稠油热采储层精细油藏描述研究进展

陈欢庆，石成方，王珏，姚尧

（中国石油勘探开发研究院，北京100083）

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

陈欢庆，石成方，王珏，姚尧

（中国石油勘探开发研究院，北京100083）

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看：国外已经形成了完整的研究方法和技术体系，特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面，具有相当高的研究水平；国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面，进行了大量的研究工作，取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为，稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。

稠油热采储层；精细油藏描述；地层精细划分与对比；沉积微相；隔夹层；储层评价；地质建模；剩余油

世界范围内稠油油藏丰富，在美国、加拿大、俄罗斯和委内瑞拉等国家均可以见到［1-4］。在我国，稠油油藏分布范围广泛，从东部的辽河盆地、渤海湾盆地，到中部的南阳盆地，再到西部的准噶尔盆地等均有，目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田，而且储量丰富，是目前油气田开发十分重要的油藏类型之一［1，5-10］。精细油藏描述目前是油气田开发研究最重要的手段，通过文献调研，结合自身的科研实践，笔者对目前稠油热采储层精细油藏描述研究现状、研究中的关键问题和发展趋势进行了总结、分析和展望，以期对稠油热采储层精细油藏描述研究起到一定的促进作用。

1　研究现状

我国稠油油藏具有陆相沉积的特点，油层非均质性严重，地质构造断层多，而且油藏类型多，埋藏深，注蒸汽开采难度极大。刘文章［11］将已投入开发的稠油油藏类型总结为有气顶的块状厚层油藏、具有边底水的多层油藏、薄互层油藏、单砂体层状岩性油藏、单砂体薄层油藏、边底水活跃的块状厚层油藏、夹有大卵石的砂砾岩油藏。由于油藏类型丰富，特点各异，因此研究内容丰富，既有一般陆相砂岩精细油藏描述研究的特征，也有针对稠油热采储层开发需求的特殊方面。李军民等［12］以克拉玛依油田六东区克下组油藏为例，对稠油油藏水驱后转注蒸汽开发可行性进行了研究。A.W. Ian等［2］利用弹性波属性对重油储层进行表征。

程继蓉等［13］以枣园油田枣35断块火山岩稠油油藏为例，对稠油油藏的开发方式进行了探讨。王志高等［14］对稠油剩余油形成分布模式及控制因素进行了分析，确定了5个级次的剩余油分布模式，包括微观级、单井单层级、井问单层级、层问级和平面级。提出了剩余油形成的三大控制因素，包括油藏地质类、油藏工程类和井网部署等。霍进等［15］对油藏描述在浅层稠油油藏开发中的应用进行了分析。结果表明，通过精细油藏描述，扩大了找油领域和滚动开发范围，为开发调整方案部署提供科学依据。研究内容方面目前主要集中在地层的精细划分与对比、沉积微相研究、储层隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价、地质建模研究等。

宋社民等［16］以华北油田赵108断块为多层普通稠油油藏为例，对早期可动凝胶调驱注水开发普通稠油油藏的方法进行了研究，结果表明该方法可以改善普通稠油油藏开发效果。黄琴等［17］对国内外稠油油藏CO2吞吐提高采收率的应用现状进行了总结，结果表明，CO2吞吐工艺是一种单井提高原油采收率的有效方法。翟营利［18］以欢喜岭油田齐40块为例，对稠油水淹测井解释方法进行了研究，分析了利用激发极化电位、地层测试、碳氧比测井技术特征，有效进行了水淹层识别及解释，为稠油油藏开发中、后期的解释评价提供有效方法和手段。

Vasheghani Fereidoon等［3］对黏性和质量因子在重油储层描述中的应用进行了分析。Satinder Chopra等［4］主编了《重油：储层表征和生产监测》的专著，该专著主要利用各种地震技术和方法对加拿大北部重油储层进行描述，系统介绍了加拿大重油研究方面成果。牛保伦等［19］对超稠油油藏蒸汽吞吐末期剩余油分布规律进行了研究，同时结合动态监测资料、地球物理测井技术和密闭取心等多种方法进行了验证，效果较好。

总体上看，国外对于稠油油藏精细描述已经形成了较完善的方法和技术体系，特别是利用地震技术开展油藏开发过程研究和剩余油监测研究，已经具有相当高的水平。纵观国外对于重油等油田的精细油藏描述研究，加拿大水平最高，可对我国类似油田相关研究提供一定的参考和借鉴。国内辽河油田和新疆油田稠油油藏精细描述研究水平较高，多处于蒸汽吞吐转蒸汽驱热采方式转换阶段，在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面做了大量的研究工作，也取得了一些进步。

