基于含油飽和度主控因素預測圈閉聚油潛力的新方法

王正來

（大慶油田有限責任公司 海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

海拉爾油田是大慶油田4×107t硬穩(wěn)產，油氣當量重上5×107t戰(zhàn)略的重要支撐.貝中油田位于海拉爾盆地貝中凹陷南部，主要開采層系大磨拐河組、南屯組、布達特群共提交探明石油地質儲量6.59×107t[1]，是海拉爾油田重要的勘探、開發(fā)區(qū)塊之一.2009年投入開發(fā)至今，共動用石油地質儲量2.99×107t，未動用比例為54.7%.根據彭建亮等對貝中凹陷南屯組儲層特征分析及評價結果[2]，未動用地質儲量多為Ⅱ（中等）、Ⅲ（差）類儲層，含油飽和度分布連續(xù)性差，油水關系十分復雜，開發(fā)難度較大[3－5].

有關研究多集中在斷陷盆地成藏機制及斷裂系統(tǒng)對油水分布控制作用等方面[6－8].芮洪敏等研究貝中地區(qū)原油地球化學特征與油源，認為貝中原油具有相同的油源，且主要來自于南屯組地層[9]，屬于近油源、自生自儲型油藏.付廣等研究海塔盆地斷裂系統(tǒng)及對油氣的控制作用，總結5種斷裂控油模式，將斷圈劃分為二型六類，認為圍繞富烴洼陷發(fā)育受油源斷層控制的圈閉是油氣運聚成藏的有利目標區(qū)[10].呂延防等研究貝中凹陷油氣生成與聚集規(guī)律，認為扭動構造帶活動時期與油氣大規(guī)模成藏時間一致，受其間調節(jié)斷層遮擋，油氣多在大斷裂附近聚集成藏[11].準確把握斷圈含油飽和度分布的主控因素，對指導未開發(fā)儲量區(qū)塊有效動用及勘探目標選擇具有重要意義.

為加快海拉爾盆地已探明地質儲量有效動用，筆者以海拉爾盆地貝中油田南屯組一段儲層含油飽和度分布主控因素分析為指導，結合測井精細解釋結果及生產動態(tài)資料，建立近油源、自生自儲型油藏圈閉聚油潛力預測新方法，對儲量面積內同類型未開發(fā)區(qū)塊開發(fā)井布井潛力進行預測.

1 主控因素

貝中油田屬于近油源、自生自儲型油藏，全區(qū)烴源巖質量好、熱演化程度高、生烴量大、聚集量豐富[12].由于油源較近且儲層物性極差，油氣不具備長距離運移條件[13]，在浮力、毛管力和水動力的共同作用下，主運移通道及烴灶附近圈閉成為油氣聚集和油水分異的主要場所.圈閉只有達到一定的閉合高度，油氣才具備足夠浮力克服毛管阻力，驅替原始儲層流體聚集成藏.因此，儲層含油飽和度分布主要受油水密度差、油柱高度及儲層物性控制.在油源相同條件下，油水密度差變化不大，影響含油飽和度分布主控因素簡化為油柱高度和儲層物性.

應用貝中油田開發(fā)井數據，結合錄井及測井解釋結果，計算單井油柱高度，以取心井孔隙度、滲透率、飽和度分析，結合多元線性回歸等方法計算儲層滲透率（K）及含油飽和度（So），建立南一段儲層不同滲透率條件下，油柱高度（Ho）與儲層含油飽和度關系（見圖1）；精度受油柱高度計算精度、滲透率解釋模型精度及含油飽和度解釋模型精度控制.

由圖1可知，儲層含油飽和度受油柱高度及儲層物性控制作用明顯.在相同滲透率條件下，隨油柱高度的抬升，儲層的含油飽和度單調遞增，符合毛管壓力曲線特征；在相同油柱高度條件下，不同滲透率儲層對應的含油飽和度存在差異，反映儲層物性對含油性影響；物性越好，毛管壓力越小，油氣充注程度越高，儲層含油飽和度越高.

