——以溫西三塊水淹層評價為例"/>
張予生,孫萬明,葉志紅,夏元劍,謝 華,計 然
(中油測井有限公司 吐哈事業(yè)部,新疆 鄯善 838202)
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·地球科學(xué)·
辮狀河三角洲前緣評價剩余油分布的水淹模式
——以溫西三塊水淹層評價為例
張予生,孫萬明,葉志紅,夏元劍,謝 華,計 然
(中油測井有限公司 吐哈事業(yè)部,新疆 鄯善 838202)
針對溫西三塊辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體受河道水流和湖浪雙重作用,砂體結(jié)構(gòu)特征及賦存狀態(tài)復(fù)雜,在注水開發(fā)中水淹程度及其測井響應(yīng)具有不同的變化特征,提出了辮狀河三角洲前緣評價剩余油分布的7種水淹模式。不同水淹模式分布發(fā)育于不同的微相單滲砂或疊置單滲砂層中,它們在注水開發(fā)中,由于油層層內(nèi)或?qū)娱g差異引發(fā)注入水線推進(jìn)不均勻,造成油層內(nèi)部或油層間縱向和橫向?qū)娱g干擾,形成中弱水淹或未水淹層。其中主體微相河道正向單滲、河道疊置滲水淹模式,注水開發(fā)水線推進(jìn)時有不均,常在油層上部或疊置層間差異層形成中弱水淹層位;非主體微相席狀砂滲、遠(yuǎn)砂滲注水開發(fā)水線推進(jìn)差,常形成全層段弱水淹或未水淹層位。它們分別造成目的層段已動用油層和基本未動用油層的剩余油分布及挖潛部位。該研究以實例,具體分析了不同沉積微相控制水淹模式的測井響應(yīng)特點及其解釋方法,闡明了該區(qū)水淹層剩余油挖潛的主要方向和目標(biāo)。
辮狀河三角洲前緣;主體及非主體微相;水淹模式;剩余油分布;溫西三塊
溫西三塊三間房組處于辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩及其邊遠(yuǎn)梢微相帶中,三角洲前緣儲集砂體總體受其河道水流及其湖浪雙重作用,其主體微相砂體是由主體河道多期沉積形成[1],沉積微相在平面上錯綜分布,剖面上相互連接形成具有非均質(zhì)分布的多段層間差異儲層;非主體微相砂又受河流或湖浪改造形成不同類型的席狀砂、遠(yuǎn)砂薄差儲層[2]。這些在不同時期形成的不同類型的河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體,它們在注水開發(fā)中,油層物理性質(zhì)將發(fā)生一系列變化[3],注水開發(fā)在各單滲砂層之間及單滲砂層內(nèi)部水淹程度的變化,在該區(qū)目的層段形成河道正向單滲、河道正向疊置滲、河道均質(zhì)單滲、河口壩反向單滲、河口壩反向疊置滲、河道邊梢席狀砂滲、河道遠(yuǎn)梢遠(yuǎn)砂滲7種水淹模式[4]。不同水淹模式分布發(fā)育于不同的微相單滲砂或疊置單滲砂層中,它們不但受沉積時期水動力條件、物源供應(yīng)能力、沉積速度變化及特征控制,而且特別受到注水開發(fā)水淹程度變化的影響,造成水淹儲層的巖石物理性質(zhì)變化和測井曲線形態(tài)的響應(yīng)特征變化[5]。為此,有必要利用該區(qū)辮狀河三角洲前緣不同沉積微相形成的水淹模式研究剩余油分布,闡明主體微相已動用油層和非主體微相基本未動用油層剩余油分布及挖潛的部位。
水下分流河道為該研究區(qū)的優(yōu)勢微相帶,它構(gòu)造出辮狀河三角洲前緣的骨架砂體。水下分流河道是陸上平原分流河道入湖后在水下的延伸。由于辮狀河三角洲的河流作用強(qiáng),其推移質(zhì)/懸移質(zhì)比值較高,水體流速較大,具有較為明顯的陸上河流向水下河流的沖刷能力,各期水下分流河道砂體底部常具明顯的沖刷面,形成垂向上單一旋回正韻律或多個復(fù)合正韻律疊置體。河道單滲砂體表現(xiàn)為底部巖性粗,向上過渡為較細(xì)砂巖,頂部沉積泥質(zhì)巖標(biāo)志了一個正旋回的結(jié)束,反映出水動力從高到低直至河道廢棄的一個完整過程[6]。一般正向旋回的河道單滲砂層可依正向韻律發(fā)育程度劃分為河道正向單滲層與河道均質(zhì)單滲層兩種沉積模式[7]。河道復(fù)合砂體常呈連片分布正韻律疊置體,它是由于水下分流河道橫向遷移形成河道復(fù)合體,縱向上分流河道之間可能存在滲流屏障,如底部鈣質(zhì)層、泥質(zhì)披蓋等,也可能局部見河道間泥質(zhì)沉積。但是,由于水下分流河道沖刷使其疊置體之間泥質(zhì)多被侵蝕剝離,形成了分布于水下分流河道復(fù)合體之間斑斑塊塊的河道韻律夾層[6]??傮w來說,由于后期水流對前期沉積砂體沖刷充填規(guī)模強(qiáng)弱的差別,使疊置河道砂體間砂體縱橫交錯,接觸關(guān)系復(fù)雜,形成了滲透性差異明顯的河道疊置滲正韻律復(fù)合砂體,其一般劃分為河道疊置單滲砂層沉積模式[7]。
