基于流动单元划分的致密油藏产能分类评价——以马岭油田镇246井区为例

张稷瑜，顾岱鸿，田 冷，王 猛



基于流动单元划分的致密油藏产能分类评价——以马岭油田镇246井区为例

张稷瑜1，2，顾岱鸿1，2，田 冷1，2，王 猛1，2

（1．中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249；2．中国石油大学（北京）石油工程学院）

作为非常规油气开发的热点，致密砂岩油藏的产能分析一直是研究的重点之一。选取鄂尔多斯盆地典型致密砂岩储层为研究对象，利用岩心分析化验资料和测井资料，优选出孔隙度、渗透率、泥质含量、流动带指数等4个表征致密砂岩储层特征的参数，采用聚类与判别分析的数学方法将其划分为4类流动单元，根据单井流动单元组合类型将研究区储层分为均质型、中等非均质型、强非均质型等3类，结合实际生产数据，采用多元回归分析方法，建立了单井产能分类评价模型。

马岭油田；流动单元；致密油藏；产能分类

研究区镇246井区属于陇东地区中部的马岭油田，位于鄂尔多斯盆地南部伊陕斜坡中西部紧邻天环坳陷的构造部位。镇246井区的主要研究对象为长8油层组，该油藏为致密储层，非均质性强，流体流动机理复杂，产能研究难度大[1]。本文通过研究储层非均质性，优选出孔隙度、渗透率、泥质含量、流动带指数4个表征致密砂岩储层特征的参数，采用聚类判别分析的方法将其划分为4类流动单元，建立了中值半径与启动压力梯度、应力敏感系数之间的关系；结合实际生产数据，采用多元回归分析方法，建立了单井产能模型[2]。

1 流动单元划分

本文采用岩性–物性多参数分析方法划分研究区流动单元。选取孔隙度、渗透率、泥质含量、流动带指数（）4个参数作为划分流动单元的指标[3]。其中流动带指数为：

（1）

样品被分为若干类流动单元之后，使用判别分析的方法对该分类结果进行验证，求取每一类流动单元的判别系数[4]。所建立的判别函数组如下所示：

2 流动单元划分结果

从研究区不同孔隙度、渗透率的井段中，筛选出100个样品，选择孔隙度、渗透率、泥质含量、流动带指数，以离差平方和距离为标准[5]，使用SPSS软件进行聚类分析，划分为4类流动单元（表1）。

表1 4类流动单元聚类分析结果

分析表1可知，各类流动单元中样本数量较为平均，重叠部分不多，故研究区的流动单元划分为4类是合理的（图1）。

图1 流动单元类型分布频率

使用贝叶斯判别分析方法将标准样品按上述 4 类储层分组，进行判别分析，结果如表2。

表2 流动单元判别分析结果

采用贝叶斯判别分析方法，对已经完成聚类的100个样本进行分析，计算其判别系数，结果见表3。

表3 流动单元各参数判别系数

由判别分析的判别系数，得到4类流动单元的判别函数：

式中：为泥质含量，%。

对于待划分流动单元的储层，将其4项参数分别代入式（3）的4个函数，求出14的值，14中最大值所对应的流动单元类别就是该储层所属于的流动单元。

3 致密储层单井产能分类

根据流动单元的实际组合情况，将储层分为均质型、中等非均质型、强非均质型3种，利用多元回归分析的方法，将理论计算产能与投产后的平均产能相结合，分别建立各类储层的单井产能模型[6-7]。

3.1 均质型储层

研究区均质型储层的生产井，其流动单元均为第Ⅰ类流动单元，计算隔层分布密度与实际产能进行对比[8-9]，结果如表4所示，对其进行多元回归分析，可得如下回归方程式：

表4 均质型储层产能对比

3.2 中等非均质型储层

计算单井内各流动单元的理论产能，与实际产能对比结果如表5所示。

表5 中等非均质型储层产能对比

由表5可知，中等非均质程度储层理论计算产能与实际产能的趋势基本吻合，但理论产能的代数和仍与实际产能有一定区别。故使用SPSS软件对其进行多元回归分析，可得如下回归方程式：

