0 引言

储层评价就是对储层储集油气的能力进行评价，其评价结果能有效指导油田的开发^[1]。储层评价作为油气田勘探开发研究中一项十分重要的核心内容，一直是国内外研究者关注的焦点^[2-16]。国内外众多研究者从不同角度利用不同方法对储层进行评价。梁西文等^[8]以建南构造晚二叠世长兴期点礁和滩为例，对礁滩储层进行了评价。Mohsen Saemi等^[9]利用遗传算法设计神经网络，对储层渗透率进行了评价，该方法在波斯湾南帕尔斯气田应用效果较好。杜旭东等^[10]利用俄罗斯测井系列的测井曲线，系统评价了尤罗勃钦油田的碳酸盐岩储层。Satoru Takahashi等^[11]等利用表面张力对低渗硅质页岩的润湿性进行了评价。Ali Al-Ghamdi等^[12]以中东碳酸盐岩储层为例，改进了一种三重介质模型来评价天然裂缝储层。李武广等^[13]利用变差函数分析对杨家坝油田储层进行了评价。张仲宏等^[14]利用主流喉道半径、可动流体百分数、拟启动压力梯度、原油黏度和黏土矿物含量作为评价参数，提出了低渗透油区储层综合评价方法。张佳佳等^[15]利用波阻抗AlogR重叠法、岩石物理反演法和地震多属性预测法等对油页岩的有机碳含量和含油率进行了有效地评价。Ali Shafiei等^[16]等基于人工神经网络和粒子群算法，提出了一种评价天然裂缝碳酸盐岩储层蒸汽驱性能的筛选方法。目前储层评价研究所使用的资料主要包括岩心、分析测试、测井以及地震等，研究方法逐渐由定性向定量化发展，而考虑的因素也越来越多，由传统的孔渗向多因素综合考虑发展。储层评价的对象也多种多样，从碎屑岩、碳酸岩到火山岩，甚至油页岩等都有。

综合分析前人对储层评价的研究，主要存在的问题是研究方法综合性略显不足。要么是以地质研究经验直接选择评价参数，缺乏地质统计分析，要么就是纯粹的数学方法的分类，地质基础略显单薄，将定性的地质经验研究和定量的分类评价充分结合方面的研究实践还甚少见到。本次研究通过对扇三角洲前缘储层成因影响因素的分析，选择特征的储层评价参数，运用SPSS聚类分析软件，借助400口井的精细测井解释成果，对研究区目的层储层进行了综合定量评价。将储层定性的成因分析与定量的分类评价紧密结合，充分保证了参数选取的合理性与评价结果的可靠性，为扇三角洲前缘沉积储层开发方式的转换提供地质依据。

1 地质概况

研究区地处辽宁省凌海市，构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡南端。该区块开发目的层为于楼油层和兴隆台油层，本次研究目的层为古近系沙河街组一段于楼油层。储层为扇三角洲前缘亚相碎屑岩沉积体，岩性主要为厚层不等粒砂岩、中-细砂岩。目前油藏的开发方式正处在由蒸汽吞吐向蒸汽驱转换阶段。该区块于楼油层纵向上可以细分为29个单层。因各小层水下分流河道的频繁摆动，使其水下分流河道骨架砂体与河道间砂体纵向的相互叠置和平面条带间互相组合，导致储层存在平面和纵向较强的非均质性，使其油层平面及纵向动用不均，成为制约该区块汽驱进一步扩大实施的主要因素。针对开发生产中存在的问题，本次研究拟通过精细的储层表征，确定储层性质发育主控因素，选择适合的参数开展聚类分析，实现储层定量分类评价，为开发方式的转换和剩余油挖潜提供坚实的地质依据。

2 储层发育特征 2.1 岩性特征

通过对6口取心井668 m岩心的详细观察和描述(图 1)，同时结合233块粒度分析样品研究表明：研究区目的层岩石类型丰富多样，包括细砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩等多种类型；颜色以灰色、灰黑色、灰绿色等为主；多砂砾混杂，泥质含量高。其中以中细砂岩为主。

2.2 沉积微相特征

综合地质、测井、岩心等资料，通过单井、剖面和平面沉积相分析，确定研究区目的层属扇三角洲前缘沉积，进一步细分为5种沉积微相类型，分别是水下分流河道、河口砂坝、水下分流河道间砂、水下分流河道间泥(图 2)和前缘席状砂。其中储层以水下分流河道和河口砂坝为主。

2.3 储层孔隙结构发育特征

储层的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关系。研究孔隙结构，深入揭示油气储层的内部结构，对油气田勘探和开发有着重要的意义^[17]。从压汞曲线来看(图 3)，研究区目的层压汞曲线偏向左下方，指示孔喉发育状况好，偏粗歪度，且孔喉分选好。本次研究主要依据岩心和镜下薄片等资料，将研究区于楼油层孔隙结构划分为原生孔隙和次生孔隙两大类，同时进一步细分为粒间孔隙、粒内孔隙、基质内微孔、解理缝、粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、特大溶蚀粒间孔、构造缝和溶蚀缝10种亚类，每种孔隙类型在镜下薄片上都有显示(图 4)，总体上以粒间孔隙和粒间溶孔为主。

