4-4 油层纵向非均质性
油层非均质性研究
第十章油层非均质性研究油层：若储集层中含有了油气，则将该储层称为含油气层或油层。
此章讲的油层非均质性，实际是指储层非均质性。
在油气藏的形成中，生油岩、储集层、盖层、圈闭、运移、保存诸条件缺一不可。
在其他条件具备的前提下，研究储层是研究油气藏的核心，储层是勘探、开发的直接目的层。
其特征与油气储量、产量及产能密切相关。
储层非均质性的研究是储层描述和表征的核心内容。
一、储层非均质性的概念储层非均质性：油气储层在漫长的地质历史中，经历了沉积、成岩以及后期构造作用的综合影响。
它使储层的空间分布及内部的各种属性（如孔隙度、渗透率、孔隙结构等）都存在不均匀的变化，这种变化称之为储层的非均质性。
1．沉积作用的影响无论是碎屑岩还是碳酸盐岩储层，沉积环境不同是影响储层非均质性的重要因素。
由于沉积条件不同，造成碎屑颗粒的矿物成分、粒度、分选程度、堆积和充填形式、胶结类型、砂体形态、侧向连续性、纵向连通性等都不相同，从而导致储层的岩性、物性和内部结构、层理构造在纵向上和横向上都有不同程度差异，即存在非均质性。
2．成岩作用的影响成岩作用对储层孔隙的形成、保存和破坏起着很重要的作用。
例如溶解作用产生次生孔隙，使储集性能变好；压实作用使储层变致密，储集性能变差。
3．构造作用的影响构造运动所产生的断层和裂缝也对储层非均质性有一定影响。
垂直和较大角度的断层由于其封闭性，不但可以使原来连通的地层错开，变成不连通，也可以由于其开启性使不同年代的地层串通起来，这就增加了储层非均质的严重性和复杂性。
一些延伸很远的裂缝若不密封，可能使水沿裂缝串流，造成严重的平面矛盾，降低油田的开发效果。
例如扶余油田。
总之，储层的非均质性是绝对的，而均质是相对的。
一般陆相储层的非均质程度要高于海相储层。
而我国目前已发现的油气储量90%来自陆相沉积地层，且绝大多数为注水开发。
因此，储层非均质性的研究水平将直接影响到储层中油气水的分布规律的认识和开发效果的好坏。
低渗透纵向非均质油层水驱波及规律实验研究
驱油实验结果表 明 ， 由于储层存在非均质性 ， 多层 油 藏各 层 动用 程 度 差 异 较 大 。笔 者 在前 人 研 究
的基础 上 ， 通 过 单 岩 心 和 岩 心 组 合 模 型 水 驱 油 实
表 １ 岩心组合模型水驱油实验岩心基础数据
春 号 水测渗透璋 ｌ ， ｌ ｏ － ， ￣ ｍ ２渗透率级差 平均渗透萼 １ ０ ＂ ｍ
当 ：Ｌ时 ， 则
１
ｍ… ¨ 同时 也 可 以根 据 单 岩 心 的油 水 相 对 渗 透 率 曲线 估
算不同渗透率级差 、 变异系数等组合模型的各层吸 口 … 水量 比例 。 值 厂［ ． ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ Ｌ
Ｄ －
驱油效率可表示为
Ｅ 。 ＝
亩
（ ４ ）
式 中： ， Ｊ 为岩 心长 度 ， ｉ ｎ 。
口 …
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ３ 。
以第 ２ 组岩心（ 表１ ） 为例 ， 根据 ２ 个岩心 的油水
作者 简介 ： 沈瑞 ， 男， 博士 ， 从事油气藏开发 与数值模 拟研 究。联系电话 ： （ ０ １ ０ ） ６ ９ ２ １ ３ ３ １ ４ ， Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｓ ｈ ｅ ｎ ｒ ｕ ｉ ５ ２ ３ ＠１ ２ ６ ． Ｃ ｏ ｎ ｒ 。 基金项 Ｒ： 同家科技重大 专项“ 低渗 、 特低渗油 藏开发技术界限研究” （ ２ ０ ０ ８ Ｚ Ｘ Ｏ ５ ０ ｔ ３ — ０ ０ ３ ） 。
实验方 法包括 ： 选择不 同渗透率 的岩心 ， 先分 别对每个岩 心进行水驱 油和相对渗透率实验 ， 实验
后进行洗油处 理 ， 测量孑 Ｌ 隙度 和渗透率等参数 ， 并 组合起来进行 水驱油实验 。岩心组合模 型水 驱油
周期注水方法在油藏开发中的适用性
周期注水方法在油藏开发中的适用性摘要：在目前的油田生产过程中，注水开发是其中最常见、最有效的一种增产措施。
油藏压力通过油水分离的物理性质，促进去油效率的不断提升。
油藏的各种参数在注水开发过程中会发生一系列的改变，因此油藏工程师需要选择科学合理的动态分析方法对数据参数进行采集，实时了解油藏储层性质、储层参数、储层流体性质等数据，了解和掌握油藏剩余油分布规律，保障油藏后期开采顺利进行。
