应用多指标综合评价方法研究中高渗储层物性差异时变特征

时间：2024-07-28

张林张春阳

(1.中国石化胜利油田地质科学研究院 2.中国石化胜利油田西部新区研究中心)

经过数十年注水开发，胜利油田已进入特高含水阶段，储层特征参数发生了很大的变化。在这样的条件下要实现油田稳油控水，就必须对储层特征变化规律进行研究，为建立符合地下实际情况的地质模型，分析剩余油分布特征奠定基础。

研究认为，长期注水开发过程中，由于储层中的流体在储层中发生了强烈的、复杂的、持久的作用，导致储层微观属性发生了改变，最终体现为储层宏观孔隙度、渗透率的改变[1]。本文主要研究由于注入水的冲刷作用，造成储层孔隙度、渗透率差异时变的规律。

1 目前孔隙度、渗透率时变规律研究方法

目前描述储层孔隙度、渗透率变化的方法主要有3种：①利用不同含水阶段的取心井资料对其研究；②通过建立不同含水阶段测井二次解释模式来实现；③在实验室进行渗流物理模拟实验[2]。第一种方法能够统计出某个阶段储层参数的数值，定性认识其变化规律；第二种方法能够根据二次解释成果，统计出储层物性的平均变化规律；第三种方法能够测量每个含水阶段储层参数的数值，得出其定量变化规律。但是这三种方法均存在一定局限性，前两种方法主要依据取心井资料，由于实际应用过程中，采用的取心井通常在位置、数量上没有很好的对比性，导致不能准确反映储层变化规律。第三种方法能够求取储层物性参数随含水率变化的定量表达式，但该方法受实验所限，不具推广性，况且某一阶段的含水不一定就能代表该阶段所有钻井的含水程度。因此，提出应用多指标综合评价方法，充分利用静、动态资料研究中高渗储层物性差异时变特征，并以实际密闭取心井资料验证此种方法的准确性。

2 建立孔隙度、渗透率预测模式

任何一口井某个部位的孔隙度、渗透率，其变化后的值都与原始(开发初期)孔隙度、渗透率成倍数关系。可以建立这样一个预测模式，即：

Φ=a×Φo

K=b×Ko

式中

Φo—原始孔隙度值；

“草地的四周有高墙围着，第一块花木区过去是草地滚木球场，过了滚木球场时一条长长的阶径，再过去是铁栅栏，越过栅栏可以看到毗邻的荒地上的树梢。”[3]在1813年一月底写给卡桑德拉的一封信中，奥斯汀说：“如果你发现北安普敦郡是否是四处灌木树篱的乡村，我就会高兴了”(29 January 1813)。此时她已经着手写作曼斯菲尔德庄园有一段时间了，小说的场景就是在北安普敦郡。伍尔夫（Virginia Woolf）认为，由于奥斯汀对“真实性”的严苛，“当她发现树篱在北安普敦郡并不生长，她就删掉，也不冒险捏造不可能存在的东西”。[4]达克沃斯（Duckworth）也同意这一说法。[5]

Φ—变化后的孔隙度值；

a—孔隙度变化系数；

Ko—原始渗透率值；

K—变化后的渗透率值；

b—渗透率变化系数。

对于任一开发阶段的任一口井，其任一部位的孔隙度、渗透率变化系数均不同。只要能求出这些不同的a、b值，就能分别计算出不同变化倍数下的孔隙度、渗透率大小。这样问题的关键就转化为求出有差异的变化系数a、b值，而a、b值大小又与其变化影响因素密切相关。

3 孔隙度、渗透率变化影响因素

3.1 沉积微相

不同沉积环境形成不同类型的沉积砂体，沉积微相类型对砂体厚度分布具有一定的控制作用[3]。以辫状河沉积为例，心滩的砂体厚度较辫状河道、河道边缘和河漫滩要大，其渗透率值也较高。从心滩、辫状河道到河道边缘，高渗透储层减少，河漫滩的低渗透层较心滩、辫状河道、河道边缘微相多。研究表明，高渗透层随注水开发，其渗透率增加(图1)，低渗透层在污水注入情况下，渗透率反而降低[4](图2)。对中高渗储层来说，渗透率越大，其变化倍数也越大。

图1某研究区高-特高渗透层渗透率变化比值与过水倍数关系曲线

图2某研究区低渗透层渗透率变化比值与过水倍数关系曲线

3.2 层内非均质

3.3 开发过程

强注强采的开发模式容易导致孔渗变化快。模拟实验表明，注采强度越大，作用在岩石颗粒上的压力梯度越大，孔渗变化越大。实际地层在长期高强度的注采速率下，注采强度越大，储层孔渗变化越大。

4 应用多指标综合评价方法研究储层物性差异时变规律

4.1 储层物性特征变化系数评价体系建立

依据储层孔隙度、渗透率变化影响因素分析，建立物性特征变化系数评价体系(图3)。

图3储层物性特征变化系数评价体系

4.2 计算变化系数

确定各指标值大小后，采用熵权法确定各指标权重大小。熵权法的优势在于完全利用原始指标数据信息，以指标值之间的差异反映指标的“信息价值”来确定权重，指标值差异越显著，其熵值越小，权值越大，该指标对整个系统的贡献就相应的越大，即重点考虑差异性大的指标带来的影响[5]。

式中：

H(Pj)—指标Pj的熵；

J—评价指标；

bij—第i口井第j个评价指标对应的值；

n—井数；

E(Pj)—归一化后的熵；

Wj—第j个指标的权重。

4.3 应用实例

试验区位于胜坨油田胜二区，目的层为沙二3砂层组，含油面积2.3km2，平均有效厚度8.0m，地质储量340×104t。共分为6个小层，其中沙二34、沙二35为主力层，沙二31、沙二32、沙二33、沙二36为非主力层，主力层沉积微相主要为心滩和辫状河道，非主力层沉积微相主要为辫状河道和河漫滩。于1966年投入开发，1975年转入中高含水阶段，1987年至今为特高含水阶段。

通过Visual Foxpro编程，笔者分别对试验区145口井的6个小层上中下不同部位进行了孔隙度、渗透率变化系数计算。分析统计计算结果(表1、表2)，同一阶段主力层心滩沉积微相的孔隙度、渗透率变化系数较辫状河道大，心滩下部、中部、上部的变化系数依次减小；同一阶段主力层辫状河道的变化系数较非主力层辫状河道变化系数大。

表1 胜二区沙二3砂层组某试验区孔隙度变化系数表

表2 胜二区沙二3砂层组某试验区渗透率变化系数表

统计表明，主力层沙二34+5心滩微相上部、中部、下部初期平均渗透率分别为1520 mD、2550 mD、4800 mD。根据变化系数计算结果，目前阶段心滩上部、中部、下部的平均渗透率分别为2462 mD、4463 mD、10704 mD，和2011年10月的密闭取心井2-2-斜检313井对应的化验分析结果2650 mD、4700 mD、11050 mD相差不大。