CN103742130B - 基于时变的高渗条带表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于时变的高渗条带表征方法，该方法包括：根据油藏开发动态及动态监测高渗条带表现特征，识别矿场高渗条带；进行表征高渗条带的动静态参数的筛选及量化；确定多个动静态参数标准化及权重；多指标综合判别高渗条带，根据各动静态参数的标准化值及其权重参数的乘积并求和，得到综合判别值；将高渗条带分级，根据矿场识别高渗条带发育强度，对综合判别值进行分区间，作为高渗条带分级标准。该基于时变的高渗条带表征方法能够综合高渗条带多种影响因素，定量表征其纵向及平面位置，所需要的参数容易获取，操作简便易行，能够为该种油藏类型强非均质性的治理提供可靠的地质依据。

Description

基于时变的高渗条带表征方法

技术领域

本发明涉及油气田开发储层精细研究领域，特别是涉及到基于时变的高渗条带表征方法。

背景技术

20世纪80年代胜利油田提出了“大孔道”的概念，即本发明所述的高渗条带。主要在物性好，渗透率较高的砂岩中，储层由于渗透率的差异，加上油水的重力分异作用，经过长期高速注水开发，油藏储层发生变化，渗透率增大，孔喉半径增大，从而在储层中下部形成“大孔道”，也就是说中高渗透油藏经长期注水或化学剂的冲刷，储层岩石矿物颗粒及粒间胶结物产生浸蚀、剥蚀作用，使孔喉变光滑或扩大喉道空间，孔喉配位数增加，在正韵律层下部形成优势渗流通道（高渗条带），导致注入水沿此通道无效循环，影响油藏开发效果。

定性判断识别高渗条带的方法较多，如井间示踪法，注水井注入示踪剂，在周围油井监测产出情况，分析示踪剂产出曲线，多井监测，只能单井解释，需人为调参，随意性大，且成本高；吸水剖面根据测井资料的异常响应特征确定储层的吸水变化情况，大体确定因高渗条带存在而吸水异常的部位，定性判别大孔道的存在，认识程度较低；灰色关联理论法运用填砂玻璃模型研究高渗条带形成机理，以渗流力学原理和油气工程为指导，识别高渗条带，该方法的实验条件距实际油藏有诸多不符，应用存在差距；油藏工程方法以管道流动为基础模型，运用多相流动介质力学理论和油藏工程方法，建立高渗条带形成后的数学模型，采用流管法计算高渗条带的参数，计算简单易行，但假设过于理想化。电位法井间监测法，测量注水层高电离能量的盐水引起地面电场形态的变化，只能求得各注采方向的平均渗透率。井间动态连通性反演方法是基于信号与***分析的思想，把油藏的注入井、生产井以及井间孔道看作一个完整的***，利用生产动态数据反演油藏井间动态连通性，该方法只能定性描述高渗条带存在与否，无法准确描述高渗条带发育位置及其特征参数。

以上方法只能定性或半定量求取井点高渗条带的存在，无法定量描述预测井间高渗条带的（平面及纵向）展布特征，没有形成一套可操作性强的高渗条带描述预测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够综合高渗条带多种影响因素，定量表征其纵向及平面位置的高渗条带表征方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于时变的高渗条带表征方法，该基于时变的高渗条带表征方法包括：步骤1，根据油藏开发动态及动态监测高渗条带表现特征，识别矿场高渗条带；步骤2，进行表征高渗条带的动静态参数的筛选及量化，选择对高渗条带表现敏感的多个动静态参数，并获取其值的大小；步骤3，确定该多个动静态参数标准化及权重；步骤4，多指标综合判别高渗条带，根据该多个动静态参数中各动静态参数的标准化值及其权重参数的乘积并求和，得到综合判别值；以及步骤5，将高渗条带分级，根据矿场识别高渗条带发育强度，对综合判别值进行分区间，作为高渗条带分级标准。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1之前，建立不同开发阶段储层参数测井解释模型。

在建立不同开发阶段储层参数测井解释模型的步骤中，利用不同开发阶段的取心井资料、新井解释资料，研究储层参数变化规律，建立该不同开发阶段储层参数测井解释模型，研究区内井点进行储层孔隙度、渗透率解释。

