CN113107463A - 一种储层非均质性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储层非均质性评价方法，在储层的各个地层的层间以及每个地层的层内分别选取多组测量点，测量渗透率，利用渗透率得到各个地层层间以及每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，并与各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差，以及每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，并结合每个地层内的垂向颗粒粒度分布的韵律性分布，得到各个地层层间非均质性级别以及每个地层层内非均质性级别，本发明利用渗透率作为衡量储层非均质性的主要指标，在地层层间和地层层内综合评价非均质性，充分地反映储层的非均质性，能够评价储层的产能情况，对油气开采作业具有重要的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种储层非均质性评价方法。
背景技术
油气储层在形成时受沉积环境、成岩作用以及构造作用的影响和后期人工诱导的变化，使得储层的空间分布及内部的各种属性存在着不均匀的变化，这种变化称为储层的非均质性。储层非均质性表征储层特征参数在空间上的不均匀性，储层均质是相对的，而非均质是绝对的。储层非均质性包括赋存流体的岩石的非均质性和岩石中赋存的流体的非均性，储层岩石非均质性是影响开采效果的主要地质因素，而流体分布的非均质往往受着储层岩石非均质性的控制。储层物性非均性是储层非均质的重要研究内容，储层物性是沉积和成岩作用的最重要表现，沉积成岩作用的非均质性，最终也以物性的非均质性表现。渗透率是控制流体渗流的重要参数，因此，渗透率是衡量储层非均质性最为重要的参数。在油气开采中，油层的地质条件复杂，再加上由于长期注水开发，地下流体渗流规律和水驱特征日趋复杂，层内矛盾、层间矛盾及平面矛盾日益突出，见水井增多，含水上升速度加快，自然递减增大，油藏控水稳油难度不断加大，因此对储层非均质性进行评价，对油气开采具有重要的指导作用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种储层非均质性评价方法，利用渗透率对储层的非均质性进行评价，能够评价储层的产能情况，对油气开采作业具有重要的指导意义。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种储层非均质性评价方法，包括：
1)针对储层的各个地层的层间分别选取多组测量点，并且每个地层的层内也选取多组测量点，分别测量各组测量点的渗透率Ki；
2)对每组测量点的渗透率Ki进行排序，并计算得到每组测量点的平均渗透率
3)层间非均质性评价：
3.1)根据步骤2)中的数据，计算得到各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，以及各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
3.2)根据步骤3.1)中各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到各个地层层间非均质性级别；
4)层内非均质性评价：
4.1)获取每个地层内的垂向颗粒粒度分布的韵律性分布；
4.2)根据步骤2)中的数据，计算得到每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，以及每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
4.3)根据步骤4.1)中每个地层内的韵律性分布，以及步骤4.2)中每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到每个地层层内非均质性级别。
进一步地，所述变异系数用下述公式进行定义：
其中，Ki为渗透率，单位为mD或10-3μm2；
为平均渗透率，由每组的多个测量点的渗透率Ki加权平均统计得到，单位为mD或10-3μm2；n为每组测量点的数量；Vk为变异系数。
进一步地，所述各个地层层间的变异系数由层间的多组测量点的变异系数统计最大值得到，各个地层层间的平均变异系数由层间的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
所述每个地层层内的变异系数由层内的多组测量点的变异系数统计最大值得到，每个地层层内的平均变异系数由层内的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
所述各个地层层间的变异系数和所述每个地层层内的变异系数的数值小于1，数值越小说明数据离散度越小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明数据离散度越大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
进一步地，所述突进系数用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Tk为突进系数。
进一步地，所述各个地层层间的突进系数由层间的多组测量点的突进系数统计最大值得到，各个地层层间的平均突进系数由层间的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
所述每个地层层内的突进系数由层内的多组测量点的突进系数统计最大值得到，每个地层层内的平均突进系数由层内的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
所述各个地层层间的突进系数和所述每个地层层内的突进系数大于或等于1，数值越小说明渗透率变化小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明渗透率变化大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
