塔河油田1区三叠系储层流动单元研究

王珂，戴俊生，贾开富，刘海磊

（1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）

塔河油田1区三叠系储层流动单元研究

王珂1，戴俊生1，贾开富2，刘海磊2

（1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）

流动单元研究是深化和发展油藏表征的关键，对揭示剩余油分布规律等具有重要的理论意义和实用价值。在建立河流相及三角洲相流动单元类型划分标准以及判别式的基础上，对塔河油田1区三叠系油藏的储层流动单元进行了划分，研究了流动单元的空间分布特征，并分析了流动单元与储层构型及剩余油的关系。结果表明，塔河油田1区三叠系储层流动单元可划分为E（极好）、G（好）、M（中等）和P（较差）4种类型，其中E型和G型流动单元分布面积较大，M型和P型流动单元分布面积较小，同时流动单元的层间差异和井间差异明显。E型流动单元与横向砂坝分布范围一致，G型流动单元与河道沉积及纵向砂坝分布相对应，表明储层构型与流动单元之间具有良好的对应关系。E型和G型流动单元剩余油较富集，是剩余油挖潜的主要方向，M型流动单元是剩余油挖潜的次要方向，P型流动单元剩余油地质储量有限，挖潜潜力较小。

流动单元；储层构型；剩余油；三叠系；塔河油田1区

0 引言

塔河油田1区位于沙雅隆起中段阿克库勒凸起桑塔木构造上，东邻达里亚背斜，西接艾协克背斜，南邻满加尔坳陷，北与阿克库勒断块潜山背斜构造带相连，为典型的低幅长轴牵引背斜（图1）。钻遇地层自上而下为新生界第四系、新近系及古近系，中生界白垩系、下侏罗统及三叠系，古生界下石炭统及下奥陶统，其中三叠系是该区的目的层系，钻遇地层厚度400～550 m，自上而下分别为上三叠统哈拉哈塘组、中三叠统阿克库勒组及下三叠统柯吐尔组。其中哈拉哈塘组和阿克库勒组构成了油藏的主体，可分为上、中、下3个油组，主要含油层位为中油组及下油组的T3h1-3，T2a3和T2a1-1等3个小层。塔河油田1区三叠系油藏属大底水、薄油层及受构造控制的砂岩孔隙型块状底水未饱和油藏，1997年10月进入产量上升阶段，经高效开发后，于2008年6月综合含水率迅速上升，达79.7%［1］。该油藏至今已开发近20年，进入了中高含水开发阶段。为了弄清其剩余油的分布规律，需要在流动单元研究的基础上，通过开展精细油藏地质建模和油藏数值模拟进行深入研究。

图1 塔河油田1区构造位置Fig.1Structural location of block-1 in Tahe Oilfield

流动单元的概念是Hearn等［2］在研究美国怀俄明州Hartzog Draw油田Shannon砂岩储层时，认为沉积相不足以解释油田不同部位的产能差异及开发特征时提出的，并将其定义为“横向和垂向连续的，内部渗透率、孔隙度、层理特征相似的储集带”，其边界为区域上稳定发育的泥岩、不连续薄隔挡层、各种沉积界面、小断层及渗透率差异层等［3］。此后，Ebanks［4］、Rodriguez等［5］、Amaefule等［6］围绕流动单元这一概念展开了大量研究，方法从定性、半定量发展到定量，概念则由原始的纯地质概念发展成地质和油藏工程的通用概念［3］。我国的流动单元研究始于20世纪90年代，窦之林［3］、裘怿楠等［7］和焦养泉等［8］认为流动单元是砂体内部储层构型的一部分，是储层非均质性模型的一个层次；穆龙新等［9］认为流动单元是一个相对概念，应根据油田的地质和开发条件而定；吴胜和［10］将流动单元定义为“储层内部被渗流屏障界面及渗流差异界面所分隔的具有相似渗流特征的储集单元”。近年来，储层流动单元的研究方法不断成熟并完善，形成了以流动带指数FZI、孔喉几何形状R35及生产动态参数等为评价指标和以多参数综合聚类分析、层次分析、模糊数学及随机建模等为研究方法的流动单元评价体系［11-18］。流动单元与储层构型密不可分，研究流动单元及其与储层构型的关系对于储层开发效果评价、剩余油分布规律分析及开发方案的调整都具有重要意义。笔者在建立河流相及三角洲相流动单元划分标准及判别式的基础上，对塔河油田1区三叠系油藏的流动单元类型进行划分，研究流动单元的空间分布特征，并分析流动单元与储层构型和剩余油的关系，旨在为该区剩余油挖潜措施的制定提供依据。