圖1 油柱高度與含油飽和度關系Fig.1 Relationship between oil column height and oil saturation

2 預測模型

2.1 儲層含油性

油柱高度與儲層物性控制近油源、自生自儲型油藏含油飽和度分布.通過主控因素參數求取，建立與儲層含油性的函數關系，確定不同儲層物性條件下，形成一定含油飽和度的油柱高度，即可定量預測圈閉聚油潛力.結合不同滲透率下油柱高度與含油飽和度關系，建立貝中油田南屯組一段兩類主要儲層（低滲透儲層1×10－3μm2＜K＜10×10－3μm2）、中滲透儲層10×10－3μm2≤K＜100×10－3μm2）油柱高度與含油飽和度關系式，即

根據貝中油田巖心分析結果，貝中油田南一段儲層油水層含油飽和度界限為55%.應用建立的關系式，確定不同滲透率條件下，形成純油層的最小油柱高度界限.當儲層滲透率在（10～100）×10－3μm2之間，油柱高度大于19.0m，或當儲層滲透率在（1～10）×10－3μm2之間，油柱高度大于45.9m時，油氣具備足夠浮力克服毛管壓力，驅替原始地層水，進行油水分異，可在儲層頂部形成純油層；當油柱高度小于這一界限值時，油水分異不充分，儲層多以同層或水層為主.

圖2 油柱高度與單井日產油量關系Fig.2 Relationship between oil column height and single well daily oil production

2.2 初期產能

油柱高度與儲層物性控制儲層含油飽和度分布，對這類油藏開發(fā)井初期產能也應具有一定控制作用.

應用貝中油田開發(fā)井動態(tài)數據及儲層參數精細解釋結果，建立不同滲透率條件下，單井油柱高度與初期日產油量（Qo）關系（見圖2）；精度受動態(tài)數據采集精度、油柱高度計算精度及滲透率解釋模型精度控制.

由圖2可知，油柱高度與初期日產油量呈正相關，隨油柱高度的抬升，單井初期日產油量顯著增加，但相關性與規(guī)律性較差.通過細分儲層滲透率等級，在不同儲層物性條件下，油柱高度與初期日產油量之間顯示較好的相關性.在相同油柱高度條件下，由于儲層物性差異，單井初期日產油量相差2～6t.

通過曲線擬合，建立貝中油田低滲透儲層（1～10）×10－3μm2、中滲透儲層（10～100）×10－3μm2油柱高度與單井初期日產油關系式，即

應用關系式（3～4），已知儲層物性及單井油柱高度，可定量計算單井初期日產油量.

2.3 預測方法

未開發(fā)圈閉依靠探井、評價井巖心分析數據；可得到儲層物性數據；但僅依靠探評井信息，無法得到圈閉內不同位置的油柱高度.由圈閉概念可知，圈閉幅度（H）是圈閉最高點至溢出點之間的距離，圈閉幅度并不能代表油井的油柱高度.準確計算單井油柱高度，需要得到圈閉形狀、圈閉面積、圈閉短軸半徑長度、單井到圈閉最高點之間的水平投影距離、地層傾角等參數，且不同圈閉，參數發(fā)生變化，建立公式適應性不強.圈閉內油井的平均油柱高度（ˉHo）僅與圈閉幅度相關，受其他參數影響較小.

通過平均油柱高度與圈閉幅度關系，應用關系式（1～4），計算儲層平均含油飽和度及平均單井初期產能.希55－51、希53－61斷塊圈閉構造見圖3.

圖3 希55－51、希53－61斷塊圈閉構造（單位：km）Fig.3 Xi55－51、Xi53－61fault block trap geotectonic map（unit：km）

希55－51斷塊圈閉是貝中油田面積較大的圈閉之一，西北部和東南部被斷層切割，北部近NS向延伸的大斷層控制該斷塊的發(fā)育，整體西北高東南低.南一段油層以中滲透（10～100）×10－3μm2儲層為主，圈閉幅度為180m，圈閉面積為1.69km2，共有油水井38口，平均單井油柱高度為82.5m.希53－61斷塊圈閉位于希55－51斷圈東部，南一段油層以低滲透（1～10）×10－3μm2儲層為主，圈閉幅度為110 m，圈閉面積為0.72km2，共有油水井14口，平均單井油柱高度為43.5m.

