徐 慧，林承焰，鄭元超，賈珍臻，丁 圣

(1.中國石油大學(xué)，山東 青島 266580;2.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 833600;3.中石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009)

引 言

水下分流河道為陸上分流河道的水下延伸部分，是淺水三角洲沉積體系中的主力層［1－2］，一般由細(xì)砂巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖組成，表現(xiàn)出正韻律或正韻律疊加特征［3］。該類砂體在平面上分布形態(tài)較為復(fù)雜，對井網(wǎng)及注采系統(tǒng)的優(yōu)化程度要求較高，且平面挖潛的難度較大［4］。油藏數(shù)值模擬技術(shù)是油田開發(fā)后期認(rèn)識剩余油分布的科學(xué)、實用的技術(shù)手段［5］。因此，研究水下分流河道砂體的油藏數(shù)值模擬方法，對描述剩余油分布規(guī)律、指導(dǎo)下一步挖潛具有重要的意義。

1 精細(xì)地質(zhì)模型

地質(zhì)模型的精細(xì)程度直接影響著油藏數(shù)值模擬的精度，目前儲層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)劃分技術(shù)與流動單元劃分技術(shù)［6－8］已趨于成熟，并且流動單元約束的油藏數(shù)值模擬模型具有初始擬合程度高、歷史擬合時間短、模型修改程度低、能更精確地反映層內(nèi)和平面剩余油分布的特點［9］。筆者以大慶油田葡萄花油層葡Ⅰ油組為例，在劃分單河道砂體的基礎(chǔ)上，劃分流動單元，進(jìn)而建立了精細(xì)地質(zhì)模型。

1.1 單河道砂體劃分

圖1 S29－J17井巖心分析

綜合巖性、電性特征，以 Miall［10］的層次劃分思想為指導(dǎo)，識別層次界面。其中，Ⅲ級界面為單一分支河道砂體的內(nèi)部夾層，屬于自旋回細(xì)粒沉積。Ⅳ級界面為一期水下分流河道中單河道砂體的邊界面。Ⅴ級界面為一期河道形成的復(fù)合砂體邊界面(圖1)。共劃分27個單河道砂體，其中主力3小層劃分為3個單河道砂體。單河道間夾層較薄，平面延伸范圍較小，一般不超過1個井距，少 數(shù)可以達(dá)2個井距以上。夾層類型主要有3類，分別是泥質(zhì)夾層、鈣質(zhì)夾層和物性夾層，以物性夾層最常見，占57.75%，鈣質(zhì)夾層次之，占25.35%，泥質(zhì)夾層較少，僅占16.9%?？紤]到夾層精細(xì)描述的需要，垂向網(wǎng)格長度應(yīng)小于單河道砂體間的最小夾層厚度，平面網(wǎng)格長度應(yīng)小于30 m。

1.2 流動單元劃分

大慶油田幾十年注水開發(fā)的實踐證實，以沖刷面互相疊置的厚層河道砂巖基本上都是多層多段水淹，垂向上的竄流并不十分嚴(yán)重。為避免儲層描述層次的混亂以及動態(tài)分析造成的麻煩，平面上流動單元的劃分應(yīng)當(dāng)限定在單一河道砂體內(nèi)部及難以詳細(xì)追溯單砂體的復(fù)合型河道砂體內(nèi)部［8］。因此，以單河道砂體為劃分單元，選取流動帶指數(shù)(FZI)、孔隙度、滲透率這3種參數(shù)為指標(biāo)，通過聚類分析，劃分了3類流動單元，利用流動單元約束，建立了精細(xì)地質(zhì)模型。Ⅰ類流動單元物性最好，主要分布于寬度大于800 m的河道中心區(qū)域;Ⅱ類流動單元物性次之，主要分布于寬度大于800 m的河道側(cè)緣及寬度小于600 m的河道中心區(qū)域，所占儲量比例最大;III類流動單元物性最差，主要分布于寬度小于600 m的河道邊部，所占儲量比例最小(表1)。

表1 流動單元劃分結(jié)果

2 歷史擬合

2.1 油水相對滲透率曲線處理

所測相對滲透率曲線的多個樣品點，按照流動單元劃分的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類。對歸屬同一流動單元的多個樣品點，進(jìn)行歸一化處理，得到反映不同流動單元滲流特征的相對滲透率曲線(圖2)。從圖2中可以看出，各類流動單元的相對滲透率曲線特征區(qū)別較大。I類流動單元的兩相共存區(qū)最寬，油相相對滲透率下降最慢，水相相對滲透率上升最慢;II類流動單元次之，III類流動單元兩相共存區(qū)最窄，油相相對滲透率下降最快，水相相對滲透率上升最快。

