謝 爽董 偉李國艷甘 霖熊 俊李 勇

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.青海油田分公司采油三廠，青海 花土溝 816400）

尕斯庫勒E31油藏Ⅲ5小層孔隙度分布結(jié)構(gòu)特征

謝 爽1董 偉1李國艷1甘 霖1熊 俊1李 勇2

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.青海油田分公司采油三廠，青海 花土溝 816400）

儲(chǔ)層物性受諸多地質(zhì)因素的影響，經(jīng)常表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，這種非均質(zhì)性在一定的空間尺度上具有明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。儲(chǔ)層的孔隙度，決定著流體流動(dòng)單元的發(fā)育程度、油層波及體積和采收率，其可以看成是區(qū)域化變量，同時(shí)反映空間變量的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性。文中以青海尕斯庫勒E31油藏Ⅲ5小層為例，統(tǒng)計(jì)了該小層孔隙度參數(shù)的變化范圍、平均值、峰值、變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量，繪制了概率直方圖，分析了孔隙度在該小層的變化特征。基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，利用變差函數(shù)分析，通過克里金展布對(duì)該小層孔隙度空間分布結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，并繪制了分布圖。Ⅲ5小層孔隙度的實(shí)驗(yàn)半變異函數(shù)用具有塊金效應(yīng)的球狀模型擬合并進(jìn)行預(yù)測(cè)，模型擬合較好，理論曲線基本將實(shí)驗(yàn)曲線擬合上，驗(yàn)證了這種非均質(zhì)性在空間尺度上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本區(qū)孔隙均質(zhì)程度偏低，孔隙大小不均，儲(chǔ)層物性較差，砂體不發(fā)育，呈孤立狀，含油性受巖性控制，有效厚度較小，可以用克里金預(yù)測(cè)的結(jié)果去驗(yàn)證曲線的擬合正確性。從克里金展布圖上可看出，主變程為東西方向，135°為分流河道方向，本區(qū)主要是分流河道-泛濫汊道-廢棄河道，大致可看出這些沉積相的分布，說明擬合基本與沉積相分布吻合。

孔隙度統(tǒng)計(jì)特征；變異函數(shù)；非均質(zhì)性；沉積相；區(qū)域化變量；尕斯庫勒

變差函數(shù)作為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本工具，不僅能夠描述區(qū)域化變量空間分布的隨機(jī)性，而且能夠描述其空間分布的結(jié)構(gòu)性，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，可以作為定量描述儲(chǔ)集層非均質(zhì)性的手段［1］。

1 概況

尕斯庫勒油田構(gòu)造位置屬茫崖坳陷區(qū)尕斯斷陷亞區(qū)，其北端以XI斷層為界，東翼與扎哈凹陷相接，南端以阿拉爾斷裂與躍進(jìn)二號(hào)油田相鄰，西翼南端以Ⅲ號(hào)斷層為界，西翼北端與砂西油田連成一片。其上下分為N1-N21油藏、E32油藏、E31油藏。儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)以次生孔隙為主，原生孔隙次之，孔隙半徑平均值為3～4 μm，最小可流動(dòng)的喉道半徑為0.6～1.0 μm。油層均質(zhì)系數(shù)為0.22～0.56，平均0.39。

尕斯E31油藏巖性以細(xì)砂巖為主，其次為粉砂巖、中砂巖，底部為礫狀砂巖、礫巖。巖石類型主要為石英砂巖和長石-石英砂巖。碎屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%～80%，膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%～40%。成分主要為石英、長石，其次為變質(zhì)巖塊及云母。膠結(jié)物為次生方解石、鐵土質(zhì)、硬石膏、石膏。膠結(jié)類型以孔隙-基底式膠結(jié)為主，其次為接觸式膠結(jié)。

尕斯E31油藏為砂礫巖孔隙性儲(chǔ)集類型，以次生孔隙為主，原生孔隙次之?？紫额愋陀腥芪g、殘余、粒間等孔隙和裂縫?？紫栋霃揭话銥?.1～2.5 μm，平均為3～4 μm；大孔隙半徑值及峰位一般大于4 μm，主要流動(dòng)孔隙半徑為2～7 μm；小孔隙半徑一般小于3 μm，孔隙分布不均勻，峰位不明顯，主要流動(dòng)孔隙半徑1～5 μm；孔隙分選系數(shù)為1.6～3.0，均質(zhì)系數(shù)一般為0.30～0.70，平均為0.45，長度在0.14～0.81，表明孔隙均質(zhì)程度偏低，孔隙大小不均，孔喉為粗長度，孔道彎曲程度較小。