关键词：周期注水方法；油藏开发；适用性引言到目前为止，注水开发的实施和实施已逐渐成为世界油田开发的一个紧迫问题。
作为有效解决这一问题的一线技术人员，他试验和研究了多种方法，并在一定程度上促进了注水技术的发展。
在长期实践中，多井开发技术的效益被认为非常重要，因此多井试井技术也将在油田开发中发挥重要作用。
这表明，对注油罐发展动态分析方法的深入研究和分析具有一定的相关性。
1注水开发技术应用现状近年来中国石油工程发展越来越快，注水开发技术在油井开发中发挥了非常重要的作用，注水动态分析技术对油库开发具有相对重要的意义，包括(1)配方方法(2)试验井分析；(3)物质平衡分析；(4)定期递减分析；5)数字模拟；(6)分析导水管特性曲线。
以上方法在我国注水水库动态分析过程中得到广泛应用。
国外注水水库动态分析过程中常用的方法是试验井分析方法，如MHD方法，但如果在油井关闭前压力因供水量或供水量限制而无故增加，则这些方法的效果不能令人满意。
9 .在研究发展注水井采油的初期，一些研究人员研究分析了有限方油采油中的五点注油井网系统，观察了注水强度不同情况下的压力变化，发现了压力变化规律，并目前，中国高度重视研究喷口与生产井的联系。
作为研究的一部分，通常采用实证图形分析公式方法，提取的影响微乎其微。
通过开发压力图模型分析了相邻井的动态研究。
2现阶段国内外注水开发技术发展状况阐释目前阶段，注水开发油藏动态分析技术主要包括数值模拟、物质平衡分析、试井分析、水驱特征曲线、图版分析经验公式以及递减规律分析六种。
储层非均质性
陆相湖盆典型微相砂体的 层内非均质特征
砂体微相 曲流河点坝 辫状河心滩坝 分流河道 河口沙坝 滩坝 浊积岩 沉积方式 侧积 垂积 填积 前积 进积 浊积 粒度韵律 正韵律 均质韵律 正韵律 反韵律 反韵律 正韵律 渗透率韵律 正韵律 均质韵律 正韵律 反韵律 反韵律 反正韵律 渗透率非均 夹层 质程度 强 泥质侧积层 中 少 泥质薄层分 强 布于中上部 泥质薄层分 中一弱 布于中下部 弱 少 泥质薄层分 中一强 布于中上部
1、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 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。
①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。 ②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。 ③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， 上、下粗，中间细者称为正反复合韵律。 ④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。
（二）平面非均质性
• 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 度、渗透率的平面变化所引起的非均质 性。 • 它直接关系到注入剂的平面波及效率。
1、砂体几何形态
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 宽比进行分类。
①席状砂体：长宽比近似于 1:1 ，平面上呈等 轴状，大片分布，面积从几km2至几十km2。 ②土豆状砂体：长宽比小于 3:1 ，分布面积小， 形似“土豆”零星分布，多为小透镜状砂体。
油层非均质性研究(优选参考)
第十章油层非均质性研究油层：若储集层中含有了油气，则将该储层称为含油气层或油层。
此章讲的油层非均质性，实际是指储层非均质性。
在油气藏的形成中，生油岩、储集层、盖层、圈闭、运移、保存诸条件缺一不可。
在其他条件具备的前提下，研究储层是研究油气藏的核心，储层是勘探、开发的直接目的层。
其特征与油气储量、产量及产能密切相关。
储层非均质性的研究是储层描述和表征的核心内容。
一、储层非均质性的概念储层非均质性：油气储层在漫长的地质历史中，经历了沉积、成岩以及后期构造作用的综合影响。
它使储层的空间分布及内部的各种属性（如孔隙度、渗透率、孔隙结构等）都存在不均匀的变化，这种变化称之为储层的非均质性。