2.4 物性发育特征

利用150块岩心分析测试资料统计分析结果(图 5)表明:研究区于楼油层孔隙度主要分布在25%~40%的范围内，平均孔隙度31.3%；渗透率变化较大，主要分布于(1~5 000)×10^-3μm的范围内，平均渗透率1 829.3×10^-3μm; 研究区目的层属于高孔高渗储层。

2.5 成岩作用特征

成岩作用与储集层性质密切相关^[18]。研究区目的层孔隙结构的发育还受到成岩作用的影响，主要包括胶结作用、溶蚀作用等(图 6)。胶结作用既有碳酸盐岩胶结，也有黏土矿物胶结等。其中黏土矿物胶结要比碳酸盐岩胶结更加普遍。

2.6 储层非均质性特征

储层非均质性是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素，进行储层非均质性研究，对储层有效开发具有十分重要的意义^[19]。通过分析单井沉积韵律模式发现(图 7)，研究区目的层受沉积作用控制，纵向上具有较强的非均质性。目的层可以看到3种沉积韵律模式，包括正韵律、反韵律和复合韵律，其中以正韵律和复合韵律为主。上述韵律性在纵向上的不断变化，造成储层有较强的层内非均质性。分析yI (于I)层各单层渗透率变异系数平面分布规律，储层非均质性明显受沉积微相的控制。单层yI12a、yI12b和yI12c中储层非均质性最弱，渗透率变异系数小于0.5的区域接近试验区总面积的1/2。其次是单层yI23a、yI24a、yI24b和yI24c，储层渗透率变异系数取值小于0.5的区域面积接近试验区总面积的1/3。其余单层非均质性整体都较强，渗透率变异系数小于0.5的区域面积零星分布，这与孔隙度和渗透率的分布特征基本一致。

3 储层定量评价 3.1 储层定量评价参数的选择

评价参数的选择，是储层评价成败的最关键因素之一。影响储层性质的因素多种多样，因此评价参数的选择对于不同研究者而言也各异。本次研究认为，评价参数并不是越多越好，参数过多会导致部分评价因素重复考虑、储层质量主控因素难以体现等问题。依据上述储层成因性质综合分析结果，对储层综合评价的参数进行选择。构造作用主要通过裂缝对储层性质产生影响，这可以通过渗透率体现。沉积作用对储层性质起着十分重要的控制作用，水下分流河道的频繁分流和改道，进一步加剧了储层的非均质性在空间上的展布特征，这可以通过储层非均质性，即渗透率变异系数来体现。同时泥质含量的数值也能反映目的层为水下分流河道沉积还是为水道间泥沉积，因此也是一项十分重要的指标。孔隙度大值的区域主要对应的是水下分流河道或者河口砂坝的部位，而小孔隙度的区域多对应水下分流河道间泥，因此孔隙度也是一项重要参数指标。储层厚度是储层性质的一个综合表现参数，它在一定程度上体现了岩性、岩相和成岩作用等因素。因此，综合考虑后选择能充分反映储层影响因素的泥质含量、孔隙度、渗透率、储层厚度、非均质性渗透率变异系数5项参数对研究区目的层储层进行综合定量评价。

3.2 储层定量评价的方法

在聚类过程中选择SPSS软件提供的谱系聚类中的Q聚类，所谓对个案Q聚类是根据变量的特征进行聚类，凡是特征相近的个案，就将它们归入一类^[20]。本次研究即属于Q型聚类，根据储层泥质含量、孔隙度、渗透率、储层厚度、非均质性渗透率变异系数5项参数特征进行聚类分析，划分储层类型。在聚类过程中，首先对上述5项变量进行标准化，从而使不同类型的变量值之间能够进行大小比较和数学运算。SPSS软件平台提供的聚类分析方法多种多样，在聚类方法的选择上，对比Pearson correlation、Chebychev、Minkowski、Block和Ward’ s method等方法，根据能有效分类，且5项参数的类别划分结果变化趋势一致及符合目前开发现状的原则，选用Ward’ s method方法进行聚类。所谓有效分类，就是所划分的储层类别中没有任何一类的结果数量明显小于其他类别(数量级的差异)，以此来体现划分参数选择、计算方法、分类结果等的合理性。5项参数的类别划分结果变化趋势一致是指，在分类结果中保证孔隙度较大、渗透率较大、泥质含量较小的样点属于同一类，且属于Ⅰ类或者Ⅱ类这种好储层；而孔隙度较小、渗透率较小、泥质含量较大的样点属于同一类，且属于Ⅲ类或者Ⅳ类这种差储层。这样可以避免孔隙度较小，但受微裂缝影响，渗透率较大等一些奇异点对储层分类评价结果的影响。符合目前的开发现状是指储层分类评价的结果Ⅰ类和Ⅱ类好储层的部位目前开发效果较好，而Ⅲ类和Ⅳ类较差储层对应目前生产效果较差的部位。Ward’s method方法的选择是多次反复实验的结果，没有什么捷径可走，同时需要研究者具备一定的聚类分析研究经验。根据不同的研究区和资料基础，参数的选择和计算方法的选择可能会有所差异。最后通过距离的远近和亲疏关系归并分类，最终得到分类结果(表 1，图 8)。

