子长油田余家坪区长2油层非均质性研究
摘要:科学家经过长期对鄂尔多斯盆地子长油田众多取心井岩石以及相关样品的观察和研究,总结出了余家坪区长2油层组形成的储层特征以及沉积特性。本文主要对余家坪区长2油层非均质性的特点进行研究,并且进行了系统的原因分析。
关键词:鄂尔多斯盆地子长油田余家坪区长2油层组非均质性
所谓的储层非均质性就是指,三维空间上储层的岩性、物性、电性、含油气性四方面分布不均匀的现象,是沉积、构造、成岩等综合作用的结果。在当前的各大油田中,储层的非均质性是普遍存在的,并且成为了影响石油开采效果的最重要的因素。在油田的开发以及研究过程中,主要以决定储层采收率的渗透率为分均质性的具体体现,并且适当考虑孔隙度、厚度、孔隙结构等等相关因素的影响。子长油田位于鄂尔多斯盆地的陕北斜坡,长2油层组是其一个主要的含油层位,是三角洲平原分流河道沉积形成,属于构造-岩性油藏,其埋深处于500～800 m左右,并且按照层次结构分成了三个油层亚组。
1 储层宏观非均质性
1.1 层内非均质性
层内非均质性主要表现在单砂层规模的储层内部,其发生垂向上
论述储层非均质性的概念、分类及其主要研究内容。（1）概念 指油气储层在沉积、成岩以及后期构造作用的综合影响下，储层的空间分布及内部各种属性的不均匀变化。指储层的基本性质包括岩性、物性、含油性及微观孔隙结构等特征在三维空间上的不均一性。 （2）分类 根据非均质规模大小、成因和对流体的影响程度等来进行分类。——常按规模、大小分 ①Pettijohn分类(1973) Pettijohn对河流储层，按非均质性规模的大小，提出五种规模储层非均质性。 油藏规模1～10km×100m 层规模100m×10m 砂体规模1～10m2 层理规模10～100mm2 孔隙规模10～100μm2 ②Weber分类(1986) Weber根据Pettijohn的思路，不仅考虑非均质性规模，同时考虑非均质性对流体渗流的影响，将储层的非均质性分为七类。 i. 封闭、半封闭、未封闭断层 ii. 成因单元边界 iii. 成因单元内渗透层 iv. 成因单元内隔夹层 v. 纹层和交错层理 vi. 微观非均质性 vii. 封闭、开启裂缝 ③Haldorsen分类(1983) Haldorsen根据储层地质建模的需要，按照与孔隙均值有关的体积分布，将储层非均质性划分为四个级别： i. 微观非均质性：孔隙和砂粒规模(薄片) ii. 宏观非均质性：通常的岩心规模(岩心大小)
iii. 大型非均质性：模拟网格规模(砂体) iv. 巨型非均质性：地层或区域规模。 ④Tyler分类(1988,1993) Tyler对曲流河道、河控/潮控扇三角洲储层按非均质规模的大小，提出了一个由大到小的非均质分类图，划分出五种规模的储层非均质性。 i. 巨型尺度--油层组规模 ii. 大尺度--建筑块模型（较大的网格单元） iii. 中尺度--岩相规模（较小的网格单元） iv. 小尺度--纹层规模 v. 微尺度--孔隙规模 ⑤裘亦楠的分类(1987，1989) 根据我国陆相储层特征(规模)及生产实际，裘亦楠提出了一套较完整且实用的分类方案 i. 层间非均质性 ii. 平面非均质性 iii. 层内非均质性 iv. 孔隙非均质性 （3）主要研究内容 ①层内非均质性——指一个单砂层规模内垂向上的储层性质变化。 i. 层内垂向上粒度韵律 ii. 层内垂向上渗透率差异程度 iii. 层内垂向上最高渗透段位置 iv. 层内不连续泥质薄夹层的分布 v. 渗透率韵律及渗透率的非均质程度(水平、垂直) vi. 层理构造序列 ②平面非均质性——指一个储层砂体的几何形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙度、渗透率的平面变化所引起的非均质性。 i. 砂体几何形态 ii. 砂体规模及各向连续性 iii. 砂体的连通性 iv. 砂体内孔隙度、渗透率的平面变化及方向性