1．沉积作用的影响无论是碎屑岩还是碳酸盐岩储层，沉积环境不同是影响储层非均质性的重要因素。
由于沉积条件不同，造成碎屑颗粒的矿物成分、粒度、分选程度、堆积和充填形式、胶结类型、砂体形态、侧向连续性、纵向连通性等都不相同，从而导致储层的岩性、物性和内部结构、层理构造在纵向上和横向上都有不同程度差异，即存在非均质性。
2．成岩作用的影响成岩作用对储层孔隙的形成、保存和破坏起着很重要的作用。
例如溶解作用产生次生孔隙，使储集性能变好；压实作用使储层变致密，储集性能变差。
3．构造作用的影响构造运动所产生的断层和裂缝也对储层非均质性有一定影响。
垂直和较大角度的断层由于其封闭性，不但可以使原来连通的地层错开，变成不连通，也可以由于其开启性使不同年代的地层串通起来，这就增加了储层非均质的严重性和复杂性。
一些延伸很远的裂缝若不密封，可能使水沿裂缝串流，造成严重的平面矛盾，降低油田的开发效果。
例如扶余油田。
总之，储层的非均质性是绝对的，而均质是相对的。
一般陆相储层的非均质程度要高于海相储层。
而我国目前已发现的油气储量90%来自陆相沉积地层，且绝大多数为注水开发。
因此，储层非均质性的研究水平将直接影响到储层中油气水的分布规律的认识和开发效果的好坏。
油藏工程基础4资料文档
子样平均数：x
1 n
n
i1
xi
子样方差：S2
1 n
n i1
(xi
x)2
1 n
n i1
xi2
2
x
子样标准差：S
41
4-4 油层纵向非均质性
一、基本概念
●置信区间：参数点估计是由子样求出未知参数的一个估
计值，其估计范围称为置信区间。
置信度：即置信概率，表示未知数落在置信区间中的可
高渗透条带
30
30.00 35.00
40.00
4-3 面积波及系数
一、油水界面的移动规律
各
(a) (b) (c)
种
井
行 列 注
七 点 系
五 点 系
网 的 油
水 系 统
统 ；
统 ；
水 接 触
面
31
4-3 面积波及系数
二、面积波及系数
●面积波及系数：水淹面积与井网控制面积之比称为面积 波及系数。
●面积波及系数的影响因素 1.井网类型的影响 根据面积注水系统流体移动前缘微分方程的解，可确定 不同井网的面积波及系数。
●曲线拟合法。将分析样品所得数据点描绘到与理论分布 坐标相同的透明图上，然后与理论分布曲线相映照，看 它与哪一条理论分布曲线符合的好，就认为渗透率服从 该曲线所代表的理论分布。
第四章 水驱油理论基础
饱和度分布 平面一维流动的产量公式 面积波及系数 油层纵向非均质性 体积波及系数 各种井网的注水量
1
第四章 水驱油理论基础
●注水开发油田的动态预测方法 ●解析解方法 ●数值模拟方法
●水驱油的机理分析 ●面积波及系数 ●油层纵向非均质性 ●体积波及系数
油藏非均质性是指油藏参数随空间的变化关系讲解
油藏非均质性是指油藏参数随空间的变化关系一般来说，大多数油藏的底部都分布着不同沉积环境、长时间形成的水体，后来经过不断的物理和化学作用，使得油藏特征进一步发生变化。
对一般的油藏来说，分析这些油藏参数随空间位置的变化主要就是分析垂向非均质性和平面非均质性[1]。
从目前来看，非均质研究进展主要表现在：①研究内容不断扩展，由早期的分类及储集空间刻画，向储层非均质性对油气成藏及剩余油的影响扩展；②研究领域逐渐拓宽，由常见的河流、三角洲和滩坝等，向古潜山、礁灰岩、砂砾岩体等更加复杂与隐蔽的储集体延伸；③研究方法与技术日益成熟，由定性分析向半定量及定量研究过渡，由单一的描述手段向多种技术配套、多个学科结合的趋势发展。
随着油气田勘探形势的日益严峻，储层非均质性研究将向更深层次发展，储层在油气藏形成时期的原始面貌及其受成岩、构造等因素影响所产生的变化将是储层非均质性研究新方向。
一般来说，大多数油藏的底部都分布着不同沉积环境、长时间形成的水体，后来经过不断的物理和化学作用，使得油藏特征进一步发生变化。
对一般的油藏来说，分析这些油藏参数随空间位置的变化主要就是分析垂向非均质性和平面非均质性。
油藏的非均质性对特稠油油藏开发效果影响较大，研究区油井在同样厚度的油层和相应注汽工艺参数下，各井的开采效果往往差别很大，主要原因就是储层的非均质性、隔层平面分布、原油性质非均质性对开发造成了影响[2]：1储层非均质性对吸汽能力的影响注蒸汽吞吐热力采油是一种高成本的工艺技术，储层的吸汽能力除了受注汽工艺如注汽速度、注汽压力、注汽干度，注汽温度等因素影响外，还受储层非均质性的影响。
