應(yīng)用對(duì)子井水淹變化分析沉積韻律對(duì)注水效果的影響

孟鵬，申春生

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

應(yīng)用對(duì)子井水淹變化分析沉積韻律對(duì)注水效果的影響

孟鵬，申春生

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

沉積韻律是影響砂體內(nèi)部水淹分布的主要因素，為了研究不同沉積韻律水淹規(guī)律及對(duì)注水效果的影響，應(yīng)用某油田大量的側(cè)鉆對(duì)子井水淹層資料，分析側(cè)鉆對(duì)子井同一小層水淹層厚度隨時(shí)間推移的變化，剖析了不同沉積韻律類型對(duì)注水開發(fā)效果的影響。結(jié)果表明，正韻律水淹厚度增長(zhǎng)率為0.1 mm/d,儲(chǔ)層底部水淹嚴(yán)重，成為注水通道，上部油層很難驅(qū)替，注水效果差；均質(zhì)韻律水淹厚度增長(zhǎng)率為146.3 mm/d,儲(chǔ)層一旦見水很快造成整個(gè)小層被水淹，形成一個(gè)不再有驅(qū)油能力的注水通道。通過(guò)沉積韻律對(duì)注水效果影響的認(rèn)識(shí)，為以后優(yōu)化注水和剩余油分布研究奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)子井；沉積韻律；水淹層；水淹厚度增長(zhǎng)率；注水效果

渤海L油田是目前渤海灣最大的油田，儲(chǔ)集層為新近系明化鎮(zhèn)組下段和館陶組陸源碎屑巖[1]。沉積相研究表明，館陶組為辮狀河沉積，明化鎮(zhèn)組下段為曲流河沉積[2]。儲(chǔ)層主要為正韻律河道沉積砂體，其次是均質(zhì)韻律河道砂體，為高孔、高滲儲(chǔ)層，層間非均質(zhì)性強(qiáng)。縱向上發(fā)育13個(gè)（L00-L120）油組，其中L00-L40為明化鎮(zhèn)組，L50-L120為館陶組，主力油組為L(zhǎng)50、L60、L80、L90和L100（圖1）。單井油層厚度比較大，一般120～140 m，含油井段一般500 m。

該油田一區(qū)北生產(chǎn)層位為館陶組，生產(chǎn)方式為大段合采，2003年1月投產(chǎn)，由于該區(qū)塊邊、底水不發(fā)育，投產(chǎn)7個(gè)月后開始注水開發(fā)，為了降低儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)注水效果的影響，2007年1月轉(zhuǎn)為分注，目前油田已進(jìn)入中高含水期，注采矛盾逐漸暴露，注水單層突進(jìn)現(xiàn)象日益明顯。該區(qū)有大量側(cè)鉆井對(duì)子井（32口）的水淹層測(cè)井解釋資料，特別是同一口井在平面上較小范圍內(nèi)（＜100 m）在不同的年份多次側(cè)鉆（最多側(cè)鉆6次），分析這些側(cè)鉆井同一小層水淹層厚度隨時(shí)間推移的變化，從沉積韻律的角度剖析了不同沉積韻律類型對(duì)注水效果的影響。

圖1 一區(qū)北油層組綜合柱狀圖Fig.1 Synthesis histogram of oil group in north area 1

1 水淹層統(tǒng)計(jì)

為了分析水淹層對(duì)注水效果的影響，對(duì)L油田1區(qū)北館陶組儲(chǔ)層進(jìn)行分類評(píng)價(jià)，依據(jù)儲(chǔ)層有效厚度、鉆遇率、孔隙度、滲透率和變異系數(shù)等參數(shù)對(duì)各小層進(jìn)行綜合評(píng)判，得出綜合得分，依據(jù)綜合得分將館陶組26個(gè)小層劃分為3類（表1）。

油層水淹程度主要受砂體厚度、物性、韻律性、砂體內(nèi)部泥質(zhì)條帶以及油田注水開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)短的影響[3]。通過(guò)對(duì)1區(qū)北32口側(cè)鉆井120個(gè)水淹層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總結(jié)水淹層與儲(chǔ)層類型、沉積韻律的關(guān)系。

1.1 儲(chǔ)層類型與水淹層

在該油田1區(qū)北32口側(cè)鉆井120個(gè)水淹層中，Ⅰ類儲(chǔ)層水淹層78個(gè)，占65%，Ⅱ類儲(chǔ)層水淹層29個(gè)，占24%，Ⅲ類儲(chǔ)層水淹層13個(gè)，占11%。

1.2 沉積韻律與水淹層

在120個(gè)水淹層中，正韻律水淹層為73個(gè)，占61%，均質(zhì)韻律為36個(gè)，占30%，復(fù)合韻律11個(gè)，占9%。

2 沉積韻律水淹特征及對(duì)注水效果的影響

Ⅰ類儲(chǔ)層中L88、L102為正韻律儲(chǔ)層，L50、L54、 L62為均質(zhì)儲(chǔ)層，以下結(jié)合水淹層分析正韻律（以L102小層為例，井位圖見圖2a）和均質(zhì)韻律（以L50小層為例，井位圖見圖2b）水淹特征及對(duì)注水效果的影響。

2.1 正韻律儲(chǔ)層水淹層變化

正韻律所反映的沉積環(huán)境水動(dòng)力條件是由強(qiáng)到弱的變化規(guī)律，從下到上巖石粒度逐漸變細(xì)，物性逐漸變差。由于正韻律油層的高滲透段位于油層底部，造成注入水沿底部快速突進(jìn)，底部水淹嚴(yán)重，而油層中上部水洗程度較差，剩余油豐富。正韻律水淹厚度小，水淹厚度百分比一般小于50%，平均27%。

