储层非均质性分析

1、第二节第二节 储层非均质性储层非均质性 由于在形成过程中受沉积作用、成岩作用由于在形成过程中受沉积作用、成岩作用 和构造作用的影响，含油气储层在空间分布及和构造作用的影响，含油气储层在空间分布及 其内部各种属性都存在不均匀的变化，这种变其内部各种属性都存在不均匀的变化，这种变 化就称为储层非均质性。化就称为储层非均质性。 储层非均质性的研究是储层描述和表征的储层非均质性的研究是储层描述和表征的 核心内容。核心内容。 裘怿楠先生（裘怿楠先生（19921992）将碎屑岩储层非均质性由大）将碎屑岩储层非均质性由大 到小分为到小分为4 4类，这也是我国油田生产部门通用的类，这也是我国油田生产部门通用的

2、 储层非均质性分类：储层非均质性分类： 层间非均质性；层间非均质性； 平面非均质性；平面非均质性； 层内非均质性；层内非均质性； 孔隙非均质性。孔隙非均质性。 层内非均质性、平面非均质性、层间非均质性又层内非均质性、平面非均质性、层间非均质性又 称宏观非均质性，孔隙非均质性称为微观非均质称宏观非均质性，孔隙非均质性称为微观非均质 性。性。 （一）（一）层内非均质性层内非均质性 是指一个单砂层规模内垂向上的储层性质变化。是指一个单砂层规模内垂向上的储层性质变化。 包括层内垂向上渗透率的差异程度、最高渗透率段包括层内垂向上渗透率的差异程度、最高渗透率段 所处的位置。所处的位置。 层内粒度韵律、渗透

3、率韵律及渗透率的非均质程度、层内粒度韵律、渗透率韵律及渗透率的非均质程度、 层内不连续的泥质薄夹层的分布。层内不连续的泥质薄夹层的分布。 层内非均质性是直接控制和影响单砂层储层内注入层内非均质性是直接控制和影响单砂层储层内注入 剂波及厚度的关键地质因素。剂波及厚度的关键地质因素。 一、宏观非均质性描述内容 1 1、粒度韵律、粒度韵律 单砂层内碎屑颗粒的粒度在垂向上的变化称为粒度韵律。它单砂层内碎屑颗粒的粒度在垂向上的变化称为粒度韵律。它 受沉积环境和沉积方式的控制。粒度韵律一般分为正韵律、受沉积环境和沉积方式的控制。粒度韵律一般分为正韵律、 反韵律、复合韵律和均质韵律四类。反韵律、复合韵律和均

4、质韵律四类。 正韵律：颗粒粒度自下而上由粗变细者称为正韵律。往往导致物性自下正韵律：颗粒粒度自下而上由粗变细者称为正韵律。往往导致物性自下 而上变差。而上变差。 反韵律：颗粒粒度自下而上由细变粗者称为反韵律。如三角洲前缘河口反韵律：颗粒粒度自下而上由细变粗者称为反韵律。如三角洲前缘河口 坝可以形成典型的反粒序韵律，往往导致岩石物性自下而上变好。坝可以形成典型的反粒序韵律，往往导致岩石物性自下而上变好。 复合韵律：即正、反韵律的组合。正韵律的叠置称为复合正韵律。反韵复合韵律：即正、反韵律的组合。正韵律的叠置称为复合正韵律。反韵 律的叠置称为复合反韵律。上、下细，中间粗者称之为反正复合韵律，律的叠

5、置称为复合反韵律。上、下细，中间粗者称之为反正复合韵律， 上、下粗，中间细者称为正反复合韵律。上、下粗，中间细者称为正反复合韵律。 均质韵律：颗粒粒度在垂向上变化无韵律者称之为无规则序列或均质韵均质韵律：颗粒粒度在垂向上变化无韵律者称之为无规则序列或均质韵 律。律。 2 2、沉积构造、沉积构造 在碎屑岩储层中，大都具有不同类型的层理 构造，常见的层理有平行层理、斜层理、交 错层理、波状层理、递变层理、块状层理、 水平层理等。 层理类型受沉积环境和水流条件的控制，需 要研究各类纹层的岩性，各类纹层的产状， 组合关系及分布规律以及由此而引起的渗透 率的方向性。 不同层理类型对渗透率方向性的影响不同

