第六章储层非均质性研究和储层评价

一、储层非均质性的概念及分类㈠储层非均质性的概念储层非均质性：储层岩石地质、物理性质的空间变化。注：①这种不均匀变化具体地表现在储层空间分布形态、储层岩性和厚度、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。最为关注的是它的储集渗流油气的能力（即孔隙性与渗透性），以及具备这样能力的岩层的岩性特征和电性特征（即测井响应特征性）。四性关系图：孔隙性、渗透性、岩性、电性特征②储层非均质性是储层岩石的普遍特性，绝对的；均质性是相对的。§6储层非均质性研究（Heterogeneity）③储层非均质性直接影响油层的产能、注水效果和最终采收率。㈡储层非均质性研究的重点渗透率非均质性的研究二、储层非均质性的分类国内多采用裘怿楠提出的储层非均质性分类指砂体内部纵向上的非均质性。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。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。指砂平面上的非均质性。砂体成因单元的连通程度、平面孔、渗变化和非均质程度、以及砂体渗透率的方向性等。主要指孔隙结构的非均质性。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。（1）孔隙非均质性（2）层内非均质性（3）平面非均质性（4）层间非均质性三、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。正韵律颗粒粒度自下而上由粗变细反韵律颗粒粒度自下而上由细变粗复合韵律正、反韵律的组合均质韵律粒度在垂向上变化均匀在碎屑岩储层中，层理是常见的沉积构造２沉积构造３渗透率韵律1.粒度韵律4.泥质夹层的分布频率和分布密度渗透率非均质程度的定量表征垂直渗透率与水平渗透率的比值（Ke／KL）⑴渗透率变异系数（Vk）__21KnKKVniik渗透率非均质程度的定量表征渗透率变异系数的取值范围在0-1之间。其值越小，说明渗透率差异小、储层比较均质；其值越大，说明渗透率差异大、储层非均质性强。一般来说，当Vk＜0.5时为均匀型，表示非均质程度弱；当0.5≤Vk≤0.7为较均匀；当Ｖk＞0.7时为不均匀型。式中：Ki——层内样品的渗透率值；——层内所有样品渗透率的平均值；ｎ——层内样品个数。__K⑵渗透率突进系数（Ｔk）渗透率突进系数是一个大于1的数，其值越大表示非均质性越强。一般来说，当＜2为均匀型，当为２-３时为较均匀型，当＞３时为不均匀型。渗透率非均质程度的定量表征渗透率突进系数表示砂层中最大渗透率与砂层平均渗透率的比值，即——渗透率突进系数；Kmax——层内最大渗透率。__maxKKTkkT渗透率级差定义为砂层内最大渗透率与最小渗透率的比值minmaxKKJk——渗透率级差；Kmin——最小渗透率值；kJ渗透率级差是一个远大于1的数。渗透率级差越大，反映渗透率的非均质性越强；反之，非均质性较弱。渗透率非均质程度的定量表征⑶渗透率级差（）kJ⑷渗透率均质系数（Kp）maxKKKp渗透率均质系数是渗透率突进系数的倒数。其数值在0～1之间变化，K越接近1均质性越好。渗透率非均质程度的定量表征⑴夹层分布频率（）Kp每米储层内非渗透性泥质隔夹层的个数。HNPkＮ—层内非渗透性夹层个数；Ｈ—层厚，ｍ。夹层分布频率越高，层内非均质性就越严重。⑵夹层分布密度（）kD每米储层内非渗透性泥质隔夹层的合计厚度。HHDshk—层内泥质隔夹层总厚度，ｍ；Ｈ—层厚，ｍ。shH夹层分布密度越大，储层的层内非均质性就越强。4.泥质夹层的分布频率和分布密度渗透率差异对水洗油层的影响油层剖面渗透率的非均质性变化情况复杂，一般可归结为三种基本类型：渗透率下高上低的正韵律油层，渗透率下低上高的反韵律油层，渗透率呈正、反韵律交叉变化的复合韵律油层。这三种油层的剖面水洗特征具有一定的典型意义。1.正韵律油层剖面水洗特征2.反韵律油层剖面水洗特征3.复合韵律油层水洗特征由于渗透率和重力的作用，上部尤其顶部油层难于水洗到，油层的剖面水洗程度与强度的差别增大，油层剖面动用程度降低，油藏开发效果变差，最终采收率较低在注水开发的情况下，虽然反韵律油层上部渗透率高吸水多，但由于注入水受重力作用逐渐下渗，使得吸水较少的下部油层水洗得以加强，从而使吸水较多的上部油层水推速度和水洗强度受到控制。其结果，使得油层剖面水洗差异降低，油层剖面动用程度增大，油藏开发效果变好，最终采收率较高。其水洗、水淹特点介于正韵律油层与反韵律油层之间。复合韵律油层的剖面动用程度与开发效果好于正韵律油层，但较反韵律油层为差。见水时间水淹厚度剖面水洗差异见水后含水上升速度采收率正韵律油层早小强快低反韵律油层晚大弱慢高复合韵律油层中等中等中等中等中等四、平面非均质性平面非均质性砂体规模及各向连续性砂体的连通性孔隙度、渗透率的平面变化砂体几何形态①席状砂体：长宽比1:1②土豆状砂体＜3:1③带状砂体：3:1—20:1④鞋带状砂体：＞20:1⑤不规则砂体：＜20:1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指砂体在垂向上和平面上的相互接触连通情况。1.连通方式：多边式、多层式、孤立式2.表征参数：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；或以连通井数占砂体控制井数百分率表示。