1--3儲集層的非均質性研究

1、§1--3儲集層的非均質性研究,儲集層非均質性是儲集層巖石的基本屬性 , 它嚴重制約和影響油氣儲集層的儲滲性能和油氣藏開發(fā)效果,是油藏描述的核心內容。 油氣儲集層在沉積、成巖、后生變化和構造作用的綜合影響下，儲集層的地質、物理性質都將發(fā)生不均勻變化。這種非均勻變化具體地表現在：,§1--3儲集層的非均質性研究,儲集層空間分布形態(tài)、儲集層巖性和厚度、泥巖夾層的多少及厚薄、儲集層內部的物性和孔隙結

2、構的變化、所含流體性質和空間分布,§1--3儲集層的非均質性研究,非均勻變化不是無條件的，它受許多因素的控制，如陸相儲集層要比海相儲集層的非均質性強, 這是因為陸相沉積的穩(wěn)定性差 ,巖性、厚度及物性等變化更大。儲集層評價是在儲集層非均質性研究的基礎上，指出優(yōu)良儲集層的分布區(qū)域，以便為油氣勘探和開發(fā)提供可靠的地質依據。,§1--3儲集層的非均質性研究,目前我國已發(fā)現的油氣儲量中 90% 來自陸相沉積地層，

3、并且絕大多數都是注水開發(fā),因此了解和掌握儲集層的非均質性特征尤為重要,這對提高油氣的采收率意義重大。,§1--3儲集層的非均質性研究,一、儲集層非均質性的概念及分類 儲集層非均質性的概念 “均質” 與 “非均質” 的中文含義是明確的,它指物質分布的均勻性或不均勻性,許多行業(yè)都使用這兩個概念。但在石油行業(yè)中，儲集層非均質性的概是重要而又專業(yè)的。儲集層非均質性定義為: 儲集層巖石地質、物理性質的空間不均

4、一性。,§1--3儲集層的非均質性研究,受沉積、成巖、后生變化和構造作用等多種因素的影響 ,儲集層空間不均勻性是普遍存在的。這種不均勻變化具體地表現在儲集層空間分布形態(tài)、儲集層巖性和厚度、泥巖夾層的多少及厚薄 ,碎屑顆粒膠結情況、孔隙結構特征等許多方面。因此,非均質性應是地層巖石的一種普遍的本質的屬性。相反,十分均質的巖石倒是少見的,絕對均質的巖石則幾乎是不存在的。,§1--3儲集層的非均質性研究,2.

5、儲集層非均質性分類 儲集層非均質性的分類方案很多 , 基本上都是按研究對象的大小規(guī)模進行分類?，F有的分類方法有數十種,比較流行的分類也有10余種。加拿大分類、秦同洛教授分類、第二屆國際儲集層表征技術研討會分類簡介（略）,§1--3儲集層的非均質性研究,國內多采用裘懌楠提出的儲集層非均質性分類。裘懌楠等(1992)根據我國陸相沉積盆地的特點,提出了一套較完整并且實用的分類方案,目前國內已普遍采用。該方案既考慮儲集層

6、非均質性的規(guī)模,也考慮油田開發(fā)生產的實際應用,將儲集層非均質性由小到大分成四類。,§1--3儲集層的非均質性研究,(l) 孔隙非均質性主要指孔隙結構的非均質性,包括儲集層巖石孔隙、喉道大小及均勻程度,以及孔隙與喉道的配置關系和連通程度。(2) 層內非均質性指砂體內部縱向上的非均質性,包括粒度韻律性、層理構造序列、滲透率差異程度及高滲透段位置、層內不連續(xù)薄夾層的分布頻率和大小,以及全層的水平滲透率與垂直滲透率的比值等。,&

7、#167;1--3儲集層的非均質性研究,(3) 平面非均質性指砂體平面上的非均質性,包括砂體成因、單元的連通程度、平面孔隙度、滲透率的變化和非均質程度以及砂體滲透率的方向性等。(4) 層間非均質性指多個砂層之間的非均質性，包括層系的旋回性、砂層間滲透率的非均質程度、隔層分布、特殊類型層的分布等。,§1--3儲集層的非均質性研究,二、層內非均質性 層內非均質性是指一個單砂層在垂向上的儲滲性質變化。包括層內滲透率的剖面差