2　关键问题

2.1地层精细划分与对比

地层的精细划分与对比是一切精细油藏描述研究工作的基础，对于稠油热采储层也不例外。它可以帮助研究者建立高精度等时地层格架，在此格架内实现单砂体的刻画、隔夹层的分析等。随着开发工作的深入进行，对单砂体认识程度的要求越来越高，地层的精细划分与对比就显得更加重要。传统的“旋回对比，分级控制”已经很难满足生产实践的需求，而高分辨率层序地层学正好可以解决这一难题。该理论以长期基准面旋回、中期基准面旋回和短期基准面旋回为划分方案体系，分别对应三级沉积旋回、四级沉积旋回和五级沉积旋回，充分体现了地层沉积成因，可以将地层精细划分至单层，即单砂体。满足油气田开发后期生产实践对于建立高精度等时地层格架的生产需求，为开发后期蒸汽吞吐转蒸汽驱、采用蒸汽泡沫剂进行层间或层内调控、精细分层注汽等生产措施的实施提供坚实的地质依据。

笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油油藏地层精细划分与对比研究时，便应用高分辨率层序地层学理论为指导，将油田目前使用的小层级别的分类结果细分至单层，为稠油蒸汽吞吐转蒸汽驱开发方式的转换提供了坚实的地层分层数据库［20］。

2.2沉积微相研究

沉积微相研究是精细油藏描述工作中必不可少的重要内容之一，其主要目的是搞清楚砂体的发育规模和展布规律，为井网的加密调整等油藏开发技术政策提供依据。从这个意义上而言，稠油热采储层沉积微相研究和一般的稀油油藏一致，主要目的都是通过沉积微相分析，刻画砂体在空间上的展布规律。在此需要强调的是，对于开发中后期的油藏，砂体之间连通性的刻画显得尤为重要。这是因为，砂体之间的连通性直接影响着调整加密井网的部署等生产实践措施的实施。

笔者认为，在井间砂体连通性分析时，应该充分认识沉积模式特征，在模式的指导下研究砂体的发育规律。首先，应该对比邻井的特征测井曲线，主要包括自然电位、自然伽马以及电阻率等；同时，应该充分参考精细测井解释的成果，保证在同一单层内同一条河流砂体物性等属性的相似或者相同性；另外，就是参考生产动态数据，比如示踪剂数据等，来分析砂体之间的连通性。在砂体连通性分析的过程中应该充分保证单井、剖面和平面分析结果的一致性，相互验证和不断修改完善，最终得到最为合理和最为接近地下地质实际的结果，保证砂体连通性研究成果的准确性。笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油热采储层沉积微相研究时便充分考虑到上述问题，综合多种信息来分析砂体之间的连通性，取得了较好的效果。

2.3隔夹层发育规律描述

隔夹层研究属于储层非均质性研究的范畴，是精细油藏描述研究的重要组成部分。对于稠油热采储层而言，隔夹层研究具有更多的含义：一方面隔夹层的存在使得蒸汽吞吐和蒸汽驱过程中流体的运移轨迹和渗流规律进一步复杂化；另一方面还应该充分考虑隔夹层的发育程度，进行经济有效性评价，因为隔夹层的存在会导致蒸汽驱过程中热效率的大幅度降低，经济有效性变差，有时虽然在技术上蒸汽驱有效，但未必能通过经济评价。

从定义上讲，隔层是指分隔不同砂体的非渗透层，如泥岩、粉砂质泥岩和膏岩等，一般横向连续性好，能阻止砂体之间的垂向渗流［21］，属于层间非均质性研究。夹层指分散在单砂体内的相对低渗透或非渗透层［21］，属于层内非均质性研究。但是隔层和夹层也不是绝对的，随着油气田开发工作的深入，层系的划分越来越精细，之前的层内夹层可以变成层间隔层。

笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区于楼油层隔夹层研究时便在层位细分至单层的基础上对隔层和夹层分别进行研究。通过统计分析，不同单层之间隔层厚度多为2 m，可以起到较好的封隔作用。而受沉积微相等因素的影响，夹层多呈北西—南东向条带状分布，延伸距离有限。

2.4储层综合分类评价

储层综合分类评价是精细油藏描述研究成果的综合体现之一。关键研究内容包括2点：一是储层分类参数的选择；二是储层评价结果的验证和修改完善。

在参数选择时应该进行储层发育成因分析，找出影响储层成因的主控因素。在此基础上选择能够充分代表这些主控因素的特征参数，以此来进行储层分类。在参数选取时一定要避免参数选择越多越好的误区。因为，过多的参数选择有可能导致参数在参与分类时一些因素重复考虑，而另外的参数权重过轻，评价结果有失偏颇。同时参数越多，在参数的获取过程中可能产生误差的几率越大，也增加了工作量，产生不必要的麻烦。参数选取的根本原则就是能够反映储层的成因主控因素，同时不同参数所代表的地质成因因素不会重复和叠加，相对独立。

