吐哈盆地三塘湖油田中侏罗统储层流动单元划分

徐艺侨+董莎莎+喻春萌

摘 要：流动单元的划分是复杂油气藏地质表征的基础。针对吐哈盆地三塘湖油田中侏罗统西山窑组二段低孔低渗储层，在小层精细划分的基础上，应用SPSS统计分析软件对孔隙度、渗透率、流动分层指标、油藏品质指数、孔喉半径这5个孔隙结构特征参数进行Q型聚类分析和判别分析，将西山窑组二段储层划分为5类流动单元。本次流动单元划分结果与储层物性规律具有一定的相似性，采用的方法客观、真实地反映了该低孔低渗油藏储层的地质特征。

关键词：低孔低渗储层；流动单元；Q型聚类分析；西山窑组二段；吐哈盆地

流动单元是由Hearn C. L.等于1984年提出的一个概念，定义为一个纵横向连续，内部渗透率、孔隙度、层理特征相似的储集带，且在同一流动单元中影响流体流动的岩层特点、流体流动特征相似[1]。此后，众多专家及学者们用这一概念开展油气藏地质表征研究，并根据各自对研究对象的特点与流动单元的理解，对流动单元的概念及划分方法进行了丰富和发展。穆龙新[2]认为流动单元是指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续薄隔挡层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等造成的渗流特征一致的储集单元。

流动单元的划分方法很多，综合国内外学者关于储层流动单元研究的划分方法[3-5]，大体可分为定性划分和定量划分两大类，并可细分为四种方法：①依据沉积微相的空间展布进行划分；②根据夹层的展布与特征进行分类；③依据储层的孔隙结构特征参数进行定量区分和研究；④根据流体的特征与压力状况进行确定。

研究区三塘湖油田侏罗统西山窑组二段（J2x2段）发育低孔低渗储层。低孔低渗储层物性差，渗流阻力大，油气运移进入油藏后，优先进入孔渗性能较好的储层，在驱替压力不高的情况下，油气很难进入低渗透储层将孔隙中的束缚水驱替出来，使得储层储集性能较低，并伴随强烈的非均质性。对于该类油藏，本次研究依据储层的孔隙结构特征参数（孔隙度、渗透率、流动分层指标、油藏品质指数、孔喉半径）进行定量划分，并通过SPSS统计软件对该区流动单元模型進行Q型聚类分析，运用Fisher判别法建立与流动单元模型相对应的判别函数来识别该区流动单元。

一、流动单元的划分

以三塘湖油田的地质特点和生产开发资料为基础，本次流动单元划分研究的步骤为：首先，在纵向上以高分辨率层序地层学基准面旋回对比理论[6-7]为指导进行小层精细对比与划分；其次，在平面上根据选取的孔隙度、渗透率、FZI、RQI、R35这5个孔隙结构特征参数进行Q型聚类分析和判别分析研究区西山窑组二段储层砂体流动单元平面分布。

（一）小层精细对比与划分

通过三塘湖J2x2段岩心描述、岩石薄片观察及测井解释结果，识别出研究区主要发育辫状河三角洲前缘亚相，水下分流河道、水下分流河道间、远砂坝、河口坝、前缘席状砂等微相。在此基础上，应用高分辨率层序地层学基准面旋回对比理论，对J2x2段进行小层精细对比与划分。整个J2x2段属于一个基准面上升的中期旋回，内部可进一步分为4个基准面上升的短期旋回，最终将J2x2段细分为单砂层级别的11个超短期旋回（J2x21-1-1、J2x21-1-2、J2x21-2-1、J2x21-2-2、J2x22-1-1、J2x22-1-2、J2x22-2-1、J2x22-2-2、J2x23-1、J2x23-1、J2x24），为流动单元精细划分提供依据。

