八面河地區(qū)灘壩砂儲(chǔ)層研究及開(kāi)發(fā)實(shí)踐——以面4－面14區(qū)沙四1砂組為例

楊 偉，陳軍霞

（中國(guó)石化股份勝利油田分公司清河采油廠，湖北 壽光262714）

1 概況

面4－面14區(qū)位于八面河油田西南部，包括面4、面12、面14三個(gè)區(qū)塊，構(gòu)造位于八面河鼻狀主體構(gòu)造帶中部，整體構(gòu)造呈北東向展布。古近系發(fā)育的一系列北東向或近東西向的小型張性正斷層將其切割成一系列呈臺(tái)階狀分布的斷鼻和斷塊構(gòu)造，整體為構(gòu)造－巖性圈閉。自1986年發(fā)現(xiàn)該含油構(gòu)造以來(lái)累計(jì)上報(bào)探明儲(chǔ)量（530.7×104）t。但由于不同時(shí)期測(cè)井資料可對(duì)比性差致使儲(chǔ)層物性、含油性等特征認(rèn)識(shí)不清，兼之油藏天然能量低、地層易出砂、原油粘度大等制約因素，2011年以前一直未能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)。

2 精細(xì)地質(zhì)研究

近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)此類儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)動(dòng)用，科研人員通過(guò)精細(xì)地層對(duì)比、巖芯綜合分析、測(cè)井歸一化、測(cè)井相分析等技術(shù)手段開(kāi)展了精細(xì)地質(zhì)研究。重點(diǎn)是對(duì)全區(qū)測(cè)井資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以此為基礎(chǔ)，制定獨(dú)立的、適用的解釋標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行重新解釋。同時(shí)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，重新對(duì)物性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。

2.1 沉積微相精細(xì)研究

沙河街組沉積時(shí)期，八面河地區(qū)處在不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的東營(yíng)凹陷南斜坡東段，古地形總的趨勢(shì)為一向北西、北東傾斜的平緩斜坡。其沙四段1砂組為湖相濱淺湖灘壩沉積，研究區(qū)主要發(fā)育灘砂和壩砂。

2.1.1 巖心相分析

1）巖性特征。區(qū)域內(nèi)共有13口井在沙四段1砂組開(kāi)展鉆井取芯工作，據(jù)面孔斜6、面14－20－斜15井、面4－12－斜31井等取芯分析資料，區(qū)內(nèi)巖性主要為細(xì)砂巖、含粉砂細(xì)砂巖，細(xì)砂平均含量66.7%，巖石類型以粉砂質(zhì)細(xì)砂巖為主。巖石礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石、巖屑等，平均含量分別為39.1%、38.6% 及25.2%，其成份成熟度低，各砂組巖石礦物成分有所差異。

2）結(jié)構(gòu)和孔隙。據(jù)面14－20－斜15井巖石薄片分析資料，分選中等－偏差，膠結(jié)類型主要為接觸－孔隙式膠結(jié)。膠結(jié)物以方解石和白云石為主，并含有微量的黃鐵礦和石英次生加大，反映其結(jié)構(gòu)成熟度中等。巖石骨架結(jié)構(gòu)多呈點(diǎn)接觸，顆粒支撐，磨圓度多為次圓，填隙物主要為泥質(zhì)和泥晶碳酸鹽，泥質(zhì)含量較高。

3）粒度。據(jù)面4－12－斜31井、面4－8－斜113井粒度分析數(shù)據(jù)，粒徑分布范圍0.079mm～0.319mm，平均粒度中值0.104mm（表1）。

表1 沙四段1砂組巖芯粒度分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

2.1.2 測(cè)井相分析

研究區(qū)有各類測(cè)井資料270余口，比取芯資料更豐富、齊全，二者相結(jié)合可以更全面地認(rèn)識(shí)沉積微相特征，故測(cè)井相分析也是本次沉積微相研究的重要內(nèi)容和技術(shù)手段。

1）測(cè)井曲線的選擇。根據(jù)不同曲線特征，本次重點(diǎn)選擇與巖性密切相關(guān)的自然電位曲線、自然伽馬曲線進(jìn)行沉積環(huán)境分析。

