流动单元专题.ppt
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1、2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模流动单元专题流动单元专题2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模 概述概述 流动单元识别流动单元识别 流动单元分类评价流动单元分类评价 流动单元非均质性流动单元非均质性 流动单元形成与分布规律流动单元形成与分布规律 流动单元模式流动单元模式 流动单元与剩余油流动单元与剩余油2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模一、流动单元概述一、流动单元概述2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模1.概念概念2.研究的目的意义研究的目的意义3.主要研究内容主要研究内容2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模1、概念、概念自自1984年年C
2、.L.Hearn提出流动单元的概念以来,很多学者提出流动单元的概念以来,很多学者应用这一概念开展了油气藏地质表征研究。不同学者对流应用这一概念开展了油气藏地质表征研究。不同学者对流动单元概念有不同理解,并根据自己的理解对流动单元概动单元概念有不同理解,并根据自己的理解对流动单元概念进行定义。念进行定义。HearnHearn:垂向上及侧向上连续,并具有相似的渗透率、孔垂向上及侧向上连续,并具有相似的渗透率、孔隙度及层面特征的储集带。隙度及层面特征的储集带。W.J.EbanksW.J.Ebanks:垂向上及侧向上连续并影响流体流动的岩垂向上及侧向上连续并影响流体流动的岩石地质、物理性质相似的储集岩
3、体。石地质、物理性质相似的储集岩体。J.O.AmaefuleJ.O.Amaefule:给定岩石中水力特征相似的层段。给定岩石中水力特征相似的层段。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模裘亦楠:裘亦楠:指由于储集层的非均质性的隔档及窜流旁通条指由于储集层的非均质性的隔档及窜流旁通条件,使得注入水沿着地质结构引起的一定途径驱油,并自件,使得注入水沿着地质结构引起的一定途径驱油,并自然形成的流体流动通道。然形成的流体流动通道。穆龙新:穆龙新:指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续的薄的隔档层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等的薄的隔档层、各种沉积
4、微界面、小断层及渗透率差异等因素造成的渗透特征相同,水淹的特征一致的储集单元。因素造成的渗透特征相同,水淹的特征一致的储集单元。焦养泉:焦养泉:指沉积体系的内部按地下水动力条件进一步划指沉积体系的内部按地下水动力条件进一步划分的建筑块体。分的建筑块体。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模流动单元是指在空间上连续分布,其内部具有流动单元是指在空间上连续分布,其内部具有相似的岩石物理特征和流体渗流特征的储集体。相似的岩石物理特征和流体渗流特征的储集体。垂向上和侧向上,流动单元与流动单元以不连续的薄的垂向上和侧向上,流动单元与流动单元以不连续的薄的隔挡层作为边界。隔挡层作为边界。流动单元是
5、地下储集层的岩石物理和渗流特征的综合反流动单元是地下储集层的岩石物理和渗流特征的综合反映。同一流动单元具有相似的水动力学特征。其油层水映。同一流动单元具有相似的水动力学特征。其油层水淹的特征亦具有相似性,因此其剩余油分布规律相似。淹的特征亦具有相似性,因此其剩余油分布规律相似。这比单纯的沉积特征研究更加深入了一步,为实现储集这比单纯的沉积特征研究更加深入了一步,为实现储集层的准确描述与预测,及动静态结合进行油藏表征,建层的准确描述与预测,及动静态结合进行油藏表征,建立准确的地质模型奠定了坚实基础。立准确的地质模型奠定了坚实基础。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模2、目的意义、目的意
6、义深化对储集层的非均质性的认识,指导剩余油开发,表现为:深化对储集层的非均质性的认识,指导剩余油开发,表现为:(1)(1)、合理划分储集层,预测储集层分布、合理划分储集层,预测储集层分布流动单元是多种地质作用综合所形成的储集体成因单元,流动单元是多种地质作用综合所形成的储集体成因单元,是沉积作用、成岩作用和后期改造作用等相互作用的综合是沉积作用、成岩作用和后期改造作用等相互作用的综合产物。流动单元的研究与划分,可合理划分和评价储层,产物。流动单元的研究与划分,可合理划分和评价储层,进而预测储层分布和剩余油气的宏观和微观分布规律。进而预测储层分布和剩余油气的宏观和微观分布规律。(2)(2)、提高