1 流动单元划分标准

塔河油田1区中三叠统阿克库勒组上段主要为辫状河三角洲沉积，阿克库勒组下段以及上三叠统哈拉哈塘组主要为辫状河沉积，因此综合应用地质、地震和测井等信息，依据储层的岩石骨架、渗流、微观孔隙结构和非均质性等特征，按照E（极好）、G（好）、M（中等）和P（较差）等4种类型建立了河流相及三角洲相的流动单元划分标准［19-20］（表1、表2）。

表1 河流相流动单元分类标准Table 1Classification standard for flow unit of fluvial facies

表2 三角洲相流动单元分类标准Table 2Classification standard for flow unit of delta facies

为了建立不同流动单元的判别模式，需要选取能够反映储层岩性及流体渗流能力的参数。通过比较并考虑到参数的典型性，选取储层岩石的孔隙度和渗透率作为进一步划分流动单元的分类参数。

根据影响流动单元的主控因素，对区内的储层物性参数进行数学聚类分析，将下式作为流动单元类型的判别标准：

式中：Z为储层孔渗综合指数，无量纲；φ为储层孔隙度，小数；K为储层渗透率，mD。

对研究区T3h1-3，T2a3和T2a1-1小层的Z值进行计算与统计，结合表1和表2中的流动单元划分标准，得出研究区流动单元的判别模式如下：Z≥15时，为E型流动单元；10≤Z＜15时，为G型流动单元；5≤Z＜10时，为M型流动单元；Z＜5时，为P型流动单元。

2 流动单元的空间分布

2.1 孔隙度和渗透率分布特征

图2 塔河油田1区三叠系T3h1-3小层储层孔隙度及渗透率平面分布图Fig.2Planar distribution of reservoir porosity and permeability of Triassic T3h1-3in block-1 of Tahe Oilfield

根据单井的钻测数据，以T3h1-3小层为例，绘制了储层孔隙度和渗透率的平面分布图（图2）。由图2可见，储层孔隙度在研究区中部较低，为9%～15%，向东西两侧逐渐增加，西南边缘具有最大的孔隙度值（平均约26%）；在东南边缘断层交会处，孔隙度值又有所下降，最低约9%；储层渗透率的变化趋势则与孔隙度相反，在研究区中部为高值区，为400～560 mD，向西部及东南方向逐渐减小，最低值出现在西南部的断层交会处，小于80 mD。孔隙度的分布主要受控于砂岩厚度及不同沉积相带的岩石组构，而研究区中部异常高压产生的储层裂缝则应是导致该区域渗透率较高的主要原因。

2.2 储层孔渗综合指数分布特征

根据式（1）以及单井储层孔隙度和渗透率数据，计算出单井的储层孔渗综合指数（Z），并绘制T3h1-3小层储层孔渗综合指数的平面分布图（图3）。经对比发现，储层孔渗综合指数的平面分布与储层渗透率的平面分布较为相似，在研究区中部为高值区，为16～24，向西部及东南方向逐渐降低，在东南方向的断层交会处具有最低值（＜4）。

图3 塔河油田1区三叠系T3h1-3小层储层孔渗综合指数平面分布图Fig.3Planar distribution of comprehensive index of reservoir porosity and permeability of Triassic T3h1-3in block-1 of Tahe Oilfield

