[科普中国]-储层非均质性

研究内容

储层非均质性的研究是油藏描述和表征的核心内容。储层的非均质性是绝对的、无条件的、无限的，而均质是相对的、有条件的、有限的。只有在一定的非均质层内，在一定的条件下，有限的范围内才可以把储层近似地看作是均质的。因此绝对的均质实质上是不存在的。当然海相储层非均质程度相对陆相储层低。我国目前已发现的油气储量90%来自陆相沉积地层，且绝大多数都为注水开发，因此，储层非均质性将直接影响到储层中油、气、水的分布及开发效果。

分类储层非均质性的分类方案很多，不同的学者根据不同的研究目的，对非均质性的分类也有所不同。下面介绍几种国内外有代表性的储层非均质性的分类方案。

1.pettjohn分类

pettjohn对河流沉积储层按非均质性规模的大小提出了一个由大到小的非均质分类谱图，划分了油藏、层、砂体、层理、孔隙5种规模的储层非均质性。

2. Weber分类

Weber根据pettjohn的思路，不仅考虑储层非均质性的规模，同时考虑了非均质属性及其对流体渗流的影响，将储层的非均质性分为7类。

（1）封闭、半封闭、未封闭断层。这是一种大规模的储层非均质属性，断裂的封闭程度对油区内大范围的流体渗流具有很大的影响。如果断层是封闭的，就隔断了断层两盘之间流体的渗流，起到遮挡的作用；如果断层未封闭，就成为一个大型的渗流通道。

（2）成因单元边界。成因单元边界实质上是沉积相边界，亦是岩性变化边界，且通常是渗透层与非渗透层的分界线，至少是渗透性差异的分界线。因此成因单元边界控制着较大规模的流体渗流。

（3）成因单元内渗透层。在成因单元内部，具有不同渗透性的岩层，它们在垂向上呈带状分布，因而导致了储层在垂向上的非均质性。

（4）成因单元内隔夹层。在成因单元内不同规模的隔夹层对流体渗流具有很大的影响，它主要影响流体的垂向渗流，也影响流体的水平渗流。

（5）纹层和交错层理。由于层理构造内部纹层方向具有较大的差异，对流体有较大的影响，从而影响注水开发后剩余油的分布。

（6）微观非均质性。这是最小规模的非均质性，即由于岩石结构和矿物特征差异导致的孔隙规模的储层非均质性。

（7）封闭、开启裂缝。储层中若存在裂缝，裂缝的封闭和开放性质亦可导致储层的非均质性。

3. Haldorson分类

Haldorson根据储层地质建模的需要，按照与孔隙平均值有关的体积分布，将储层非均质性划分为4种类型

（1）微观非均质性，即孔隙和砂颗粒规模。

（2）宏观非均质性 ， 即岩心规模。

（3）大型非均质性，即模拟模型中的大型网块。

（4）巨型非均质性，即整个岩层或区域规模。1

4.裘亦楠分类

裘亦楠的分类既考虑非均质性的规模，也考虑开发生产的实用性，将碎屑岩的储层非均质性由大到小分为4类。

（1）层间非均质性。包括层系的旋回性、砂层间渗透率的非均质程度、隔层分布、特殊类型层的分布。

（2）平面非均质性。包括砂体成因单元的连通程度，平面孔隙度、渗透率的变化，非均质程度以及渗透率的方向性。

（3）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层的分布频率和大小，以及其他不渗透隔层的分布及全层规模的水平，垂直渗透率的比值等。

（4）孔隙非均质性。主要指微观孔隙结构的非均质性，包括砂体孔隙、喉道大小及其均匀程度，孔隙喉道的配置关系和连通程度。

除以上分类外，还有宏观非均质性、中观非均质性、微观非均质性的分类，此外还有人采用大型、中型、小型非均质性的分类方案。1

储层非均质性对注水开发的影响1.层间非均质性导致“单层突进”

对多油层的油田来说，油层的非均质性对注水开发效果造成很大的影响。由于各单层之间的非均质性，使层间渗透率差异大。它们之间渗透率大小相差几倍、几十倍甚至高达数百倍。在注水时注入的水就沿着连通性好、渗透率高的层迅速“突进”，使注入水很快地进入生产井，使生产井含水率迅速提高，甚至水淹停产。这时低渗透层中的原油还原封未动地保存在油层中，残留在地下形成“死油”。这就是油田开发中常说的层间矛盾。

2.平面非均质性导致“平面舌进”

由于油层的平面非均质性，使各单油层在平面上往往呈不连续分布，形成许多面积不大的油砂体。有的油砂体只被少数井钻到甚至漏掉，造成注水开发时油层边角处的“死油区”和被钻井漏掉的“死油区”。此外，由于平面非均质性还会造成单一油层内平面上渗透性的差异，这将导致注入水沿着平面上的高渗透带迅速“舌进”，而使中、低渗透带成为单油层内部的“死油区”。这就是油田开发中常说的平面矛盾。

3.层内非均质性导致层内“死油区”

在油田开发中，注入水总是沿着油层内阻力最小部分突进，称为层内矛盾。水驱油实验中可以看到水驱油总是首先沿着层内相对高的渗透带“突进”，而同一层中的其余部分（中、低渗透带）不易受注入水的冲洗，把已经做过实验的岩心中的高渗透带劈去，留下未被水洗过的岩心。再做同样的实验时，水又重新沿着剩余岩心中的相对高渗透带突进，其余部分仍不被水冲洗，成为“死油区”。

由此可见，储层的各种非均质性，主要表现为渗透率的非均质性，且造成油田开发过程中的“层间矛盾”、“平面矛盾”，和“层内矛盾”。这三大矛盾是多油层注水开发油田的基本矛盾。对于多油层注水开发的油田来说，油田开发的过程，就是不断地暴露、研究和解决三大矛盾的过程，三大矛盾处理得好，就能保持油田的稳定高产，就能提高最终采收率，开发效果就好。因此，在油田投入开发之前，应充分研究油层非均质性，制定油田合理开发方案。油田开发之后，在进一步对油层非均质性进行研究的基础上，根据油田开发中暴露出来的各种问题采取各种有效措施。如完善加密井网，调整开发井网、调整注水单元及开发层系，进行找水、堵水等工艺措施，以提高开发效果和最终采收率。1