8、異程度、高滲透率段所處的位置、層內粒度韻律、滲透率韻律及滲透率的非均質程度、層內不連續(xù)的泥質薄夾層的分布等。層內非均質性是直接影響單砂層內注入劑波及體積的主要地質因素。其描述內容為：,§1--3儲集層的非均質性研究,l. 粒度韻律單砂層內碎屑粒徑在剖面上的變化稱為粒度韻律。它受沉積環(huán)境、物源遠近和搬移方式等多種因素控制,具不同粒度韻律的砂層其剖面滲透率變化特征不一樣。粒度韻律一般分為四種類型 :,§

9、;1--3儲集層的非均質性研究,①正韻律:顆粒粒度自下而上由粗變細,往往形成儲集層物性自下而上逐漸變差。 ②反韻律:顆粒粒度自下而上由細變粗,常常形成巖石物性自下而上逐漸變好。③復合韻律:即正、反韻律的組合。④均質韻律:粒度在垂向上變化均勻者。,§1--3儲集層的非均質性研究,2. 沉積構造 在碎屑巖儲集層中,層理是常見的沉積構造,有平行層理、斜層理、交錯層理、波狀層理、遞變層理、塊狀層理、水平層理等。層理類型受沉積環(huán)

10、境和水流條件的控制,層理的方向決定滲透率的方向。因此,需要研究各類紋層的巖性、產狀、組合關系及分布規(guī)律,以便了解由此形成的滲透率方向性。,§1--3儲集層的非均質性研究,3. 滲透率韻律儲集層滲透率韻律在縱向上會出現各種各樣的變化，但大體上與粒度韻律相同，也分為三種情況：正韻律、反韻律和復合韻律。它們在水驅開發(fā)過程中將會出現各自不同的典型動態(tài)，產生差別很大的開發(fā)效果。今后，我們將做深入的研究。,§1--3儲集層的非

11、均質性研究,4、垂直滲透率與水平滲透率的比值 5、滲透率非均質程度的定量表征6、泥質夾層的分布頻率和分布密度,§1--3儲集層的非均質性研究,三、平面非均質性 平面非均質性是指儲集層砂體的幾何形態(tài)、展布規(guī)模、橫向連續(xù)性和孔隙度、滲透率的平面不均勻性。它從平面的角度展示儲集層基本儲滲性能的差異程度。其描述內容為：,§1--3儲集層的非均質性研究,1. 砂體幾何形態(tài) 砂體幾何形態(tài)是砂體各向大小的反

12、映。砂體幾何形態(tài)的地質描述和分類一般以長寬比為尺度進行。依據長寬比描述砂體幾何形態(tài)一般劃分為以下類型 :,§1--3儲集層的非均質性研究,①席狀砂體: 長寬比近似于 1:1, 平面上呈等軸狀。②土豆狀砂體: 長寬比小于 3:10③帶狀砂體: 長寬比為 3:1-20:10④鞋帶狀砂體: 長寬比大于 20:10⑤不規(guī)則砂體: 形態(tài)不規(guī)則 , 一般有一個主要延伸方向 。一般來說,砂體長寬比越大,砂體非均質性越強；砂體越

13、不規(guī)則,其非均質性也越強。,§1--3儲集層的非均質性研究,2. 砂體規(guī)模及各向連續(xù)性重點研究砂體的側向連續(xù)性。一般砂體的規(guī)模越大,其橫向連續(xù)性也越好,因而其非均質性也就越弱,其均質性就越好。按延伸長度可將砂體分為五級 :,§1--3儲集層的非均質性研究,一級:砂體延伸大于 2000m, 連續(xù)性極好。二級:砂體延伸 1600-2000m, 連續(xù)性好。三級:砂體延伸600--1600m, 連續(xù)性中等。四級