式（7）的相关系数=0.938 6。

在式（7）中，Ⅰ类~Ⅳ类流动单元理论产能系数依次变小，说明物性最好的Ⅰ类流动单元对储层产能贡献最大，其次为Ⅱ类流动单元、Ⅲ类流动单元，Ⅳ类流动单元的物性最差，对储层产能的贡献最小。

3.3 强非均质型储层

对于强非均质型储层，通常由3~4种类型的流动单元组合而成，纵向上物性变化极大，通常在10m~20 m范围内渗透率能够相差一个甚至两个数量级，隔层对产能的影响远小于物性变化对产能的影响[10]，故回归分析时不考虑隔层因素。将实际生产数据与理论计算数据进行对比，结果如表6所示。

表6 强非均质型储层产能对比

由表6可知，强非均质型储层理论计算产能与实际产能相差较大，故使用SPSS软件对其进行多元回归分析，可得如下回归方程式：

式（8）的相关系数：=0.819 3。

由图2可知，回归产能与实际产能基本分布在一条直线上，故回归结果与实际虽有差异，但还是可信的。式（8）中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类流动单元的系数相近且都大于Ⅳ类流动单元，说明在强非均质型储层中，Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类流动单元对储层的贡献较大，Ⅳ类流动单元对储层的贡献较小。

图2 回归产能与实际产能相关性分析

4 结论

（1）选取孔隙度、渗透率、泥质含量、流动带指数4个指标，应用聚类分析、判别分析等数学方法，将储层分为四类流动单元，Ⅰ类所占比例为19%，Ⅱ类所占比例为31%，Ⅲ类所占比例为34%，Ⅳ类所占比例为16%。

（2）从地质、开发两个角度入手分析了储层产能的影响因素，随着流动单元物性依次变差，渗透率对产能的影响权重下降，中值半径对产能影响权重上升，说明影响产能的主要因素逐渐由渗透率转换为中值半径。

（3）根据储层中流动单元组合情况，将其分为均质型、中等非均质型、强非均质型三类，建立对应单井产能模型表明Ⅰ类流动单元对单井产能贡献最大，Ⅳ类流动单元对单井产能贡献最小。

[1] NOORUDDIN H，ARAMCO S，SUDIRMAN SB，et al．Field Application of a modified Kozeny-Carmen correlation to characterize hydraulic flow units．SPE 149047，2011.

[2] AGUILERA R．Flow units-from conventional to tight gas to shale gas to tight oil to shale oil reservoirs [A]．SPE 165360, 2013.

[3] STOLZ A K，RAMONNA M G．Sensitivity study of flow unit definition by use of reservoir simulation [A]．SPE 84277，2003.

[4] KAZZEM A L MIKE O．A robust approach to flow unit zonation [A]．SPE 98830，2005.

[5] 尹红桂，孙卫，任大忠，等. 白豹油田B306井区长8-1储层流动单元研究[J]．石油地质与工程，2012，26（3）：49–52.

[6] 王宇威. 鄂尔多斯盆地安塞油田H–P油区长6油层组储层流动单元研究[D]．陕西西安：长安大学，2011.

[7] 付殿敬，徐敬领，王贵文. 基于Q型聚类分析和贝叶斯判别算法研究储层分类评价[J]. 科技导报，2011，29（3）：29–33.

[8] 张昊祉，吕敏，李永臣．华庆地区长63储层流动单元划分方法研究[J]．石油地质与工程，2014，28（6）：59–61.

[9] 刘东升．致密砂岩储层分类评价方法在安棚深层系的应用[J]．石油地质与工程，2014，28（6）：48–50.

[10] 彭晖，刘玉章，冉启全，等. 致密油储层水平井产能影响因素研究[J]. 天然气地球科学，2014，24（5）：771–777.

编辑：王金旗

1673–8217（2017）05–0081–04

TE 343

A

2016–07–26

张稷瑜，1992年生，在读硕士研究生，研究方向为油气田开发理论与系统工程。

国家自然科学基金资助项目（U1562102）；中国石油科技创新基金资助项目（2014D–5006–0215）；中国石油大学（北京）基金资助项目（2462015YQ0218）。