第十章油层非均质性研究 油层：若储集层中含有了油气，则将该储层称为含油气层或油层。 此章讲的油层非均质性，实际是指储层非均质性。 在油气藏的形成中，生油岩、储集层、盖层、圈闭、运移、保存诸条件缺一不可。在其他条件具备的前提下，研究储层是研究油气藏的核心，储层是勘探、开发的直接目的层。其特征与油气储量、产量及产能密切相关。 储层非均质性的研究是储层描述和表征的核心内容。 一、储层非均质性的概念 储层非均质性：油气储层在漫长的地质历史中，经历了沉积、成岩以及后期构造作用的综合影响。它使储层的空间分布及内部的各种属性（如孔隙度、渗透率、孔隙结构等）都存在不均匀的变化，这种变化称之为储层的非均质性。 1．沉积作用的影响 无论是碎屑岩还是碳酸盐岩储层，沉积环境不同是影响储层非均质性的重要因素。由于沉积条件不同，造成碎屑颗粒的矿物成分、粒度、分选程度、堆积和充填形式、胶结类型、砂体形态、侧向连续性、纵向连通性等都不相同，从而导致储层的岩性、物性和内部结构、层理构造在纵向上和横向上都有不同程度差异，即存在非均质性。 2．成岩作用的影响 成岩作用对储层孔隙的形成、保存和破坏起着很重要的作用。例如溶解作用产生次生孔隙，使储集性能变好；压实作用使储层变致密，储集性能变差。 3．构造作用的影响 构造运动所产生的断层和裂缝也对储层非均质性有一定影响。 垂直和较大角度的断层由于其封闭性，不但可以使原来连通的地层错开，变成不连通，也可以由于其开启性使不同年代的地层串通起来，这就增加了储层非均质的严重性和复杂性。 一些延伸很远的裂缝若不密封，可能使水沿裂缝串流，造成严重的平面矛盾，降低油田的开发效果。例如扶余油田。 总之，储层的非均质性是绝对的，而均质是相对的。一般陆相储层的非均质程度要高于海相储层。而我国目前已发现的油气储量90%来自陆相沉积地层，且绝大多数为注水开发。因此，储层非均质性的研究水平将直接影响到储层中油气水的分布规律的认识
油藏非均质性是指油藏参数随空间的变化关系一般来说，大多数油藏的底部都分布着不同沉积环境、长时间形成的水体，后来经过不断的物理和化学作用，使得油藏特征进一步发生变化。对一般的油藏来说，分析这些油藏参数随空间位置的变化主要就是分析垂向非均质性和平面非均质性[1]。 从目前来看，非均质研究进展主要表现在：①研究内容不断扩展，由早期的分类及储集空间刻画，向储层非均质性对油气成藏及剩余油的影响扩展；②研究领域逐渐拓宽，由常见的河流、三角洲和滩坝等，向古潜山、礁灰岩、砂砾岩体等更加复杂与隐蔽的储集体延伸；③研究方法与技术日益成熟，由定性分析向半定量及定量研究过渡，由单一的描述手段向多种技术配套、多个学科结合的趋势发展。随着油气田勘探形势的日益严峻，储层非均质性研究将向更深层次发展，储层在油气藏形成时期的原始面貌及其受成岩、构造等因素影响所产生的变化将是储层非均质性研究新方向。 一般来说，大多数油藏的底部都分布着不同沉积环境、长时间形成的水体，后来经过不断的物理和化学作用，使得油藏特征进一步发生变化。对一般的油藏来说，分析这些油藏参数随空间位置的变化主要就是分析垂向非均质性和平面非均质性。油藏的非均质性对特稠油油藏开发效果影响较大，研究区油井在同样厚度的油层和相应注汽工艺参数下，各井的开采效果往往差别很大，主要原因就是储层的非均质性、隔层平面分布、原油性质非均质性对开发造成了影响[2]：
1储层非均质性对吸汽能力的影响 注蒸汽吞吐热力采油是一种高成本的工艺技术，储层的吸汽能力除了受注汽工艺如注汽速度、注汽压力、注汽干度，注汽温度等因素影响外，还受储层非均质性的影响。油层的吸汽能力主要受到储层非均质特征以下几个方面影响[3]。 （1）渗透率：高渗透油层吸汽量大，吞吐效果好，油层动用程度高；相对渗透率较低的油层吸汽量少甚至不吸汽，油层动用程度差；随着注汽轮次的增加，高渗油层容易形成汽窜，注入蒸汽绝大部分进入其中；而相对渗透率较低的油层吸汽量小，造成蒸汽浪费，注汽效率低下，影响了相对渗透率较低段油层的开采。对于非均质性严重的油层，其纵向上吸汽状况主要取决于油井单层渗透率，垂向渗透率与水平渗透率比值对注蒸汽开发影响也很大，二者的比值越大，越易形成蒸汽超覆。 （2）油层厚度。理论上油层厚度越大，储层吸汽能力越强，注蒸汽开采效果越好；因为单层厚度大，层内储热量也大，油藏系统整体热损失比例小，热能利用率高。实际上蒸汽吞吐效果并非与油层厚度成正比，随着油层厚度增加到一定值，吸汽量增加的幅度逐渐变小。 （3）储层岩性特征。高温高压力的注汽易使储集层骨架颗粒溶解甚至破碎，导致大量微粒迁移从而阻塞孔隙。 （4）沉积微相和韵律特征沉积微相的平面展布影响储层的吸汽能力，一般主河道发育部位，储层物性好，蒸汽往往会沿着主河道方向优先突进，一定程度上制约了蒸汽在其他方向的波及。
