1、 龚福华长江大学地球科学学院石油系2007.6第五章 油气田地下储层研究第一节 储层沉积相研究第二节 储层静态特征评价第三节 储层地质建模第二节 储层静态特征评价一裂缝性储层评价 二储层敏感性分析三非均质性研究储层综合评价四非均质性研究分 类研究内容和方法非均质性对储层开发的影响123Petition Petition 分类分类Weber Weber 分类分类Ealdormen Ealdormen 分类分类裘亦楠分类裘亦楠分类（本教材）（本教材）PettijohnPettijohn 分类分类油藏规模：油藏规模：1 110km10km100m100m层层 规规 模：模：100m 100m 10m
2、10m砂体规模砂体规模:(1:(1 1010）m m2 2孔隙规模：孔隙规模：(10(10 100100）mmmm2 2层理规模：层理规模：(10(10 100100）umum2 2油藏孔隙砂体层理Weber Weber 分类：分类：HaldorsenHaldorsen 分类：分类：巨型微观宏观大型裘亦楠分类：裘亦楠分类：层间非均质性：层系的旋回性、砂层间渗透率的非均质程度、隔层 分布、特殊类型层的分布。平面非均质性：砂体成因单元的连通程度、平面孔隙度、渗透率的 变化和非均质程度、以及渗透率的方向性。层内非均质性：包括粒度韵律性、层理构造序列、渗透率差异程度 及高渗透段位置、层内不连续薄泥质夹
3、层的分布频 率和大小、以及其它的渗透隔层、全层规模的水平、垂直渗透率比值。孔隙非均质性：砂体孔隙、喉道大小及其均匀程度；孔隙喉道的配 置关系和连通程度研究内容和方法1、层内非均质性2、层间非均质性3、平面非均质性4、储层非均质性的影响因素层内非均质性1）粒度旋律（正韵律、反韵律、复合韵律、均质韵律）2）沉积构造（平行层理、斜层理、交错层理、波状层理、递变层理、块状层理、水平层理）3）渗透率韵律（正、反、复合韵律）（复合正韵律、复合反韵律、复合正反韵律、复合反正韵律、均匀韵律）4）垂直渗透率与水平渗透率的比值（Ke/KL)5）渗透率非均质程度KKKVninik12)(KKTkmaxminmaxK
4、KJkmaxKKKp变异系数突进系数极差均质系数分布频率Pk=N/H6）泥质夹层的分布频率和分布密度分布密度Dk=Hsh/H在注水开发过程中，正韵律剖面易出现底部水淹快、水淹厚度小和驱油效率低等现象。而反韵律剖面水淹侵且均匀，水淹厚度大，驱油效率高。复合韵律剖面其注水开发效果介于前两者之间。大庆油田点坝微相油层水洗状况图 斜层理的渗透率高，水淹快，采收率低。交错层理砂岩的渗透率低，水淹均匀，因此采收率高。平行层理砂岩渗透率虽高，但水淹均匀，因此采收率较高。对于斜层理砂岩，平行于纹层走向注水，其采收率最高。对于河道砂岩来讲，斜层理的倾向指向下游。一般采取河道中央注水，两侧采油，其效果最佳。层理类
5、型渗透率（10-3m2）最终采收率（%）斜层理72321.3交错层理221.342.7平行层理816.231.8层理的影响层理的影响水驱不均匀，水淹快，采收率低水驱均匀采收率高中央注水两侧采油注水河道砂体隔夹层岩性隔夹层岩性-电性电性-物性物性物性特征：夹层的识别是以油田夹层的物性标准为基础的，不同储层类型的油田，夹层物性标准有所不同；岩性特征：碎屑岩储层中夹层的岩性类型有三种基本类型：泥岩类、泥质粉砂岩类和胶结致密砂岩类，前两种为沉积成因，后一种为成岩作用形成；电性特征：具体通过交会图或相关分析可以建立定量识别标准 IIIIII夹层分布特征夹层分布特征夹层等级类型示意夹层等级类型示意砂体连通
6、性与夹层的作用(1)稳定夹层对流体的分隔作用 减弱了重力和毛管力的作用，对正韵律、块状厚油层来说，夹层有利于提高注水波及体积，而对于反韵律油层则不利于下部油层的动用(2)不稳定夹层对流动的遮挡作用 对流体局部起作用，减弱了注入水沿前进方向的下沉速度，同样对正韵律块状油层有利扩大波及体积和驱油效率，而反韵律油层不利(3)随机夹层对流体有一定影响 但对河道型条带状砂体来讲，砂层规模的夹层研究困难，连通性更主要是取决于河道砂体的垂向和横向的堆积方式，而不是夹层砂岩中常存在泥岩和泥质粉砂岩夹层，其厚度较小，一般几厘米、几十厘米。海相储层的夹层分布稳定、其分布长度大。三角洲砂体的夹层的分布稳定性次之，点
