微构造、目前的综合含水率和流动带指标7个参数作为反映储层非均质性的参数。现场实践证明,其结果比较真实地反映了储层非均质性的地下分布状况,符合率在90%以上。

施东等(2009)利用灰色综合GIS评价系统对储层非均质性进行了研究,实现了储层非均质性研究的一体化评价。

杨少春等(2016)以江苏省扬州市真武油田戴南组二段碎屑岩储层为研究对象,利用数据包络分析法表征碎屑岩储层非均质性。结果表明,真武油田戴南组二段砂岩分布范围内非均质指数主要分布在0.5~0.9之间,呈现中等一较强的非均质性,且非均质指数的分布与沉积微相展布有较好的相关性;非均质指数对注水开发效果有直接影响。各种数学方法可以提供定量的储层非均质性研究结果,但这需要建立在深入的地质分析基础之上,否则就只能是数字游戏,难以反映真实的储层非均质性信息。

2.6测井解释方法

测井解释方法就是通过精细的测井解释,在井上划分砂层和泥岩层,结合精细的地层划分与对比成果,确定不同小层或单层之间隔层和层内夹层发育的位置,实现层间和层内非均质性的定量描述。由于测井资料在目前油气田储层表征中应用最为广泛,因此该方法在储层非均质性研究中应用也极为广泛。

目前,利用测井解释方法研究储层非均质性,主要是利用测井解释的渗透率数据计算变异系数、突进系数、级差等,来定量对比储层的非均质性。还有就是结合岩心分析测试数据,确定储层和隔夹层的界限物性取值,利用测井数据划分隔夹层,达到研究储层非均质性的目的。

笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区于楼油层储层非均质性研究时就运用该方法,对不同单层之间和单层内的隔夹层分别进行了识别,绘制了不同单层之间隔层和不同单层内部夹层的平面展布图,以此来刻画储层非均质性发育特征(图5)。

储层非均质性研究方法进展(二)

图5.辽河西部凹陷某试验区单层yI11a内部夹层密度分布特征

2.7地质建模方法

地质建模的方法在储层非均质性研究中应用较少,但有些研究者已经在这方面进行了有益的探索。

邢正岩(2003)以胜利油田牛20、纯41、桩74和大芦湖等低渗透砂岩油藏为例,系统总结了胜利油区低渗透砂岩油藏储层非均质性地质模型的研究内容和方法。该非均质模型充分利用三维地震、地质、钻井、测井、测试等资料,实现了储层非均质性定量表征。

Matthew等(2005)以美国怀俄明州绵羊峡谷密西西比麦迪逊组白云石露头为例,利用储层建模方法对白云石储层岩石物理非均质性进行了研究,结果表明露头建模可以为储层岩石物理性质的变化描述提供定量信息。

杨少春等(2006a)以济阳坳陷东营凹陷胜坨油田二区为例,建立了非均质综合指数三维模型,分析东营组开发初期、中期和后期的非均质综合指数变差函数和三维模型特征,得出了不同开发时期储层非均质性的变化规律。目前,利用地质建模的方法研究储层非均质性,其数据基础还是基于地震或者测井数据,通过这两种方法,获得体现储层非均质性的隔夹层数据或者渗透率变异系数、突进系数、级差等,基于变差函数等计算,在三维空间上实现储层非均质性的预测,建立储层非均质性模型。地质建模的方法可以提供直观和定量化的储层非均质性信息,但是受资料基础和建模算法的影响,模型的准确度和精度受到一定程度的制约,目前还处于发展阶段,还存在诸多未解的难题。

2.8地震预测方法

地震预测的方法目前在储层非均质性研究中的应用较少。

王立锋等(2009)以东方气田为例,从沉积后地层受重力流冲刷的模式出发,主要利用地震资料,通过对泥流冲沟带中储层纵、横向分布规律的认识,描述了造成该气田气层气体组分差异的储层非均质性影响因素。

同时选取多项地震属性与孔隙度的多维线性回归,在平面向上预测了各气组的平均孔隙度,对以物性渐变为特点的储层非均质性进行了半定量预测。利用地震预测方法研究储层非均质性,主要还是通过寻找储层孔隙度和渗透率与地震属性之间的对应关系,来进行储层物性的预测,其与一般的储层地震预测最大的区别是,前者关注的焦点是各类泥质隔夹层信息,后者关注的焦点是砂体等储层信息。

利用地震预测的方法进行储层非均质性研究,是近年来储层非均质行研究比较有特色的尝试,受方法技术和资料精度的限制,地震方法在储层非均质性研究中还存在较多问题,需要加强这方面的攻关。

版权声明|来源:《高校地质学报》,作者:陈欢庆等,版权归原作者所有。
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二丫
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系二丫(QQ295900524;微信13132550596)

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