（二）聚类分析

本次研究选取三塘湖油田9口取心井中储层物性下限（孔隙度大于2%）以上的472个分析化验数据点，根据孔隙度和渗透率分别计算出每个点的流动分层指标、油藏品质指数、孔喉半径。最后，通过SPSS统计软件对孔隙度、渗透率、FZI 、RQI、R35进行Q型聚类分析，并运用Fisher判别法建立与流动单元模型相对应的判别函数，在其分析结果达到要求的前提下确定该区流动单元的平面分布。

Q型聚类分析是根据所选参数在性质和成因上的亲疏程度，把彼此之间关系最紧密的砂体聚集、合并成一类流动单元，是在考虑多种参数的情况下对储层流动单元进行分类的综合分析方法[8]。利用SPSS统计软件逐步判别分析程序，通过几次变量的引入和剔除，最终选出对流动单元分类起主要作用的两个影响因素最大的参数渗透率和R35值，用Fisher判别法建立流动单元判别函数，各类流动单元的判别函数分别为：

I类储集层流动单元：I=-41.333×lgR35+57.056×lgK-28.279

II类储集层流动单元：II=-52.44×lgR35 +39.236×lgK-10.957

III类储集层流动单元：III=-65.051×lgR35 +28.449×lgK-10.167

IV类储集层流动单元：IV=-69.571×lgR35 +16.118×lgK-15.159

V类储集层流动单元：V=-72.67×lgR35 +0.367×lgK-29.103

利用上述判别函数对J2x2段9口取心井所有数据点进行计算，然后根据最大隶属原则进行归类，并统计出各类流动单元类型的判别结果（表1）和流动单元孔隙结构参数聚类中心（表2）。从表1中可看出，取心井所有数据点回判率在98.4%以上，说明该判别函数是可用的，利用该方法进行流动单元的划分是有效的。表2列出各类流动单元每个参数的聚类中心，可发现孔隙度、渗透率、FZI 、RQI、R35值都呈线性变化，即从I类流动单元到V类流动单元每个孔隙结构参数都逐渐减小，说明该流动单元划分结果与储层物性规律具有一定的相似性，且流动单元的好坏不是一个参数所能决定的，而是所有参数共同作用的结果。

依据上述流动单元划分方法，根据岩电关系，利用测井数据，对非取心井单井物性参数进行解释。根据各井物性参数解释资料，对孔隙度、渗透率、FZI、RQI、R35这5个孔隙结构特征参数采用同样的处理方法，进行非取心井流动单元的划分。endprint

二、流动单元的划分结果

根据上述判别方法分别计算研究区内154口井孔隙结构特征参数，并依据最大隶属原则，确定各沉积单元的流动单元类型。最后根据各沉积单元的流动单元类型勾绘出该沉积单元流动单元平面分布图（图1）。现对吐哈盆地三塘湖油田J2x2段各类流动单元平面厚度分布特征叙述如下：

I类流动单元，共158m，平均厚度为1.02m，平均孔隙度为16.8%，平均渗透率为18.45×10-3μm2，孔喉半径为3.53μm，流动分层指标为2.68，油藏品质指数为0.48。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上呈零星分布，主要分布在孔隙度、渗透率较高的位置，发育于水下分流河道的中心部位、河口坝和河流交汇处，渗流能力最强。

II类流动单元，共774m，平均厚度为5.02m，平均孔隙度为14.7%，平均渗透率为3.26×10-3μm2，孔喉半径为1.89μm，流动分层指标为1.81，油藏品质指数为0.33。垂向上主要分布在J2x21、J2x22；平面上较为连续，呈条带状分布，发育于水下分流河道主河道、分支河道和河口坝，渗流能力较强。

III类流动单元，共1459m，平均厚度为9.47m，平均孔隙度为13.9%，平均渗透率为0.96×10-3μm2，孔喉半径为1.18μm，流动分层指标为1.25，油藏品质指数为0.23。垂向上主要分布在J2x21、J2x22、J2x23；平面上分布最广，呈连片状分布于两个辫状河三角洲朵叶体上，发育于河口坝、水下河道边部，渗流能力中等。