上述河道發(fā)育的正向單滲、疊置單滲砂和均質(zhì)單滲砂層沉積于河道正向旋回沉積模式,在注水開發(fā)中,注入水線向下、油氣線向上,分別形成河道正向單滲、河道疊置單滲和河道均質(zhì)單滲的水淹模式[8](見圖1)。
圖1 河道形成的水淹模式注水水線推進(jìn)模型Fig.1 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by channel
1.1 河道正向單滲水淹模式
河道正向單滲地層分布發(fā)育于水下分流河道主體微相帶中,其由于辮狀河三角洲河流作用強(qiáng),導(dǎo)致水上分流河道入湖后仍向下切蝕沖刷,持續(xù)向湖內(nèi)流動形成正韻律沉積能量,反映出沉積環(huán)境水動力條件由強(qiáng)變?nèi)?;地層由下至上巖石顆粒逐漸變細(xì),滲透性也由下而上逐漸變小[8]。注入水沿下部高滲部位突進(jìn)較快,下部油層水淹嚴(yán)重,注入水線表現(xiàn)為向下偏推進(jìn)趨勢(見圖1A);上部滲透率降低,注入水難于滲入,油層水淹程度較低,從而在油層上部形成弱水淹和未水淹部位,形成油層頂部剩余油分布富集和挖潛的主要水淹模式之一[9]。
圖2為研究區(qū)wx3-3t4井J2S23層2 413.0~2 433.0 m層段河道正向單滲水淹模式形成的剩余油分布圖,其層段自然電位、自然伽馬曲線略顯鐘形,層段下部自然電位基線有明顯偏移,下段井徑微縮且徑向穩(wěn)定;雙感應(yīng)電阻率中下部較上部明顯降低;聲波時差亦下部比上部高,密度下部比上部低。測井響應(yīng)反映出油層中下部水淹嚴(yán)重,注入水水線往河道正向地層中下部高滲層推進(jìn),油層中下部已處于強(qiáng)水淹狀況,而油層上部水淹較弱,形成正向單滲剩余油分布部位。經(jīng)該層段上部2 413.2~2 418.2 m井段射孔,日產(chǎn)油15.8 t,日出水0.5 m3,含水2.9%。這證實河道正向單滲水淹模式在層段上部會形成剩余油分布富集部位。
1.2 河道正向疊置滲水淹模式
河道正向疊置滲地層分布發(fā)育于水下分流河道主體微相帶中,總體反映持續(xù)向湖內(nèi)流動形成復(fù)合疊置正韻律沉積能量,表現(xiàn)為強(qiáng)水動力、強(qiáng)沖刷侵蝕的沉積響應(yīng);縱向上有兩個或多個地層界面分隔疊置,形成粗—細(xì)—粗—細(xì)正韻律巖性疊置滲正向復(fù)合韻律層(見圖1B)。該類河道疊置滲正向?qū)訋r性相對均勻,整體粒度較粗,滲砂層厚度一般10~20 m,厚層可達(dá)20 m以上,地層由下至上巖石顆粒總體變細(xì),但粒度變化趨勢不明顯,韻律層也無明顯泥質(zhì)隔層。該類河道疊置滲正向?qū)与m自下而上粒級變細(xì),但由于河道疊置地層界面泥質(zhì)夾層或物性夾層分隔油層變化韻律性較為復(fù)雜,其夾層對油水在垂向上的運(yùn)移產(chǎn)生重要影響,這種復(fù)雜正向模式保證了注入水宏觀上總體相對均勻推進(jìn),可使油井穩(wěn)產(chǎn)時間較長,開發(fā)效果相對較好[7]。而部分疊置油層注水開發(fā)的層間干擾則是造成部分層段油層剩余油分布富集的主要模式,剩余油集中分布在注水動用較差的低滲、較低滲油層弱水淹和未水淹層段。它們表現(xiàn)在疊置高低滲油層交互狀況下,相對低滲油層注水啟動壓力高,特別在高滲油層干擾下,低滲油層吸水狀況更差,水驅(qū)程度低,甚至未水驅(qū),造成油層弱水淹、未水淹[8]。這種層間干擾在疊置油層多、層間非均質(zhì)性和差異大的油層中較為嚴(yán)重,它們亦為該區(qū)水淹油層剩余油挖潛的主要水淹模式[9]。
圖2 wx3-3t4井J2S23層2 413.0~2 433.0 m井段河道正向單滲水淹模式形成的剩余油分布圖Fig.2 wx3-3t4 well J2S23 strata 2 413.0~2 433.0 m remaining oil distribution formed by channel positive single permeability water flooding pattern
該河道正向疊置滲水淹模式高滲透層段總體位于油層底部,注入水線仍表現(xiàn)為略向下偏的推進(jìn)趨勢(見圖1B)。但是,層間干擾可能在厚層中間及頂部造成弱水淹的剩余油分布富集層段。
圖3為該區(qū)wx3-2z2井J2S23層2 290.0~2 307.0 m井段河道正向疊置滲水淹層評價成果,該層段由地層界面分隔形成疊置復(fù)合韻律層,它們在疊置層中部相對低滲段形成層間干擾層,自然電位、自然伽馬減小幅度偏小,雙感應(yīng)電阻率增高,聲波時差、中子降低,密度升高。經(jīng)該復(fù)合韻律層中部層間差異層2 297.3~2 301.0 m井段射孔,日產(chǎn)液11.2 t/d,日產(chǎn)油4.9 t/d,含水56.0%。這證實河道疊置韻律層中的層間差異層處于中水淹,具剩余油分布富集潛力。