2）測(cè)井曲線形態(tài)與沉積相。測(cè)井曲線形態(tài)要素主要包括幅度、形態(tài)、圓滑程度、接觸關(guān)系、包絡(luò)線特征等。其主要受巖性影響，而巖性又取決于沉積時(shí)水動(dòng)力能量和物源供應(yīng)條件。故測(cè)井曲線形態(tài)可以定性地反映巖性變化及垂向序列，用以識(shí)別沉積環(huán)境，劃分沉積微相。

3）單井測(cè)井相分析。據(jù)面4－12－斜31井測(cè)井曲線，曲線整體表現(xiàn)為復(fù)合反旋回特征，中等幅度，齒化較明顯。反應(yīng)巖性組合為由下而上碎屑顆粒加大、分選變好的多層砂層組成。曲線特征是下部近似呈箱形，齒中線內(nèi)收斂，上部為漏斗形，齒中線外收斂，組合成一箱形輪廓（圖1）。

圖1 面4－12－斜31井沙四段1砂組測(cè)井曲線

2.1.3 沉積微相

研究區(qū)沙四段1砂組沉積時(shí)期整體趨勢(shì)是東南高西北低，綜合取芯及測(cè)井相分析資料，可知區(qū)內(nèi)主要發(fā)育壩砂、灘砂微相、濱淺湖相泥巖等微相類型。各微相類型分布規(guī)律主要受古地貌、沉積物源、水動(dòng)力條件等因素控制，由于該區(qū)位于局部古地形隆起處，靠近湖岸線，據(jù)物源較近，同時(shí)湖浪改造作用較強(qiáng)，儲(chǔ)層較發(fā)育，主要為壩砂，且發(fā)育多列平行或斜交岸線的條帶狀砂壩，壩間發(fā)育灘砂，局部為湖相泥巖。

2.2 細(xì)分流動(dòng)單元研究

研究區(qū)沙四段1砂組砂巖發(fā)育，縱向上發(fā)育一系列單砂體。選擇沙三中3砂組分布比較穩(wěn)定的大套高感應(yīng)泥巖為標(biāo)志層，建立骨架剖面，進(jìn)行區(qū)域地層對(duì)比。選取標(biāo)準(zhǔn)井，并利用沉積旋回、地層等時(shí)對(duì)比技術(shù)開(kāi)展精細(xì)地層對(duì)比及細(xì)分單砂體等工作。綜合自然電位、自然伽馬、伽馬等曲線將沙四1砂組細(xì)分5個(gè)小層（圖2），結(jié)合微電極、聲波等曲線扣除泥灰質(zhì)夾層。通過(guò)精細(xì)地層對(duì)比，該區(qū)沙四段1砂組可細(xì)分為5單砂體，測(cè)井資料顯示1、5號(hào)層聲波時(shí)差數(shù)值整體偏低，灰質(zhì)含量較高，相對(duì)2、3、4小層有效厚度變薄，儲(chǔ)層物性變差。

圖2 面4－面14區(qū)沙四段1砂組對(duì)比剖面

2.3 儲(chǔ)層特征研究

在細(xì)分流動(dòng)單元、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，利用孔隙度、滲透率回歸方程重新對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行孔、滲數(shù)值標(biāo)定，儲(chǔ)層平面展布及縱向分布特征進(jìn)行詳細(xì)研究。

2.3.1 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)歸一化

研究區(qū)從早期的勘探到目前，其間經(jīng)過(guò)了一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)期，在這個(gè)過(guò)程中，由于技術(shù)的更新、儀器的更換、操作人員的技術(shù)水平差異等因素的影響，造成相同的地層其對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)幅度特征差別很大。如果不加以處理直接拿來(lái)進(jìn)行解釋和對(duì)比，就會(huì)影響我們對(duì)儲(chǔ)層描述的準(zhǔn)確程度，因此就需要對(duì)研究區(qū)全區(qū)的所有井的測(cè)井曲線進(jìn)行歸一化處理，從而增強(qiáng)不同井所對(duì)應(yīng)測(cè)井曲線之間的可比性，提高解釋的準(zhǔn)確程度。