IV类流动单元，共1043m，平均厚度为6.77m，平均孔隙度为12.5%，平均渗透率为0.34×10-3μm2，孔喉半径为0.86μm，流动分层指标为0.90，油藏品质指数为0.18。垂向上主要分布在J2x22、J2x23、J2x24；平面上分布广泛，呈条带—连片状分布，发育于分支河道边部、前缘席状砂、前三角洲，渗流能力较弱。

V类流动单元，共493.5m，平均厚度为3.20m，平均孔隙度为10.1%，平均渗透率为0.07×10-3μm2，孔喉半径为0.33μm，流动分层指标为0.39，油藏品质指数为0.07。垂向上主要分布在J2x23、J2x24；平面上分布范圍缩小，呈宽条带状分布于两个辫状河三角洲朵叶体之间，发育于前缘席状砂、前三角洲，渗流能力最弱。

三、结语

选取孔隙度、渗透率、FZI、RQI、R35这5个孔隙结构特征参数，应用Q型聚类分析和判别分析方法将吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流动单元分为I类、II类、III类、IV类和V类共5类流动单元类型。

I类和II类主要分布在J2x21、J2x22地层中，且分布局限，多呈零星状或条带状沿主河道分布。III类主要分布在J2x22、J2x23地层中，呈连片状分布于两个辫状河三角洲朵叶体上。VI类和V类主要分布在J2x23、J2x24地层中，呈条带—连片状或宽条带状分布于两个辫状河三角洲朵叶体之间。

在侏罗统西山窑组地层中，I类和II类主要分布在各沉积旋回的顶部或中上部，海平面较低，储层物性较好，发育于水下分流河道、河口坝和分支河道，渗流能力好。III类流动单元主要分布在各沉积旋回的中部，物性中等，发育于河口坝、水下河道边部，渗流能力中等。VI类和V类流动单元主要分布在各沉积旋回的底部，物性较差，发育于前缘席状砂、前三角洲，渗流能力弱。

从I类到V类流动单元，孔隙度、渗透率、FZI 、RQI、R35值都逐渐减小，各类流动单元与储层物性分布、沉积微相分布具有良好的对应关系，且流动单元的好坏不是一个参数所能决定的，而是所有参数共同作用的结果。

本次针对吐哈盆地三塘湖油田J2x2段流动单元的划分研究采用的方法客观、真实地反映了该低渗油藏储层的地质特征，符合该类储层流动单元评价划分精度的要求，对于同类油藏流动单元的划分具有指导意义。

参考文献：

[1]Hearn C.J.，Ebanks W.J.Jr，Tye R.S.，et al.Geological factors influencing reservoir performance of the Hartzog Draw Field， Wyoming[J].Journal of Petroleum Technology，1984，（09）：1335-1344.

[2]穆龙新，黄石岩，贾爱林.油藏描述新技术[M].中国石油天然气总公司油气田开发议会集.北京：石油工业出版社，1996：1-10.

[3]刘吉余，王建东，吕靖.流动单元特征及其成因分类[J].石油实验地质，2002，（04）：381-384

[4]李海燕，彭仕宓，刘凤喜.储层流动单元研究[J].油气地质与采收率，2007，（02）：67-70.

[5]刘吉余，王建东，吕靖.流动单元特征及其成因分类[J].石油实验地质，2002，（04）：381-384.

[6]Cross T.A..High resolution stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodation[R].Proceeding of Northwestern Europian Sequence Stratigraphy Congress，1994：105-123.

[7]Cross T.A.，Lessenger MA.Sediment volume partitioning： Rationale for stratigraphic model evaluation and high resolution stratigraphic correlation[R].Sequence Strati graphy Concepts and Applications.NPE Special Publication，1998：171-195.

[8]马立文，窦齐丰，彭仕宓，等.用Q型聚类分析与判断函数法进行储层评价--以冀东老爷庙油田庙28X1区块东一段为例[J].西北大学学报，2003，（01）：83-86.

作者单位：

徐艺侨，西南油气田分公司四川川港燃气有限责任公司

董莎莎，西南油气田分公司重庆气矿

喻春萌，川东钻探公司endprint