圖2 各類流動單元相對滲透率曲線

2.2 分階段擬合

研究表明［11－12］，油藏進(jìn)入高含水期后，由于黏土礦物的水化、膨脹、分散、遷移及其他地層微粒運(yùn)移導(dǎo)致儲層物性發(fā)生變化?？偟膩砜?，孔隙度的變化幅度不大，滲透率向增大方面變化，巖石潤濕性向強(qiáng)親水方向變化。因此，整個開發(fā)階段的歷史，應(yīng)該分低含水期、中含水期、高含水期3個含水階段進(jìn)行擬合。一般來講，低含水期水驅(qū)孔隙體積倍數(shù)較小，物性變化不大。如果地質(zhì)建模精度高，則在油藏數(shù)值模擬時，模型中地質(zhì)儲量應(yīng)與實際地質(zhì)儲量吻合，且無需做參數(shù)調(diào)整，低含水期的各指標(biāo)即可達(dá)到擬合標(biāo)準(zhǔn)。儲層物性與相對滲透率曲線調(diào)整主要針對中高含水期。以上一階段的網(wǎng)格壓力和含油飽和度為初始值，通過調(diào)整儲層參數(shù)和油水相對滲透率曲線，完成該階段的擬合。

2.3 儲層參數(shù)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)于儲層參數(shù)調(diào)整，油藏數(shù)值模擬工作者一般結(jié)合自己的經(jīng)驗以及對油藏的認(rèn)識來進(jìn)行調(diào)整，目前尚無確定的標(biāo)準(zhǔn)，因此難度較大。筆者以實際開發(fā)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于系統(tǒng)分析法［13］定量判別井間連通性，進(jìn)而確定模型中各網(wǎng)格的滲透率變化因子，量化參數(shù)調(diào)整值，達(dá)到歷史擬合標(biāo)準(zhǔn)。

建立如下線性規(guī)劃:

如果該注水井有吸水剖面資料，設(shè)各單河道砂體的相對吸水量為aj，則可在上述線性規(guī)劃中增加約束條件:

利用修正單純形法［14］進(jìn)行計算，即可得到上述線性規(guī)劃的最優(yōu)解λij，λijkij即為調(diào)整后的滲透率。對滲透率發(fā)生變化的網(wǎng)格所屬的流動單元重新歸類，并適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)流動單元的油水相對滲透率曲線，即可達(dá)到擬合標(biāo)準(zhǔn)。

3 方法應(yīng)用效果

利用流動單元約束建立精細(xì)地質(zhì)模型，采用上述方法分階段歷史擬合(圖3)。從圖3中可以看出累計產(chǎn)油量、累計產(chǎn)水量、日產(chǎn)油、綜合含水等歷史擬合曲線吻合度高，單井?dāng)M合效果好的井?dāng)?shù)比例達(dá)90.5%(表2)，碳氧比解釋結(jié)果與產(chǎn)液剖面測試結(jié)果對比結(jié)果誤差小(表3、4)。

圖3 各指標(biāo)擬合曲線

表2 單井?dāng)M合結(jié)果

表3 碳氧比解釋結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比

表4 產(chǎn)液剖面測試結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比

4 結(jié)論

(1)地質(zhì)模型的精細(xì)程度應(yīng)達(dá)到單河道砂體級別，垂向網(wǎng)格長度應(yīng)小于最小夾層厚度，平面網(wǎng)格長度應(yīng)小于30 m。

(2)在單河道砂體劃分結(jié)果的基礎(chǔ)上劃分不同流動單元，不同流動單元采用相應(yīng)的油水相對滲透率曲線，能夠表征儲層內(nèi)部油水滲流特征的差異。

(3)通過建立線性規(guī)劃，確定儲層參數(shù)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，分階段歷史擬合能夠解決注水開發(fā)過程中儲層物性變化的影響。

(4)利用該方法進(jìn)行油藏數(shù)值模擬，得到的結(jié)果與實際生產(chǎn)結(jié)果吻合度高，可用于其他類似油藏的數(shù)值模擬研究。

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