斷塊區(qū)巖性油藏剩余油分布特征及挖潛方法
——以松遼盆地葡北油田葡萄花油層為例

劉宗堡，楊鐵軍，龔 勛，劉洪濤，劉云燕

（1．東北石油大學地球科學學院，黑龍江大慶 163318； 2．中國地質大學（北京）能源學院，北京 100083； 3．大慶榆樹林油田開發(fā)有限責任公司，黑龍江 大慶 163000； 4．大慶油田有限責任公司 第七采油廠，黑龍江 大慶

163517； 5．大慶油田有限責任公司第八采油廠，黑龍江大慶 163514）

斷塊區(qū)巖性油藏剩余油分布特征及挖潛方法
——以松遼盆地葡北油田葡萄花油層為例

劉宗堡1，楊鐵軍2，3，龔 勛1，劉洪濤4，劉云燕5

（1．東北石油大學地球科學學院，黑龍江大慶 163318； 2．中國地質大學（北京）能源學院，北京 100083； 3．大慶榆樹林油田開發(fā)有限責任公司，黑龍江 大慶 163000； 4．大慶油田有限責任公司 第七采油廠，黑龍江 大慶

163517； 5．大慶油田有限責任公司第八采油廠，黑龍江大慶 163514）

受斷層遮擋和斷砂配置關系影響，斷塊區(qū)巖性油藏剩余油分布十分復雜．分析葡北油田葡萄花油層正向構造識別、沉積微相解剖、斷層側向封閉性和‘斷—砂’匹配樣式，認為斷塊區(qū)巖性油藏剩余油主要受“勢—斷—相”及其匹配關系控制，即斷塊邊部正向斷圈和內(nèi)部微幅度構造高點控制剩余油富集部位；斷層側向封閉性影響剩余油富集程度；淺水三角洲水下分流河道及主體席狀砂構成剩余油富集優(yōu)質儲層；斷層與砂體匹配樣式?jīng)Q定剩余油富集層位．建立4種剩余油類型，提出斷塊邊部遮擋型剩余油鉆大斜井，微幅度構造型剩余油鉆高效加密直井，河道注采不完善型剩余油鉆水平井，席狀砂非均質性型剩余油采用油井壓裂等挖潛方法．該研究結果對高含水期斷塊油田高效開發(fā)具有指導意義．

斷塊區(qū)；巖性油藏；剩余油；分布特征；挖潛方法；葡萄花油層；葡北油田；松遼盆地

0 引言

我國東部陸上主力油田經(jīng)過多年開采已經(jīng)進入開發(fā)中后期，剩余油挖潛成為油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的關鍵［1—2］，地下剩余油分布具有“整體分散、局部集中”的特點，因此準確預測儲層中剩余油富集部位及進行有效挖潛是高含水期油田注采井網(wǎng)調整的基礎和關鍵［3—4］．松遼盆地葡北油田為高密度斷層分割和三角洲前緣薄窄砂體形成復雜的斷塊巖性油藏，經(jīng)過近40年開發(fā)，已經(jīng)進入高含水期，這類油藏剩余油的研究主要集中在油藏數(shù)值模擬［5］、孔吼結構［6］、水淹狀況［7］和儲層非均質性［8］等方面，缺少對多元地質因素的綜合分析．通過對正向構造識別、沉積微相解剖、斷層側向封閉性和‘斷—砂’匹配樣式綜合分析，筆者總結葡北油田葡萄花油層剩余油富集的主控因素及分布規(guī)律，對指導斷塊區(qū)巖性油藏剩余油挖潛具有重要意義．

1 地質概況

葡北油田在構造上位于松遼盆地大慶長垣南部的葡萄花構造北端，西北與高臺子構造以向斜相接，東北與太平屯構造以向斜相接，南北長約為31km，東西寬約為12km，整體表現(xiàn)為一個隆起幅度高、構造面積大和傾角平緩的穹窿狀背斜（見圖1）．葡北油田主要含油層位葡萄花油層PⅠ油層組為松遼盆地北部物源控制下發(fā)育的三角洲前緣亞相沉積體系，巖性組合為一套細粒砂巖與灰綠色粉砂質泥巖．自1977年投入開發(fā)以來，研究區(qū)經(jīng)歷2次井網(wǎng)加密調整，油氣累計采出程度為22%，綜合含水率大于80%，其中葡萄花油層頂面被8條斷層分割，共發(fā)育7個油水獨立的斷塊單元，寬緩背斜構造背景下的三角洲前緣砂泥薄互儲層和斷層交叉匹配構成松遼盆地北部重要的巖性油藏分布區(qū)．