1.3 河道均質(zhì)單滲水淹模式
河道均質(zhì)單滲地層亦發(fā)育于水下分流河道主體微相中,它亦是由于辮狀河三角洲河流作用強(qiáng),導(dǎo)致水上分流河道入湖后持續(xù)向湖內(nèi)流動形成相對穩(wěn)定的沉積能量特征。該模式系指滲透率在垂向上變化不大的韻律特征,使整個儲層呈均質(zhì)韻律或微顯正韻律變化;但正韻律變化特征不明顯,反映沉積環(huán)境的水動力條件是相對穩(wěn)定的。因此,形成的均質(zhì)滲儲層巖性、物性、含油性質(zhì)相對較好并趨于穩(wěn)定,測井響應(yīng)曲線反映出儲層在注水開發(fā)時效果最為明顯。開發(fā)中,注入水表現(xiàn)為均勻或略偏下的水線推進(jìn),水淹厚度大,水驅(qū)效率較高[7]。儲層測井響應(yīng)呈現(xiàn)強(qiáng)水淹特征[8](見圖1C)。
圖3 wx3-2z2井J2S23層2 290.0~2 307.0 m井段河道正向疊置滲水淹模式形成剩余油分布圖Fig.3 wx3-2z2 well J2S23 strata 2 290.0~2 307.0 m remaining oil distribution formed by channel positive superimposed permeability water flooding pattern
圖4為該區(qū)wx3-3o5井J2S22層2 378.0~2 394.0 m井段河道均質(zhì)單滲水淹模式形成的強(qiáng)水淹層圖例,該層段儲層巖性、物性較好,且單滲砂層厚度大,測井響應(yīng)曲線沿層段呈均質(zhì)對稱箱形高滲特征,自然電位、自然伽馬、井徑曲線都有明顯減小幅度;中子、聲波時差、密度曲線幅度減小且垂向變化穩(wěn)定,電阻率升高,其徑向變化不大。注水開發(fā)中,注入水線往河道高滲層段均質(zhì)推進(jìn),其河道均質(zhì)單滲層水驅(qū)厚度和范圍大,油層整體處于強(qiáng)水淹狀態(tài)。經(jīng)該層段上2 378.0~2 385.0 m井段射孔,日產(chǎn)油0.3 t,日產(chǎn)水21.0 m3,含水98.7%。這證實該河道均質(zhì)單滲水淹模式形成整體強(qiáng)水淹層,已無明顯剩余油分布富集。
河口壩微相分布發(fā)育于水下分流河道前緣,它是在河道入湖后,水下河道持續(xù)延伸中砂質(zhì)物質(zhì)由于河速降低而在河口附近湖區(qū)快速卸載的產(chǎn)物。該區(qū)河口壩規(guī)模較小,它由湍急洪水控制的辮狀河三角洲前緣水下河道快速堆積而成,其水下河道遷移性較強(qiáng),河口不夠穩(wěn)定,形成該區(qū)骨架砂體的次要儲集砂層。河口壩形成的反韻律沉積特征,在注水開發(fā)中表現(xiàn)為注入水線偏上,油氣線向下,分別形成河口壩反向單滲和河口壩反向疊置滲兩種水淹模式(見圖5)。
該河道前緣河口壩地層自下而上巖石顆粒逐漸變粗,孔滲特性變好,反映沉積環(huán)境水動力條件由弱到強(qiáng),形成滲透率向上逐漸變大的韻律特征[8]。其層段上部滲透率高,注入水首先沿上部推進(jìn)。隨著注入水在層段內(nèi)的持續(xù)滲濾,在油水重力和毛細(xì)管力的作用下,水驅(qū)厚度逐漸擴(kuò)大,中下部低滲透層也逐漸受到水淹,油層整體水淹較為嚴(yán)重,形成略偏上的水線推進(jìn),水淹厚度大,水驅(qū)效率高[9]。
圖4 wx3-3o5井J2S22層2 378.0~2 394.0 m井段河道均質(zhì)單滲水淹模式形成的強(qiáng)水淹層分布Fig.4 wx3-3o5 well J2S22 strata 2 378.0~2 394.0 m high water flooded layer formed by channel homogeneous single permeability water flooding pattern
圖5 河口壩形成的水淹模式注入水線推進(jìn)模型Fig.5 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by mouth bar
圖6為該區(qū)wx3-2t43井J2S32層2 380.0~2 400.8 m井段河口壩反向單滲水淹模式形成強(qiáng)水淹層的圖例,層段上部儲層巖性、物性較好,測井響應(yīng)呈反向漏斗形(中上部電位、伽馬偏轉(zhuǎn)較大,電阻率偏低,聲波、中子略高);注水開發(fā)中,注入水線推進(jìn)相對均勻(略偏上),水驅(qū)波及厚度和范圍大,油層整體處于強(qiáng)水淹狀態(tài)。該層段上部2 383.0~2 388.0 m井段射孔,日產(chǎn)油0 t,日出水29.3 m3,含水100%。這證實河口壩反向單滲水淹模式形成整體強(qiáng)水淹層。