2.3 流动单元分布特征

根据储层孔渗综合指数的平面分布以及流动单元的判别式，对T3h1-3，T2a3和T2a1-1小层的流动单元类型进行了划分，并绘制了流动单元的平面分布图，如图4所示。另外，选取横向剖面A—A′和纵向剖面B—B′，绘制了流动单元的剖面分布图，如图5所示。

图4 塔河油田1区三叠系流动单元平面分布图Fig.4Planar distribution of flow units of Triassic in block-1 of Tahe Oilfield

综合图4和图5可以看出，流动单元的层间差异和井间差异非常明显。T3h1-3小层中4种流动单元类型均有分布，研究区中部以E型流动单元为主，西部边缘、东北部以及中部的少数地区为G型流动单元，西南部为M型和P型流动单元，集中在断层交会处附近；T2a3小层的流动单元类型较少，研究区的西半部分及东部边缘为E型流动单元，东部大部分地区为G型流动单元，未见M型和P型流动单元；T2a1-1小层大部分地区为G型流动单元，在西南边缘为E型流动单元，中部部分地区为M型流动单元，未见P型流动单元。单井流动单元在垂向上的变化不尽相同，可大致分为3类：第一类是TK129，TK108H和TK135等井，流动单元类型在垂向上变化较大，在T3h1-3小层为P型，至T2a3小层则变为E型；第二类是TK105H，TK107H，TK132H，TK117H，TK118H和TK112H等井，流动单元类型在垂向上变化较小，一般为单一的E型或G型，或者在两者之间变化；第三类是TK101，S51，TK120H和TK129等井，流动单元类型在不同层位的变化介于上述二者之间，由M型过渡到E型或G型。

图5 塔河油田1区三叠系流动单元剖面分布图（剖面位置见图4）Fig.5Vertical distribution of flow units of Triassic in block-1 of Tahe Oilfield

3 流动单元与储层构型和剩余油的关系

3.1 流动单元与储层构型

储层构型是指不同级次储层构成单元的形态、规模、方向及叠置关系，反映了不同成因、不同级次的储层储集单元与渗流屏障的空间配置及分布的差异性，对于油气藏评价与开发具有十分重要的意义［10］。大部分学者将流动单元作为储层构型的一部分，认为流动单元是指沉积体内部按水动力条件划分的建筑块，与储层构型属类似概念，是在现有采油工艺技术条件下控制油水运动最小的砂体储层构型单元［8-9，21］。贾开富等［22］通过取心井岩心观察、连井剖面划分对比和测井曲线识别，采用层次分析的思路定义了7级界面，并在岩相类型识别和结构界面划分的基础上，定义了塔河油田1区的7种储层构型要素：河道充填（CH）、河道滞留沉积（CHL）、纵向砂坝（LB）、横向砂坝（TB）、落淤层（FS）、越岸细粒沉积（OF）和洪泛平原细粒沉积（FF）。通过对比储层构型与流动单元的平面展布发现，具有最好储集性能的E型流动单元与储层构型中的横向砂坝分布范围大体一致，具有较好储集性能的G型流动单元与储层构型中的河道沉积与纵向砂坝分布相对应，而河道沉积与砂坝沉积砂体均为高孔、高渗的砂岩储集体，这表明储层构型与流动单元之间具有良好的对应关系，二者都是按照沉积水动力条件划分的储集体［23］。

3.2 流动单元与剩余油

剩余油是由于不同类型流动单元之间水驱效果存在差异而形成的。流动单元本身控制着剩余油的分布，同时流动单元的组合类型和注采井的射开位置也影响着剩余油的分布。

在研究区，E型和G型流动单元分布范围较广，储集性能较好，通常最先水淹且水淹程度高，驱油效率一般为35%以上，含水率可达90%以上，在与其他流动单元的结合部位剩余油富集，在其内部物性较差部位或有隔挡层存在时也会有剩余油富集，这2类流动单元剩余油饱和度一般很低，但由于分布范围广，因此剩余油的绝对含量较高，是研究区剩余油挖潜的主要方向；M型流动单元非均质性较强，驱油效率一般在30%以下，含水率小于85%，在高含水阶段仍有较多的剩余油富集，在其内部有隔挡层存在时剩余油更为富集，是研究区剩余油挖潜的次要方向；P型流动单元储层物性差，注入水不易推进，高含水阶段仍富集有大量剩余油，但此类流动单元在研究区的面积很小，因此地质储量有限，对剩余油挖潜的贡献相对较小［20］。