进一步地，所述级差用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Kmin为每组测量点的渗透率最小值，单位为mD或10-3μm2；Jk为渗透率级差。
进一步地，所述各个地层层间的级差由层间的多组测量点的级差统计最大值得到，各个地层层间的平均级差由层间的多组测量点的级差加权平均统计得到；
所述每个地层层内的级差由层内的多组测量点的级差统计最大值得到，每个地层层内的平均级差由层内的多组测量点的级差加权平均统计得到；
所述各个地层层间的级差和所述每个地层层内的级差的数值越大，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强；数值越接近l，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱。
进一步地，所述韵律性分布包括正韵律、反韵律、复合韵律和均质韵律，所述正韵律为地层中颗粒粒度自下而上由粗变细；所述反韵律为地层中颗粒粒度自下而上由细变粗；所述复合韵律为地层中颗粒粒度分布为正韵律和反韵律的上下组合；所述均质韵律为地层中颗粒粒度在垂向上变化规律不明显。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种储层非均质性评价方法，在储层的各个地层的层间以及每个地层的层内分别选取多组测量点，测量渗透率，利用渗透率得到各个地层层间以及每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，并与各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差，以及每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，并结合每个地层内的垂向颗粒粒度分布的韵律性分布，得到各个地层层间非均质性级别以及每个地层层内非均质性级别，本发明利用渗透率作为衡量储层非均质性的主要指标，在地层层间和地层层内综合评价非均质性，充分地反映储层的非均质性，能够评价储层的产能情况，对油气开采作业具有重要的指导意义。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中示例的某储层的层间级差分布图；
图2a是本发明实施例中示例的某储层的第一地层层位二的层内的变异系数展布图；
图2b是本发明实施例中示例的某储层的第二地层层位二的层内的变异系数展布图；
图3a是本发明实施例中示例的某储层的第一地层层位二的层内的突进系数展布图；
图3b是本发明实施例中示例的某储层的第二地层层位二的层内的突进系数展布图；
图4a是本发明实施例中示例的某储层的第一地层层位二的层内的级差展布图；
图4b是本发明实施例中示例的某储层的第二地层层位二的层内的级差展布图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种储层非均质性评价方法，适用于对油气储层的非均质性进行评价，具体包括以下步骤：
1)针对储层的各个地层的层间分别选取多组测量点，并且每个地层的层内也选取多组测量点，分别测量各组测量点的渗透率Ki；
2)对每组测量点的渗透率Ki进行排序，并计算得到每组测量点的平均渗透率
3)层间非均质性评价：
3.1)根据步骤2)中的数据，计算得到各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，以及各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
3.2)根据步骤3.1)中各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到各个地层层间非均质性级别；
4)层内非均质性评价：
4.1)获取每个地层内的垂向颗粒粒度分布的韵律性分布；
4.2)根据步骤2)中的数据，计算得到每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，以及每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
4.3)根据步骤4.1)中每个地层内的韵律性分布，以及步骤4.2)中每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到每个地层层内非均质性级别。
具体地，变异系数用下述公式进行定义：
其中，Ki为渗透率，单位为mD或10-3μm2；
为平均渗透率，由每组的多个测量点的渗透率Ki加权平均统计得到，单位为mD或10-3μm2；n为每组测量点的数量；Vk为变异系数。
各个地层层间的变异系数由层间的多组测量点的变异系数统计最大值得到，各个地层层间的平均变异系数由层间的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
每个地层层内的变异系数由层内的多组测量点的变异系数统计最大值得到，每个地层层内的平均变异系数由层内的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
各个地层层间的变异系数和每个地层层内的变异系数的数值小于1，数值越小说明数据离散度越小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明数据离散度越大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
变异系数体现的是数据中，当需要比较数据离散程度大小的时候，如果两组数据的测量尺度相差太大，或者数据量纲的不同，直接使用标准差来进行比较不合适，此时就应当消除测量尺度和量纲的影响，而变异系数可以做到这一点，它是原始数据标准差与原始数据平均数的比。变异系数没有量纲，这样就可以进行客观比较了。事实上，可以认为变异系数和极差、标准差和方差一样，都是反映数据离散程度的绝对值。其数据大小不仅受变量值离散程度的影响，而且还受变量值平均水平大小的影响。变异系数的数值一般小于1，数值越大说明数据离散度越大、储层非均质性越强。