另一个核心问题是储层分类评价结果的验证。储层分类评价完成后，一般还应该对评价结果进行验证和修改完善。验证的资料主要包括静态资料和动态资料。静态资料主要为储层评价结果与沉积微相研究、构造研究等地质研究的成果是否一致；动态资料主要为单井的产液量和产油量等生产动态资料，对于储层多位于一类或者二类好储层部位的生产井，产液量和产油量等生产动态属于应该大于储层多位于三类或者四类储层等差储层部位的井。如果出现相反的情况，除去工程方面的原因，很可能就是储层分类评价的参数选择不当，或者分类评价的计算方法出现了问题，应该调整参数的选择和分类方法的选择，重新分类计算，直至结果经过静动态验证与实际地质和生产状况相一致。笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油热采储层综合分类评价时就用到了上述验证方法和原则，取得了较好的效果。

2.5地质建模研究

精细油藏描述研究的最终目的，是建立基本符合地下地质实际情况的储层地质模型，从而实现井间砂体的预测，孔隙度、渗透率和含油饱和度等储层属性分布规律的刻画。同时基于地质模型，运用数值模拟的方法实现剩余油表征。

目前在建模过程中多使用相控建模的方法来建立储层属性模型，而在沉积微相建模时多采用变差函数拟合的方法完成。笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油热采储层地质建模研究时就使用这种方法。目前地质建模较为前沿的方法是多点地质统计学建模，但该方法还存在诸多问题，比如河流相沉积建模河道连续性的问题、训练图像的获取问题、多学科信息的合理组合问题以及算法间耦合问题等［22-24］。目前众多研究者已经进行了有益的探索，相信在不久的将来会取得突破。

3　发展展望

稠油热采储层作为精细油藏描述研究的重要对象之一，不但具有精细油藏描述研究的最基本特征，同时也发展了许多特色方法和技术。通过文献的调研分析，结合自身科研实践，笔者认为，今后稠油热采储层精细油藏描述研究的发展方向主要包括以下5个方面。

3.1井震结合断裂系统的精细刻画

目前国内在精细油藏描述研究方面，普遍存在断裂系统难以准确精细刻画的难题，从东部到西部，几乎在所有油田都存在。随着地震资料品质的改善和钻井资料的增加，断裂系统的解释几乎每年都会发生变化，有时变化还很大，不仅是四级和五级断裂形态和组合方式发生变化，有时甚至二级和三级断裂也会发生大的变化。实质上，对于开发了20～30 a以上的老油田而言，这种情况的出现是极不正常的。原因是从油藏地质研究之初，就对断裂体系的分布规律认识不清，断裂体系的问题从勘探阶段就已存在，而开发阶段对于断裂体系的认识建立在一个存在种种问题的研究基础之上，错误结果的出现便显而易见。当然，这与国内各油田地质条件复杂，研究水平和研究方法技术有限也有密切的关系。由于断裂体系的发育规律与剩余油的分布息息相关，对油气田开发中后期井网的调整加密等生产实践活动具有十分重要的影响。因此应该引起研究者的重视。

3.2地质体分类评价

稠油热采储层与常规的储层不同，由于受热采精细有效性的制约，同一套开发层系中砂体的厚度要达到一定的要求［11］，因此就要将一定数量的单层作为一个整体，即地质体来整体考虑，制定相应的开发对策。地质体作为蒸汽驱的基本单元，是热采的物质基础。对地质体的深入和准确认识，直接决定了蒸汽驱效果的好坏。笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油油藏精细油藏描述研究时，便对地质体分类评价进行了初步探讨，并设计了地质体分类评价研究流程，同时提出了地质体分类评价的原则，取得了较好的效果。

3.3稠油热采储层变化规律研究

在油气开发和开采过程中，储层会发生一定的变化。无论水驱、汽驱均如此。对于蒸汽吞吐或者蒸汽驱热采而言，由于蒸汽的注入，储层受水敏、速敏、盐敏等影响，会发生一系列的变化，主要体现在孔隙度、渗透率等物性参数的改变。马玉霞［25］以河南油田稠油油藏为例，对稠油油藏注蒸汽后沥青沉积引起的储层变化进行了分析，利用高温物模实验，系统研究了稠油油藏注蒸汽后沥青在地层条件下的沉积产状及堵塞危害，建立了预测沥青沉积伤害程度的物性伤害方程与图版。笔者在进行辽河盆地西部凹陷某试验区稠油热采储层精细油藏描述研究时，曾经进行过初步的分析。研究中选取地质条件类似的2个区块，对比了蒸汽驱前后样品扫描电镜图。结果发现，蒸汽驱之前和之后，黏土矿物含量大幅增加，特别是高岭石黏土矿物的含量增加最为明显。蒸汽驱前后，由于黏土矿物等的含量大幅度增加，导致其堵塞和孔隙和喉道，储层孔隙度和渗透率降低。对比发现，蒸汽驱之后孔隙度和渗透率的减小更甚。