在步骤1中，利用水井吸水剖面、注水压力及注水量，并参考井组示踪剂监测结果，识别高渗条带发育位置。

在步骤2中，分析影响高渗条带的动静态参数，对若干个静态参数和动态参数进行因果关系、定义关系及等价关系分析，并考虑参数的可获取条件，确定渗透率、渗透率级差、过水倍数、驱油效率这四个动静态参数用来综合表征高渗条带，并根据步骤1所述的识别高渗条带的发育位置，描述该四种动静态参数值的大小。

在步骤2中，该多个动静态参数的筛选原则是保证各参数对油藏流场有较为准确的表征；各参数之间具有较强的独立性；选择在生产上能大量获取或较易通过获取的资料建立的参数；以及尽量用最少、最优指标来描述油藏流场。

在步骤3中，采用最大值标准化方法对每个动静态参数标准化，即取某种动静态参数的最大值其标准化值为1，该动静态参数标准化值在0~1之间，采用变异系数法计算各动静态参数在综合判别中的权重，某一参数的权重为该动静态参数的变异系数除以该多个动静态参数变异系数之和。

在步骤4中，根据该多个动静态参数的标准化值及其权重系数，采用该多个动静态参数的标准化值与其权重系数相乘再求和，即：

$F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\×W_i$

式中：F—综合判别值；S_i—某项动静态参数的标准化值；W_i—某项动静态参数的权重系数

每个识别出的高渗条带均得到一个该综合判别值，其值越大高渗条带发育越强。

在步骤5中，根据高渗条带综合判别值，结合矿场识别高渗条带发育程度，将高渗条带划分为四个级别：超强高渗条带、强高渗条带、中高渗条带和弱高渗条带，每级对应一个综合判别值区间，每个区间代表高渗条带发育程度不同。

本发明中的基于时变的高渗条带表征方法，首先利用不同开发阶段取心井资料、新井解释成果，研究储层参数在开发过程中发生的变化，建立不同开发阶段储层参数（主要是孔隙度、渗透率）测井解释模型，进行储层参数解释，得到不同开发阶段储层孔隙度、渗透率；然后根据生产动态、监测资料，判断高渗条带的发育位置，进行量化表征某一开发阶段的高渗条带处的渗透率、驱油效率、过水倍数等主要指标，通过参数标准化处理及计算各指标的权重值，建立一套高渗带识别与描述的多指标综合评判方法。研究表明油藏进入特高含水期后易形成高渗条带。该方法能够综合高渗条带多种影响因素，定量表征其纵向及平面位置，所需要的参数容易获取，操作简便易行，能够为该种油藏类型强非均质性的治理提供可靠的地质依据。本发明中的基于时变的高渗条带表征方法，建立了高渗条带的综合判识标准，为油藏高渗条带的定量表征奠定了基础。

附图说明

图1为本发明的基于时变的高渗条带表征方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中埕4-101井吸水剖面曲线图；

图3为本发明的另一具体实施例中埕11-6井吸水剖面曲线图；

图4为本发明的一具体实施例中表征参数权重系数分布图；

图5为本发明的一具体实施例中高渗条带流场模型示意图；

图6为本发明的一具体实施例中高渗条带分级模型示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的基于时变的高渗条带表征方法的一具体实施例的流程图。

在步骤101，研究储层参数时变规律，建立不同开发阶段储层参数测井解释模型，分析不同开发阶段储层孔隙度、渗透率变化。利用不同开发阶段的取心井资料、新井解释资料，研究储层参数变化规律，并建立不同开发阶段储层参数测井解释模型，研究区内井点进行储层孔隙度、渗透率解释。流程进入到步骤102。

在步骤102，矿场高渗条带识别，根据油藏开发动态及动态监测高渗条带表现特征，认识井点厚油层层内高渗条带发育状况。利用水井吸水剖面、注水压力及注水量，并参考井组示踪剂监测结果、识别高渗条带发育位置。

在一实施例中，根据矿场开发动态、动态监测资料，确定单井注水压力低而注水量高、吸水量大而吸水厚度小的储层及所在部位，结合储层渗透率大小-即渗透率高且层内级差大（一般大于3）的特征，识别高渗条带发育位置。流程进入到步骤103。

在步骤103，表征高渗条带的动、静态参数筛选及量化，选择对高渗条带表现敏感的动静态参数，并获取其值的大小。分析影响高渗条带的动静态参数，对若干个静态参数和动态参数进行因果关系、定义关系及等价关系分析，并考虑参数的可获取条件，最终确定渗透率、渗透率级差、过水倍数、驱油效率等四个参数用来综合表征高渗条带。根据步骤102所述的识别高渗条带的发育位置，描述这四种参数值的大小。