2 剩余油形成與分布主控因素

2．1 斷塊邊部正向斷圈和內(nèi)部微幅度構造高點

葡北油田葡萄花油層整體表現(xiàn)為向東西兩側傾沒的寬緩背斜，同時受盆地東西向拉張作用影響形成的斷層均為正斷層，因此葡萄花油層斷層與地層配置關系主要表現(xiàn)為順向斷層、反向斷層、屋脊式斷層、反屋脊式斷層和逆牽引斷層，斷層和地層不同組合樣式造成斷塊邊部和內(nèi)部剩余油分布特征差異較大．分析全區(qū)7個獨立斷塊276條斷層幾何學特征（走向、傾向、斷距和延伸長度），以及地層傾向匹配形成的剩余油類型、分布部位、富集程度和挖潛鉆井方式，結合圈閉面積、油柱高度、注采井網(wǎng)和動用狀況，認為反向斷層剩余油最為富集，其次為屋脊式斷層、順向斷層和逆牽引斷層，反屋脊式斷層附近一般很難形成剩余油，確定斷塊邊部正向斷圈和內(nèi)部微幅度構造高點為斷塊區(qū)剩余油富集有利部位（見圖2）．

圖1 葡北油田構造位置Fig．1 Structure location of Pubei oilfield

圖2 葡萄花油層斷層與地層配置關系Fig．2 The configuration relationship with fault and stratigraphic of Putaohua reservoir

2．2 斷層側向封閉性

葡北油田開發(fā)早期發(fā)現(xiàn)葡32號斷層兩側竄水，隨著后期注水壓力的增加，其他井區(qū)也出現(xiàn)斷層滲漏現(xiàn)象，表明斷層側向封閉性對斷塊區(qū)剩余油富集程度具有重要影響．葡萄花油層儲層類型為砂泥薄互層的三角洲前緣亞相沉積，斷距規(guī)模小，因此斷層側向封閉類型為巖性對接和泥巖涂抹．同一地區(qū)斷層封閉的油柱高度受控于斷裂帶內(nèi)SGR（頁巖斷層泥比率）值［9］．采用Traptester軟件，選取葡北油田兩斷塊邊界斷層定量評價側向封閉性，首先建立斷層的三維構造框架模型；然后計算斷裂的構造屬性值（深度、傾角、走向和斷距）及封閉屬性（巖性對接和SGR值）（見圖3）．為確定斷層的臨界注水壓力，指導斷塊區(qū)開發(fā)調整，建立斷層面某點SGR值與該點可支撐的最大烴柱高度的函數(shù)關系：

圖3 斷層SGR封閉屬性Fig．3 The fault sealing property of SGR

式中：AFPD為斷面兩側壓力差；h為斷層面某點支撐的烴柱高度；SGR為斷層面某點斷層泥比率；c為與深度有關常數(shù)；ρw為油藏中水的密度；ρo為油藏中油的密度；g為重力加速度；d為與地質條件有關常數(shù)．

統(tǒng)計14條斷層附近105口開發(fā)井注水壓力、實際過斷層面壓差、可支撐最大過斷層面壓差（通過SGR值計算）和臨界注水壓力，建立葡北油田葡萄花油層斷裂側向封閉失效包絡線及函數(shù)關系（見圖4）．由圖4可以看出：4條斷層注水壓力接近臨界突破壓力，建議維持或適當降低相應斷層面注水壓力；3條斷層注水壓力遠小于臨界壓力，建議逐漸增大相應斷層面注水壓力．

2．3 水下分流河道及主體席狀砂

沉積微相時空展布控制儲層巖性、物性及非均質性的平面和垂向變化，進而影響剩余油空間分布特征［10—11］．松遼盆地葡萄花油層沉積時期水體很淺，地形平緩，受湖平面頻繁波動影響，低水位期河道向前快速推進，形成大量順直型分叉的分流河道砂體，高水位期水下分流河道繼承性保存，受水體淺、物源供給強和波浪改造弱影響，在分流河道末端及兩側形成小面積穩(wěn)定的席狀砂和漫流砂．26個時間單元沉積微相揭示：葡萄花油層主要發(fā)育河控淺水三角洲前緣亞相沉積，微相類型以水下分流河道和各類席狀砂為主，較少發(fā)育河口壩、決口扇和天然堤等微相．這種寬緩背斜控制下的河控薄窄砂體受南北向斷層分割，形成復雜的斷塊巖性油藏，其中水下分流河道和主體席狀砂微相儲層物性和平面連通性好，構成油氣富集的優(yōu)質儲層，砂體走向以近南北向為主，與斷塊邊界斷層小角度相交．由于斷塊邊部斷層多為繼承性活動的同生斷層，表現(xiàn)為早期多條小斷層為逐漸分段生長、鏈接形成，造成斷層分段生長點為分流河道有利通過部位，并且受斷層側向遮擋和砂體發(fā)育影響，構成剩余油富集區(qū)（見圖5）．

圖4 斷裂側向封閉失效包絡線Fig．4 The lateral sealing failure envelope of fault

圖5 葡萄花油層不同水位期沉積微相Fig．5 The different water—level period sedimentary microfacies of Putaohua reservoir