3.4剩余油分布规律的四维地震监测

关于剩余油分布规律的四维地震监测，国外学者做过大量的研究，特别是在英国的北海油田，取得了较好的效果［26-39］。国内在这方面的研究还未见报道。稠油油藏由于原油性质的特殊性以及热采开发方式的独特性，在地震油藏监测方面具有极大的优势，随着地震资料在油气田开发中的应用越来越广泛，剩余油分布规律的四维地震监测研究必将成为研究的重要发展方向，应该引起国内研究者的足够重视。

3.5隔夹层封隔能力的物理模拟和数值模拟验证

隔夹层研究属于稠油热采储层精细油藏描述十分重要的研究内容之一，不但可以使稠油热采储层开发过程中流体运动的路径复杂化，同时可以吸收大量的蒸汽热量，降低热采过程的热效率，降低经济有效性。而且对于开发中后期稠油热采储层剩余油分布规律的准确刻画也具有十分重要的意义。目前，随着测井二次解释精度的不断提高，隔夹层的测井识别精度不断提高，这同时也产生了新的问题。即并不是所有隔夹层都能够对蒸汽驱过程中的蒸汽或者热水起到有效的封堵作用，因此就需要进行隔夹层的有效性评价。目前比较可行的方法主要包括物理模拟和数值模拟2种，但是都存在很多未解的难题。由于稠油热采过程是在高温高压的地下条件下进行的，而实验室技术条件有限，很难真正实现类似地下地质条件下的物理模拟。数值模拟也是，对于一些关键参数的准确设置还很难实现，需要在实践中不断摸索和调整。隔夹层的有效性验证作为稠油热采储层精细油藏描述研究中不可回避的难题之一，必须努力攻关。相信随着方法技术的不断进步和完善，在不久的将来，会在这方面取得一定的突破。

4　结束语

稠油油藏在世界范围内分布广泛，资源量丰富，是精细油藏描述研究的重要对象。稠油热采储层研究的关键问题包括地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。隔夹层发育规律研究是稠油热采储层精细油藏描述中最具特色的内容，与常规油藏精细描述最大的区别是在分析隔夹层发育规律时要充分考虑到经济有效性的评价问题。稠油热采储层精细油藏描述研究的发展方向主要为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟和数值模拟验证等五大方面。

致谢：感谢项目完成过程中中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司胡海燕、吴洪彪、曹晨等专家提供的指导和帮助！

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（编辑杨会朋）

Advances of fine reservoir description of thermal recovery heavy oil reservoir

CHEN Huanqing，SHI Chengfang，WANG Jue，YAO Yao

（Research Institute of Petroleum Exploration&Development，PetroChina，Beijing 100083，China）

Based on the current research status of fine reservoir description of the thermal recovery heavy oil reservoir，it is indicated thatcomplete research methods and technique systems have formed abroad，among them the reservoir development process monitoring and fine characterization of remaining oil distribution with seismic technology have reached a high level；meanwhile the domestic researchers have done a lot of jobs and made certain progress on single body sand fine description，interlayer insulation and reservoir change rules in the thermal recovery process，etc.Based on the authors′research experiences，it is believed that the main difficulties of the research of thermal recovery of heavy oil reservoirs are fine stratigraphic division and correlation，sedimentary microfacies study，interlayer insulation development rule description，reservoir classification evaluation，and integrated geological modeling research. Based on the formation above，the key research development directions of fine reservoir description of thermal recovery of heavy oil are fine description of fracture systems based on well-seismic data，classification evaluation of geological bodies，the reservoir change law of heavy oil thermal recovery，4D seismic monitoring of remaining oil distribution law，and physical simulation and numerical simulation ofinterlayer insulation packer ability.

thermal recovery of heavy oil reservoir；fine reservoir description；fine stratigraphic subdivision and correlation；sedimentary microfacies；interlayer；reservoir assessment；geologic modeling；remaining oil

中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司项目“2015年股份公司精细油藏描述跟踪”（2015-40217-000012）

TE132.1

A

10.6056/dkyqt201605002

2016-02-10；改回日期：2016-07-07。

陈欢庆，男，1979年生，高级工程师，主要从事精细油藏描述研究工作。E-mail：hqchen2009@163.com。

引用格式：陈欢庆，石成方，王珏，等.稠油热采储层精细油藏描述研究进展［J］.断块油气田，2016，23（5）：549-553.

CHEN Huanqing，SHI Chengfang，WANG Jue，et al.Advances of fine reservoir description of thermal recovery heavy oil reservoir［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（5）：549-553.