圖6 wx3-2t43井J2S32層2 382.0~2 293.0 m井段河口壩反向單滲水淹模式形成強(qiáng)水淹層Fig.6 wx3-2t43 well J2S32 strata 2 382.0~2 293.0 m high water flooded layer formed by mouth bar reverse single permeability water flooding pattern
河道邊遠(yuǎn)梢剩余能量地層多發(fā)育在水下分流河道及其河口壩末端、側(cè)翼或遠(yuǎn)梢,受湖流或湖浪作用改造,橫向遷移在河道側(cè)翼、末梢形成厚度薄、粒細(xì)的席狀或非席狀砂體[10]。其中,受淺水環(huán)境較強(qiáng)波浪作用形成灘狀連片分布的為席狀砂,經(jīng)湖流或弱波浪作用再搬運(yùn)、再沉積形成小型、孤立狀砂體為遠(yuǎn)砂。席狀砂、遠(yuǎn)砂的規(guī)模及其巖性、物性和橫向連續(xù)性較差,在注水開發(fā)中造成許多未水淹或弱水淹層段,分別形成席狀砂滲、遠(yuǎn)砂滲兩種水淹模式[11](見圖7)。
圖7 席狀砂滲、遠(yuǎn)砂滲形成的水淹模式注入水線推進(jìn)模型Fig.7 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by sheet sand and distal sand
圖8為該區(qū)wx3-4t9井J2S31層2 368.0~2 418.8 m井段上部席狀砂受下部河道高滲層間干擾造成未水淹層實例。其下部11號層河道均質(zhì)滲水淹模式,測井響應(yīng)砂體滲透性高,注入水在該層段水線推進(jìn)快,水驅(qū)波及厚度和范圍大,測井解釋上部較強(qiáng)水淹、下部強(qiáng)水淹層;上部10號層席狀砂滲水淹模式,測井響應(yīng)砂體滲透性低,注水開發(fā)過程中,受下部河道高滲層間干擾,注入水首先沿高滲11號砂層推進(jìn),10號席狀砂層整體處于未水淹狀態(tài),測井解釋為未水淹層。經(jīng)11號河道砂層頂部2 389.0~2 396.0 m井段射孔,日產(chǎn)油0.5 t,日產(chǎn)水1.2 m3,含水73.1%;10號席狀砂層2 375.0~2 382.0 m井段射孔,日產(chǎn)油7.4 t,日產(chǎn)水0.1 m3,含水1.9%。從而有效證實,席狀砂層受河道高滲層間干擾,造成未水淹剩余油分布富集層段。
1)該區(qū)辮狀河三角洲前緣儲集砂體在注水開發(fā)中,不同微相單滲砂層水淹程度都有不同程度的變化,控制著水淹儲層巖石物理性質(zhì)的變化差異,反映出儲層受淹測井響應(yīng)曲線受損的幅度、厚度及其特有的形態(tài)與接觸關(guān)系,形成評價剩余油分布的7種水淹模式(含河道形成正向單滲、正向疊置滲和均質(zhì)單滲與河口壩形成反向單滲、反向疊置滲,以及席狀砂滲、遠(yuǎn)砂滲等水淹模式)。
2)該區(qū)河道及河口壩主體微相單滲砂層能量厚度及其規(guī)模和范圍大,在注水開發(fā)中形成河道正向單滲、河道正向疊置滲、河道均質(zhì)單滲和河口壩反向單滲、河口壩反向疊置滲5種水淹模式。這些水淹模式總體開發(fā)效果較好,其注水波及范圍及驅(qū)油效率較高,在主要目的層段形成強(qiáng)水淹或較強(qiáng)水淹層。其中,河道正向單滲、河道正向疊置滲水淹模式儲層發(fā)育規(guī)模和范圍大,它們在注水開發(fā)中水線推進(jìn)不夠均勻,常在正向滲油層上部或頂部形成中弱水淹剩余油分布,也可能在疊置滲油層差異產(chǎn)生層間干擾形成中弱水淹剩余油分布富集,造成已動用油層的剩余油分布及挖潛部位。
圖8 wx3-4t9井J2S31層2 368.0~2 418.8 m井段河道邊梢席狀砂受河道高滲層間干擾造成未水淹層剩余油分布圖Fig.8 wx3-4t9 well J2S31 strata 2 369.0~2 418.8 m un-flooded layer remaining oil distribution formed by sheet sand which is influenced by channel high permeability layer
3)該區(qū)席狀砂及遠(yuǎn)砂非主體微相砂體在注水開發(fā)中形成河道邊梢席狀砂滲、河道遠(yuǎn)梢遠(yuǎn)砂滲兩種水淹模式,它們的儲集砂體巖性、物性及橫向連續(xù)性較差,在注水開發(fā)中受井網(wǎng)方式、砂體規(guī)模形態(tài)、連通狀況及其河道砂體層間干擾影響很大,一般注入水推進(jìn)很差,形成全層段弱水淹或未水淹井段,造成基本未動用油層的剩余油分布及挖潛部位。