油层的吸汽能力主要受到储层非均质特征以下几个方面影响[3]。
（1）渗透率：高渗透油层吸汽量大，吞吐效果好，油层动用程度高；相对渗透率较低的油层吸汽量少甚至不吸汽，油层动用程度差；随着注汽轮次的增加，高渗油层容易形成汽窜，注入蒸汽绝大部分进入其中；而相对渗透率较低的油层吸汽量小，造成蒸汽浪费，注汽效率低下，影响了相对渗透率较低段油层的开采。
《提高采收率》复习提纲(简答+推导)及详细答案
《提高采收率》复习提纲1、石油采收率：原油的采出量与原始地质储量之比。
2、粘性指进与舌进及其对驱油效率的影响：粘性指进是指排驱前缘成指状穿入被驱替相油区的现象，它是由排驱相的粘度低于被排驱相粘度、及油层非均质性差异造成的。
粘性指进不仅使前缘提前突破，而且产生微观绕流，降低前缘的微观驱油效率。
舌进是指油区前缘沿高渗透层凸进的现象，这一现象主要是由于油层纵向（宏观）非均质性而引起的。
舌进使驱替介质的垂向波及系数大大降低，严重影响驱油效率。
3、油水（或驱替）前缘：驱油过程中，驱油剂进入油区，取代孔隙中油的位置而将油依次往前推，形成宏观的油水界面，界面前方是原始饱和度的油区，称为原始油带，后方是水波及区，称为油水两相（流动）区，分割油区与油水两相区的界面称为油水（或驱替）前缘。
4、前缘流速与表观流速：表观（或达西）速度u 是体积流量除以与流动方正交的横断面积；“前缘”流速v 则是一个流体单元穿过宏观尺度介质的真实速度。
二者关系为v=u/φ。
5、空隙结构对驱油效率的影响。
所有的驱油过程实际上都是发生于油藏的孔隙中。
如果以孔隙为基本单元进行研究，可以获得许多反映驱油物理化学本质的信息。
但是，实际油藏的孔隙结构十分复杂，在目前的研究水平下还很难对其做精细描述。
因此，通常只能采用一个宏观统计平均参数——渗透率（K ）作为流体在孔隙介质中宏观渗流能力的度量，而有关孔隙结构对驱油效率的影响还仅限于定性描述。
在微观上，油层中岩石颗粒的大小、形状是不均匀的，由此造成油层中孔隙结构（如孔隙大小、孔喉比等）的微观非均质性，这种微观非均质性对于驱油效率影响很大。
定性而言，岩石颗粒越均匀，油藏的微观孔隙结构越均匀，孔隙的大小趋于一致，孔喉比小、渗透率较高，相应的驱油效率也较高。
反之亦然。
6、流度比与采收率的关系：流度比d o M λλ=对采收率的影响主要表现于对宏观波及效率的影响：M<1驱替液的六度小于原油的流度，驱替液的波及效率较高；M>1说明驱替液流度大于原油的流度，驱替液的波及效率降低。
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●渗透率分布函数：通常以累计渗透率分布曲线表示。 渗透率分布密度 ：不同区间内渗透率所占的比例就叫 做渗透率的分布密度 f (k)。 渗透率均值： ¥
m = ò0 f (k) × kdk
渗透率变异系数：V = s / m(s为渗透率标准差）
33
D 3.8 24.6 2.4 22.0 10.4 32.0 41.8 18.4
E 8.6 5.5 5.0 11.7 16.5 10.7 9.4 20.1
F 14.5 5.3 1.0 6.7 11.0 10.0 12.9 27.8
G 39.9
4.8
3.9
74.0
120. 0 19.0
55.2
22.7
H 2.3 3.0 8.4 25.5 4.1 12.4 2.0 47.4
å 本n1 i=n。1 x子i 样值（x1，
x2，
x3，…，
xn)。
å å 子样方差：S 2
=
1 n
n i =1
(xi
-
x)2
=
1 n
n i =1
xi2
-
2
x
子样标准差：S
32
4-4 油层纵向非均质性
o 一、基本概念
●置信区间：参数点估计是由子样求出未知参数的一个 估计值，其估计范围称为置信区间。
标，在对数正态概率纸上描点，近似得一直线。 对于正态分布，均值
为 m ，方差为 s 2 的随机变 量的区间 (m -s , m + s ) 内的 概率为0.682，在 (m, m + s ) 内的概率为0.341。所以累 积百分比为84.1%处的渗透 率值与渗透率均值之差正好 为一个标准差 s ，变异系 数为V。
对数正态分布图
37
个渗透率值。试求其渗透率的分布规律。
2228
.0 2228
.3 2228
.7 2229
.0 2229
.3 2229
.7 2230
.0 2230.
