1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究

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

2、構(gòu)的變化、所含流體性質(zhì)和空間分布,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)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(chǔ)集層要比海相儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性強(qiáng), 這是因?yàn)殛懴喑练e的穩(wěn)定性差 ,巖性、厚度及物性等變化更大。儲(chǔ)集層評價(jià)是在儲(chǔ)集層非均質(zhì)性研究的基礎(chǔ)上，指出優(yōu)良儲(chǔ)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(zhì)依據(jù)。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,目前我國已發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量中 90% 來自陸相沉積地層，

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

4、一性。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,受沉積、成巖、后生變化和構(gòu)造作用等多種因素的影響 ,儲(chǔ)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(xiàn)在儲(chǔ)集層空間分布形態(tài)、儲(chǔ)集層巖性和厚度、泥巖夾層的多少及厚薄 ,碎屑顆粒膠結(jié)情況、孔隙結(jié)構(gòu)特征等許多方面。因此,非均質(zhì)性應(yīng)是地層巖石的一種普遍的本質(zhì)的屬性。相反,十分均質(zhì)的巖石倒是少見的,絕對均質(zhì)的巖石則幾乎是不存在的。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,2.

5、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性分類 儲(chǔ)集層非均質(zhì)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(jìn)行分類?，F(xiàn)有的分類方法有數(shù)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(chǔ)集層表征技術(shù)研討會(huì)分類簡介（略）,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,國內(nèi)多采用裘懌楠提出的儲(chǔ)集層非均質(zhì)性分類。裘懌楠等(1992)根據(jù)我國陸相沉積盆地的特點(diǎn),提出了一套較完整并且實(shí)用的分類方案,目前國內(nèi)已普遍采用。該方案既考慮儲(chǔ)集層

6、非均質(zhì)性的規(guī)模,也考慮油田開發(fā)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用,將儲(chǔ)集層非均質(zhì)性由小到大分成四類。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,(l) 孔隙非均質(zhì)性主要指孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性,包括儲(chǔ)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(guān)系和連通程度。(2) 層內(nèi)非均質(zhì)性指砂體內(nèi)部縱向上的非均質(zhì)性,包括粒度韻律性、層理構(gòu)造序列、滲透率差異程度及高滲透段位置、層內(nèi)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(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,(3) 平面非均質(zhì)性指砂體平面上的非均質(zhì)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(zhì)程度以及砂體滲透率的方向性等。(4) 層間非均質(zhì)性指多個(gè)砂層之間的非均質(zhì)性，包括層系的旋回性、砂層間滲透率的非均質(zhì)程度、隔層分布、特殊類型層的分布等。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,二、層內(nèi)非均質(zhì)性 層內(nèi)非均質(zhì)性是指一個(gè)單砂層在垂向上的儲(chǔ)滲性質(zhì)變化。包括層內(nèi)滲透率的剖面差

8、異程度、高滲透率段所處的位置、層內(nèi)粒度韻律、滲透率韻律及滲透率的非均質(zhì)程度、層內(nèi)不連續(xù)的泥質(zhì)薄夾層的分布等。層內(nèi)非均質(zhì)性是直接影響單砂層內(nèi)注入劑波及體積的主要地質(zhì)因素。其描述內(nèi)容為：,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,l. 粒度韻律單砂層內(nèi)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(yuǎn)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(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,①正韻律:顆粒粒度自下而上由粗變細(xì),往往形成儲(chǔ)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(xì)變粗,常常形成巖石物性自下而上逐漸變好。③復(fù)合韻律:即正、反韻律的組合。④均質(zhì)韻律:粒度在垂向上變化均勻者。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,2. 沉積構(gòu)造 在碎屑巖儲(chǔ)集層中,層理是常見的沉積構(gòu)造,有平行層理、斜層理、交錯(cuò)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(chǎn)狀、組合關(guān)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(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,3. 滲透率韻律儲(chǔ)集層滲透率韻律在縱向上會(huì)出現(xiàn)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(fù)合韻律。它們在水驅(qū)開發(fā)過程中將會(huì)出現(xiàn)各自不同的典型動(dòng)態(tài)，產(chǎn)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(chǔ)集層的非

