现代油藏工程设计 C3_非均质评价指标2

第三节油层非均质性评价

一、常规评价方法

（一）微观与宏观的评价方法

1.1 微观非均质性

非均质性的微观尺度是体积尺度，此时的岩石性质，例如孔隙度和渗透率可以通过以下因素计算：

（1）颗粒尺度和形状；

（2）孔隙尺度和形状；

（3）颗粒、孔隙尺度和孔喉分布；

（4）填充物排列方式；

（5）孔壁粗糙度；

（6）粘土在孔喉内的分布特征等。

控制这些参数的主要原因是沉积物的沉积和压实、胶结和溶解等后期作用。微观尺度参数可用以下方法测量：扫描电镜（SEM）、孔隙图像分析（PIA）、核磁共振成像（MRI）和核磁共振（NMR）。

1.2 宏观非均质性

岩心分析代表了主要的宏观非均质性尺度。实验室测量的孔隙度、渗透率、流体饱和度、毛管压力和润湿性都是宏观水平的物理测量。测试岩石和流体性质输入到油藏模型中，可以校淮测井和试井过程。

（二）常用指标：

能从绘制的渗透率对数概率图版上获得，如图所示。然后用下面公式计算：

50

1. 84

50 k k

k V

k -

=

Vk是描述油藏非均质程度的有效参数。——渗透率变异系数

Vk参数的范围是0∼1：

Vk=0，理想的均质油藏；

0＜Vk＜0.25，轻微非均质，可以在模拟均质油藏模型中大致应用，差别不大；

0.25＜Vk＜0.50，非均质油藏，可以应用几何平均方法。如果指数接近0.50，运行数值模拟器时要采用非均质模型；

0.50＜Vk＜0.75，油藏严重非均质，必须应用几何调和函数平均方法；

0.75＜Vk＜1，油藏极端非均质，在这个范围内，常规的平均技术（算术、几何和调和函数）都不适用；

Vk＝1，完成非均质油藏。这样的油藏是不可能存在的，因为地质的沉积和聚集过程不可能是极端的过程。

（三）平均技术

有3种标准技术用来计算油藏的平

均渗透率：加权、调和、几何平均。

（1）加权平均

用于确定具有不同渗透率的平行层

状的油藏配件渗透率。

算术平均：不考虑权重的算术平均渗透率

k

由下式得到：

加权平均：

i

i

i

A

A

A

K

K

∑

∑

=

如果压力试井得到的渗透率值远低于岩心分析值，那么生产地层的侧向连续性会证明算术平均方法不准确。

（2）调和平均：渗透率的变化可能发生在油藏的水平方向和井眼附近，流体在不同渗透率的多单元复合系统中的流动。

调和平均是最适合复合连续地层系统的。这项技术广泛应用于油藏模拟研究，其中不同网格单元之间是连续的。

∑-

=

j

j

j

w

e

A

K

r

r

r

r

K

)

/

ln(

)

/

ln(

1

（3）几何平均：非均质储层与均质储层最相似的动态就是几何渗透率相似。

在非均质和各向异性地层，几何平均是假设基质随机分布，这种方法具有一定的优越性：

根据Warren和Price研究，几何平均渗透率在许多孔隙岩石中是符合分布规律的。

几何平均的主要缺点是：如果一个k值为零，则整体的平均值为零。

避免模拟中的零效应：给渗透率为零部分赋予一个相对小的渗透率值。

（应注意，即使是页岩也具有数量级为10-7mD的渗透率）

（4）权重平均：上述3个平均值方程，假设权重因子ωi是相等的，并且流动是一维的。如果权重因子不相等，那么这些方程分别变为：

一般说来：算术平均将得到最高的平均渗透率，而调和平均方法的平均渗透率最低。所以：

二、非均质性形态及其评价

平时所谓的油层“非均质性”应包含有三种形态，非均质性是三种形态之一。 三种形态为：

各向异性；不均匀性；非均质性 有密切关系

多数实验室的驱替――均质而不均匀的。 模拟驱替计算技术――均匀而非均质的。

1．定义：

不同一性 ⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪

⎨⎧⎩⎨⎧表示。个峰值的连续分布函数非均质不均匀性：以多单一脉冲构成的非均质均匀性：若干个非均质性：示。峰值的连续分布函数表均质不均匀性：以一个表示；脉冲峰在频率分布图上均质均匀特性：以单一不均匀性：变，具有张量特性；各向异性：随测试方向

2.渗流和存储能力

设有N L 个可渗透单元，每个单元K i 、φi 、h i 均不同。 定义：

r i ＝K i ／φi （1-5） 为隙间速度（单相流动）。

若 r i 为随机变量 从大到小排列

后的递减的顺序重新排列按1r γl ，在过流面上

定义：

累积渗流能力：

F n =∑

=n

l t l

l K

H h k 1

(1-6) 式中：H t =∑=L

N l h 1

1 为总厚度； K ＝

t H 1

∑=L

N l l

kh 1

)

( 为平均渗透率。

累积存储能力： C n ＝∑

=n

l t l H h 1

1

φ

φ （1-7） 式中：φ＝

∑=L

N l l

t

h H 1

)

(1

φ

F n 、C n 物理意义：在N l 个单元平行排列时，

F n ― 以较快的流速为r n

单元在总流速中的分量；

C n ― 这些单元占总体积的分量。

作F n ~C n 关系曲线（见图1）：

图1 当N L →∞，则F －C 是连续分布函数。 根据F 、C 、r 定义：

dC dF ＝/F ＝⎪⎪⎩⎪

⎪⎨⎧连续

离散r r r r n

（1-8） 任一点的导数（斜率）＝该点间隙速度／平均隙间速度。 ∵这些单元经重新排列，斜率单调降低。 当n=l N 时，F n ＝C n ＝1 分析曲线：如果

dC

dF =1时，则有任一点的r （隙间速度）=r （平均隙间速度），

所以，当该面积=0时，曲线与对角线重合，油藏最均匀

3.非均质性的评估指标