3.3 储层定量评价结果

本次研究将目的层储层划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类4种类型。其中, Ⅰ类和Ⅱ类储层物性好，为目前主要的开发对象; Ⅲ类和Ⅳ类储层物性较差，在目前的技术条件下，很难具有经济开发价值。储层发育类型明显受沉积相控制，Ⅰ类和Ⅱ类储层多位于水下分流河道和河口砂坝的位置，而Ⅲ类和Ⅳ类储层多位于水下分流河道间砂或前缘席状砂的位置。

3.4 不同类型储层发育特征

对比各单层中不同类型储层在平面上的分布规律，沉积因素在储层形成过程中起着主导作用，4类储层平面上大体呈北西-南东条带状展布，延伸方向与沉积微相展布方向基本一致。纵向上，随着不同沉积期水下分流河道主水道在扇三角洲前缘上的迁移和不断改道，储层物性对应的区域也在不断变化着分布范围。对比yI油组不同的储层类别分布区域发现，Ⅰ类和Ⅱ类储层主要在单层yI12a、yI12b、yI12c、yI23a、yI23b、yI23c、yI24a、yI24b和yI24c发育，其中尤以单层yI12a、yI12b和yI12c最好。

3.5 储层分类评价结果的合理性控制和验证

储层聚类分析评价是一项系统工程。本次研究从以下几点保证结果的合理性：①首先在参数选择上，选择充分体现储层性质影响因素的参数。②分析过程中优选计算方法和数据标准化处理算法, 保证软件自带的分类评价结果正判率超过85%。③保证每种分类评价结果均有一定的数量比重，剔除少数奇异值的影响。④对比分类结果之间不同参数的关系，保证所有参数在聚类过程中均发挥作用，确保聚类分析的综合性和合理性。⑤将储层评价结果平面展布图与沉积微相平面展布图对比(图 9)，两者具有很好的相关性和一致性，这也说明本次储层评价结果的合理性，充分体现了成因上沉积因素对储层性质的控制作用。

4 储层分类评价结果对热采方式转换的影响

储层评价的结果可以为扇三角洲前缘储层稠油热采蒸汽吞吐转蒸汽驱提供坚实的地质依据。储层作为蒸汽驱的物质基础，其性质直接决定了蒸汽驱效果的好坏。前已述及，本次储层评价的目的就是为了给扇三角洲前缘储层蒸汽吞吐转蒸汽驱开发方式提供地质依据。在蒸汽驱时应注意以下几点：1)充分考虑到储层评价的成果，使注汽井和采油井尽量位于性质接近或者类似的物性较好的区域内，以保证注汽井注汽，采油井能更好受效。具体到研究区，在注蒸汽时，尽量保证注汽井和采油井位于Ⅰ类储层和Ⅱ类储层的区域内，注采井之间储层分类属于同一类，而且连续，未发生变化。2)应该根据储层性质特点，合理设计注采井之间的井距，防止井距过小发生汽窜，在转换开发方式时对不同类型储层应该在井网井距设计等方面区别对待。3)纵向上由于yⅠ和yⅡ分两套层系开采，应该充分考虑这两套层系当中不同单层的储层评价成果，兼顾大多数，使尽量多的单层在蒸汽驱时见效。受目前开发现状的制约，考虑到蒸汽驱热采经济有效性，多数单层要合采，而不同单层间储层性质又会发生变化，因此要尽量保证一套注采系统中多数单层位于Ⅰ类和Ⅱ类等储层较好的区域，达到最优的开发效果。

5 结论

1)研究区目的层岩性以中细砂岩为主，储层以水下分流河道和河口砂坝沉积为主。孔隙结构总体上以粒间孔隙和粒间溶孔为主，属高孔高渗储层。成岩作用主要包括胶结作用、溶蚀作用等。目的层整体上储层非均质性强烈。

2)选取充分体现储层物性控制因素的泥质含量、孔隙度、渗透率、储层厚度、非均质性渗透率变异系数5项参数对研究区目的层储层进行综合定量评价，将研究区目的层划分为4种类型，其中Ⅰ类和Ⅱ类储层物性好，为目前主要的开发对象。不同类型储层发育明显受沉积相控制。储层评价结果正判率超过85%。

3)蒸汽驱井位部署时应充分考虑到储层评价的成果，使注汽井和采油井尽量位于性质接近或者类似的物性较好的区域内，以保证注汽井注汽，采油井能更好受效。同时应该根据储层性质特点，合理设计注采井井距，防止井距过小发生汽窜，在转换开发方式时对不同类型储层应该在井网井距设计等方面区别对待。