1）標(biāo)準(zhǔn)層選取。選取標(biāo)準(zhǔn)層是測(cè)井曲線歸一化必不可少的前期工作，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)歸一化的前提和客觀依據(jù)就是標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)具有相似的頻率分布。標(biāo)準(zhǔn)層選取主要堅(jiān)持以下三個(gè)條件：①區(qū)域內(nèi)沉積穩(wěn)定、具有一定的厚度且平面分布廣泛；②測(cè)井響應(yīng)特征明顯，便于對(duì)比追蹤；③鄰近待歸一化的目標(biāo)層位，測(cè)井環(huán)境相近。依據(jù)上述原則，我們選用沙三中3砂組的一套穩(wěn)定泥巖作為標(biāo)志層。

2）歸一化處理。常用的歸一化方法主要包括重疊圖法、均值法、趨勢(shì)面分析法、多維直方圖法、均值－方差法、變異函數(shù)分析法等。通過(guò)對(duì)研究區(qū)曲線的反復(fù)對(duì)比分析，我們發(fā)現(xiàn)曲線間存在比較簡(jiǎn)單的近似線性關(guān)系，因此，本次歸一化主要采用均值法。為了對(duì)其儲(chǔ)層物性進(jìn)行更加準(zhǔn)確的刻畫(huà)和描述，我們主要選擇測(cè)井序列中與物性關(guān)聯(lián)較大的聲波時(shí)差曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化校正。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)53% 的井其標(biāo)志層聲波為450us／m，據(jù)此我們選擇該值作為基準(zhǔn)值，對(duì)所有測(cè)井資料進(jìn)行歸一化處理，并根據(jù)處理后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，利用對(duì)儲(chǔ)層物性進(jìn)行重新計(jì)算和評(píng)價(jià)。

2.3.2 儲(chǔ)層特征

1）砂巖展布。區(qū)域緊靠廣饒凸起，物源充足，且區(qū)內(nèi)地勢(shì)較為平緩，大量碎屑物質(zhì)入湖后，便在該區(qū)域沉積并保存下來(lái)，故而砂巖發(fā)育，平均砂巖厚度為7.2m。同時(shí)，上述碎屑物在湖浪的作用下，主要沿湖岸線呈北東向條帶狀展布。區(qū)域內(nèi)砂巖主要分布在以下兩個(gè)條帶上：①面4－15井－面4－18－斜35井－面14－斜33井；②面4－10－斜33井－面14－16－斜7井－面14－17－13－面14－14－斜17井－面14－2井。而兩條帶間的面4－6井－面4－12－33井－面14－18－9－面14－18－19井線上砂巖相對(duì)欠發(fā)育，厚度較薄。

2）物性展布。根據(jù)研究區(qū)沙四段1砂組巖芯分析資料和測(cè)井資料，在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)歸一化的基礎(chǔ)上，利用回歸法，對(duì)其孔、滲參數(shù)進(jìn)行重新標(biāo)定。同時(shí)，由于孔隙度、滲透率數(shù)值關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，在衡量?jī)?chǔ)層物性特征方面具有同等意義。因此，本次研究過(guò)程中，僅選擇滲透率指標(biāo)對(duì)儲(chǔ)層物性展布特征進(jìn)行認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)。據(jù)巖心分析資料，面4－面14區(qū)沙四段1砂組油層孔隙度平均值為30.2%。滲透率平均為 （292.9×10－3）μm2，屬高孔中滲油藏，總體物性較好的區(qū)域與砂巖展布基本一致，主要分布在兩條沿北東－南西方向的帶狀區(qū)域。

