稠油熱采儲層精細油藏描述研究進展

世界范圍內稠油油藏豐富，在美國、加拿大、俄羅斯和委內瑞拉等國家均可以見到。在我國，稠油油藏分布范圍廣泛，從東部的遼河盆地、渤海灣盆地，到中部的南陽盆地，再到西部的準噶爾盆地等均有，目前已在12個盆地發現了70多個稠油油田，而且儲量豐富，是目前油氣田開發十分重要的油藏類型之一。精細油藏描述目前是油氣田開發研究最重要的手段，通過文獻調研，結合自身的科研實踐，筆者對目前稠油熱采儲層精細油藏描述研究現狀、研究中的關鍵問題和發展趨勢進行了總結、分析和展望，以期對稠油熱采儲層精細油藏描述研究起到一定的促進作用。

1 研究現狀

我國稠油油藏具有陸相沉積的特點，油層非均性嚴重，地質構造斷層多，而且油藏類型多，埋藏深，注蒸汽開采難度極大。劉文章將已投入開發的稠油油藏類型總結為有氣頂的塊狀厚層油藏、具有邊底水的多層油藏、薄互層油藏、單砂體層狀巖性油藏、單砂體薄層油藏、邊底水活躍的塊狀厚層油藏、夾有大卵石的砂礫巖油藏。由于油藏類型豐富，特點各異，因此研究內容豐富，既有一般陸相砂巖精細油藏描述研究的特征，也有針對稠油熱采儲層開發需求的特殊方面。李軍民等以克拉瑪依油田六東區克下組油藏為例，對稠油油藏水驅后轉注蒸汽開發可行性進行了研究。A. W. Ian等利用彈性波屬性對重油儲層進行表征。

程繼蓉等以棗園油田棗35斷塊火山巖稠油油藏為例，對稠油油藏的開發方式進行了探討。王志高等對稠油剩余油形成分布模式及控制因素進行了分析，確定了5個級次的剩余油分布模式，包括微觀級、單井單層級、井問單層級、層問級和平面級。提出了剩余油形成的三大控制因素，包括油藏地質類、油藏工程類和井網部署等?；暨M等對油藏描述在淺層稠油油藏開發中的應用進行了分析。結果表明，通過精細油藏描述，擴大了找油領域和滾動開發范圍，為開發調整方案部署提供科學依據。研究內容方面目前主要集中在地層的精細劃分與對比、沉積微相研究、儲層隔夾層發育規律描述、儲層綜合分類評價、地質建模研究等。

宋社民等以華北油田趙108斷塊為多層普通稠油油藏為例，對早期可動凝膠調驅注水開發普通稠油油藏的方法進行了研究，結果表明該方法可以改善普通稠油油藏開發效果。黃琴等對國內外稠油油藏CO₂吞吐提高采收率的應用現狀進行了總結，結果表明，CO₂吞吐工藝是一種單井提高原油采收率的有效方法。翟營利以歡喜嶺油田齊40塊為例，對稠油水淹測井解釋方法進行了研究，分析了利用激發極化電位、地層測試、碳氧比測井技術特征，有效進行了水淹層識別及解釋，為稠油油藏開發中、后期的解釋評價提供有效方法和手段。

Vasheghani Fereidoon等對黏性和質量因子在重油儲層描述中的應用進行了分析。Satinder Chopra等主編了《重油：儲層表征和生產監測》的專著，該專著主要利用各種地震技術和方法對加拿大北部重油儲層進行描述，系統介紹了加拿大重油研究方面成果。牛保倫等對超稠油油藏蒸汽吞吐末期剩余油分布規律進行了研究，同時結合動態監測資料、地球物理測井技術和密閉取心等多種方法進行了驗證，效果較好。

總體上看，國外對于稠油油藏精細描述已經形成了較完善的方法和技術體系，特別是利用地震技術開展油藏開發過程研究和剩余油監測研究，已經具有相當高的水平?？v觀國外對于重油等油田的精細油藏描述研究，加拿大水平最高，可對我國類似油田相關研究提供一定的參考和借鑒。國內遼河油田和新疆油田稠油油藏精細描述研究水平較高，多處于蒸汽吞吐轉蒸汽驅熱采方式轉換階段，在儲層單砂體的精細刻畫、隔夾層研究以及儲層在熱采過程中的變化規律等方面做了大量的研究工作，也取得了一些進步。