7、渗透率的解释精度、提高渗透率的解释精度渗透率的解释精度是影响油藏描述和剩余油定量描述成果渗透率的解释精度是影响油藏描述和剩余油定量描述成果水平的关键因素。非均质性严重的油气层,因岩石孔隙结水平的关键因素。非均质性严重的油气层,因岩石孔隙结构的差异很大,导致相同孔隙度的岩石其渗透率变化很大。构的差异很大,导致相同孔隙度的岩石其渗透率变化很大。相同的流动单元,孔隙度与渗透率具有较好的正相关关系,相同的流动单元,孔隙度与渗透率具有较好的正相关关系,用此关系可极大提高渗透率估算的精度。用此关系可极大提高渗透率估算的精度。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模(3)(3)、确定加密调整和挖潜的对
8、象、确定加密调整和挖潜的对象水洗程度差异与流动单元的流动特性有很好的一水洗程度差异与流动单元的流动特性有很好的一致性。流动单元研究,可提高水淹层解释精度。致性。流动单元研究,可提高水淹层解释精度。(4)(4)、确定剩余油宏观微观分布规律、确定剩余油宏观微观分布规律(5)(5)、提高油藏数值模拟的精度、提高油藏数值模拟的精度(6)(6)、深化储层非均质性认识、深化储层非均质性认识流动单元可将储集层的非均质性定量描述、刻化流动单元可将储集层的非均质性定量描述、刻化和表征,能充分揭示陆相储集层非均质性。和表征,能充分揭示陆相储集层非均质性。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模3、主要研究内
9、容、主要研究内容流动单元研究应以流动单元研究应以石油地质学、沉积岩石学、层序地石油地质学、沉积岩石学、层序地层学、油层物理以及渗流力学层学、油层物理以及渗流力学等学科的理论为指导,等学科的理论为指导,综合应用油田静态和动态资料,以储集层的综合应用油田静态和动态资料,以储集层的非均质性非均质性特征和储集层流体的渗流特征为主线特征和储集层流体的渗流特征为主线,对地下油气藏,对地下油气藏进行综合研究和评价。综合应用进行综合研究和评价。综合应用地质、地震、测井和地质、地震、测井和油藏工程油藏工程等资料,研究流动单元的几何形态、非均质等资料,研究流动单元的几何形态、非均质性特征、微观特征、渗流特征、流体
10、性质和分布规律,性特征、微观特征、渗流特征、流体性质和分布规律,建立流动单元的建立流动单元的四维定量动态模型四维定量动态模型,研究油田开发过,研究油田开发过程中不同含水期流动单元的变化规律及剩余油的宏观、程中不同含水期流动单元的变化规律及剩余油的宏观、微观及可动油分布规律。微观及可动油分布规律。不同地质背景的油气藏、油气藏在不同开发阶段及各不同地质背景的油气藏、油气藏在不同开发阶段及各油气藏存在问题不同,流动单元研究内容有所区别,油气藏存在问题不同,流动单元研究内容有所区别,但非均质性研究是流动单元研究永恒的主题和难题。但非均质性研究是流动单元研究永恒的主题和难题。2024/3/10储层表征与
11、建模储层表征与建模二、流动单元识别二、流动单元识别2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模1.流动单元特征流动单元特征2.流动单元识别标志流动单元识别标志3.单井流动单元识别单井流动单元识别4.剖面流动单元对比剖面流动单元对比5.平面流动单元分布平面流动单元分布2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模1、流动单元特征、流动单元特征(1)(1)、流动单元与流动单元间常常以不连续薄隔挡层、各种沉、流动单元与流动单元间常常以不连续薄隔挡层、各种沉积微界面、物性差异面和小断层等地质界面为界,这些界面是积微界面、物性差异面和小断层等地质界面为界,这些界面是识别和划分流动单元的基础和依据识别和
12、划分流动单元的基础和依据。(2)、开发过程中有明显渗流差异的储集体,应分属于不同的开发过程中有明显渗流差异的储集体,应分属于不同的流动单元。流动单元。(3)、流动单元在垂向上必须有一定的厚度,平面上必须有一流动单元在垂向上必须有一定的厚度,平面上必须有一定的延展范围。定的延展范围。(4)、不同区块、不同层位、不同开发阶段的流动单元有不同不同区块、不同层位、不同开发阶段的流动单元有不同特征和规律。特征和规律。(5)、流动单元、流动单元可以是复合和联合地质作用形成的储集复合体,可以是复合和联合地质作用形成的储集复合体,流动单元界面不具等时性,可以是穿时界面。流动单元界面不具等时性,可以是穿时界面。