3）油層展布。①解釋標(biāo)準(zhǔn)。八面河油田南區(qū)沙四段測(cè)井解釋統(tǒng)一采用一套標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)與該區(qū)沙四段1砂組油井生產(chǎn)動(dòng)靜態(tài)資料存在矛盾，不能準(zhǔn)確地識(shí)別該區(qū)部分儲(chǔ)層。過(guò)通過(guò)對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，根據(jù)取心資料、試油試采資料，單獨(dú)制定了該區(qū)沙四段1砂組的測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)和圖版，并據(jù)其對(duì)區(qū)域內(nèi)270余口井進(jìn)行了二次解釋工作。②儲(chǔ)量復(fù)算。經(jīng)對(duì)細(xì)分后的各個(gè)單砂體重新進(jìn)行儲(chǔ)量復(fù)算，面4－面14區(qū)沙四段1砂組疊合含油面積為13.75km2，采用容積法計(jì)算儲(chǔ)量為（678.8×104）t（表2），復(fù)算儲(chǔ)量增加（148.1×104）t，增加部分主要是高部位儲(chǔ)量上報(bào)邊界之外新增儲(chǔ)量。③油層展布。縱向上，5個(gè)油砂體中，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)砂體有效厚度，儲(chǔ)量規(guī)模相近（表2）。低部位2號(hào)層、3號(hào)層、4號(hào)儲(chǔ)層較為發(fā)育，厚度較大，物性較好，中、高部位3號(hào)層、4號(hào)層發(fā)育，厚度大，儲(chǔ)層物性較好。1號(hào)層和5號(hào)層因灰質(zhì)含量偏高，物性相對(duì)2、3、4號(hào)層稍差。同時(shí)疊合有效厚度在平面上與砂巖展布較為一致，主要分布在3條近東西向的條帶區(qū)域。

表2 面14－面4區(qū)沙四段1砂組儲(chǔ)量及物性統(tǒng)計(jì)表

2.4 流體性質(zhì)

據(jù)區(qū)內(nèi)31口井原油室內(nèi)分析化驗(yàn)結(jié)果，沙四段1砂組地面原油密度處于0.924g／cm3～0.979g／cm3之間，平均0.945g／cm3，地面原油脫氣粘度840mPa·s～3 170mPa·s，平均1 670mPa·s，凝固點(diǎn)0℃～30℃，平均9℃。面14－20－3、面4－平1附近原油粘度最低，面14區(qū)東部－面4區(qū)西部（包括面12區(qū)）沙四1砂組原油粘度低于1 000mPa·s，屬普通稠油油藏。

3 油藏綜合評(píng)價(jià)研究

3.1 儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)

3.1.1 儲(chǔ)層分類

依據(jù)測(cè)井及巖芯分析及化驗(yàn)資料，結(jié)合區(qū)域油藏的開(kāi)采特征，影響油井產(chǎn)能的主要因素主要為物性、有效厚度、原油粘度，故以流動(dòng)系數(shù)（f＝kh／u）為指標(biāo)，建立儲(chǔ)層質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)。綜合研究區(qū)儲(chǔ)層特征、目前開(kāi)采技術(shù)條件及相似區(qū)塊開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將F≥10區(qū)域?yàn)棰耦悆?chǔ)層，10＞F≥5時(shí)為Ⅱ類儲(chǔ)層，F(xiàn)＜5時(shí)為Ⅲ類儲(chǔ)層（圖3）。

圖3 面4－面14區(qū)沙四段1砂組儲(chǔ)層分類圖

3.1.2 產(chǎn)能評(píng)價(jià)

依據(jù)上述儲(chǔ)層的分類標(biāo)準(zhǔn)，面4－面14區(qū)沙四1砂組優(yōu)先在 Ⅰ 類區(qū)進(jìn)行開(kāi)展評(píng)價(jià)工作。同時(shí)結(jié)合區(qū)域注水情況，優(yōu)先選擇有水井對(duì)應(yīng)，對(duì)地層能量較為充足的面4－12－33井區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。部署評(píng)價(jià)井面4－10－斜33井，注采產(chǎn)能評(píng)價(jià)，該井鉆遇沙四1砂組儲(chǔ)層70.6m／14層，2011年8月實(shí)施壓裂初期，日產(chǎn)油8.5t，目前日產(chǎn)油1.9t。截至2014年5月，該井累計(jì)產(chǎn)油4 830t，落實(shí)可動(dòng)用儲(chǔ)量（Ⅰ 類）（308×104），評(píng)價(jià)效果較好。

