1--3储集层的非均质性研究

§1--3储集层的非均质性研究储集层非均质性是储集层岩石的基本属性,它严重制约和影响油气储集层的储渗性能和油气藏开发效果,是油藏描述的核心内容。油气储集层在沉积、成岩、后生变化和构造作用的综合影响下，储集层的地质、物理性质都将发生不均匀变化。这种非均匀变化具体地表现在：§1--3储集层的非均质性研究储集层空间分布形态、储集层岩性和厚度、泥岩夹层的多少及厚薄、储集层内部的物性和孔隙结构的变化、所含流体性质和空间分布§1--3储集层的非均质性研究非均匀变化不是无条件的，它受许多因素的控制，如陆相储集层要比海相储集层的非均质性强,这是因为陆相沉积的稳定性差,岩性、厚度及物性等变化更大。储集层评价是在储集层非均质性研究的基础上，指出优良储集层的分布区域，以便为油气勘探和开发提供可靠的地质依据。§1--3储集层的非均质性研究目前我国已发现的油气储量中90%来自陆相沉积地层，并且绝大多数都是注水开发,因此了解和掌握储集层的非均质性特征尤为重要,这对提高油气的采收率意义重大。§1--3储集层的非均质性研究一、储集层非均质性的概念及分类1.储集层非均质性的概念“均质”与“非均质”的中文含义是明确的,它指物质分布的均匀性或不均匀性,许多行业都使用这两个概念。但在石油行业中，储集层非均质性的概是重要而又专业的。储集层非均质性定义为:储集层岩石地质、物理性质的空间不均一性。§1--3储集层的非均质性研究受沉积、成岩、后生变化和构造作用等多种因素的影响,储集层空间不均匀性是普遍存在的。这种不均匀变化具体地表现在储集层空间分布形态、储集层岩性和厚度、泥岩夹层的多少及厚薄,碎屑颗粒胶结情况、孔隙结构特征等许多方面。因此,非均质性应是地层岩石的一种普遍的本质的属性。相反,十分均质的岩石倒是少见的,绝对均质的岩石则几乎是不存在的。§1--3储集层的非均质性研究2.储集层非均质性分类储集层非均质性的分类方案很多,基本上都是按研究对象的大小规模进行分类。现有的分类方法有数十种,比较流行的分类也有10余种。加拿大分类、秦同洛教授分类、第二届国际储集层表征技术研讨会分类简介（略）§1--3储集层的非均质性研究国内多采用裘怿楠提出的储集层非均质性分类。裘怿楠等(1992)根据我国陆相沉积盆地的特点,提出了一套较完整并且实用的分类方案,目前国内已普遍采用。该方案既考虑储集层非均质性的规模,也考虑油田开发生产的实际应用,将储集层非均质性由小到大分成四类。§1--3储集层的非均质性研究(l)孔隙非均质性主要指孔隙结构的非均质性,包括储集层岩石孔隙、喉道大小及均匀程度,以及孔隙与喉道的配置关系和连通程度。(2)层内非均质性指砂体内部纵向上的非均质性,包括粒度韵律性、层理构造序列、渗透率差异程度及高渗透段位置、层内不连续薄夹层的分布频率和大小,以及全层的水平渗透率与垂直渗透率的比值等。§1--3储集层的非均质性研究(3)平面非均质性指砂体平面上的非均质性,包括砂体成因、单元的连通程度、平面孔隙度、渗透率的变化和非均质程度以及砂体渗透率的方向性等。(4)层间非均质性指多个砂层之间的非均质性，包括层系的旋回性、砂层间渗透率的非均质程度、隔层分布、特殊类型层的分布等。§1--3储集层的非均质性研究二、层内非均质性层内非均质性是指一个单砂层在垂向上的储渗性质变化。包括层内渗透率的剖面差异程度、高渗透率段所处的位置、层内粒度韵律、渗透率韵律及渗透率的非均质程度、层内不连续的泥质薄夹层的分布等。层内非均质性是直接影响单砂层内注入剂波及体积的主要地质因素。其描述内容为：§1--3储集层的非均质性研究l.粒度韵律单砂层内碎屑粒径在剖面上的变化称为粒度韵律。它受沉积环境、物源远近和搬移方式等多种因素控制,具不同粒度韵律的砂层其剖面渗透率变化特征不一样。粒度韵律一般分为四种类型:§1--3储集层的非均质性研究①正韵律:颗粒粒度自下而上由粗变细,往往形成储集层物性自下而上逐渐变差。②反韵律:颗粒粒度自下而上由细变粗,常常形成岩石物性自下而上逐渐变好。③复合韵律:即正、反韵律的组合。④均质韵律:粒度在垂向上变化均匀者。§1--3储集层的非均质性研究2.沉积构造在碎屑岩储集层中,层理是常见的沉积构造,有平行层理、斜层理、交错层理、波状层理、递变层理、块状层理、水平层理等。层理类型受沉积环境和水流条件的控制,层理的方向决定渗透率的方向。因此,需要研究各类纹层的岩性、产状、组合关系及分布规律,以便了解由此形成的渗透率方向性。§1--3储集层的非均质性研究3.渗透率韵律储集层渗透率韵律在纵向上会出现各种各样的变化，但大体上与粒度韵律相同，也分为三种情况：正韵律、反韵律和复合韵律。它们在水驱开发过程中将会出现各自不同的典型动态，产生差别很大的开发效果。今后，我们将做深入的研究。