具体地，突进系数用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Tk为突进系数。
各个地层层间的突进系数由层间的多组测量点的突进系数统计最大值得到，各个地层层间的平均突进系数由层间的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
每个地层层内的突进系数由层内的多组测量点的突进系数统计最大值得到，每个地层层内的平均突进系数由层内的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
各个地层层间的突进系数和每个地层层内的突进系数大于或等于1，数值越小说明渗透率变化小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明渗透率变化大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
突进系数是评价层内非均质性的一个重要参数，其变化范围为Tk大于或等于1，数值越小说明渗透率变化小，油水注入剂波及体积大，驱油效果好；数值越大，说明渗透率变化大，油水及注入剂沿高渗透率段窜进，注入剂作用体积小，水驱油效果差，数值越大，储层非均质性越强。
具体地，级差用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Kmin为每组测量点的渗透率最小值，单位为mD或10-3μm2；Jk为渗透率级差。
各个地层层间的级差由层间的多组测量点的级差统计最大值得到，各个地层层间的平均级差由层间的多组测量点的级差加权平均统计得到；每个地层层内的级差由层内的多组测量点的级差统计最大值得到，每个地层层内的平均级差由层内的多组测量点的级差加权平均统计得到；
各个地层层间的级差和每个地层层内的级差的数值越大，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强；数值越接近l，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱。
级差反映分析数据中最大值与最小值的差别倍数，表明数据的分布范围及差异程度。级差越大，表示储层的非均质性越强；越接近l，储层孔隙空间的均质性越好。
层内非均质性是指一个地层内部在垂向上的储层性质变化，它是直接控制地层内水淹厚度波及系数的关键地质因素。层内非均质性是生产中引起层内矛盾的内在原因。一般层内非均质性可从：垂向粒度分布的韵律性、层理构造、层内夹层、层内渗透率非均质性等方面进行分析。层内非均质性主要用以描述单砂体内部的物性变化。影响砂层内部物性的变化通常有粒度结构、沉积构造和杂基与胶结物含量的变化等。
不同沉积环境，由于其沉积方式不同，其韵律性是不一样的，而不同的韵律性直接影响着储层物性的纵向差异情况，因此讨论岩性物性韵律特征是研究层内宏观非均质性的基础。单砂层内碎屑颗粒大小在垂向上的变化特征常表现为具有一定的韵律性，在综合测井曲线上有其相应的曲线形态特征。
具体地，韵律性分布包括正韵律、反韵律、复合韵律和均质韵律，正韵律为地层中颗粒粒度自下而上由粗变细，自然电位、自然伽玛的数值由小变大，电阻率的数值由大变小，曲线形态呈塔形、圣诞树形；最高渗透率相对均质段在底部。
反韵律为地层中颗粒粒度自下而上由细变粗，自然电位、自然伽马的数值由大变小，电阻率的数值由小变大，曲线形态呈漏斗形；最高渗透率相对均质段在上部。在反韵律油层中，油层见水厚度大，含水上升速度较慢，但水淹段驱油效率不高，无明显的水冼段，大量原油需要在生产井见水后，继续增加注水量后才能采出。
复合韵律为地层中颗粒粒度分布为正韵律和反韵律的上下组合，自然电位、自然伽马的数值由小变大，之后由大变小，电阻率的数值由大变小，之后由小变大，曲线形态呈钟形。
均质韵律为地层中颗粒粒度在垂向上变化规律不明显，自然电位、自然伽玛、电阻率的数值变化较小，曲线形态呈箱形；渗透率相对均质、稳定。
本发明实施例对某储层的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ五个地层区域的层间分别选取多组测量点，利用上述方法进行层间非均质性评价，层间渗透率非均质性统计如下表1所示：
表1
| 参数 | 最大值 | 平均值 |
| 变异系数 | 0.81 | 0.26 |
| 突进系数 | 2.19 | 1.33 |
| 级差 | 23 | 2 |
从表1以及图1中可以看出，该储层的层间变异系数最大为0.81，平均为0.26；级差最大为23，平均为2；突进系数最大为2.19，平均为1.33。可以看出，储层整体上储层的层间非均质性较弱，为弱非均质储层，级差属于中等非均质储层，从分区域上可以看出，Ⅱ、Ⅳ和Ⅳ区的层间非均质性相对较弱，Ⅰ区、Ⅲ区的层间非均质性相对较强，且Ⅰ区的层间极差大于2的开发井比例在30％以上。
本发明实施例对某储层的地层区域分别选取多组测量点，利用上述方法进行层内非均质性评价，层内渗透率非均质性参数统计如下表2所示：
表2
从表2中可以看出，表明储层的层内非均质性总体属于均质-中等非均质型，主力层的非均质程度更高，这是因为储层发育，渗透性提高以后，各井之间的物性差异就变大，本区储层非均质程度从上向下有变强的趋势。该区域的第一地层层位一和第二地层层位一属于均质型，非均质程度最弱，第二地层层位三非均质程度中等，而第一地层层位二和第二地层层位二为该区域的主力油层，沉积微相主要以水下分流河道和河口坝为主，但是由于水下分流河道侧向迁移频繁，造成非均质程度较强。总的来说，从表中的评价参数中可以看出，该区的主力层的层内非均质性总体较强。另外，储层地层的各区域在第一地层层位二和第二地层层位二的各项参数展布图，参见图2a和图2b，图3a和图3b，以及图4a和图4b，可以得到各个区域的主力油层的非均质性级别，以对各个区域的产能情况进行模拟，并进行相应的作业处理，以稳定产能，对油气开采作业具有重要的指导意义。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种储层非均质性评价方法，其特征在于，包括：