E31油藏平均退汞效率為51.3%。尕斯E31時(shí)期經(jīng)歷了湖退—湖進(jìn)的變化過程，形成了一個(gè)復(fù)合沉積旋回。其地層共分為3種沉積相、5種亞相、15種微相、8種砂體。E31的早期，主要處于三角洲前緣的水下環(huán)境，形成三角洲前緣亞相。發(fā)育有水下河道砂體、前緣灘地砂體、河口壩砂體、遠(yuǎn)端壩砂體和席狀砂體，分布于Ⅳ5—Ⅳ3小層中。E31中期湖水長期退出本區(qū)，主要處于三角洲平原環(huán)境，形成了平原亞相，發(fā)育有分流河道砂體和泛濫河道砂體，分布于Ⅳ2、Ⅳ1、Ⅲ7—Ⅲ1、Ⅱ4—Ⅱ1等小層中，與下部地層構(gòu)成一個(gè)湖退相序［2-3］。

2 Ⅲ5小層孔隙度統(tǒng)計(jì)特征

利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS14.0統(tǒng)計(jì)了青海尕斯庫勒E31油藏Ⅲ5小層孔隙度參數(shù)的變化范圍、平均值、峰值、變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量，繪制了概率直方圖（見圖1），分析了孔隙度在該小層的變化特征。

由圖1可以看出,儲(chǔ)層孔隙度分布為單峰,略顯正偏態(tài),孔隙度平均8.2%,說明儲(chǔ)層物性較差，砂體不發(fā)育，呈孤立狀，含油性受巖性控制，有效厚度較小。

3 變異函數(shù)曲線擬合

變異函數(shù)（Variogram）是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中描述區(qū)域化變量空間結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性的基本工具［1］。

在分析變異函數(shù)反映區(qū)域化變量的結(jié)構(gòu)性時(shí)，主要是根據(jù)變異函數(shù)的變程在不同方向上的大小來反映各向同性或各向異性。

對(duì)青海尕斯庫勒E31油藏Ⅲ5小層孔隙度參數(shù)進(jìn)行了變異函數(shù)曲線分析，在0°、45°、90°、135°等4個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)套合擬合，角度容差30°，最大滯后距離0.8 km，滯后數(shù)25，滯后寬度0.08 km，用塊金和球形模型擬合。最后編繪變差函數(shù)分析成果（見圖2），并分析實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)曲線擬合質(zhì)量與擬合的合理性。

參數(shù)擬合過程：先對(duì)各向同性進(jìn)行擬合，看各個(gè)角度的擬合情況，找出變化最大、最小方向，依次排序，然后就確定主變程，可以調(diào)節(jié)比例長度，再對(duì)各項(xiàng)異性進(jìn)行擬合。

Ⅲ5小層孔隙度的實(shí)驗(yàn)半變異函數(shù)可用具有塊金效應(yīng)的球狀模型來擬合并進(jìn)行預(yù)測(cè)。模型擬合較好，理論曲線基本上將實(shí)驗(yàn)曲線擬合上。這種非均質(zhì)性在一定的空間尺度上具有明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本區(qū)孔隙均質(zhì)程度偏低，孔隙大小不均。

從克里金展布圖上可以看出（見圖2），主變程為東西方向，135°方向?yàn)榉至骱拥婪较颉Ｓ捎诒緟^(qū)主要是分流河道-泛濫汊道-廢棄河道，從克里金展布大致可以看到這些沉積微相的分布，說明擬合基本可與沉積相的分布吻合。本區(qū)砂體不發(fā)育，可以用克里金預(yù)測(cè)的結(jié)果去驗(yàn)證曲線的擬合正確性。

4 孔隙度空間分布結(jié)構(gòu)特征

編制空間分布結(jié)構(gòu)特征參數(shù)表（見表1），據(jù)表分析參數(shù)的變化大小和平面各向異性，并預(yù)見非均質(zhì)性，以及對(duì)注水開發(fā)的影響。

表1 Ⅲ5小層孔隙度空間分布結(jié)構(gòu)特征參數(shù)

由沉積相資料知砂體主要沿東西向分布，同時(shí)由于分流河道的存在，在135°方向也存在異性比。

在注水開發(fā)過程中，一般垂直河道方向注水，由水的重力作用來達(dá)到較好的驅(qū)替效果。實(shí)際中，多數(shù)是沿河道中心布注水井，沿河岸布采油井。

最大、最小變化率反映了孔隙度在南北方向比東西方向變化快，反映非均質(zhì)性很強(qiáng)。隨機(jī)性變化質(zhì)量分?jǐn)?shù)占了0.256，說明本區(qū)儲(chǔ)層有一定的非均質(zhì)性，可能是由于沉積時(shí)的不穩(wěn)定性及分流河道的遷移性，Ⅲ5小層主要受巖性的控制。

5 孔隙度平面展布

根據(jù)上述分析結(jié)果，采用克里金方法，對(duì)該參數(shù)進(jìn)行展布（見圖3），繪制絕對(duì)誤差及相對(duì)誤差分析圖，分析該參數(shù)的可靠性和誤差。