6、。 3 3、渗透率韵律、渗透率韵律 渗透率韵律模式渗透率韵律模式 A-正韵律；B-反韵律； C-均质韵律层；D-复合 正韵律；E-复合反韵律； F-复合正反韵律；G-复 合反正韵律 渗透率大小在纵向渗透率大小在纵向 上的变化所构成的上的变化所构成的 韵律性称为渗透率韵律性称为渗透率 韵律。韵律。 4 4、垂直渗透率与水平渗透率的比值（、垂直渗透率与水平渗透率的比值（K Kv v/ /K KH H） 这一比值对油层注水开发中的水洗效果有这一比值对油层注水开发中的水洗效果有 较大的影响。较大的影响。K Kv v/ /K Kh h小，说明流体垂向渗小，说明流体垂向渗 透能力相对较低，层内水洗波及厚度

7、可能透能力相对较低，层内水洗波及厚度可能 较小。较小。 5 5、渗透率非均质程度、渗透率非均质程度 表征渗透率非均质程度的定量参数有表征渗透率非均质程度的定量参数有: : 渗透率变异系数渗透率变异系数（V Vk k）是一数理统计的概念，用）是一数理统计的概念，用 于度量统计的若干数值相对于其平均值的分散程于度量统计的若干数值相对于其平均值的分散程 度或变化程度度或变化程度. . 渗透率突进系数渗透率突进系数（T Tk k）表示砂层中最大渗透率与）表示砂层中最大渗透率与 砂层平均渗透率的比值。砂层平均渗透率的比值。 渗透率级差渗透率级差（J Jk k）为砂层内最大渗透率与最小渗）为砂层内最大渗透

8、率与最小渗 透率的比值。透率的比值。 渗透率均质系数渗透率均质系数（K KP P）表示砂层中平均渗透率与）表示砂层中平均渗透率与 最大渗透率的比值。最大渗透率的比值。 1 1）渗透率变异系数（）渗透率变异系数（V Vk k） K nKK V n i i k 1 2 /)( 一般地说，当（一般地说，当（VkVk0.50.5时为均匀型，表示非均质程度弱。时为均匀型，表示非均质程度弱。 当（当（0.5Vk0.70.5Vk0.7）时为较均匀型，表示非质程度中等。当）时为较均匀型，表示非质程度中等。当 （VkVk0.70.7）时为不均匀型，表示非均质程度强）时为不均匀型，表示非均质程度强 Poettna

9、nn F.H.Poettnann F.H.介绍了一种求得渗透率变异系数介于介绍了一种求得渗透率变异系数介于0-10-1的方法：的方法： 取岩心分析数据取岩心分析数据 将岩心渗透率从大到小排队，得各种岩心的顺序号。将岩心渗透率从大到小排队，得各种岩心的顺序号。 将岩心渗透率对（顺序号将岩心渗透率对（顺序号/ /岩心总数）岩心总数）10102 2的值在对数概率坐标纸上做图，得图的值在对数概率坐标纸上做图，得图 3-53-5。 由图由图3-53-5读出读出 和和 ，按下式求渗透率变异系数：，按下式求渗透率变异系数： K K K KK Vk 统计偏差点（指统计偏差点（指( (顺序号顺序号 岩心总数岩心

10、总数) )10102 2为为 84841 1的点）渗透率的点）渗透率 标准点（指（顺序号标准点（指（顺序号/ /岩心岩心 总数）总数）10102 2为为5050的点）渗的点）渗 透率透率 6 6、泥质隔夹层的分布频率（、泥质隔夹层的分布频率（Pk）和分布密）和分布密 度（度（Dk） 不稳定泥质夹层对流体的流动起着不渗透或不稳定泥质夹层对流体的流动起着不渗透或 极低渗透作用。影响着垂直和水平方向上渗极低渗透作用。影响着垂直和水平方向上渗 透率的变化，它的分布具有随机性，很难横透率的变化，它的分布具有随机性，很难横 向追踪，通常定量参数。向追踪，通常定量参数。 夹层分布频率（夹层分布频率（P Pk