14、:砂體延伸300 -600m, 連續(xù)性差。五級:砂體延伸小于300m, 連續(xù)性極差。,§1--3儲集層的非均質性研究,3. 砂體的連通性 指砂體在垂向上和平面上的相互接觸連通情況?？捎蒙绑w配位數、連通程度和連通系數表示。①砂體配位數:與某一個砂體連通接觸的砂體個數。②連通程度：指連通的砂體面積占砂體總面積的百分數 ③連通系數：連通的砂體層數占砂體總層數的百分比。,§1--3儲集層的非均質性研究,4. 孔隙皮

15、、滲透率的平面變化孔隙度、滲透率的平面變化情況,是研究儲集層平面非均質性的重點。一般通過繪制孔隙度、滲透率的平面等值線圖來反映其平面變化情況。此外,還應研究滲透率的方向性差異:一般來說,順古水流的方向,儲集層滲透率較高,而垂直古水流的方向,儲集層滲透率相對較低。此外,還應注意由于裂縫大量存在所造成的滲透率方向性。,§1--3儲集層的非均質性研究,四、層間非均質性 層間非均質性是對一套含油層系內多個砂層之間儲集性質的描述和比

16、較,即砂體的層間差異程度。在砂泥巖剖面中,一套含油層系常常包含數個油層組或數十個砂層組幾十個單砂層,它們之間儲滲性質的差異是油藏描述和儲集層研究的重點。其描述參數為,§1--3儲集層的非均質性研究,1.分層系數：指某一層段內砂層的層數。2.砂層密度：指剖面上砂巖總厚度與地層總厚度之比。3.層間滲透率非均質性的定量表征：采用滲透率變異系數 (VK) 、滲透率突進系數 (TK)、滲透率級差(JK)等參數來定量描述多個油層之間的

17、滲透率差異程度。4.主力油層與非主力油層在剖面上的配置關系5.隔層：一般用隔層平面分布等厚圖來表示。,§1--3儲集層的非均質性研究,五、孔隙非均質性 儲集層孔隙非均質性,也稱微觀非均質性,是指儲集層微觀孔隙喉道內影響流體流動的地質因素的空間不均一性。主要包括孔隙、喉道的大小、分布、配置及連通性,以及巖石的組分、顆粒排列方式、基質含量及膠結物的類型等。油層微觀非均質性是評價油層水驅效果和研究剩余油分布的基礎。,§

18、;1--3儲集層的非均質性研究,儲集層巖石的儲集空間可分為孔隙和喉道(裂縫可以看做變形或放大的孔隙, 微裂縫則可看做變形的喉道),孔隙是巖石顆粒之間的較大的空間,喉道則是巖石顆粒之間的狹小通道?？紫妒菐r石的主要儲集空間,而喉道則是控制流體通過能力的主要通道。顯然,喉道的大小、類型及分布是決定儲集層巖石的滲流能力的決定因素。因此,儲集層微觀非均質性研究的重點,是儲集層巖石孔隙和喉道的結構特征和儲滲性質變化。,§1--3儲集層的非

19、均質性研究,六、研究儲層非均質性的意義 儲層的非均質性對開發(fā)效果有重大影響。因為目前國內外已投入開發(fā)的大量油田都已進入中高含水期和產量遞減階段，大量可動原油還采不出來，人們寄希望于通過對儲層非均質性的深入研究達到提高采收率的根本目的。許多研究已表明，這是一條行之有效的途徑，也是開發(fā)地質的一個發(fā)展方向。在制定開發(fā)方案時，我們就必須充分考慮儲層的基本形態(tài)、大小規(guī)模、流體的分布、主力層與非主力層等。,§1--3儲集

20、層的非均質性研究,在注水開發(fā)中，關鍵是解決好開發(fā)中表現出的層間、層內和平面這三大矛盾。而儲集層的層間、層內和平面非均質性正是導致這三大矛盾的根本原因。同時，儲層非均質性直接影響水驅采收率的大小。微觀非均質性直接影響驅油效率的高低，層間和層內非均質性直接影響厚度及波及系數的大小，而平面非均質性直接影響著面積及波及系數的大小。因此，只有在搞清楚儲層各種非均質性的前提下，才能提出針對性強的調整方案與增產挖潛的各種措施，才能提高最終采收率。,&