13、(6)、流动单元的岩石物性特征、渗流特征及空间分布随开发流动单元的岩石物性特征、渗流特征及空间分布随开发而发生变化而发生变化。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模2、流动单元识别标志、流动单元识别标志主要依据是储层沉积特征和岩石物理参数主要依据是储层沉积特征和岩石物理参数。(1)、地质标志、地质标志岩性标志:在油区内具有稳定发育分布的泥岩、岩性标志:在油区内具有稳定发育分布的泥岩、致密岩性、沉积微界面、封闭性小断层等,是流致密岩性、沉积微界面、封闭性小断层等,是流动单元区分的最主要的和最明显的标志,也是识动单元区分的最主要的和最明显的标志,也是识别和划分流动单元的首要标志。别和划分流
14、动单元的首要标志。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模物性标志:研究储层的物性差异是流动单元物性标志:研究储层的物性差异是流动单元研究与传统油藏描述研究的主要区别。研究与传统油藏描述研究的主要区别。渗流标志:不同流动单元间的渗流特征存在渗流标志:不同流动单元间的渗流特征存在差异是流动单元的主要特征之一,通过对取差异是流动单元的主要特征之一,通过对取芯井的岩样进行分析可获得有关渗流特征的芯井的岩样进行分析可获得有关渗流特征的参数,由此可进行流动单元识别。参数,由此可进行流动单元识别。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模不同流动单元毛管压力曲线对比不同流动单元毛管压力曲线对比
15、2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模(2)、测井曲线标志、测井曲线标志微电极曲线特征:微电极测井是一种用来划分渗透性微电极曲线特征:微电极测井是一种用来划分渗透性地层的重要手段,幅度差的大小可以用来划分流动单地层的重要手段,幅度差的大小可以用来划分流动单元,但还须考虑注水对微电极的影响。元,但还须考虑注水对微电极的影响。自然电位和自然伽玛曲线特征:它们可以识别地层中自然电位和自然伽玛曲线特征:它们可以识别地层中的岩性,若岩性有较大差别,应为不同流动单元,但的岩性,若岩性有较大差别,应为不同流动单元,但精度相对较低。精度相对较低。声波测井曲线特征:因声波测井能够识别储集层的物声波测井曲
16、线特征:因声波测井能够识别储集层的物性,故可进行流动单元识别和划分,但易受其它因素性,故可进行流动单元识别和划分,但易受其它因素的影响。的影响。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模利用测井资料识别流动单元必须遵循以下原则:利用测井资料识别流动单元必须遵循以下原则:流动单元分界处测井曲线发生突变。流动单元分界处测井曲线发生突变。流动单元内部测井曲线相对稳定。流动单元内部测井曲线相对稳定。垂向上相邻流动单元的测井数值有一定变化幅度。垂向上相邻流动单元的测井数值有一定变化幅度。上述规则为便于计算机自动识别,可用下列数学语言描述:上述规则为便于计算机自动识别,可用下列数学语言描述:流动单元分
17、界处的测井曲线二阶导数为流动单元分界处的测井曲线二阶导数为0。流动单元分界处的测井曲线一阶导数的绝对值大于某一常数流动单元分界处的测井曲线一阶导数的绝对值大于某一常数C1。相邻流动单元的测井数值之差的绝对值与极差之比大于常数相邻流动单元的测井数值之差的绝对值与极差之比大于常数C2。这样可根据流动单元识别的要求,调整这样可根据流动单元识别的要求,调整C1和和C2。从而使流动单元。从而使流动单元的识别和划分更为合理和准确。的识别和划分更为合理和准确。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模(3)、开发标志、开发标志水水淹淹特特征征,同同一一流流动动单单元元具具有有常常常常一一致致的的水水淹淹
18、特特征征,而不同的流动单元内水淹特征应有明显区别。而不同的流动单元内水淹特征应有明显区别。注注水水见见效效特特征征,好好的的流流动动单单元元通通常常注注水水见见效效快快,而而差差的的流流动动单单元元往往往往注注水水见见效效慢慢,油油田田在在开开发发过过程程中中常常采采用用添加示踪剂的方法来研究井间流动单元的对应关系。添加示踪剂的方法来研究井间流动单元的对应关系。渗流特征,同一流动单元内油藏储层孔喉网络流体的渗流特征,同一流动单元内油藏储层孔喉网络流体的渗流特征和渗流场多为一致,而不同的流动单元内的渗渗流特征和渗流场多为一致,而不同的流动单元内的渗流特征和渗流场存在差异。流特征和渗流场存在差异。
19、2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模3、单井流动单元识别、单井流动单元识别(1)、单井流动单元地质识别方法单井流动单元地质识别方法单参数法:根据单一的参数来识别和区分流动单元,常用单参数法:根据单一的参数来识别和区分流动单元,常用的参数主要有:的参数主要有:岩石韵律性:岩石韵律性的变化对岩石物理特征和渗流岩石韵律性:岩石韵律性的变化对岩石物理特征和渗流特征的变化起控制作用。特征的变化起控制作用。渗透率和孔隙度渗透率和孔隙度孔喉结构参数:孔喉类型、几何形状、大小和分布,孔孔喉结构参数:孔喉类型、几何形状、大小和分布,孔喉配置关系等是影响储集岩的岩石物理特征和渗流特征的喉配置关系等是影响