11、 k）: :每米储层内非渗透性泥每米储层内非渗透性泥 质夹层的个数。质夹层的个数。 夹层分布密度（夹层分布密度（D Dk k）: :每米储层内非渗透性泥每米储层内非渗透性泥 质夹层的厚度。质夹层的厚度。 陆相湖盆典型微相砂体的陆相湖盆典型微相砂体的 层内非均质特征层内非均质特征 砂体微相沉积方式粒度韵律渗透率韵律 渗透率非均 质程度 夹层 曲流河点坝侧积正韵律正韵律强泥质侧积层 辫状河心滩坝垂积均质韵律均质韵律中少 分流河道填积正韵律正韵律强 泥质薄层分 布于中上部 河口沙坝前积反韵律反韵律中一弱 泥质薄层分 布于中下部 滩坝进积反韵律反韵律弱少 浊积岩浊积正韵律反正韵律中一强 泥质薄层分 布

12、于中上部 （二）平面非均质性（二）平面非均质性 平面非均质性是指一个储层砂体的几何平面非均质性是指一个储层砂体的几何 形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙 度、渗透率的平面变化所引起的非均质度、渗透率的平面变化所引起的非均质 性。性。 它直接关系到注入剂的平面波及效率。它直接关系到注入剂的平面波及效率。 1 1、砂体几何形态、砂体几何形态 砂体几何形态是砂体各向大小的相对反砂体几何形态是砂体各向大小的相对反 映。砂体几何形态的地质描述一般以长映。砂体几何形态的地质描述一般以长 宽比进行分类。宽比进行分类。 席状砂体席状砂体：长宽比近似于：长宽比近似于1:11:1

13、，平面上呈等，平面上呈等 轴状，大片分布，面积从几轴状，大片分布，面积从几kmkm2 2至几十至几十kmkm2 2。 土豆状砂体土豆状砂体：长宽比小于：长宽比小于3:13:1，分布面积小，分布面积小， 形似形似“土豆土豆”零星分布，多为小透镜状砂体。零星分布，多为小透镜状砂体。 条状砂体条状砂体：长宽比介于：长宽比介于3 3：1 1和和2020：1 1之间，之间， 一些顺直型分流河道砂体即属于此类。一些顺直型分流河道砂体即属于此类。 鞋带状砂体鞋带状砂体：长宽比大于：长宽比大于20:120:1。 树枝状砂体树枝状砂体：属伸长状砂体，通常较为弯：属伸长状砂体，通常较为弯 曲并有分枝。树枝状分流河

14、道砂体即属此曲并有分枝。树枝状分流河道砂体即属此 类。类。 不规则砂体不规则砂体：形态不规则，一般有一个主：形态不规则，一般有一个主 要延伸方向，但其它方向也有一定的延伸，要延伸方向，但其它方向也有一定的延伸， 为多次水流改道形成的复杂成因的砂体。为多次水流改道形成的复杂成因的砂体。 2 2、砂体规模及连续性、砂体规模及连续性 砂体规模是各向延伸的实际大小，通常用砂体规模是各向延伸的实际大小，通常用 砂体长度、砂体宽度或宽厚比、钻遇率、砂体长度、砂体宽度或宽厚比、钻遇率、 砂岩密度来表征，是决定井网型式和井距砂岩密度来表征，是决定井网型式和井距 的关键地质因素。的关键地质因素。 钻遇率：钻遇砂

15、层井数与总井数之比，表钻遇率：钻遇砂层井数与总井数之比，表 示在一定井网下对砂体的控制程度。示在一定井网下对砂体的控制程度。 按延伸长度可将砂体分为五级按延伸长度可将砂体分为五级 一级：砂体延伸大于一级：砂体延伸大于2000m2000m，连续性极好。，连续性极好。 二级：砂体延伸二级：砂体延伸160016002000m2000m，连续性好。，连续性好。 三级：砂体延伸三级：砂体延伸6006001600m1600m，连续性中等。，连续性中等。 四级：砂体延伸四级：砂体延伸300300600m600m，连续性差。，连续性差。 五级：砂体延伸小于五级：砂体延伸小于300m300m，连续性极差。，连续