圈閉幅度與其內部油井的平均油柱高度存在線性關系.若油源充足，那么平均油柱高度與圈閉幅度相關，與圈閉半徑、面積等參數無關，即

應用不同物性條件下油柱高度與含油性之間的關系式（1），得到貝中油田形成油層的最小圈閉幅度界限：對于低滲透儲層（1～10）×10－3μm2，形成油層的最小圈閉幅度界限為115.6m；對于中滲透儲層（10～100）×10－3μm2，形成油層的最小圈閉幅度界限為41.5m（見表1）.

表1 貝中油田不同滲透率圈閉幅度與儲層流體性質關系Table 1 Beizhong oilfield relationship between trap amplitude and fluid properties

2.4 方法驗證

希13斷塊，圈閉幅度為190m，單井油柱高度為45～120m，平均油柱高度為86.2m，初期平均單井日產油為5.85t，含水率為17.5%.該圈閉南一段為低滲透儲層，應用關系式（5～6）計算平均油柱高度為87.0m，初期日產油為5.5t，儲層平均含油飽和度為69.3%，產出液以純油為主.希43－53斷塊，圈閉幅度為120m，單井油柱高度為23.7～87.6m，平均油柱高度為61.0m，初期平均單井日產油為2.7t，含水率為47.1%.該圈閉南一段為低滲透儲層，應用關系式（5～6）計算平均油柱高度為55.0m，初期日產油為2.6t，儲層平均含油飽和度為59.1%，產出液主要為油水同出特征（見表2）.

通過貝中油田開發(fā)圈閉動靜態(tài)數據統(tǒng)計知，應用平均油柱高度計算平均單井日產油量及儲層含油性范圍與實際動靜態(tài)數據吻合，建立的關系式及方法準確性得到驗證.

3 預測實例

貝中油田作為近油源、自生自儲型油藏，具有滿凹含油的趨勢[14]，但富油氣凹陷中并非所有的油氣聚集都有開采價值，尋找含油飽和度分布的主控因素及分布規(guī)律，是在油氣聚集單元內尋找有利“甜點”區(qū)的關鍵.

運用相干體切片、等時切片、瞬時頻率、瞬時相位時間切片與剖面等方法重新識別斷層，并運用立體可視化方法驗證斷層走向與平面組合關系，落實貝中油田南一段頂面儲量范圍內未投入開發(fā)的構造圈閉12個.落實的圈閉均為斷圈，由單條或多條斷層相交而成，圈閉面積為0.03～0.51km2，圈閉幅度為12.5～216.0m.應用圈閉幅度與平均油柱高度及初期日產油關系式（3～6），對聚油潛力進行定量預測（見表3）.預測結果顯示，圈閉1平均油柱高度為99.0m，預測投產初期平均單井日產油為5.5t，圈閉2平均油柱高度為58.0m，預測投產初期平均單井日產油為3.0t，均具有較好的開發(fā)效果.

表2 貝中油田希13、希43－53圈閉參數及動靜態(tài)信息Table 2 Beizhong oilfield Xi13and Xi43－53trap parameter calculation and dynamic ＆static information

圖4 貝中油田南一段未開發(fā)圈閉頂面構造（單位：km）Fig.4 Beizhong oilfield the first member of Nantun formation undeveloped trap top geotectonic map（unit：km）

表3 貝中油田南一段未開發(fā)圈閉潛力預測數據Table 3 Beizhong oilfield the first member of Nantun formation undevelopment trap potential prediction data

4 結論

（1）圈閉幅度與儲層物性控制近油源、自生自儲型油藏含油飽和度分布，在物性相同條件下，含油飽和度分布僅與圈閉幅度相關，受其他參數影響較小.

（2）形成一套近油源、自生自儲型油藏圈閉潛力預測方法，提出油層的最小圈閉幅度概念，確定貝中油田的最小圈閉幅度界限值：當10×10－3μm2≤K＜100×10－3μm2時，圈閉幅度界限為41.5m；當1×10－3μm2＜K＜10×10－3μm2時，圈閉幅度界限為115.6m.

（3）圈閉幅度與儲層物性控制儲層含油飽和度分布，通過選取典型斷塊建立圈閉幅度與油柱高度的關系，能夠簡便、有效定量預測圈閉聚油潛力及開發(fā)潛力，可推廣至烏爾遜油田同類型油藏，具有較好應用前景.

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