2．4 斷層與砂體匹配樣式

斷塊區(qū)不同類型砂體與斷層配置關系控制剩余油空間分布位置和富集程度．由于葡北油田葡萄花油層微幅度構造和斷層特征具有較好繼承性，所以影響時間單元內(nèi)剩余油富集的主要因素為葡萄花油層主要儲油砂體分流河道和席狀砂的平面展布特征．分析不同構造背景下斷層、砂體的匹配關系、組合特征和剩余油分布特征，建立斷塊區(qū)4類7亞類剩余油富集樣式，結合井網(wǎng)注采關系，認為反向斷層分流河道型剩余油圈閉面積最大、油柱高度最高，且在全區(qū)最發(fā)育，為斷塊區(qū)最好的剩余油類型；然后依次為正向斷層分流河道型剩余油、分流河道微幅度型剩余油、分流河道注采不完善型剩余油、席狀砂正反向斷層遮擋型剩余油、席狀砂微幅度構造型剩余油和席狀砂非均質性型剩余油（見表1）．

表1 葡萄花油層斷層與砂體匹配控樣式Table 1 The configuration type with fault and sandbody of Putaohua reservoir

3 剩余油類型及富集部位

沉積微相揭示單砂體內(nèi)部油水滲流單元及儲層非均質性，與注采井網(wǎng)、開發(fā)過程結合，可較好地分析剩余油類型及富集部位（層位及部位）［12—13］．在斷砂匹配關系和微幅度構造特征分析基礎上，識別斷塊區(qū)斷層邊部遮擋、微幅度構造高點、河道注采不完善和席狀砂非均質性4類剩余油．斷層邊部遮擋型剩余油是指在斷層與河道砂體對接的位置，由于井網(wǎng)不規(guī)則或斷層的遮擋造成在斷層邊部剩余油富集，并且由于構造有利，斷層上升盤一側剩余油更為富集．微幅度構造高點型剩余油是指在開發(fā)至高含水階段時，在微型的構造突起部位由于注入劑波及不到而形成剩余油富集，一般分布范圍較小．河道注采不完善型剩余油是指由于三角洲前緣分流河道砂體規(guī)模窄小且在井間長距離穿過，造成局部注采井網(wǎng)不完善而形成剩余油富集．席狀砂非均質性型剩余油是指由于席狀砂內(nèi)部受厚度、距離河道遠近和波浪改造作用影響，物性變化較大，局部井區(qū)水波及不到和動用程度差的剩余油富集（見圖6）．

結合葡萄花油層各時間單元砂巖有效厚度、井網(wǎng)控制程度、壓裂、補孔等分析，刻畫研究區(qū)4類8個剩余油富集井區(qū)，提取相關儲量參數(shù)，計算剩余油儲量為440萬t．

圖6 剩余油類型及富集部位Fig．6 The remaining oil type and enrichment site

4 不同類型剩余油挖潛措施

針對斷塊區(qū)不同類型剩余油分布特征，采用不同鉆井方式挖潛［14—15］．（1）針對斷塊邊部遮擋型剩余油，首先根據(jù)斷層與地層配置關系進行構造選區(qū)（初選）；然后結合油層有效厚度落實具體井區(qū)；再依據(jù)各單元有效厚度、斷層側向封閉性、沉積微相和儲層動用狀況設計大斜井挖潛．（2）對于微幅度構造型剩余油，主要參考主力單元微幅度構造特征、沉積微相和注采關系鉆高效加密直井．（3）水平井具有泄油面積大、開采井段長等優(yōu)勢，可以將多個條帶狀展布的分流河道型剩余油砂體串起來，改善儲量動用狀況，提高采收率．對于河道注采不完善型剩余油鉆水平井．（4）席狀砂微相內(nèi)的剩余油以成片分布型為主，由于物性差，注水很難見效，導致動用較差，采用油井壓裂，增油效果明顯．對于席狀砂非均質性型剩余油采用油井壓裂．

5 結論

（1）松遼盆地葡北油田斷層區(qū)巖性油藏剩余油形成與分布受控于不同構造背景下的斷層與砂體配置關系：正向構造控制剩余油富集部位；斷層側向封閉性影響剩余油富集高度；優(yōu)質儲層構成剩余油富集單元；斷砂匹配樣式?jīng)Q定剩余油富集層位．

（2）在斷砂匹配關系、微幅度構造和儲層動用狀況分析基礎上，建立斷塊區(qū)巖性油藏斷層邊部遮擋、微幅度構造高點、河道注采不完善和席狀砂非均質性4種剩余油類型，對斷塊邊部遮擋型剩余油鉆大斜井，對微幅度構造型剩余油鉆高效加密直井，對河道注采不完善型剩余油鉆水平井，對席狀砂非均質性型剩余油采用油井壓裂．

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TE122．2

A

2095—4107（2013）04—0032—07

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．04．005

2013—04—27；編輯：張兆虹

黑龍江省教育廳科技項目（12521060）

劉宗堡（1982—），男，博士，副教授，主要從事層序地層學與油氣田開發(fā)地質方面的研究．