7、坝砂体的夹层的分布稳定性最差。不同时期的泥质侧积层点坝微裂缝在很致密的储层中常分布大量的微裂缝。微裂缝的存在，可以改变储层的渗透性，甚至可能形成串层。裂缝颗粒的排列方向古水流的方向造成了颗粒的排列呈一定的方式。沿古水流方向注水对水流的阻力最小。对于河道砂体来讲，注入水沿古河道下游方向推进速度快，向上游方向推进速度慢且驱油效果也有差异。层间非均质性是指砂层组内或油层组内各砂层之间的差异。包括层系的韵律、砂层间渗透率的非均质程度、隔层分布、特殊类型层的分布、层组和小层的划分等。研究层间非均质性是为油田开发层系的划分和井网的选择提供地质依据。层间非均质性的研究涉及两大方面：隔层和层间差异。层间非均质
8、性层间非均质性隔层隔层是指在注水开发过程中，对流体具有隔绝能力的不渗透岩层。隔层的作用是将相邻两套层系的油层完全隔开，使层系之间不发生油、气、水窜流，形成两个独立的开发单元。隔层2027MPa地层不透水厚度5m空气渗透率1010-3m2隔层的自然电位幅度要满足2 分布范围小 长/宽比=1，分布范围大一类：砂体宽度1600m二类：砂体宽度16001100m三类：砂体宽度1100600m四类；砂体宽度75；斜缝：1575；平缝：3mm；中裂缝：宽度13mm；小裂缝：宽度0.11mm；微裂缝：宽度0.1mm。充填程度分类，即按裂缝空间被方解石、白云石、沥青等的充填情况来分：张开缝：基本无充填物；半充
9、填缝：被充填物部分地充填；全充填缝：完全被充填物充填，为无效缝。渗流性质分类，从开发地质角度出发，按裂缝是否可以作为流体的储渗空间和运移通道来分类：闭合缝：在地应力作用下闭合的裂缝或被完全充填的裂缝，不能给流体的流动提供通道；开启缝：裂缝是开启的，未被充填，可以作为流体储存和流动的通道；局部开启缝：裂缝只在局部开启，其它部位闭合。高压开启缝：有些裂缝是闭合的，但在一定的注水压差下，裂缝由闭合变为开启，而成为流体运移的通道。裂缝评价内容裂缝发育程度 裂缝宽度与产状 裂缝孔隙度裂缝渗透率裂缝系统含流体饱和度缝孔相通性与采收率裂缝发育程度一般用裂缝密度或裂缝间距来描述裂缝的发育程度。线性裂缝密度（L
10、fD）：指在某一方向上（如垂直裂缝走向）单位距离中发育的裂缝条数，单位为条/m。线性裂缝密度也称为裂缝频率。面积裂缝密度（AfD）：指在某一横截面上所统计的裂缝累积长度与该横截面积之比，单位为1/m。体积裂缝密度（VfD）：指单位岩石体积中所含裂缝的总表面积。裂缝间距：指在垂直于一组裂缝方向上所测量的各裂缝之间的平均距离，单位为m。薄层比厚层的裂缝要发育。裂缝密度顺序：白云岩石灰岩砂岩膏盐类岩石 直接位于刚性岩层之上或之下的塑性岩层裂缝不发育；位于塑性地层上、下的刚性岩层则裂缝较发育。在单一岩性剖面中，裂缝穿层较多见；岩性为互层状时，刚性地层中裂缝往往不穿入柔性地层。构造因素对裂缝分布的控制主
11、要表现在裂缝总是发育在地层受力强、变形大，亦即地层具有最大曲率的地方，如构造轴部、端部、翼部挠曲处等，断层附近通常也发育裂缝。裂缝宽度：又称张开度，是指裂缝壁之间的距离。裂缝宽度是定量评价裂缝性质的一个很重要的参数，它对裂缝系统的孔隙度，特别是对渗透率有很大影响。裂缝的宽度与岩石的岩性、应力性质、形成的温压条件等有关。裂缝的产状：指裂缝的走向、倾向和倾角。其中裂缝的走向方位尤为重要。裂缝的走向表示了裂缝的延伸方向，同时也反映了储层储渗条件的各向异性，并直接影响着油水运动轨迹。裂缝孔隙度：裂缝孔隙度定义为裂缝容积与裂缝性岩石体积之比。裂缝孔隙度一般都很小（3%），因此，当基块的孔隙度较大时，评价