2 關鍵問題

2.1 地層精細劃分與對比

地層的精細劃分與對比是一切精細油藏描述研究工作的基礎，對于稠油熱采儲層也不例外。它可以幫助研究者建立高精度等時地層格架，在此格架內實現單砂體的刻畫、隔夾層的分析等。隨著開發工作的深入進行，對單砂體認識程度的要求越來越高，地層的精細劃分與對比就顯得更加重要。傳統的“旋回對比，分級控制”已經很難滿足生產實踐的需求，而高分辨率層序地層學正好可以解決這一難題。該理論以長期基準面旋回、中期基準面旋回和短期基準面旋回為劃分方案體系，分別對應三級沉積旋回、四級沉積旋回和五級沉積旋回，充分體現了地層沉積成因，可以將地層精細劃分至單層，即單砂體。滿足油氣田開發后期生產實踐對于建立高精度等時地層格架的生產需求，為開發后期蒸汽吞吐轉蒸汽驅、采用蒸汽泡沫劑進行層間或層內調控、精細分層注汽等生產措施的實施提供堅實的地質依據。

筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油油藏地層精細劃分與對比研究時，便應用高分辨率層序地層學理論為指導，將油田目前使用的小層級別的分類結果細分至單層，為稠油蒸汽吞吐轉蒸汽驅開發方式的轉換提供了堅實的地層分層數據庫。

2.2 沉積微相研究

沉積微相研究是精細油藏描述工作中必不可少的重要內容之一，其主要目的是搞清楚砂體的發育規模和展布規律，為井網的加密調整等油藏開發技術政策提供依據。從這個意義上而言，稠油熱采儲層沉積微相研究和一般的稀油油藏一致，主要目的都是通過沉積微相分析，刻畫砂體在空間上的展布規律。在此需要強調的是，對于開發中后期的油藏，砂體之間連通性的刻畫顯得尤為重要。這是因為，砂體之間的連通性直接影響著調整加密井網的部署等生產實踐措施的實施。

筆者認為，在井間砂體連通性分析時，應該充分認識沉積模式特征，在模式的指導下研究砂體的發育規律。首先，應該對比鄰井的特征測井曲線，主要包括自然電位、自然伽馬以及電阻率等；同時，應該充分參考精細測井解釋的成果，保證在同一單層內同一條河流砂體物性等屬性的相似或者相同性；另外，就是參考生產動態數據，比如示蹤劑數據等，來分析砂體之間的連通性。在砂體連通性分析的過程中應該充分保證單井、剖面和平面分析結果的一致性，相互驗證和不斷修改完善，最終得到最為合理和最為接近地下地質實際的結果，保證砂體連通性研究成果的準確性。筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油熱采儲層沉積微相研究時便充分考慮到上述問題，綜合多種信息來分析砂體之間的連通性，取得了較好的效果。

2.3 隔夾層發育規律描述

隔夾層研究屬于儲層非均質性研究的范疇，是精細油藏描述研究的重要組成部分。對于稠油熱采儲層而言，隔夾層研究具有更多的含義：一方面隔夾層的存在使得蒸汽吞吐和蒸汽驅過程中流體的運移軌跡和滲流規律進一步復雜化；另一方面還應該充分考慮隔夾層的發育程度，進行經濟有效性評價，因為隔夾層的存在會導致蒸汽驅過程中熱效率的大幅度降低，經濟有效性變差，有時雖然在技術上蒸汽驅有效，但未必能通過經濟評價。

從定義上講，隔層是指分隔不同砂體的非滲透層，如泥巖、粉砂質泥巖和膏巖等，一般橫向連續性好，能阻止砂體之間的垂向滲流，屬于層間非均質性研究。夾層指分散在單砂體內的相對低滲透或非滲透層，屬于層內非均質性研究。但是隔層和夾層也不是絕對的，隨著油氣田開發工作的深入，層系的劃分越來越精細，之前的層內夾層可以變成層間隔層。

筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區于樓油層隔夾層研究時便在層位細分至單層的基礎上對隔層和夾層分別進行研究。通過統計分析，不同單層之間隔層厚度多為2m，可以起到較好的封隔作用。而受沉積微相等因素的影響，夾層多呈北西—南東向條帶狀分布，延伸距離有限。