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(編 輯雷雁林)
Evaluation on remaining oil with hydrologic model in braidriver deltas front subfacies: A case of swept layer in Wenxisan Block
ZHANG Yu-sheng,SUN Wan-ming,YE Zhi-hong, XIA Yuan-jian,XIE Hua,JI Ran
(Tuha Division, China Petroleum Logging CO.LTD., Shanshan 838202, China)
Both of stream and lake wave have influence on braid-river deltas front subfacies, including underwater distributary channel mouth bar sand sheet and distal sands in Wenxisan Block. The structure and store of sand are complicated. Proposed is the thought that establishes seven kinds of watered-out mode to evaluate distribution of remaining oil in braid-river deltas front subfacies basedr on the variation characteristics of the watered out degree and logging response. Different kinds of watered-out mode develope in single permeability sand bed or superimposed permeability, and difference in the single sand or between the layers usually lead to uneven distribution of water line. It′s the reason of mid-weak or non watered flooded zones beacause of interlayer interference. The positive rhythm and superimposed rhythm of the main microfacies often form uneven distribution of water line. It is the mid-weak wateredflooded area that appeared in the top or offending layer of oil formation. Waterflooding usually performs poorly in the secondary microfacies including sand sheet and distal sands, and forms weak or non wateredflooded area in the layers. They show the distribution of remaining oil and improvement layer in the developed and undeveloped reservoir. The paper analyzes logging response and interpretation of watered-out mode according to different sedimentary microfacies with an instance and illuminate the direction and target to further develop the remaining oil in the flooded layer of the area.
braided river delta front; main and un-subject microfacies; floodnig pattern; remaining oil distribution; Wenxisan Block
2014-07-06
中國石油天然氣股份有限公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)基金資助項目(2012E-34-12)
張予生,男,山東單縣人,高級工程師,從事測井資料解釋研究。
P631.3+4
:ADOI:10.16152/j.cnki.xdxbzr.2015-03-020