1)针对储层的各个地层的层间分别选取多组测量点，并且每个地层的层内也选取多组测量点，分别测量各组测量点的渗透率；
2)对每组测量点的渗透率进行排序，并计算得到每组测量点的平均渗透率；
3)层间非均质性评价：
3.1)根据步骤2)中的数据，计算得到各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，以及各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
3.2)根据步骤3.1)中各个地层层间的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的各个地层层间的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到各个地层层间非均质性级别；
4)层内非均质性评价：
4.1)获取每个地层内的垂向颗粒粒度分布的韵律性分布；
4.2)根据步骤2)中的数据，计算得到每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，以及每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差；
4.3)根据步骤4.1)中每个地层内的韵律性分布，以及步骤4.2)中每个地层层内的变异系数、突进系数和级差，分别以对应的每个地层层内的平均变异系数、平均突进系数和平均级差作为参照，得到每个地层层内非均质性级别。
2.根据权利要求1所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述变异系数用下述公式进行定义：
其中，Ki为渗透率，单位为mD或10-3μm2；
为平均渗透率，由每组的多个测量点的渗透率Ki加权平均统计得到，单位为mD或10-3μm2；n为每组测量点的数量；Vk为变异系数。
3.根据权利要求2所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述各个地层层间的变异系数由层间的多组测量点的变异系数统计最大值得到，各个地层层间的平均变异系数由层间的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
所述每个地层层内的变异系数由层内的多组测量点的变异系数统计最大值得到，每个地层层内的平均变异系数由层内的多组测量点的变异系数加权平均统计得到；
所述各个地层层间的变异系数和所述每个地层层内的变异系数的数值小于1，数值越小说明数据离散度越小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明数据离散度越大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
4.根据权利要求1所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述突进系数用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Tk为突进系数。
5.根据权利要求4所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述各个地层层间的突进系数由层间的多组测量点的突进系数统计最大值得到，各个地层层间的平均突进系数由层间的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
所述每个地层层内的突进系数由层内的多组测量点的突进系数统计最大值得到，每个地层层内的平均突进系数由层内的多组测量点的突进系数加权平均统计得到；
所述各个地层层间的突进系数和所述每个地层层内的突进系数大于或等于1，数值越小说明渗透率变化小，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱；数值越大说明渗透率变化大，各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强。
6.根据权利要求1所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述级差用下述公式定义：
其中，Kmax为每组测量点的渗透率最大值，单位为mD或10-3μm2；Kmin为每组测量点的渗透率最小值，单位为mD或10-3μm2；Jk为渗透率级差。
7.根据权利要求6所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述各个地层层间的级差由层间的多组测量点的级差统计最大值得到，各个地层层间的平均级差由层间的多组测量点的级差加权平均统计得到；
所述每个地层层内的级差由层内的多组测量点的级差统计最大值得到，每个地层层内的平均级差由层内的多组测量点的级差加权平均统计得到；
所述各个地层层间的级差和所述每个地层层内的级差的数值越大，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越强；数值越接近l，说明各个地层层间非均质性级别和每个地层层内非均质性级别越弱。
8.根据权利要求1所述的一种储层非均质性评价方法，其特征在于，所述韵律性分布包括正韵律、反韵律、复合韵律和均质韵律，所述正韵律为地层中颗粒粒度自下而上由粗变细；所述反韵律为地层中颗粒粒度自下而上由细变粗；所述复合韵律为地层中颗粒粒度分布为正韵律和反韵律的上下组合；所述均质韵律为地层中颗粒粒度在垂向上变化规律不明显。
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