張稷瑜，顧岱鴻，田 冷，王 猛

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基于流動(dòng)單元?jiǎng)澐值闹旅苡筒禺a(chǎn)能分類評(píng)價(jià)——以馬嶺油田鎮(zhèn)246井區(qū)為例

張稷瑜1，2，顧岱鴻1，2，田 冷1，2，王 猛1，2

（1．中國(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2．中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院）

作為非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，致密砂巖油藏的產(chǎn)能分析一直是研究的重點(diǎn)之一。選取鄂爾多斯盆地典型致密砂巖儲(chǔ)層為研究對(duì)象，利用巖心分析化驗(yàn)資料和測(cè)井資料，優(yōu)選出孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)等4個(gè)表征致密砂巖儲(chǔ)層特征的參數(shù)，采用聚類與判別分析的數(shù)學(xué)方法將其劃分為4類流動(dòng)單元，根據(jù)單井流動(dòng)單元組合類型將研究區(qū)儲(chǔ)層分為均質(zhì)型、中等非均質(zhì)型、強(qiáng)非均質(zhì)型等3類，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用多元回歸分析方法，建立了單井產(chǎn)能分類評(píng)價(jià)模型。

馬嶺油田；流動(dòng)單元；致密油藏；產(chǎn)能分類

研究區(qū)鎮(zhèn)246井區(qū)屬于隴東地區(qū)中部的馬嶺油田，位于鄂爾多斯盆地南部伊陜斜坡中西部緊鄰天環(huán)坳陷的構(gòu)造部位。鎮(zhèn)246井區(qū)的主要研究對(duì)象為長(zhǎng)8油層組，該油藏為致密儲(chǔ)層，非均質(zhì)性強(qiáng)，流體流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜，產(chǎn)能研究難度大[1]。本文通過(guò)研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性，優(yōu)選出孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)4個(gè)表征致密砂巖儲(chǔ)層特征的參數(shù)，采用聚類判別分析的方法將其劃分為4類流動(dòng)單元，建立了中值半徑與啟動(dòng)壓力梯度、應(yīng)力敏感系數(shù)之間的關(guān)系；結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用多元回歸分析方法，建立了單井產(chǎn)能模型[2]。

1 流動(dòng)單元?jiǎng)澐?/h2>

本文采用巖性–物性多參數(shù)分析方法劃分研究區(qū)流動(dòng)單元。選取孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)（）4個(gè)參數(shù)作為劃分流動(dòng)單元的指標(biāo)[3]。其中流動(dòng)帶指數(shù)為：

（1）

樣品被分為若干類流動(dòng)單元之后，使用判別分析的方法對(duì)該分類結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，求取每一類流動(dòng)單元的判別系數(shù)[4]。所建立的判別函數(shù)組如下所示：

2 流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果

從研究區(qū)不同孔隙度、滲透率的井段中，篩選出100個(gè)樣品，選擇孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)，以離差平方和距離為標(biāo)準(zhǔn)[5]，使用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析，劃分為4類流動(dòng)單元（表1）。

表1 4類流動(dòng)單元聚類分析結(jié)果

分析表1可知，各類流動(dòng)單元中樣本數(shù)量較為平均，重疊部分不多，故研究區(qū)的流動(dòng)單元?jiǎng)澐譃?類是合理的（圖1）。

圖1 流動(dòng)單元類型分布頻率

使用貝葉斯判別分析方法將標(biāo)準(zhǔn)樣品按上述 4 類儲(chǔ)層分組，進(jìn)行判別分析，結(jié)果如表2。

表2 流動(dòng)單元判別分析結(jié)果

采用貝葉斯判別分析方法，對(duì)已經(jīng)完成聚類的100個(gè)樣本進(jìn)行分析，計(jì)算其判別系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 流動(dòng)單元各參數(shù)判別系數(shù)

由判別分析的判別系數(shù)，得到4類流動(dòng)單元的判別函數(shù)：

式中：為泥質(zhì)含量，%。

對(duì)于待劃分流動(dòng)單元的儲(chǔ)層，將其4項(xiàng)參數(shù)分別代入式（3）的4個(gè)函數(shù)，求出14的值，14中最大值所對(duì)應(yīng)的流動(dòng)單元類別就是該儲(chǔ)層所屬于的流動(dòng)單元。

3 致密儲(chǔ)層單井產(chǎn)能分類

根據(jù)流動(dòng)單元的實(shí)際組合情況，將儲(chǔ)層分為均質(zhì)型、中等非均質(zhì)型、強(qiáng)非均質(zhì)型3種，利用多元回歸分析的方法，將理論計(jì)算產(chǎn)能與投產(chǎn)后的平均產(chǎn)能相結(jié)合，分別建立各類儲(chǔ)層的單井產(chǎn)能模型[6-7]。