標(biāo)準(zhǔn)偏差反映各相的巖石物理參數(shù)的數(shù)值變化性，在這里將克里金展布時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為絕對(duì)誤差。

由圖3可以看出，擬合的孔隙度絕對(duì)誤差在2%～ 16%，絕對(duì)誤差集中在5%～8%，相對(duì)誤差在0～6.6%?？梢姺至骱拥啦课豢紫抖日共驾^好，泛濫汊道、廢棄河道則誤差較大，可能是由于約束條件較少。邊緣誤差較大，可能與無井點(diǎn)控制有關(guān)。

6 孔隙度平面分布特征

尕斯庫勒油田E31油藏Ⅲ5小層孔隙度分布見圖4,Ⅲ5小層孔隙度較小，儲(chǔ)層發(fā)育差，南部水驅(qū)效果較好，北部可通過加密水井、儲(chǔ)層改造等改善開發(fā)效果。

7 結(jié)論

1）E31中期湖水長期退出本區(qū)，主要處于三角洲平原環(huán)境，形成了平原亞相，發(fā)育有分流河道砂體和泛濫河道砂體。

2）模型擬合較好，理論曲線基本上與實(shí)驗(yàn)曲線擬合。說明這種非均質(zhì)性在一定的空間尺度上具有明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。Ⅲ5小層孔隙均質(zhì)程度偏低，孔隙大小不均，油層不發(fā)育，砂體成孤立狀，油藏主要受巖性控制。

［1］ 畢研斌，麻成斗，石紅萍，等.變差函數(shù)在描述儲(chǔ)集層平面非均質(zhì)性中的應(yīng)用［J］.新疆石油地質(zhì)，2003，24（3）：251-253.

Bi Yanbin，Ma Chengdou，Shi Hongping，et al.Application of variation function in description of plane heterogeneity of reservoir［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2003，24（3）：251-253.

［2］ Deutsch C V，Journal A G.Geostatistical software libarary and user's guide［M］.New York：Oxford University Press，1992：39-53.

［3］ Roberts A P，BentzDale P，Knackstedt，et al.Correlating micro structure to the petrophysical properties of porous rocks［A］.SPE 37024，1996.

Porosity distribution and structure characteristics ofⅢ5 small layer in Gasikule E31reservoir

Xie Shuang1Dong Wei1Li Guoyan1Gan Lin1Xiong Jun1Li Yong2
(1.College of Energy Resources,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;2.No.3 Oil Production Plant,Qinghai Oilfield Company,PetroChina,Huatugou 816400,China)

The reservoir properties are affected by a number of geological factors and often show a strong heterogeneity.This heterogeneity often has obvious structure features in a certain spatial scales.Porosity of reservoir determines the development degree of flow units of fluid,oil swept volume and recovery,which can be seen as regionalized variables,reflecting the structural and the stochasticity of dimensional variation.This paper took theⅢ5 small layer in Gaskule E31reservoir for example,counted the characteristics of statistics,such as porosity parameters of small range,average value,peak value,coefficient of variation,drawn the histogram of probability and analyzed the variation features of porosity change in small layer.Based on the principles of geostatistics and using the variogram analysis,it studied the spatial distribution of porosity through Kriging distribution.The distribution map was drawn.The experimental semi-variogram function of porosity ofⅢ5 small layer was matched and predicted by the spherical model with nugget effect,having a good matching result.Theory curve matched the experimental curve well,which verified the structural characteristics of heterogeneity in spatial scales.In this area,the homogeneity degree of pore is low,pore size is not uniform, reservoir property is poor,sandstone is not developed with isolated shape,oiliness is controlled by lithology and effective thickness is small.The correctness of matched curve can be verified by the predicted result of Kriging.From the distribution map of Kriging, we can see that the main variable range is east-west trend,the 135 degree direction is the distributary channel direction.Due to the distributary channels,flooding inlet and abandoned channel in this area,the distribution of sedimentary facies is roughly seen from Kriging distribution,indicating a good agreement distribution.

characteristics of porosity statistics,variogram,heterogeneity,sedimentary facies,regionalized variable,Gaskule.

TE122.2+3

A

2009-11-19；改回日期：2010-07-24。

謝爽，女，1986年生，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)橛蜌獠孛枋?。E-mail：xieshuangcathidy@163.com。

（編輯 楊會(huì)朋）

1005-8907（2010）05-553-04

謝爽，董偉，李國艷，等.尕斯庫勒E31油藏Ⅲ5小層孔隙度分布結(jié)構(gòu)特征［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：553-556.

Xie Shuang，Dong Wei，Li Guoyan，et al.Porosity distribution and structure characteristics ofⅢ5 small layer in Gasikule E31reservoir［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（5）：553-556.