参数筛选原则是①保证各参数对油藏流场有较为准确的表征；②各参数之间具有较强的独立性；③选择在生产上能大量获取或较易通过获取的资料建立的参数；④尽量用最少、最优指标来描述油藏流场。表征高渗条带的静态参数主要包括沉积微相、储层层内非均质性、孔隙度、渗透率、渗透率级差、孔喉半径等，动态参数主要包括驱油效率、含油饱和度、过水倍数、含水率、注采压差、采油速度、采液速度等。对各参数进行因果关系、定义关系及等价关系分析。静态参数中的沉积微相的不同是导致储层层内非均质性的主要原因，即沉积微相与储层非均质性为因果关系；而储层层内非均质性可以用渗透率和渗透率级差来表征，即储层层内非均质与渗透率参数为等价关系；而孔隙度可以与渗透率建立相关关系，即定义关系；孔喉半径是决定渗透率的主要微观因素。所以表征高渗条带的静态参数最终选择容易求取的渗透率与渗透率级差。动态参数中流体流速、采油速度、采液速度与过水倍数具有因果关系，水驱指数与含水率具有定义关系，但含水率无法体现储层某个位置的特征；产油量、产水量与驱油效率具有等价关系；含油饱和度与驱油效率具有定义关系。最终表征高渗条带的动态参数选择驱油效率、过水倍数。流程进入到步骤104。

在步骤104，参数标准化及权重确定，采用最大值标准化方法对每个参数标准化，变异系数法得到每个参数的权重。首先利用最大值标准化方法，即取某种参数的最大值其标准化值为1，该参数标准化值在0~1之间。针对权利要求4所述的高渗条带发育处描述的四种参数，均进行标准化处理。采用变异系数法计算各参数在综合判别中的权重，某一参数的权重为该参数的变异系数除以四项参数变异系数之和。

具体说来，根据步骤102识别的多个高渗条带，读取系列渗透率（根据取心资料或建立的时变模型测井精细解释结果）、渗透率级差（同一储层层内高渗条带与非高渗条带渗透率比值）、过水倍数（数值模拟得到）、驱油效率（数值模拟得到）。采用最大值标准化的方法对每项参数进行标准化。对于值越大反映高渗条带发育程度越高的参数，该参数最大的取值为1，该参数的其它值在0~1之间。这样把上述读取的四项参数的系列值都标准化为0~1的数。考虑这四项参数对高渗条带的影响程度不同，或者是高渗条带变化时这四项参数的敏感度（变化程度）不同，确定不同参数的权重系数，可采用变异系数法，即某项参数在不同发育程度的高渗条带中变化越剧烈，其变异系数越大，则其权重也就越大。分别求取四项参数变异系数，某一参数的权重系数即为该参数的变异系数除以四项变异系数之和。流程进入到步骤105。

在步骤105，多指标综合判别高渗条带，各种参数标准化值及其权重参数的乘积并求和，得到综合判别值。根据步骤103所述得到的四种参数的标准化值及其权重系数，采用参数的标准化值与其权重系数相乘再求和，即：

$F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\×W_i$

式中：F—综合判别值；S_i—某项参数的标准化值；W_i—某项参数的权重系数

这样每个识别出的高渗条带均得到一个综合值，其值越大高渗条带发育越强。流程进入到步骤106。

在步骤106，高渗条带分级，根据矿场识别高渗条带发育强度，对计算的综合值进行分区间，作为高渗条带分级标准。根据矿场识别的高渗条带发育程度及步骤105所述的计算出的高渗条带综合值，划分综合值区间，每个区间代表高渗条带发育程度不同。

具体说来，根据步骤105计算得到的高渗条带综合判别值，结合矿场识别高渗条带发育程度，将高渗条带划分为四个级别：超强高渗条带、强高渗条带、中高渗条带和弱高渗条带，每级对应一个综合判别值区间。在此基础上，统计分析不同级别高渗条带其表征参数值的大小。流程结束。

