油气储层非均质性特征及其控制因素

屈旋旋

长江大学地球科学学院，武汉 430100

摘要：储层非均质性研究是储层表征的核心内容，对油气聚集、成藏、开采有很大的影响，一直备受研究者的关注。基于目前国内外的研究动态，阐述了储层非均质性的发展历程和概念的形成，概述了储层非均质性的分类方案及层次特征，探究储层非均质性主控因素，这对于我国高含水期油气田的开发具有重要的实际意义，对丰富储层地质学也具有重要的理论意义。

关键词：石油地质，储层非均质性，储层特征，主控因素

储层是油气勘探和开发的直接目标层，而储层非均质性研究是储层表征和油藏开发的核心内容，目前，我国的许多油田都已经进入开发的中后期阶段，尤其是东部油田高含水的状况日益严重，储层非均质性的研究越来越重要，逐渐成为主要矛盾。笔者在调研了大量国内外文献资料的基础上，从概念形成、分类、影响因素等方面介绍了储层非均质性的研究历程。

1 概念形成与领域发展

从20世纪70年代开始，就有学者开始重视储层的层次性和结构性造成的非均质性，并结合实例对非均质性进行表征，虽然对于非均质的概念没有一个明确的定义，但是都认为储层非均质性就是指储层在三维空间内地质属性的差异。于兴河（2004，2008）]结合前人的理论和自身工作经验提出了相对完整的概念：储层非均质性是指油气储层在空间上的分布（各向异性）和各种内部属性（物理特性）的不均匀性。在国外，Nurmi等人（1990）认为，均质和非均质之间的区别往往是相对的，这就表明非均质性是一个可变的概念，很大程度依赖于分析人员的经验和期望。Dutilleul（1993）认为，规模的转变可能会产生非均质性的非均质性，反之亦然。Frazer等（2005）评论说，非均质性是一种固有的、普遍存在的和关键的属性，强烈依赖于观察的尺度和使用的测量方法。Fitch（2015）在总结前人提出的概念的基础上认为储层非均质性可以被定义为特定体积的空间和（或）时间中特定系统属性的复杂性或变异性。现在随着油田勘探开发的深入以及研究技术手段的不断进步，储层非均质性的概念也在不断深入和发展。

2 储层层次分类与特征

储层的层次性和结构性非常复杂，在储层规模上，从公里级到毫米级都存在非均质性，不同学者基于不同分类因素、研究目的、生产实践等产生了不同的分类方案，所以到目前为止，对储层非均质性的分类还没有产生统一的认识，但总体来说这些分类都是根据研究规模、成因和对流体流动的影响等方面来进行分类的。

1. Pettijohn（1973）在研究河流沉积体系时首次提出储层非均质性的研究层次和分类，他将河流储层非均质性分为5类：层系规模（100m）、砂体规模（10m）、层理系规模(1-10m)、纹层规模(10-100mm)、孔隙规模(10-100um)。

（2）Haldorsen（1984）在对储层建模和数值模拟过程中结合多孔介质的平均值将储层非均质性分为微观（孔隙规模）、宏观（岩心规模）、大型（现场生产网格规模）、巨型（储层规模）。

（3）Weber（1986）在研究非均质性对剩余油的影响时，基于相似的沉积环境、成岩模式、构造类型将储层非均质性分为7种类型。

（5）Miall（1988）基于对野外河流相露头的观察和研究，对应不同规模的底形迁移面将储层非均质性分为6级。

（6）Van De Graaff（1989）从油藏模拟的角度将储层非均质性分为油田级（1-10km）、储层规模（0.1-1km）、油层-原生砂体规模（0.01-0.5km）、层理规模（0.01-1m）。

（7）裘怿楠（1987,1997a,1997b）根据我国陆相储层的实际特点和生产实践，结合国外学者的分类，按照不同层次储层非均质性的规模，将碎屑岩储层非均质性分为4类：层间非均质性、层内非均质性、平面非均质性、微观非均质性。

3 储层非均质性主控因素

储层非均质性的影响因素有很多，归纳起来主要有三点：沉积、构造和成岩作用。沉积作用和沉积过程对储层非均质性的影响最为重要，不同的沉积体系会造成非均质性，而统一沉积体系的不同相带也会对砂体的展布和物性产生影响，SHAN等（2007）在研究松辽盆地清山口组沉积微相时发现，不同微相对应的砂体展布、厚度、孔隙度和渗透率等非均质特征也不相同，非均质性程度由高到低依次是水下扇、水下扇结合部、席状砂、远沙坝和水下分流河道。田景春等（2014）认为储层非均质性和不同沉积作用有密切关系，鄂尔多斯盆地高桥地区上古生界发生了垂积作用、前积作用、侧积作用和漫积作用，导致储层砂体展布、形态、叠置关系的非均质性。构造运动的复杂性和多期次性会改造已经形成的储层，会出现裂缝、断层等，对流体流动形成通道或者阻碍作用，形成储层不同程度的非均质性。Montgomery（1996,1998）在研究油田储层的时候发现靠近断层的井通常具有较高的生产率，并且对蒸汽驱动作出了最佳和最快的响应。一系列复杂的成岩作用，如压实、胶结、溶解等会改变储层中孔隙度和渗透率的大小，增加储层非均质性程度。郭松等（2013）在研究博兴油田沙四上亚段滩坝相砂岩储层中发现在成岩改造过程中，压实作用和方解石胶结作用会使得孔隙度度降低，导致不同区域储层质量差异较大。Henares等（2016）在研究伊比利亚梅塞塔的三叠纪河流相砂岩储层时发现成岩作用对储层非均质性会形成约束作用，溶解作用形成的次生孔隙会增加渗透率，改善储集条件，而机械压实作用会减少孔隙，从而降低渗透率。从实际研究中发现，沉积环境和沉积作用、成岩作用以及构造运动的复杂性及其之间的相互作用会对储层非均质性产生综合的影响

^[36]，所以需要从多方面入手，综合考虑储层非均质性的影响因素。

4 结论

储层非均质性是储层研究的核心内容，储层非均质性的研究包括概念、分类、主控因素、表征内容、研究方法、对油气田开发的影响等。其研究开始于20世纪70年代，国内外学者对储层非均质性的定义可以归纳为储层在三维空间内地质属性的差异。不同学者依据不同分类因素、研究目的、生产实践等产生了不同分类方案，目前还没有一个同一的认识，但大多都是基于储层解剖规模进行的分类。储层非均质性的主控因素主要为沉积作用、构造运动和成岩作用。

参考文献

裘怿楠, 薛叔浩, 应凤祥. 中国陆相油气储集. 北京: 石油工业出版社, 1997.

于兴河, 李胜利. 碎屑岩系油气储层沉积学的发展历程与热点问题思考. 沉积学报, 2009, 27(5): 880-894.

于翠玲, 林承焰. 储层非均质性研究进展. 油气地质与采收率, 2007, 14(4): 15-18.

Pettijohn F J, Potter P E, Siever R. Sand and sandstone. Berlin: Springer, 1973.

Weber K J. How hetrogeneity affects oil recovery//Lake L W, Carroll H B. Reservoir characterization. Orlando: Academic Press, 1986: 487-544.

作者简介：屈旋旋（1996—），女，汉族，湖北荆州人，在读硕士研究生，现主要从事石油地质学以及岩石学、沉积学的相关研究工作。