3.2 開(kāi)發(fā)方式優(yōu)化組合

依據(jù)八面河鄰區(qū)及其他區(qū)域沙四段中低滲儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，主體構(gòu)造帶的面4－面14區(qū)非均質(zhì)較強(qiáng)，儲(chǔ)層縱向變化較快，根據(jù)儲(chǔ)層此類特征。適宜采用普通定向井和大斜度井相結(jié)合的靈活開(kāi)發(fā)方式。采用注水開(kāi)發(fā)，適當(dāng)縮小注采井距，以200m～250m之間為宜（根據(jù)儲(chǔ)層物性差異在200m～250m之間適度調(diào)整），通過(guò)適當(dāng)加密井網(wǎng)，建立有效生產(chǎn)壓差和驅(qū)動(dòng)體系，提高注水井驅(qū)替效果。

3.3 配套工藝技術(shù)優(yōu)化

據(jù)本區(qū)及鄰區(qū)沙四段中低滲儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，面4－面14區(qū)沙四段1砂組儲(chǔ)層主要采用壓裂改造。由于該區(qū)儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，油井生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有不同程度的出砂現(xiàn)象，故施工過(guò)程中根據(jù)不同區(qū)域儲(chǔ)層特征，對(duì)加砂強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。對(duì)物性好、極易出砂的儲(chǔ)層區(qū)油井則在實(shí)施高加砂強(qiáng)度壓裂的同時(shí)還要輔以涂防防砂工藝。

4 取得效果

1）南部高部位新增儲(chǔ)量近（150×104）t。利用修訂后的沙四段1砂組測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全區(qū)270余口井進(jìn)行重新解釋，南部高部位儲(chǔ)量上報(bào)區(qū)域外新增含油面積4.32km2，新增地質(zhì)儲(chǔ)量（148.07×104）t。同時(shí)利用老井面12－10－31井試油，獲得1.3t的穩(wěn)定工業(yè)油流，儲(chǔ)量較為可靠。

2）地質(zhì)與工藝優(yōu)化組合，連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)難動(dòng)用儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)。依據(jù)儲(chǔ)量分類，結(jié)合評(píng)價(jià)井評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)，采取由優(yōu)及次逐年分批滾動(dòng)產(chǎn)建的儲(chǔ)量動(dòng)用思路，優(yōu)先動(dòng)用467萬(wàn)噸Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)量。2012年以來(lái)優(yōu)選Ⅰ類、Ⅱ類儲(chǔ)量區(qū)中物性好、厚度大面4－10－斜33井區(qū)、面14－18－9井區(qū)、面109井區(qū)依次進(jìn)行產(chǎn)建，并通過(guò)不斷地質(zhì)及工藝優(yōu)化組合，平均單井產(chǎn)能為2.2t，連續(xù)3年實(shí)現(xiàn)該難動(dòng)用儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用。

5 結(jié)論及建議

1）高部位新增儲(chǔ)量區(qū)東部老井試油獲得穩(wěn)定工業(yè)油流，一方面證實(shí)新建解釋標(biāo)準(zhǔn)能夠較好地滿足該區(qū)域沙四段1砂組解釋需要，同時(shí)也說(shuō)明高部位具有擴(kuò)邊增儲(chǔ)潛力。

2）通過(guò)近三年的新區(qū)產(chǎn)建實(shí)踐，證實(shí)先期注水開(kāi)發(fā)、適當(dāng)縮小井距的開(kāi)發(fā)方式及預(yù)充填改造等配套工藝是適合該區(qū)域儲(chǔ)層，能夠滿足其儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)需要。

3）建議利用老井對(duì)高部位新增儲(chǔ)量區(qū)西部及中部開(kāi)展注采產(chǎn)能評(píng)價(jià)工作。

［1］李應(yīng)芳，夏勝梅，龍玉梅，何浩然.江漢盆地新溝泥質(zhì)白云巖儲(chǔ)集層特征分析［J］.江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，27（01）：8－11.

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