华庆地区长63储层流动单元划分方法研究

张昊祉,吕 敏,李永臣

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065；2.中国石化江汉石油工程有限公司国际合作公司；3.中国石油煤层气有限责任公司忻州分公司)

1 流动单元的概念和研究意义

1984年，Hearn最早提出了流动单元的概念, 后经Ebanks完善，将流动单元定义为“影响流体流动的岩性和岩石物理性质在内部相似的、垂向上和横向上连续的储集带”[1]。裘亦楠认为：“流动单元是指由于储层各种非均质性、隔挡和窜流旁通条件, 注入水沿着地质结构引起的一定途径驱油、自然形成的流体流动通道”[2]。总体而言，流动单元是空间上连续分布的、具有相似流体渗流特征和影响流体流动的岩石物性特征的储集体。一个流动单元内渗流特征、物性特征相似，不同流动单元之间一般具有隔挡层或渗流屏障，其渗流能力有明显的差异[3-4]。

本文针对目前国内流动单元划分标准与方法尚无统一的认识且流动单元划分结果合理性研究也较少这一问题，以鄂尔多斯盆地华庆地区长63油层组为研究对象,采取切实可行的办法，对其流动单元进行划分。

2 研究区概况

华庆地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中西部, 构造相对简单，地势平缓，地层倾角不足1°，范围约为5 500 km2。该区主力产油层位为三叠系延长组长6油层组，其砂体最发育、含油性最好[5]。成分类型以长石砂岩为主,其次为岩屑长石砂岩,成分成熟度偏低。孔隙类型以次生孔隙为主，岩心分析资料得知，孔隙度最小为1.47%，最大为22.87%，平均9.56%,渗透率最大为 3.95×10-3μm2，最小0.0009×10-3μm2，平均0.24×10-3μm2，因此华庆地区长6油层组属于低孔、低渗-特低渗油层组。

3 流动单元划分

3.1 划分的标准与方法

在划分储层流动单元的过程中，通常需要从地层对比划分、相分析、砂体刻画、砂层物性等几个层次来研究[6]。本文在分层划相的基础上，选取了孔隙度、渗透率、储集层品质指数(RQI)及流动层带指标(FZI)四个参数。

3.2 流动单元划分过程

本文根据7口重点取心井的岩心资料，由修正的Kozneye一Camrna方程计算出划分研究区长63流动单元的流动单元流动指标FZI和储集层品质指数RQI，并结合孔隙度、渗透率等物性参数确定该区长63储层流动单元的划分标准，定量研究该区储层流动单元。

(1)

其中：K——渗透率，10-3μm2；φ——有效孔隙度；HC——结构性能常数。

若渗透率单位采用10-3μm2，定义下列参数：

储层品质指数：

(2)

标准化孔隙度指标：

(3)

流动单元流动指标：

FZI=RQ1/φz

(4)

对方程(4)两边取对数，整理得

log(RQ1)=log(FZI)+log(φz)

利用公式(2)、(3)、(4)分别计算岩心分析样品的RQI和FZI, 采用聚类分析的方法，通过spss统计软件分析，以岩心实测和测井解释的渗透率、孔隙度为主要因子划分流动单元，最后划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类流动单元，绘制FZI流动单元类型图(图1)及RQI和φZ指标关系图(图2)。从图1、图2上可以清楚的看到所有流动单元分为四类，四类流动单元的分界很清楚。

图1 FZI流动单元类型

在RQI和φz的指标关系图上看出，不同斜率的直线区分出流动单元类型，端点或直线的交叉点对应的值为该流动单元的截止点。具有近似FZI值的样品将落在一条斜率为1的直线上，具有不同FZI值的样品将落在斜率相同的一组平行直线上，而同一直线上的样品具有相似的孔喉特征，从而构成一个水力流动单元，而不同的流动单元，FZI值不同。

图2 储集层品质指数与标准化孔隙指标关系

由图1、图2可以看出，长63储层流动单元共分为四类，依据图1中FZI对应的值可以看出，四类流动单元的FZI值范围分别是：Ⅰ类流动单元大于1.2；Ⅱ类流动单元0.6～1.2；Ⅲ类流动单元0.4～0.6；Ⅳ类流动单元小于0.4(见表1)。