2.4 儲層綜合分類評價

儲層綜合分類評價是精細油藏描述研究成果的綜合體現之一。關鍵研究內容包括2點：一是儲層分類參數的選擇；二是儲層評價結果的驗證和修改完善。

在參數選擇時應該進行儲層發育成因分析，找出影響儲層成因的主控因素。在此基礎上選擇能夠充分代表這些主控因素的特征參數，以此來進行儲層分類。在參數選取時一定要避免參數選擇越多越好的誤區。因為，過多的參數選擇有可能導致參數在參與分類時一些因素重復考慮，而另外的參數權重過輕，評價結果有失偏頗。同時參數越多，在參數的獲取過程中可能產生誤差的幾率越大，也增加了工作量，產生不必要的麻煩。參數選取的根本原則就是能夠反映儲層的成因主控因素，同時不同參數所代表的地質成因因素不會重復和疊加，相對獨立。

另一個核心問題是儲層分類評價結果的驗證。儲層分類評價完成后，一般還應該對評價結果進行驗證和修改完善。驗證的資料主要包括靜態資料和動態資料。靜態資料主要為儲層評價結果與沉積微相研究、構造研究等地質研究的成果是否一致；動態資料主要為單井的產液量和產油量等生產動態資料，對于儲層多位于一類或者二類好儲層部位的生產井，產液量和產油量等生產動態屬于應該大于儲層多位于三類或者四類儲層等差儲層部位的井。如果出現相反的情況，除去工程方面的原因，很可能就是儲層分類評價的參數選擇不當，或者分類評價的計算方法出現了問題，應該調整參數的選擇和分類方法的選擇，重新分類計算，直至結果經過靜動態驗證與實際地質和生產狀況相一致。筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油熱采儲層綜合分類評價時就用到了上述驗證方法和原則，取得了較好的效果。

2.5 地質建模研究

精細油藏描述研究的最終目的，是建立基本符合地下地質實際情況的儲層地質模型，從而實現井間砂體的預測，孔隙度、滲透率和含油飽和度等儲層屬性分布規律的刻畫。同時基于地質模型，運用數值模擬的方法實現剩余油表征。

目前在建模過程中多使用相控建模的方法來建立儲層屬性模型，而在沉積微相建模時多采用變差函數擬合的方法完成。筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油熱采儲層地質建模研究時就使用這種方法。目前地質建模較為前沿的方法是多點地質統計學建模，但該方法還存在諸多問題，比如河流相沉積建模河道連續性的問題、訓練圖像的獲取問題、多學科信息的合理組合問題以及算法間耦合問題等。目前眾多研究者已經進行了有益的探索，相信在不久的將來會取得突破。

3 發展展望

稠油熱采儲層作為精細油藏描述研究的重要對象之一，不但具有精細油藏描述研究的最基本特征，同時也發展了許多特色方法和技術。通過文獻的調研分析，結合自身科研實踐，筆者認為，今后稠油熱采儲層精細油藏描述研究的發展方向主要包括以下5個方面。

3.1 井震結合斷裂系統的精細刻畫

目前國內在精細油藏描述研究方面，普遍存在斷裂系統難以準確精細刻畫的難題，從東部到西部，幾乎在所有油田都存在。隨著地震資料品質的改善和鉆井資料的增加，斷裂系統的解釋幾乎每年都會發生變化，有時變化還很大，不僅是四級和五級斷裂形態和組合方式發生變化，有時甚至二級和三級斷裂也會發生大的變化。實質上，對于開發了20～30a以上的老油田而言，這種情況的出現是極不正常的。原因是從油藏地質研究之初，就對斷裂體系的分布規律認識不清，斷裂體系的問題從勘探階段就已存在，而開發階段對于斷裂體系的認識建立在一個存在種種問題的研究基礎之上，錯誤結果的出現便顯而易見。當然，這與國內各油田地質條件復雜，研究水平和研究方法技術有限也有密切的關系。由于斷裂體系的發育規律與剩余油的分布息息相關，對油氣田開發中后期井網的調整加密等生產實踐活動具有十分重要的影響。因此應該引起研究者的重視。

3.2 地質體分類評價

稠油熱采儲層與常規的儲層不同，由于受熱采精細有效性的制約，同一套開發層系中砂體的厚度要達到一定的要求，因此就要將一定數量的單層作為一個整體，即地質體來整體考慮，制定相應的開發對策。地質體作為蒸汽驅的基本單元，是熱采的物質基礎。對地質體的深入和準確認識，直接決定了蒸汽驅效果的好壞。筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油油藏精細油藏描述研究時，便對地質體分類評價進行了初步探討，并設計了地質體分類評價研究流程，同時提出了地質體分類評價的原則，取得了較好的效果。