流动单元在井间的排列有4种组合类型，即较好流动单元-较差流动单元、较差流动单元-较好流动单元、较好流动单元-较差流动单元-较好流动单元及较差流动单元-较好流动单元-较差流动单元。各流动单元间的渗流差异导致水驱效果各异，容易在流动单元过渡带产生剩余油，并富集于接近较差流动单元部位或较差流动单元内部［19］。此外，注水井和采油井的射开层位也影响着剩余油富集程度和聚集位置。林博等［19］分析了注水井和采油井分别射开不同流动单元时剩余油的分布特点，认为当注水井和采油井均在较差流动单元位置射开时，由于流动单元水淹程度低，并且阻碍了较好流动单元的水驱效果，在较差和较好流动单元内剩余油均较富集，这种情况下剩余油富集程度最高，挖潜潜力最大。

4 结论

（1）塔河油田1区三叠系储层流动单元层间差异和井间差异明显，其中E型和G型流动单元分布较广，前者与横向砂坝分布范围大体一致，后者与河道沉积及纵向砂坝分布相对应，而河道沉积与砂坝沉积砂体均为高孔、高渗的砂岩储集体，表明储层构型与流动单元之间具有良好的对应关系。

（2）研究区E型和G型流动单元分布广，剩余油含量高，是剩余油挖潜的主要方向；M型流动单元虽面积较小，但因驱油效率低而使剩余油仍然较富集，是剩余油挖潜的次要方向；P型流动单元虽有剩余油富集，但因地质储量有限，对剩余油挖潜的贡献较小。

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（本文编辑：于惠宇）

Research on reservoir flow units of Triassic in block-1,Tahe Oilfield

WANG Ke1，DAI Junsheng1，JIA Kaifu2，LIU Hailei2
（1.School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，Shandong，China；2.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，Xinjiang，China）

The research of flow units is the key of deepening and developing reservoir characterization,and it has important theoretical intention and practical value on revealing distribution of remaining oil.Based on establishing classification standard and discriminant of flow units in fluvial and delta facies,this paper classified the reservoir flow units of Triassic in block-1 of Tahe Oilfield,and analyzed the spatial distribution of flow units and its relationship with reservoir architectural structure and remaining oil.The result shows that flow units of the study area can be classified into E（excellent）,G（good）,M（medium）and P（poor）types,while E and G types have the most extensive distribution, and M and P types have smaller distribution area.Meanwhile,the interlayer and interwell flow units have distinct discrepancy.The E type flow unit has consistent distribution with lateral sandbar,and G type flow unit is corresponding to channel deposit and lengthwise sandbar that are sand reservoir bodies with high porosity and permeability,which means that reservoir architecture has favorable correspondence with flow units.E and G types of flow units are the main digging orientation of remaining oil,while M type is the secondary digging orientation.P type of flow unit haslimited geological reserves of remaining oil,therefore has less digging potential.

flowunits；reservoirarchitecture；remainingoil；Triassic；block-1ofTaheOilfield

TE122.2

A

1673-8926（2014）03-0119-06

2013-12-09；

2014-01-20

国家重大科技专项“精细油藏描述技术及剩余油赋存方式研究”（编号：2011ZX05011-001）及“大型油气田及煤层气开发”（编号：2011ZX05042-001）联合资助

王珂（1987-），男，中国石油大学（华东）在读博士研究生，研究方向为油藏描述及构造地质。地址：（266580）山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学地球科学与技术学院。E-mail：wangkerrr@126.com

戴俊生（1958-），男，教授，博士生导师，主要从事油藏描述及油区构造解析研究工作。E-mail：djsh3@163.com。