16、性极差。 三角洲前缘带（包括河流一三角洲和吉尔三角洲前缘带（包括河流一三角洲和吉尔 伯特型扇三角洲）砂体的连续性都较好，伯特型扇三角洲）砂体的连续性都较好， 一般都能达到千米级的规模。当砂体达到一般都能达到千米级的规模。当砂体达到 1000m1000m以上的规模时，决定开发注采井网以上的规模时，决定开发注采井网 中连续性已不是主要的制约因素。中连续性已不是主要的制约因素。 各种河流砂体和水道型砂体，包括三角洲各种河流砂体和水道型砂体，包括三角洲 平原上的分流河道砂体、扇三角洲的水下平原上的分流河道砂体、扇三角洲的水下 分流河道砂体、湖底扇的扇中水道砂体等，分流河道砂体、湖底扇的扇中水道砂体等，

17、 其侧向连续性往往是百米级的数量级，这其侧向连续性往往是百米级的数量级，这 时砂体宽度就成为决定注采井网的关键因时砂体宽度就成为决定注采井网的关键因 素。素。 3 3、砂体的连通性、砂体的连通性 指砂体在垂向上和平面上的相互接触指砂体在垂向上和平面上的相互接触 渗透程度。可用砂体配位数、连通程渗透程度。可用砂体配位数、连通程 度、连通系数、砂岩密度表示。度、连通系数、砂岩密度表示。 确定了各类微相砂体连通程度后，还确定了各类微相砂体连通程度后，还 需要研究砂体之间的连通方式。通过需要研究砂体之间的连通方式。通过 各种方式连接的砂体，最终组成了油各种方式连接的砂体，最终组成了油 田开发过程中可供

18、流体流动的单元。田开发过程中可供流体流动的单元。 砂体配位数：与某一个砂体连通接触的砂体配位数：与某一个砂体连通接触的 砂体数。砂体数。 连通程度：砂体与砂体连通部分的面积连通程度：砂体与砂体连通部分的面积 占砂体总面积的百分数。占砂体总面积的百分数。 连通系数：连通的砂体层数占砂体总层连通系数：连通的砂体层数占砂体总层 数的百分比。连通系数亦可用厚度来计数的百分比。连通系数亦可用厚度来计 算，称之为厚度连通系数。算，称之为厚度连通系数。 砂体连通连通方式有砂体连通连通方式有: : 多边式（侧向上相互连通为主）、多边式（侧向上相互连通为主）、 多层式（或称叠加式）垂向上相互连通为主、多层式（或

19、称叠加式）垂向上相互连通为主、 孤立式（未与其它砂体连通者）。孤立式（未与其它砂体连通者）。 成因单元砂体连通方式示意图 4 4、平面孔隙度、渗透率非均质性、平面孔隙度、渗透率非均质性 及渗透率方向性及渗透率方向性 平面孔隙度、渗透率非均质性是指砂体内孔平面孔隙度、渗透率非均质性是指砂体内孔 隙度和渗透率平面上的变化。隙度和渗透率平面上的变化。 它们的变化程度可用平面变异系数、平面突它们的变化程度可用平面变异系数、平面突 进系数、平面级差、平面均质系数等统计参进系数、平面级差、平面均质系数等统计参 数来描述和评价。数来描述和评价。 渗透率方向性是沿某一方向渗透率大大于其渗透率方向性是沿某一方向