本发明的基于时变的高渗条带表征方法，依据取心井资料，对同一沉积时间单元、相同微相进行对比，定量描述储层宏观参数变化规律，建立参数解释动态模型。将开发过程分为三个阶段：注水前、中高含水期及特高含水期，三个阶段取心井的物性参数统计表明：随着注水冲刷的影响，孔隙度和渗透率不断变大，三个阶段孔隙度的变化规律为1:1.02:1.07，渗透率变化规律为1:1.7:3.6，可以看出随注水开发渗透率增大明显，开发动态上表现为注水油压低、启动压力低，局部吸水指数大，吸水剖面差异大，即形成高渗条带部位吸水远高于其上部邻段。当水线推进速度明显加快时，即为开始形成高渗条带的时机。

下面通过具体实例（埕东油田东区Ng3⁴）进一步说明本发明。

埕东油田东区1974年投入开发，到2011年12月，埕东东区单井日液水平240t/d，单井日油水平4.4t/d，综合含水98.3%，采出程度45.2%，累积注采比1.02，开发层系馆上段经过近40年的开发，目前已进入特高含水后期，特别是主力厚油层Ng3⁴经强注强采，在储层下部形成高渗条带，影响油藏水驱开发效果，进一步挖潜难度加大，需认识储层强非均质性，描述高渗条带，为油藏综合治理、改善开发效果奠定基础。

具体思路为：以动态监测资料为依据，判断高渗条带的发育位置，进行高渗条带与非高渗条带处的渗透率、驱油效率、过水倍数等各项主要指标的量化表征，通过参数标准化处理及计算各指标的权重值，建立一套高渗带识别与描述的多指标综合评判方法，最后进行高渗条带分级，指导剩余油挖潜。

1、高渗条带识别

高渗条带形成以后，注入井的注入动态和采出井的生产动态均会发生明显的变化，根据明显的表现特征可确定高渗条带的发育位置。如图2和图3所示，图2为埕4-101井吸水剖面曲线，图3为埕11-6井吸水剖面曲线，本次研究依据注水井的吸水剖面资料，进行高渗条带的初步分级，认为高渗条带每米相对吸水量：Ⅰ级>30、Ⅱ级10-30、Ⅲ级5-10；渗透率：Ⅰ级>7000×10^-3μm²、Ⅱ级5000-7000×10^-3μm²、Ⅲ级3000-5000×10^-3μm²。

2、动、静态参数筛选及量化

根据筛选原则确定静态和动态的各主要表征指标，并对各级高渗条带的指标参数进行量化。

筛选原则：

①保证各参数对油藏流场有较为准确的表征；

②各参数之间具有较强的独立性；

③选择在生产上能大量获取和较易获取的资料建立参数；

④尽量用最少、最优指标来描述油藏流场。

在静态指标中，孔隙度、含油饱和度、砂厚等对特高含水期流场影响程度较弱。沉积微相控制着储层非均质性，储层非均质性控制着流场的非均质分布，其主要体现在渗透率及级差上。在长期注水开发影响下，渗透率及级差是高渗条场形成的天然内在控制因素，因此，可作为影响流场的主要静态指标。

在动态指标中，水驱指数、含水率在特高含水期高渗条场中均较大且变化很小。过水倍数是单位孔隙体积内累积通过的注入水的体积倍数，反映了注入水的累积冲刷作用，是流场强弱及非均质的主要体现，选择其作为流场评价指标；驱油效率既等价于静态指标中的剩余油饱和度，也等价于动态指标中的产油量、产水量，体现着高渗条场的动静态表征，也作为主要评价指标。

3、确定多指标综合评判方法

（1）确定各指标值大小－参数标准化处理

①对于值越大，反映高渗条带发育程度越高的参数（如渗透率、渗透率级差等）的标准化公式为：

E_i＝X_i/X_max

②对于值越小，反映高渗条带发育程度越高的参数（如剩余油饱和度）的标准化公式为：

E_i＝（X_max-X_i）/X_max

（2）确定各指标权重大小－变异系数法

公式如下：

qi=Vi/V_总

其中：qi-第i项指标的权衡系数

Vi-第i项指标的变异系数

V_总-所有指标变异系数之和

公式中的变异系数V=σ/P，σ为各指标的标准偏差，P为某指标的平均值（如表1所示）。

表1  各表征参数计算变异系数值统计表

变异系数法客观、定量地反映各个指标对高渗条带发育的贡献程度，某项参数变化越明显，该参数对高渗条带的决定程度越大；变化不明显，对高渗条带的决定程度越小。

如图4和表2所示，图4为本发明的一具体实施例中表征参数权重系数分布图，表2为各表征参数最大值与权重系数统计表，统计结果表明，过水倍数权重系数最大，其次为渗透率及驱油效率，级差影响最小，符合高渗带特征。