3.1 均質(zhì)型儲(chǔ)層

研究區(qū)均質(zhì)型儲(chǔ)層的生產(chǎn)井，其流動(dòng)單元均為第Ⅰ類流動(dòng)單元，計(jì)算隔層分布密度與實(shí)際產(chǎn)能進(jìn)行對(duì)比[8-9]，結(jié)果如表4所示，對(duì)其進(jìn)行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

表4 均質(zhì)型儲(chǔ)層產(chǎn)能對(duì)比

3.2 中等非均質(zhì)型儲(chǔ)層

計(jì)算單井內(nèi)各流動(dòng)單元的理論產(chǎn)能，與實(shí)際產(chǎn)能對(duì)比結(jié)果如表5所示。

表5 中等非均質(zhì)型儲(chǔ)層產(chǎn)能對(duì)比

由表5可知，中等非均質(zhì)程度儲(chǔ)層理論計(jì)算產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能的趨勢(shì)基本吻合，但理論產(chǎn)能的代數(shù)和仍與實(shí)際產(chǎn)能有一定區(qū)別。故使用SPSS軟件對(duì)其進(jìn)行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

式（7）的相關(guān)系數(shù)=0.938 6。

在式（7）中，Ⅰ類~Ⅳ類流動(dòng)單元理論產(chǎn)能系數(shù)依次變小，說(shuō)明物性最好的Ⅰ類流動(dòng)單元對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)能貢獻(xiàn)最大，其次為Ⅱ類流動(dòng)單元、Ⅲ類流動(dòng)單元，Ⅳ類流動(dòng)單元的物性最差，對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)能的貢獻(xiàn)最小。

3.3 強(qiáng)非均質(zhì)型儲(chǔ)層

對(duì)于強(qiáng)非均質(zhì)型儲(chǔ)層，通常由3~4種類型的流動(dòng)單元組合而成，縱向上物性變化極大，通常在10m~20 m范圍內(nèi)滲透率能夠相差一個(gè)甚至兩個(gè)數(shù)量級(jí)，隔層對(duì)產(chǎn)能的影響遠(yuǎn)小于物性變化對(duì)產(chǎn)能的影響[10]，故回歸分析時(shí)不考慮隔層因素。將實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表6所示。

表6 強(qiáng)非均質(zhì)型儲(chǔ)層產(chǎn)能對(duì)比

由表6可知，強(qiáng)非均質(zhì)型儲(chǔ)層理論計(jì)算產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能相差較大，故使用SPSS軟件對(duì)其進(jìn)行多元回歸分析，可得如下回歸方程式：

式（8）的相關(guān)系數(shù)：=0.819 3。

由圖2可知，回歸產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能基本分布在一條直線上，故回歸結(jié)果與實(shí)際雖有差異，但還是可信的。式（8）中Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類流動(dòng)單元的系數(shù)相近且都大于Ⅳ類流動(dòng)單元，說(shuō)明在強(qiáng)非均質(zhì)型儲(chǔ)層中，Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類流動(dòng)單元對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)較大，Ⅳ類流動(dòng)單元對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)較小。

圖2 回歸產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)能相關(guān)性分析

4 結(jié)論

（1）選取孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、流動(dòng)帶指數(shù)4個(gè)指標(biāo)，應(yīng)用聚類分析、判別分析等數(shù)學(xué)方法，將儲(chǔ)層分為四類流動(dòng)單元，Ⅰ類所占比例為19%，Ⅱ類所占比例為31%，Ⅲ類所占比例為34%，Ⅳ類所占比例為16%。

（2）從地質(zhì)、開(kāi)發(fā)兩個(gè)角度入手分析了儲(chǔ)層產(chǎn)能的影響因素，隨著流動(dòng)單元物性依次變差，滲透率對(duì)產(chǎn)能的影響權(quán)重下降，中值半徑對(duì)產(chǎn)能影響權(quán)重上升，說(shuō)明影響產(chǎn)能的主要因素逐漸由滲透率轉(zhuǎn)換為中值半徑。

（3）根據(jù)儲(chǔ)層中流動(dòng)單元組合情況，將其分為均質(zhì)型、中等非均質(zhì)型、強(qiáng)非均質(zhì)型三類，建立對(duì)應(yīng)單井產(chǎn)能模型表明Ⅰ類流動(dòng)單元對(duì)單井產(chǎn)能貢獻(xiàn)最大，Ⅳ類流動(dòng)單元對(duì)單井產(chǎn)能貢獻(xiàn)最小。

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編輯：王金旗

1673–8217（2017）05–0081–04

TE 343

A

2016–07–26

張稷瑜，1992年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_(kāi)發(fā)理論與系統(tǒng)工程。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（U1562102）；中國(guó)石油科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（2014D–5006–0215）；中國(guó)石油大學(xué)（北京）基金資助項(xiàng)目（2462015YQ0218）。