20、储集岩的岩石物理特征和渗流特征的重要因素,不同流动单元有不同的孔喉结构参数特征。重要因素,不同流动单元有不同的孔喉结构参数特征。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模流动层段指标流动层段指标2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模综合参数:是利用多个参数进行一定方式综合从而得出一个综合参数:是利用多个参数进行一定方式综合从而得出一个新的参数,用这个新的参数进行流动单元的识别和划分,目新的参数,用这个新的参数进行流动单元的识别和划分,目前这类方法和参数主要有:前这类方法和参数主要有:流动系数(流动系数(kh/):式中):式中k为储层渗透率,为储层渗透率,h为油藏有效厚为油藏有效厚度
21、,度,为流体粘度。这是反映储层产能的一个参数,反映流体为流体粘度。这是反映储层产能的一个参数,反映流体通过地下储集岩体的能力。通过地下储集岩体的能力。存储系数(存储系数(hCt):式中):式中为储层孔隙度,为储层孔隙度,h为储层厚度,为储层厚度,Ct为岩石压缩系数。该参数反映储层存储空间的大小。为岩石压缩系数。该参数反映储层存储空间的大小。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模(2)、单井流动单元的测井识别单井流动单元的测井识别测井曲线是地下岩层的岩石物理性质和流体性质的综合反测井曲线是地下岩层的岩石物理性质和流体性质的综合反映,故不同的流动单元在测井曲线上的反映是有所区别的映,故不同
22、的流动单元在测井曲线上的反映是有所区别的.利用测井资料进行流动单元研究包含两方面含义。一方面利用测井资料进行流动单元研究包含两方面含义。一方面是如何利用测井资料直接进行流动单元识别,另一方面是是如何利用测井资料直接进行流动单元识别,另一方面是将测井资料经过处理和解释转化为地质参数,然后利用地将测井资料经过处理和解释转化为地质参数,然后利用地质参数进行流动单元的识别和区分,即间接方法。质参数进行流动单元的识别和区分,即间接方法。输出流动输出流动单元识别结果单元识别结果输入测输入测井曲线井曲线预处理和特征提取预处理和特征提取传感器传感器结构分析结构分析分类分类学习学习模式识别系统结构示意图模式识别
23、系统结构示意图 2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模定量识别:是根据测井曲线测量数值的大小及测量点与测量点定量识别:是根据测井曲线测量数值的大小及测量点与测量点之间数值差异的大小等来进行流动单元识别的一系列方法。之间数值差异的大小等来进行流动单元识别的一系列方法。最优分割法:对有序样品进行分割的一种统计方法。设有最优分割法:对有序样品进行分割的一种统计方法。设有n个个按一定顺序排列的样品,每个样品有按一定顺序排列的样品,每个样品有m个指标,将这个指标,将这n个样品分个样品分成成L个流动单元,要求不破坏原有顺序,使各流动单元内部样品个流动单元,要求不破坏原有顺序,使各流动单元内部样品之
24、间的差异最小,而流动单元之间的差异性最大。之间的差异最小,而流动单元之间的差异性最大。方差分析数学模型可知,样品的总离差平方和等于组内离差平方方差分析数学模型可知,样品的总离差平方和等于组内离差平方和与组间离差平方和之和。若总离差平方和不变,则层内离差平和与组间离差平方和之和。若总离差平方和不变,则层内离差平方和越小,层间离差平方和越大。方和越小,层间离差平方和越大。aR0 则则此此时时层层段段间间无无显显著著差差异异,应应归归为为同同一一流流动动单单元元。bR1 此时层段间差异明显,应划分为不同流动单元。此时层段间差异明显,应划分为不同流动单元。这这里里当当R0时时,需需要要综综合合分分析析
25、,若若可可进进一一步步细细分分,则则应应进进一一步细分再确定流动单元,若无法细分则应归为同一流动单元。步细分再确定流动单元,若无法细分则应归为同一流动单元。当当R介于介于01之间时,需要结合其它资料进行综合判别。之间时,需要结合其它资料进行综合判别。2024/3/10储层表征与建模储层表征与建模马氏距离法:单条测井曲线很难满足流动单元划分的需马氏距离法:单条测井曲线很难满足流动单元划分的需要,必须利用多条测井曲线进行综合判断,可以通过计算要,必须利用多条测井曲线进行综合判断,可以通过计算Mahalanolois距离距离(马氏距离马氏距离)进行流动单元的识别和划分。进行流动单元的识别和划分。20
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