流动单元研究的历史与发展

在国际上，自20世纪60年代以来，特别是80年代，已经提出了几种油藏细分方法。Testerman (1962)提出了一种利用渗透率数据识别储层自然分层的储层统计分类技术。他的方法是先把储层分成两层，然后在此基础上再分成三层。继续分层，直到层内渗透率差异最小，层间差异最大。Cant (1984)提出了沉积剖面任意分层的分层技术。首先通过标准层确定目标层的顶部和底部，然后将厚层等厚或按比例分成若干层。早先& Bishop (1986)曾描述过将砂体中任意厚度的切片作为确定的层。由于这些技术没有考虑沉积意义，结果可能由于相交叉现象而难以预测。

后来，Cant (1988)提出了层序分析技术，根据明显的测井样式(如自然伽马曲线上明显的向上尖细序列)进行大面积的追踪对比。该技术的应用受到限制，因为其结果可能会跨越岩性体的边界。

上述方法往往侧重于储层的纵向划分，而没有针对平面划分提出一种有效的划分方法，这使得其在应用中有很多局限性。只有将垂向划分与平面划分相结合，才能建立符合油藏精细数值模拟、反映地下地质特征的地质模型。

20世纪60年代以后，我国提出注水开发过程中控制油水运动的基本单元是油砂体，并形成了一套以油砂体为核心的开发地质研究方法。自20世纪70年代以来，主力油层注入水突然激增，注入水在水平面上呈条带状水淹，导致渗透率差的油层和水平面上渗透率差的部分动用不良，剩余油较多，造成原油采收率低。在此期间，大庆油田提出进一步研究油层的沉积微相，总结了不同沉积微相的不同水驱特征。这些研究成果随后在中国各大油田展开。20世纪80年代以来，国内外勘探程度高的老油田相继进入高含水采油阶段。开发地质学家更加重视挖掘剩余油潜力和提高采收率，要求更加准确地描述地下剩余油分布和流体流动特征，迫使油藏描述向更深层次和更小规模发展，促进了流动单元概念的形成和发展。

那么，到底什么是流动单元呢？不同的学者对其含义有不同的理解。它最早是由赫恩·C·J于1984年提出的。赫恩在研究美国怀俄明州Hartzog Draw油田Shannon砂岩储层时，首次将Shannon砂岩划分为五个沉积相带。受沉积和成岩作用的影响，不仅沉积相带的物性变化很大，而且同一相带的物性变化也很大，即同一相带不同部位的“储集性能”不同，对生产动态的控制作用也不同。我们可以通俗地理解这句话，即在同一沉积微相段内，注水后水洗程度明显不同，强水洗段、弱水洗段、未水洗段共存于同一微相中。因此，沉积微相仍然可以细分为所谓的“流动单元”。就这样，赫恩克。j将流动单元定义为具有相似渗透率、孔隙度和层理特征的储层，该储层在水平和垂直方向上是连续的。进一步指出，流动单元的确定不仅取决于其地质特征和在垂向上的位置，还取决于其岩石物理性质，特别是孔隙度和渗透率。同时，赫恩还强调每个流动单元不是孤立的、相互联系的、非同质的。同一流动单元的孔隙度和渗透率在纵向和横向上都有变化。后来的研究者进一步补充和完善了流动单元的概念，认为流动单元是横向和纵向连续的、具有影响流体流动的相似岩石特征的储层岩体。这里的岩石特征包括岩性特征和物理特征。

根据各种国外文献，流动单元的定义如下:

(1)流动单元是指储层岩体(Hearn等人，1984)，其具有相似的岩相和岩石物理性质以及在垂直和水平方向上的连续性。

(2)流动单元是根据影响岩石中流体流动的地质和岩石物理性质的变化而进一步细分的岩体(Ebank et al .，1987)。

(3)流动单元是流体在储层中流动的通道，由连续且相对均质的储层、各种阻隔条件和各种窜流条件组成(Weber et al .，1986)。

(4)流动单元是给定岩体中具有相似水力特征的岩体(Barr等，1992)。

(5)流动单元是储层岩石总体积中具有代表性的基本体积，其影响流体流动的地质和岩石物理性质是恒定的，可以与其他岩石体积相区别(Amaefule，1993)。

值得指出的是，我国开发地质学家邱义南先生认为，流动单元是砂体内部储层结构的一部分。同时他也指出，流动单元是一个相对的概念，要根据油田的地质和开发条件来确定，并给出了流程图。

在1996中，穆龙新等人进一步阐述了邱义南先生的思想，认为储层的非均质性从宏观到微观有层次，油田处于一定阶段，某一层非均质性引起的矛盾是主要矛盾。此时下一层的非均质性可视为均质，即作为油水运动的基本单元，所以“流动单元”的内涵要针对开发生产中面临的问题。

表8-6不同开发条件下流动单元的含义及确定方法(根据穆龙新等，1996)

他们认为流动单元应该是指由边界限制、不连续的薄夹层、各种沉积微界面、小断层和渗透率差异等因素造成的渗流特征一致的油砂体和储层单元。在小层或单层砂体中，可能细分为多个流动单元，也可能是油砂体本身。高含水后期主要是解决层内非均质性引起的矛盾，因此厚层内的流动单元应该是岩石物理相或孔隙几何相。

综上所述，本书认为流动单元首先是相对独立的连通单元，是储层特征参数相近的储层单元。这一概念决定了有必要将横向和纵向相对均质的流动单元分为两个步骤。首先识别等时地层边界、夹层和断层，将储层划分为一系列相对独立的、不与外界进行流体交换的连通单元。克罗斯认为，虽然有许多地层的自然界面与岩石物理界面不对应，但岩石物理界面与地层边界不一致的情况要少得多。油田大部分断层是封闭的，即使不封闭，两侧储层连通性也很差。因此，通过对比可以确定储层的边界和断层，将储层划分为若干个相连的单元。然后，确定连通单元中的储层特征参数的差异，该差异决定了连通单元中流体渗流的差异

2.流动池模型

流动单元模型是由许多流动单元块组成的模型。砂岩储层流动单元的发育特征和空间分布受沉积作用、构造作用和成岩作用控制。在垂向上，常被隔断、夹层(沉积和成岩)和微地质界面分隔；横向上受沉积微相、单砂体、内部储层结构、不连续薄夹层、物性非均质性和断层遮挡的限制。在空间上分为相互联系的块体单元，每个块体都是具有一定范围物性和相似结构的相对均质单元，每个块体都具有相对独立的地质特征和传导性。这种非均质形式完全不同于以等值线为代表的连续渐变非均质模型，既反映了单元间岩石物性和单元边界的差异，又突出了同一流动单元内储层物性的相似性。

在油田高含水后期建立流动单元模型，可以实现储层的精细定量描述和合理粗化，保持其原始结构和参数变化的非均质性，从而准确模拟储层开发动态和剩余油的空间分布，有效指导油田开发调整。油田高含水后期精细油藏描述的基本单元应该是流动单元。