表1 FZI划分流动单元区间

四类流动单元的岩石物理参数见表2。从表2看出,虽然各种类型流动单元的孔隙之间的差异不明显,但反映了储层渗流能力的渗透率、流动指数(FZI)和储层品质指数(RQI)是不同的。基于渗流能力的差异,Ⅰ类流动单元是该区块内最好的流动单位,储层质量好,渗透率高;Ⅱ、Ⅲ类流动单元的储层物性较好,渗透率依次降低; Ⅳ类流动单元的储层质量和渗流能力最差，流体很难在其中流动。

表2 流动单元特征统计

4 流动单元的平面分布特征

长63油层组可细分为631、632、633三个小层，其中长631是华庆地区的主力产油层，因此本文以长631为例绘制了流动单元平面图。同时，根据每类流动单元砂体、沉积微相、孔渗值及其非均质特征，按照之前所制定的流动单元划分标准，对研究区长631进行了初步的流动单元平面分布特征总结，其展布如下(图3)：

图3 华庆地区延长组长631平面流动单元展布特征

Ⅰ类流动单元以中细砂岩为主，多分布在主河道的中央、河流交汇处。其平均渗透率为2.314×10-3μm2，平均孔隙度为9.25%，FZI≥1.2 μm2，储层的渗流能力和储集能力最好，但是在研究区分布很少。

Ⅱ类流动单元以细砂岩为主，砂体较厚，多分布在水下分流河道和河口坝等微相区。平均渗透率为1.231×10-3μm2，平均孔隙度为7.73%，FZI为0.6～1.2 μm2，属于渗流能力和储集能力都较好的储层，是研究区的主要生产层。

Ⅲ类流动单元以细砂岩、粉砂岩为主，主要分布在次要河道。平均渗透率为0.198×10-3μm2，多在(0.1～0.4)×10-3μm2，平均孔隙度6.12%，FZI为0.4～0.6 μm2，该类流动单元的渗流能力和储集能力相对比较差，平面上呈条带状分布，在研究区分布最广泛。

Ⅳ类流动单元以细砂岩为主，粉砂岩次之，多分布在水下分流间湾。其平均渗透率为0.084×10-3μm2，渗透率大部分在1×10-3μm2以下，平均孔隙度为5.92%，FZI<0.4 μm2，该类流动单元的渗流能力和储集能力最差。

5 结论

根据研究区117口井的孔隙度、渗透率，及计算出的FZI和RQI值，结合砂体厚度、泥质含量等其他参数值，按照制定的流动单元划分标准，对研究区长63的各小层进行初步的流动单元单井、平面分布预测，根据上述研究可以得出如下认识：

(1)华庆长631孔隙度低，渗透率低，以Ⅲ类流动单元为主，Ⅱ类流动单元较多，Ⅰ、Ⅳ类流动单元相对较少。

(2)流动单元在垂向上呈现叠覆或不连续特征，在平面上，好的流动单元类型主要分布在主河道的中央、主水下分流河道或者河口坝，差的流动单元类型多分布在河道的边部或者水下分流间湾。

(3)流动单元的平面分布规律与沉积微相砂体展布及孔渗分布规律基本一致，四类流动单元储集能力和渗流能力依次变差, 符合低孔、特低渗储层的特征。

[1] Hearn C L, Ebanks WJJR, Tye R S. Geological factors influencing reservoir performance of the Hartzog Draw Field, Wyoming[J].Petrol Tech, 1984, 36: 1335-1344.

[2] 裘亦楠, 王振彪. 油藏描述新技术 [A]//中国石油天然气总公司油气田开发会议文集[C].北京:石油工业出版社,1996:62-72.

[3] 谢俊, 武英利, 梁会珍, 等. 应用流动单元寻找油田有利挖潜区的新思路[J].西北地质, 2004 , 37(4):44-45.

[4] 马二平，孙卫，任大忠，等. 靖安油田盘古梁长6油层组储层流动单元研究[J].石油地质与工程，2012 ，26(2)：54-57.

[5] 陈冲，朱悦，巩彬鹏，等. 华庆地区长6储层孔隙结构研究[J].石油地质与工程，2012，26(6)：49-51.

[6] 周金应, 李治平. 储层流动单元划分与描述的方法[J]. 资源与产业，2006，8(5)：60-63.