③连通系数：连通的砂体层数占砂体总层数的百分比。连通系数也可以用厚度来计算，称为厚度连通系数。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1.分层系数２.砂层密度3．层间渗透率非均质性的定量表征4．主力油层与非主力油层在剖面上的配置关系5．隔层五、层间非均质性一套含油层系内的砂体的层间差异。储层层间非均质性一般用以下参数进行描述表征：1.分层系数（）指某一层段内砂层的层数。以平均井钻遇砂层个数（即钻遇率）来表示。—某井的砂层层数；ｎ—统计井数。nibinnNA1/nAbiN２.砂层密度（）指剖面上砂岩总厚度与地层总厚度之比，以百分数表示。Hs——砂岩总厚度，m；H——地层总厚度，m。这一参数油田上也称作砂岩比或净总比（砂岩净厚度与地层总厚度之比）。一般来说，砂岩密度的数值越低，其层间非均质性就越大。nS%100HHSsn3．层间渗透率非均质性的定量表征仍然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注意特高渗透率层在剖面上的位置及其地质成因。5．隔层：指稳定分布于两个渗透性岩层中间的不渗透岩层。油田开发过程中对流体运动具有隔挡作用。六、微观非均质性储层微观非均质性：是指储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。地质因素：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。㈠孔隙结构：定义：岩石中孔隙和喉道的几何行形状、大小、配置及其相互连通关系。孔隙：岩石颗粒包围的较大的空间，主要储集空间。喉道：孔隙的缩小部分，即连通两个孔隙的狭窄部分。是控制流体通过能力的主要通道。1.碎屑岩喉道类型及孔隙结构特征（1）孔隙缩小型喉道－大孔粗喉型（2）缩颈型喉道－大孔细喉型（3）片状或弯片状喉道－小孔极细喉型（4）管束状喉道2.碳酸盐岩的喉道及孔隙结构特征⑴喉道类型A构造裂缝型：长、宽、直、片状、大缝喉＞0.1mm小缝喉：0.1—0.01微缝喉＜10μmB晶间隙型：窄、短、平、多种形态C孔隙缩小型D管状喉型E解理缝型⑵孔隙结构特征：指孔洞与缝隙之间的组合关系，形态、大小、数量均匀程度，排列方式A大缝洞型：以缝宽大于0.1mm的裂缝为喉道B微缝孔隙型：以微裂缝及晶间隙为喉道C裂缝型：储集空间和喉道均为裂缝，孔隙不发育D复合型：大洞、大缝，小孔、微缝的组合㈡粘土杂基指作为杂基充填于碎屑岩储集层孔隙内的粘土矿物。1．粘土含量：粒径小于5um—粘土2．粘土矿物类型：X衍射分析法→蒙脱石、高岭石、绿泥石、伊利石及其混层粘土3．粘土矿物产状：扫描电镜→分散状（如高龄石）、薄层状（绿泥石）、搭桥状（伊利石）4．对流体的敏感性⑴速敏性：因流体流动速度变化引起地层微粒运移，堵塞通道，导致渗透率下降的现象。⑵水敏性：当与储层不配的外来流体进入储集层后引起粘土膨胀、分散、运移导致渗透率下降的现象。⑶酸敏性：酸液进入储层与酸敏性矿物发生反应而产生沉淀或释放颗粒而使渗透率下降的现象。⑷盐敏性：地层耐受低盐度流体能力（水化膨胀）储层中的粘土矿物在接触低盐度流体时可能产生水化膨胀、分散和运移而降低渗透率。⑸碱敏性：碱液进入储层与碱敏性矿物发生反应而产生沉淀或释放颗粒而使渗透率下降的现象。一、储层综合评价的目的任务1.划定研究地区储层与非储层具体指标界限。2.划分出工区储层基本类型，并给储层优劣等级的参数指标界限标准。§7储层综合评价二、储层综合评价参数影响储层储渗能力的因素很多，如有效厚度、渗透率、孔隙度、砂体延伸长度、孔隙结构参数、层内非均质程度等。一项参数只从一个方面表征储层的特征，全面评价一个储层，必须采用多项参数，从多个方面进行综合评价。一般来说，储层综合评价都要选择以下一些参数：①油层厚度：如沉积厚度、砂泥岩厚度、砂泥岩比例、有效厚度等；②油层物性：如有效孔隙度、绝对孔隙度、有效渗透率、粒度中值、分选系数、泥质含量等；③孔隙结构：如孔隙类型及分布状况、平均孔隙直径、孔喉比、最大连通喉道半径、最小非饱和体积孔喉分选系数等；④沉积相带：所属亚相、微相及特征⑤油层分布状况：如含油面积、油砂体个数、油层连通情况、砂层钻遇率等；⑥地质储量分布：各砂层储量大小及其占总储量的百分数。所选用的参数，在不同地区、不同油田、不同任务和不同的勘探开发阶段是有差别的。因而评价参数的选择范围和参数的重要程度也有不同。㈢参数优选与综合评价方法优选参数方法：多元逐步回归，R型因子分析，模糊聚类评价方法：聚类分析、模糊综合评判、“权重”评价法，神经网络㈣储层综合评价分类常用3-4级分类：好、中、差等或1、2、3、4类如河南双河油田储层综合评价：类别渗透率10-3μm2孔喉平均半径μm喉道均值φ主要流动孔隙μm变异系数％退汞效率(%)评价1＞240＞7＜7.575~6.30.59~0.3142.7-62.5好的有效储层250-2404-77.5~8.525.6~2.50.34~0.2629.9-53.4中等有效层325-502.5-48.5~9.525.9~1.60.31~0.2422.1-47.5较差有效层4＜25＜2.5＞9.58.4~0.10.25~0.16—非有效层复习思考题1储层研究的基本内容与基本方法2储层非均质性的概念及分类3层内非均质性、平面非均质性和层间非均质性的主要内容。4层内非均质性中的渗透率韵律对油藏开发的影响5储层综合评价的目的、常用指标和评价方法