A 2.9
11.3
2.1
167. 0 3.6
19.5
6.9
50.4
B 7.4
1.7
21.2
1.2
920. 0 26.6
3.2
35.2
C 30.4 17.6 4.4 2.6 37.0 7.8 13.1 0.8
4.6
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
60.0
.0
35
4-4 油层纵向非均质性
o 三、实例（概率纸法） ●不考虑深度，将渗透率从大到小排列，分成15～20
级，统计每组内落入的样品数及累计样品数，并计算累计百 分比 。
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
渗透率区间
>30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
样品数
20
1
2
2
2
3
3
3
4
5
6
8
7
12
13
9
样品累计数
20
21
23
25
27
30
33
36
40
45
51
59
66
78
91
100
累积百分 比，%
20
21
23
25
27
30
33
36
40
45
51
59
66
78
91
100
36
4-4 油层纵向非均质性
o 三、实例（概率纸法） ●以累积百分比为横坐标，以相应各组的下限值为纵坐
●曲线拟合法。将分析样品所得数据点描绘到与理论分 布坐标相同的透明图上，然后与理论分布曲线相映照，看它 与哪一条理论分布曲线符合的好，就认为渗透率服从该曲线 所代表的理论分布。
●试凑法。
34
4-4 油层纵向非均质性
o 三、实例（概率纸法）
设有10口井（A—J）的岩心分析数据，每口井10块样品，共有100
31
4-4 油层纵向非均质性
o 一、基本概念
●母体：指所研究的数量指标可能取的各种不同数值的
全体。
母体分布：指数量指标取不同数值比率的分布。可用分
布密度、分布函数表现出来。
母体分布数字特征：指相应随机变量的数字特征。
●子样：从母体中取得一部分个体，母体中的这一部
分个体称为子样或样 子样平均数：x =
4-4 油层纵向非均质性
o 二、渗透率理论分布确定方法
●概率纸法。将分析数据（样本值）点描到对数正态概 率纸上，所有点子基本位于一条直线上，就可以认为渗透率 服从对数正态分布。对数正态概率纸的横坐标按自然对数标 度，纵坐标依正态分布标度。根据需要也可以印制 G(x) 和 G(x2 ) 概率坐标纸。
4-4 油层纵向非均质性
30
4-4 油层纵向非均质性
●几乎所有的油藏都是多层的，不仅各小层之间的渗透 率可以有很大的差异，就是同一小层平面上和纵向的渗透率 变化也很大；
●油藏的非均质会影响水驱效果； ●人们永远不可能准确测出油藏内每一点渗透率值，所 以绝对精确地知道渗透率分布是不可能。但是可通过一定数 量取芯井所获得的渗透率数据，有一定把握地判断油层的渗 透率分布。
I 12.0 0.6 8.9 1.5 3.5 3.3 5.2 4.3
J 29.0 99.0 7.6 5.9 33.5 6.5 2.7 66.0
2230 16.0 71.5 1.8
14.0 84.0 15.0 6.0
6.3
44.5 5.7
.6
2231 23.5 13.5 1.5
17.0 9.8
8.1
4.6