3.3 稠油熱采儲層變化規律研究

在油氣開發和開采過程中，儲層會發生一定的變化。無論水驅、汽驅均如此。對于蒸汽吞吐或者蒸汽驅熱采而言，由于蒸汽的注入，儲層受水敏、速敏、鹽敏等影響，會發生一系列的變化，主要體現在孔隙度、滲透率等物性參數的改變。馬玉霞以河南油田稠油油藏為例，對稠油油藏注蒸汽后瀝青沉積引起的儲層變化進行了分析，利用高溫物模實驗，系統研究了稠油油藏注蒸汽后瀝青在地層條件下的沉積產狀及堵塞危害，建立了預測瀝青沉積傷害程度的物性傷害方程與圖版。筆者在進行遼河盆地西部凹陷某試驗區稠油熱采儲層精細油藏描述研究時，曾經進行過初步的分析。研究中選取地質條件類似的2個區塊，對比了蒸汽驅前后樣品掃描電鏡圖。結果發現，蒸汽驅之前和之后，黏土礦物含量大幅增加，特別是高嶺石黏土礦物的含量增加最為明顯。蒸汽驅前后，由于黏土礦物等的含量大幅度增加，導致其堵塞和孔隙和喉道，儲層孔隙度和滲透率降低。對比發現，蒸汽驅之后孔隙度和滲透率的減小更甚。

3.4 剩余油分布規律的四維地震監測

關于剩余油分布規律的四維地震監測，國外學者做過大量的研究，特別是在英國的北海油田，取得了較好的效果。國內在這方面的研究還未見報道。稠油油藏由于原油性質的特殊性以及熱采開發方式的獨特性，在地震油藏監測方面具有極大的優勢，隨著地震資料在油氣田開發中的應用越來越廣泛，剩余油分布規律的四維地震監測研究必將成為研究的重要發展方向，應該引起國內研究者的足夠重視。

3.5 隔夾層封隔能力的物理模擬和數值模擬驗證

隔夾層研究屬于稠油熱采儲層精細油藏描述十分重要的研究內容之一，不但可以使稠油熱采儲層開發過程中流體運動的路徑復雜化，同時可以吸收大量的蒸汽熱量，降低熱采過程的熱效率，降低經濟有效性。而且對于開發中后期稠油熱采儲層剩余油分布規律的準確刻畫也具有十分重要的意義。目前，隨著測井二次解釋精度的不斷提高，隔夾層的測井識別精度不斷提高，這同時也產生了新的問題。即并不是所有隔夾層都能夠對蒸汽驅過程中的蒸汽或者熱水起到有效的封堵作用，因此就需要進行隔夾層的有效性評價。目前比較可行的方法主要包括物理模擬和數值模擬2種，但是都存在很多未解的難題。由于稠油熱采過程是在高溫高壓的地下條件下進行的，而實驗室技術條件有限，很難真正實現類似地下地質條件下的物理模擬。數值模擬也是，對于一些關鍵參數的準確設置還很難實現，需要在實踐中不斷摸索和調整。隔夾層的有效性驗證作為稠油熱采儲層精細油藏描述研究中不可回避的難題之一，必須努力攻關。相信隨著方法技術的不斷進步和完善，在不久的將來，會在這方面取得一定的突破。

4 結束語

稠油油藏在世界范圍內分布廣泛，資源量豐富，是精細油藏描述研究的重要對象。稠油熱采儲層研究的關鍵問題包括地層精細劃分與對比、沉積微相研究、隔夾層發育規律描述、儲層綜合分類評價和地質建模研究等。隔夾層發育規律研究是稠油熱采儲層精細油藏描述中最具特色的內容，與常規油藏精細描述最大的區別是在分析隔夾層發育規律時要充分考慮到經濟有效性的評價問題。稠油熱采儲層精細油藏描述研究的發展方向主要為井震結合斷裂系統的精細刻畫、地質體分類評價、稠油熱采儲層變化規律研究、剩余油分布規律的四維地震監測和隔夾層封隔能力的物理模擬和數值模擬驗證等五大方面。

版權聲明|來源：《斷塊油氣田》；作者：陳歡慶等；版權歸原作者所有。

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