12、裂缝孔隙度就显得不很重要了。但据研究，裂缝孔隙空间中储藏可采石油的能力并不低，1%的裂缝孔隙所储藏的可采油量相当于5%8%的岩块孔隙中所储藏的可采油量。裂缝性岩石的总孔隙度为裂缝孔隙度与岩块孔隙度之和。裂缝渗透率：裂缝性储集层具有岩块基质渗透率和裂缝渗透率。需要注意的是，裂缝性岩石的总渗透率与总孔隙度之间一般没有一定的正比关系。因为虽然总孔隙度大，但对其贡献很大的基块系统的孔隙连通性相对较差，所以总渗透率不一定很高。基块系统的孔隙连通性相对较差裂缝系统、岩块基质系统含流体饱和度。对裂缝系统而言，毛细管压力很小，其束缚水饱和度极低，一般不超过5%，所以，可以认为相应层位的流体（水层中的水、油层中
13、的油等）在裂缝中的饱和度是100%。而对岩块系统来说，毛细管压力是不能忽略不计的，其束缚水饱和度较高，一般都超过30%。相应的，岩块中所含油（气）的饱和度就较低。在裂缝性油气层中，每一小岩块的尺寸大小不同，其中的孔隙结构不同，毛细管压力大小不同，所以总的岩块系统中含油（气）饱和度变化很大。相通性评价：相通性评价：在具有裂缝和孔隙的储层中，两种系统是相互连通的，因而储于其中的流体就会发生交换性流动，称为交叉流动。在不少情况下，二者相通性很差，即使裂缝系统的渗透性很高，岩块系统中含有大量可动油气也难以开采出来。如果裂缝被成岩矿物或次生矿物所充填，不完全充填时，填充物就会在裂缝与岩块之间阻碍储存于岩
14、块中的流体向裂缝流动。颗粒细小、分选性差的物质充填在裂缝中，将严重影响裂缝岩块之间的相通性。裂缝裂缝孔隙系统之间的相通性和采收率孔隙系统之间的相通性和采收率缝-孔相通性好采收率高采收率评价：裂缝系统含油饱和度很高，而且自身的驱油条件要比岩块系统好的多。它对引起流体流动的压力梯度的反映远超过岩块系统。从驱油效率和波及系数两方面来看，也都高于岩块系统。所以一般裂缝系统的采收率都很高，可达90%左右。相比之下，岩块系统的采收率要低的多，一般30%。但裂缝孔隙性油藏总的采收率比一般的常规孔隙性油藏要高些。地下裂缝评价方法地下裂缝评价方法岩心观察法 地应力分析法 现代试井分析法测井解释法生产动态分析法岩
15、心观察法直接观察和测量岩心，或通过岩心薄片观测，或用CT扫描技术，求出有关的裂缝参数，可对地下裂缝进行分析。可观测的内容有裂缝组系、裂缝宽度、裂缝密度、裂缝产状、裂缝性质（如充填情况、溶蚀情况）、裂缝的连续性等。通过用全岩心实验测试或求取的裂缝参数可求取裂缝孔隙度、裂缝渗透率等。可作出裂缝方位玫瑰图，得出该井点处的优势裂缝方向。裂缝走向频率图裂缝走向频率图地应力分析法根据地质力学原理，从构造与裂缝的生成关系、主应力的方向等，可以预测主要裂缝的分布方向。如国外某油田研究，呈伸长穹隆构造的储层所受的最大水平应力方向呈放射状，并发现裂缝分布及其导致的渗透率分布同样呈放射状。这一研究结果对选择注水方式
16、和进行压裂设计有很大的指导意义。现代试井分析法压力导数曲线在过渡阶段驼峰之后出现一个下凹，然后又表现为水平直线段的形态变化特征是这类储层的典型显示。可通过对压力恢复数据的进一步处理解释，求得裂缝部分参数。也可根据脉冲试井中产生脉冲（激动）的井与观察接收井的方位及反应信号，确定裂缝的方向性及其发育程度。用测井资料研究储层裂缝包括地层倾角测井、电阻率测井、声波测井、密度测井、中子测井等。利用地层倾角测井，可以直接检测出裂缝的存在、裂缝产状（如水平缝、斜交缝、垂直缝），并用探测极板求知裂缝发育的具体方向。裂缝的测井响应主要表现为密度减小、声波增大、电阻率低异常显示等。具体的测井解释裂缝方法请参阅有关测井地质学专著。电阻率成像测井垂直裂缝特征电阻率成像测井垂直裂缝特征生产动态分析法根据钻井过程中钻具放空长度、泥浆漏失量可定性判断缝洞大小和发育情况。考察油井的来水方向和水淹特征可判断裂缝的方向性和发育程度。在注水井中加入示踪剂，而在水井周围的各井中检测示踪剂到达的时间，由不同方向上注入水的推进速度差异，可分析在不同方向上裂缝的发育与分布状况。