§1--3储集层的非均质性研究4、垂直渗透率与水平渗透率的比值5、渗透率非均质程度的定量表征6、泥质夹层的分布频率和分布密度§1--3储集层的非均质性研究三、平面非均质性平面非均质性是指储集层砂体的几何形态、展布规模、横向连续性和孔隙度、渗透率的平面不均匀性。它从平面的角度展示储集层基本储渗性能的差异程度。其描述内容为：§1--3储集层的非均质性研究1.砂体几何形态砂体几何形态是砂体各向大小的反映。砂体几何形态的地质描述和分类一般以长宽比为尺度进行。依据长宽比描述砂体几何形态一般划分为以下类型:§1--3储集层的非均质性研究①席状砂体:长宽比近似于1:1,平面上呈等轴状。②土豆状砂体:长宽比小于3:10③带状砂体:长宽比为3:1-20:10④鞋带状砂体:长宽比大于20:10⑤不规则砂体:形态不规则,一般有一个主要延伸方向。一般来说,砂体长宽比越大,砂体非均质性越强；砂体越不规则,其非均质性也越强。§1--3储集层的非均质性研究2.砂体规模及各向连续性重点研究砂体的侧向连续性。一般砂体的规模越大,其横向连续性也越好,因而其非均质性也就越弱,其均质性就越好。按延伸长度可将砂体分为五级:§1--3储集层的非均质性研究一级:砂体延伸大于2000m,连续性极好。二级:砂体延伸1600-2000m,连续性好。三级:砂体延伸600--1600m,连续性中等。四级:砂体延伸300-600m,连续性差。五级:砂体延伸小于300m,连续性极差。§1--3储集层的非均质性研究3.砂体的连通性指砂体在垂向上和平面上的相互接触连通情况。可用砂体配位数、连通程度和连通系数表示。①砂体配位数:与某一个砂体连通接触的砂体个数。②连通程度：指连通的砂体面积占砂体总面积的百分数③连通系数：连通的砂体层数占砂体总层数的百分比。§1--3储集层的非均质性研究4.孔隙皮、渗透率的平面变化孔隙度、渗透率的平面变化情况,是研究储集层平面非均质性的重点。一般通过绘制孔隙度、渗透率的平面等值线图来反映其平面变化情况。此外,还应研究渗透率的方向性差异:一般来说,顺古水流的方向,储集层渗透率较高,而垂直古水流的方向,储集层渗透率相对较低。此外,还应注意由于裂缝大量存在所造成的渗透率方向性。§1--3储集层的非均质性研究四、层间非均质性层间非均质性是对一套含油层系内多个砂层之间储集性质的描述和比较,即砂体的层间差异程度。在砂泥岩剖面中,一套含油层系常常包含数个油层组或数十个砂层组几十个单砂层,它们之间储渗性质的差异是油藏描述和储集层研究的重点。其描述参数为§1--3储集层的非均质性研究1.分层系数：指某一层段内砂层的层数。2.砂层密度：指剖面上砂岩总厚度与地层总厚度之比。3.层间渗透率非均质性的定量表征：采用渗透率变异系数(VK)、渗透率突进系数(TK)、渗透率级差(JK)等参数来定量描述多个油层之间的渗透率差异程度。4.主力油层与非主力油层在剖面上的配置关系5.隔层：一般用隔层平面分布等厚图来表示。§1--3储集层的非均质性研究五、孔隙非均质性储集层孔隙非均质性,也称微观非均质性,是指储集层微观孔隙喉道内影响流体流动的地质因素的空间不均一性。主要包括孔隙、喉道的大小、分布、配置及连通性,以及岩石的组分、颗粒排列方式、基质含量及胶结物的类型等。油层微观非均质性是评价油层水驱效果和研究剩余油分布的基础。§1--3储集层的非均质性研究储集层岩石的储集空间可分为孔隙和喉道(裂缝可以看做变形或放大的孔隙,微裂缝则可看做变形的喉道),孔隙是岩石颗粒之间的较大的空间,喉道则是岩石颗粒之间的狭小通道。孔隙是岩石的主要储集空间,而喉道则是控制流体通过能力的主要通道。显然,喉道的大小、类型及分布是决定储集层岩石的渗流能力的决定因素。因此,储集层微观非均质性研究的重点,是储集层岩石孔隙和喉道的结构特征和储渗性质变化。§1--3储集层的非均质性研究六、研究储层非均质性的意义储层的非均质性对开发效果有重大影响。因为目前国内外已投入开发的大量油田都已进入中高含水期和产量递减阶段，大量可动原油还采不出来，人们寄希望于通过对储层非均质性的深入研究达到提高采收率的根本目的。许多研究已表明，这是一条行之有效的途径，也是开发地质的一个发展方向。在制定开发方案时，我们就必须充分考虑储层的基本形态、大小规模、流体的分布、主力层与非主力层等。§1--3储集层的非均质性研究在注水开发中，关键是解决好开发中表现出的层间、层内和平面这三大矛盾。而储集层的层间、层内和平面非均质性正是导致这三大矛盾的根本原因。同时，储层非均质性直接影响水驱采收率的大小。微观非均质性直接影响驱油效率的高低，层间和层内非均质性直接影响厚度及波及系数的大小，而平面非均质性直接影响着面积及波及系数的大小。因此，只有在搞清楚储层各种非均质性的前提下，才能提出针对性强的调整方案与增产挖潜的各种措施，才能提高最终采收率。§1--3储集层的非均质性研究思考题：什么是储层的非均质性？有几种类型？研究意义是什么？