20、渗透率大大于其 它方向的渗透率，是直接影响到注入剂的平它方向的渗透率，是直接影响到注入剂的平 面波及效率的储层非均质因素，是引起平面面波及效率的储层非均质因素，是引起平面 矛盾的主要原因。矛盾的主要原因。 造成渗透率方向性的主要原因造成渗透率方向性的主要原因 1 1）平面上不同砂体微相渗透率的差异。）平面上不同砂体微相渗透率的差异。 2 2）同一微相不同部位渗透率的差异。）同一微相不同部位渗透率的差异。 3 3）条带状高渗透带。）条带状高渗透带。 4 4）古水流主流方向。）古水流主流方向。 5 5）存在开启的裂缝。）存在开启的裂缝。 （三）（三）层间非均质性层间非均质性 层间非均质性是指油层之

21、间的砂体特层间非均质性是指油层之间的砂体特 征与储油物性的差异。征与储油物性的差异。 层间非均质性是划分开发层系、决定层间非均质性是划分开发层系、决定 开采工艺的依据，同时层间非均质性开采工艺的依据，同时层间非均质性 是注水开发过程中层间干扰和水驱差是注水开发过程中层间干扰和水驱差 异的重要原因。异的重要原因。 我国陆相湖盆中大多数油田的储层由我国陆相湖盆中大多数油田的储层由 流程短、相带窄、相变快、成因类型流程短、相带窄、相变快、成因类型 多的砂体叠加而成，因而层间非均质多的砂体叠加而成，因而层间非均质 性一般都比较突出。性一般都比较突出。 1 1、分层系数（、分层系数（An） 指一定层段内

22、砂层的层数，以平均单井指一定层段内砂层的层数，以平均单井 钻遇砂层数表示。分层系数愈大，表钻遇砂层数表示。分层系数愈大，表 明层间非均质性愈严重。明层间非均质性愈严重。 2 2、砂岩密度（、砂岩密度（Sn） 指剖面上砂岩总厚度与地层总厚度之比，指剖面上砂岩总厚度与地层总厚度之比， 以百分数表示，反映砂体发育程度和砂体以百分数表示，反映砂体发育程度和砂体 间的连通程度。间的连通程度。 S Sn n= =（砂岩总厚度（砂岩总厚度/ /地层总厚度）地层总厚度）100%100% 裘怿楠先生根据我国湖盆河道砂体的实裘怿楠先生根据我国湖盆河道砂体的实 际资料，对际资料，对AllenAllen的河道砂体密度

23、临界值的河道砂体密度临界值 作了补充修改，提出河道砂体连通程度作了补充修改，提出河道砂体连通程度 的河道砂体密度界限值。的河道砂体密度界限值。 河道砂体连通程度示意图 3 3、有效厚度系数（、有效厚度系数（CE） 4 4、分布系数（、分布系数（CD D） 储层总厚度 有效厚度 E C m i iD SmSC 1 / SS般选用油层的最大含油面积；般选用油层的最大含油面积；S Si i第第i i个小层的含油面个小层的含油面 积；积；m-m-小层的层数小层的层数 5 5、层间渗透率的非均质程度、层间渗透率的非均质程度 层间渗透率的非均质程度是指油层层间渗透率的非均质程度是指油层 间渗透率的差异和变

24、化程度。可用间渗透率的差异和变化程度。可用 层间渗透率变异系数（层间渗透率变异系数（V Vk k）、层间）、层间 渗透率突进系数（渗透率突进系数（T Tk k）、层间渗透）、层间渗透 率级差（率级差（J Jk k）、层间渗透率均质程）、层间渗透率均质程 度（度（K Kp p）等统计参数描述和评价。）等统计参数描述和评价。 6 6、主力油层与非主力油层在剖面、主力油层与非主力油层在剖面 上的配置关系上的配置关系 主力油层的相对集中与分散，在层系剖主力油层的相对集中与分散，在层系剖 面上所处的位置，也是决定开发措施需面上所处的位置，也是决定开发措施需 要注意的依据。特别要注意识别特高吸要注意的依据。特别要注意识别特高吸 水层的分布，即所谓水层的分布，即所谓“贼层贼层”的位置及的位置及 其地质成因，才能有针对性地制定措施其地质成因，才能有针对性地制定措施 7 7、层间隔层、层间隔层 隔层是指分隔不同砂体的非渗透