表2  各表征参数最大值与权重系数统计表

（3）确定高渗条带综合评判值

$\mathrm{\λ}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{E}_i\·q_i$

λ为某井层的高渗条带综合评判值（如表3所示），埕东东区试验区高渗条带综合评判值最大为0.853，最小为0.331。

表3  高渗条带综合评判结果统计表

4、高渗条带分级

结合动态监测资料中高渗条带的识别结果，确定各级流场的属性值范围，建立三维高渗条带分级模型（如表4所示），其中超强高渗条带的综合评判值为>0.65，强高渗条带的综合评判值为0.65-0.55，中高渗条带的综合评判值为0.55-0.45，弱高渗条带的综合评判值为0.45-0.30。

表4  各级流场的属性值范围

如图5和图6所示，图5为本发明的一具体实施例中高渗条带流场模型示意图，图6为本发明的一具体实施例中高渗条带分级模型示意图。从各韵律层的高渗条带分布图上，就可以分析出高渗条带所在的位置和范围，建立三维高渗条带分级模型，为剩余油研究和井网调整提供有力的依据。

Claims (5)

1.基于时变的高渗条带表征方法，其特征在于，该基于时变的高渗条带表征方法包括：

建立不同开发阶段储层参数测井解释模型；在建立不同开发阶段储层参数测井解释模型的步骤中，利用不同开发阶段的取心井资料、新井解释资料，研究储层参数变化规律，建立该不同开发阶段储层参数测井解释模型，研究区内井点进行储层孔隙度、渗透率解释；

步骤1，根据油藏开发动态及动态监测高渗条带表现特征，识别矿场高渗条带；利用水井吸水剖面、注水压力及注水量，并参考井组示踪剂监测结果，识别高渗条带发育位置；

步骤2，进行表征高渗条带的动静态参数的筛选及量化，选择对高渗条带表现敏感的多个动静态参数，并获取其值的大小；分析影响高渗条带的动静态参数，对若干个静态参数和动态参数进行因果关系、定义关系及等价关系分析，并考虑参数的可获取条件，确定渗透率、渗透率级差、过水倍数、驱油效率这四个动静态参数用来综合表征高渗条带，并根据步骤1所述的识别高渗条带的发育位置，描述该四种动静态参数值的大小；

步骤3，确定该多个动静态参数标准化及权重；

步骤4，多指标综合判别高渗条带，根据该多个动静态参数中各动静态参数的标准化值及其权重参数的乘积并求和，得到综合判别值；以及

步骤5，将高渗条带分级，根据矿场识别高渗条带发育强度，对综合判别值进行分区间，作为高渗条带分级标准。

2.根据权利要求1所述的基于时变的高渗条带表征方法，其特征在于，在步骤2中，该多个动静态参数的筛选原则是保证各参数对油藏流场有较为准确的表征；各参数之间具有较强的独立性；选择在生产上能大量获取或较易通过获取的资料建立的参数；以及尽量用最少、最优指标来描述油藏流场。

3.根据权利要求1所述的基于时变的高渗条带表征方法，其特征在于，在步骤3中，采用最大值标准化方法对每个动静态参数标准化，即取某种动静态参数的最大值其标准化值为1，该动静态参数标准化值在0～1之间，采用变异系数法计算各动静态参数在综合判别中的权重，某一参数的权重为该动静态参数的变异系数除以该多个动静态参数变异系数之和。

4.根据权利要求1所述的基于时变的高渗条带表征方法，其特征在于，在步骤4中，根据该多个动静态参数的标准化值及其权重系数，采用该多个动静态参数的标准化值与其权重系数相乘再求和，即：

$F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\×W_i$

式中：F—综合判别值；S_i—某项动静态参数的标准化值；W_i—某项动静态参数的权重系数

每个识别出的高渗条带均得到一个该综合判别值，其值越大高渗条带发育越强。

5.根据权利要求1所述的基于时变的高渗条带表征方法，其特征在于，在步骤5中，根据高渗条带综合判别值，结合矿场识别高渗条带发育程度，将高渗条带划分为四个级别：超强高渗条带、强高渗条带、中高渗条带和弱高渗条带，每级对应一个综合判别值区间，每个区间代表高渗条带发育程度不同。