储层非均质性研究进展 储层非均质性是指储层在形成过程中受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响，形成储层的各种性质（包括储层的岩性、物性、电性、含油气性以及微观孔隙结构等）在三维空间分布和各种属性的不均匀变化性，主要表现在岩石物质组成的非均质和孔隙空间的非均质[1-3]。 储层非均质性是影响地下流体（包括油、气、水）运动及油气采收率的主要因素，因而储层非均质性研究是储层描述和表征的核心内容，是油气田勘探与开发地质研究中的重要基础工作[2]。 储层非均质性的研究始于20世纪70~80年代，从六、七十年代的沉积环境分析和相模式研究到80年代的沉积体系分析和以Cross发起的高分辨率层序地层学研究，从以高密度开发井网为基础的精细地质模型研究到储层露头精细研究和随机建模技术，国内外的储层非均质性研究已形成了许多比较成熟的理论和技术，其研究内容与领域在不断加深，同时，有关储层非均质性的研究技术和方法也在不断地向定量化、精细化的方向发展[4]。 1、储层非均质性的分类 按照不同的研究目的、研究对象，储层非均质性分类方案有很多[4-5，8-9]：（1）Pettijohn的分类 Pettijohn等（1973）在研究河流沉积储层时，依据沉积成因和界面以及对流体的影响，首次将储层非均质性划分为5个层次：①油藏规模的沉积相及造成的层间非均质性；②油层规模的沉积微相和相变关系；③砂体内韵律性、沉积结构构造等非均质性；④岩心规模的孔隙度、渗透率等各向异性；⑤显微尺度的孔隙结构类型、矿物学特征等。这种分类便于结合不同的沉积单元进行成因研究，比较实用。 （2）Weber的分类 Weber（1986）在前人研究基础上，还考虑了构造特征、隔夹层分布及原油性质对储层非均质性的影响，提出了一个更加全面的分类体系，将储层非均质性分为7类，即封闭、半封闭、未封闭断层，成因单元边界，成因单元内渗透层，
储层非均质性研究在新木油田开发中的重要意义 新木油田作为低渗透高含水的区块，在开发中的主要问题为平面矛盾及层内层间矛盾严重，这主要是由储层的非均值导致的。储层非均质性研究在新木油田开发中的重要意义。对于油田后期开发调整，注水政策的制定及挖潜剩余油提供理论指导。 标签：非均质性研究；剩余油 储层非均质性是指储层在形成过程中受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响，在空间分布及内部属性上都存在不均匀的变化，而这些变化是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素。 1 储层非均质性的研究内容 1.1 层内非均质性 层内非均质性具体指一个单砂层内的岩性、物性和含油性垂向上的变化情况，是控制和影响单砂层的注入剂波及体积和层内剩余油形成与分布的关键因素。 ①粒序剖面在剖面上常见的粒度变化有正粒序、反粒序和复合粒序。粒序剖面受沉积环境和沉积方式的控制。在成岩变化弱的碎屑岩储层中，剖面上粒度的韵律性直接控制渗透率剖面的韵律性，渗透率在垂向上的变化直接影响开发效果，在注水开发过程中，正韵律剖面易出现底部水淹快、水淹厚度小和驱油效率低等现象。而对于成岩变化很强的碎屑岩储层，由于胶结物含量等因素的影响，渗透率的韵律性与粒序韵律性的吻合程度较差； ②层理构造多数碎屑岩储层具有层理构造。常见的层理类型有平行层理、块状层理、交错层理、斜层理、波状层理和水平层理。层理类型受沉积环境和水流条件的控制，通过物理模拟实验，证明层理构造影响油水运动； ③夹层的存在夹层指储层内部的非渗透性层，可分为物性夹层、钙质夹层和泥质夹层[1]。通常用夹层密度等参数来反映储层内非渗透性夹层的发育程度。夹层的分布状况对油水运动规律影响较大。夹层的成因取决于沉积环境； ④微裂缝在致密的储层中常发育大量的微裂缝，微裂缝的存在，可以改变储层的渗透性，甚至可能形成串层，对开发效果的影响较大。在断裂活动强的断块油田中，不可忽视裂缝的研究。对裂缝的大小、方向、产状和密度均要搞清楚。 1.2 层间非均质性 層间非均质性是指砂层组内或油层组内各砂层之间的差异。研究层间非均质