11、均質(zhì)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(zhì)程度的定量表征6、泥質(zhì)夾層的分布頻率和分布密度,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,三、平面非均質(zhì)性 平面非均質(zhì)性是指儲(chǔ)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(chǔ)集層基本儲(chǔ)滲性能的差異程度。其描述內(nèi)容為：,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)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(zhì)描述和分類一般以長寬比為尺度進(jìn)行。依據(jù)長寬比描述砂體幾何形態(tài)一般劃分為以下類型 :,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)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?fàn)钌绑w: 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(gè)主要延伸方向 。一般來說,砂體長寬比越大,砂體非均質(zhì)性越強(qiáng)；砂體越

13、不規(guī)則,其非均質(zhì)性也越強(qiáng)。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,2. 砂體規(guī)模及各向連續(xù)性重點(diǎn)研究砂體的側(cè)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(zhì)性也就越弱,其均質(zhì)性就越好。按延伸長度可將砂體分為五級 :,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)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(chǔ)集層的非均質(zhì)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(shù)、連通程度和連通系數(shù)表示。①砂體配位數(shù):與某一個(gè)砂體連通接觸的砂體個(gè)數(shù)。②連通程度：指連通的砂體面積占砂體總面積的百分?jǐn)?shù) ③連通系數(shù)：連通的砂體層數(shù)占砂體總層數(shù)的百分比。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)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(chǔ)集層平面非均質(zhì)性的重點(diǎn)。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(yīng)研究滲透率的方向性差異:一般來說,順古水流的方向,儲(chǔ)集層滲透率較高,而垂直古水流的方向,儲(chǔ)集層滲透率相對較低。此外,還應(yīng)注意由于裂縫大量存在所造成的滲透率方向性。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,四、層間非均質(zhì)性 層間非均質(zhì)性是對一套含油層系內(nèi)多個(gè)砂層之間儲(chǔ)集性質(zhì)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(shù)個(gè)油層組或數(shù)十個(gè)砂層組幾十個(gè)單砂層,它們之間儲(chǔ)滲性質(zhì)的差異是油藏描述和儲(chǔ)集層研究的重點(diǎn)。其描述參數(shù)為,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,1.分層系數(shù)：指某一層段內(nèi)砂層的層數(shù)。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(zhì)性的定量表征：采用滲透率變異系數(shù) (VK) 、滲透率突進(jìn)系數(shù) (TK)、滲透率級差(JK)等參數(shù)來定量描述多個(gè)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(guān)系5.隔層：一般用隔層平面分布等厚圖來表示。,§1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,五、孔隙非均質(zhì)性 儲(chǔ)集層孔隙非均質(zhì)性,也稱微觀非均質(zhì)性,是指儲(chǔ)集層微觀孔隙喉道內(nèi)影響流體流動(dòng)的地質(zhì)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(zhì)含量及膠結(jié)物的類型等。油層微觀非均質(zhì)性是評價(jià)油層水驅(qū)效果和研究剩余油分布的基礎(chǔ)。,§

18、;1--3儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性研究,儲(chǔ)集層巖石的儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)集層巖石的滲流能力的決定因素。因此,儲(chǔ)集層微觀非均質(zhì)性研究的重點(diǎn),是儲(chǔ)集層巖石孔隙和喉道的結(jié)構(gòu)特征和儲(chǔ)滲性質(zhì)變化。,§1--3儲(chǔ)集層的非

19、均質(zhì)性研究,六、研究儲(chǔ)層非均質(zhì)性的意義 儲(chǔ)層的非均質(zhì)性對開發(fā)效果有重大影響。因?yàn)槟壳皣鴥?nèi)外已投入開發(fā)的大量油田都已進(jìn)入中高含水期和產(chǎn)量遞減階段，大量可動(dòng)原油還采不出來，人們寄希望于通過對儲(chǔ)層非均質(zhì)性的深入研究達(dá)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(zhì)的一個(gè)發(fā)展方向。在制定開發(fā)方案時(shí)，我們就必須充分考慮儲(chǔ)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(chǔ)集

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