圖2 A2ST1井組井位圖Fig.2 Well location of A2ST1 well group

表2 A5井區(qū)鉆井時(shí)間及井距統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of drilling time and well spacing of A5 well block

圖3 正韻律底部水淹特征圖Fig.3 Bottom water flooded characteristics of positive rhythm

圖4 A5井區(qū)正韻律水淹厚度及百分比柱狀圖Fig.4 Water flooded thickness and percentage histogram of positive rhythm in A5 well block

如圖2a，A5ST1、A5ST3、A5ST4、A5ST5井是A5井的4口側(cè)鉆井，側(cè)鉆時(shí)間、在L102小層相互距離以及距離注水井的距離見表2，距離注水井的距離185～243 m，側(cè)鉆井之間最小距離10 m（A5ST4與A5ST5），最大68 m（A5ST1與A5ST3）。從小層對(duì)比圖上可以看出，L100-102小層為一套復(fù)合砂體，沉積韻律為正韻律，其中A5ST3、A5ST4、A5ST5井L102小層底部出現(xiàn)水淹（圖3），A5ST3水淹層的厚度為2.9 m，A5ST5水淹層的厚度3.0 m，即從2006年7月25日到2009年9月28日這3年多的時(shí)間里A5井區(qū)L102小層水淹的厚度從2.9 m增到3.0 m，水淹厚度增長(zhǎng)緩慢（圖4 a、b），水淹厚度增長(zhǎng)率（增加的水淹層厚度/增加的水淹層厚度所用的時(shí)間）為0.1 mm/d。L100-102小層上部均有10多米（A5ST3井13.7 m、A5ST5井10.7 m）的油層沒(méi)有動(dòng)用。這說(shuō)明正韻律儲(chǔ)層底部水淹嚴(yán)重，成為注水通道，上部油層很難驅(qū)替，注水效果差。

2.2 均質(zhì)韻律儲(chǔ)層水淹層變化

均質(zhì)韻律所反映的沉積環(huán)境水動(dòng)力條件是相對(duì)穩(wěn)定的，層段內(nèi)巖性和物性相對(duì)均質(zhì)。均質(zhì)韻律油層水淹后表現(xiàn)為均勻或略偏下的水線推進(jìn)，水淹厚度較大。隨注水時(shí)間的推移，均質(zhì)韻律水淹厚度逐漸增加，最終能達(dá)到100%水淹，平均84%；如圖5中L50小層為典型的均質(zhì)韻律均勻水淹型。

圖5 均勻韻律水淹特征Fig.5 Water flooded characteristics of homogeneous rhythm

表3 A9井區(qū)鉆井時(shí)間及井距統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of drilling time and well spacing of A9 well block

圖6 A9井區(qū)均質(zhì)韻律水淹厚度及百分比柱狀圖Fig.6 Water flooded thickness and percentage histogram of homogeneous rhythm in A9 well block

A2ST1井2003年9月21日開始注水，A9ST2、A9ST3、A9ST4井是A9井的3口側(cè)鉆井（圖2 b），側(cè)鉆時(shí)間、在L50小層相互距離以及距離注水井的距離見表3，距離注水井的距離239～258 m，側(cè)鉆井之間的距離最小11 m（A9ST3與A9ST4），最大23 m（A9與A9ST4）。A9ST2與A9ST3在L50小層這2口井相距約17 m，距離注水井A2ST1井的距離均約240 m。A9ST2側(cè)鉆時(shí)間為2008年7月29日，L50小層底部出現(xiàn)水淹，水淹層厚度為0.9 m，水淹厚度百分比10.7%，A9ST3井2008年9月27日側(cè)鉆，此時(shí)L50小層已全部水淹，水淹厚度7.9 m（圖6a），水淹厚度百分比100%（圖6b）。從2008年8月3日到2008年9月27日，水淹層厚度從0.9 m快速增到7.9 m，水淹厚度增長(zhǎng)率為146.3 mm/d。

2.3 水淹層厚度變化影響因素分析及對(duì)注水效果影響

L50和L102小層均屬于I類儲(chǔ)層，有效厚度大（＞6 m），鉆遇率高（＞80%），平面分布穩(wěn)定，連通性好（表1、圖1），這是I類儲(chǔ)層共同的特征。

儲(chǔ)層物性是影響水淹層變化的一個(gè)主要因素，A9井區(qū)L102小層平均滲透率為1 834×10-3μm2，而A5井區(qū)L50小層平均滲透率為2 263×10-3μm2，兩個(gè)小層的物性基本相似（圖7）。

圖7 L50、L102小層滲透率厚度柱狀圖Fig.7 Permeability histogram of L50 and L102 layer

圖8 各油組分注量百分比柱狀圖Fig.8 Percentage histogram of oil group separate injection amount

注水強(qiáng)度是影響水淹層厚度變化的另一個(gè)主要因素，A2ST1井組分注后，共分3段（L50、L60-90、L100油組）注水。從圖7可以看出，L50油組的分注量百分比最低為20%，L100油組的分注量最大為42%（圖8）。

通過(guò)以上分析，儲(chǔ)層厚度及平面分布、儲(chǔ)層物性和注水強(qiáng)度均不是造成正韻律和均值韻律水淹層厚度變化差異較大的主要原因。

造成這種油水分布的主要原因是：在滲透率非均質(zhì)性、油水黏度竄流及重力分異作用等影響下，注入水沿油層底部高滲透率段突進(jìn)，見水段含水飽和度快速增長(zhǎng)，水相流動(dòng)阻力迅速下降，故注入水總是沿這條高含水飽和度段推進(jìn)，難于向上擴(kuò)展，水淹厚度增長(zhǎng)很慢[4]。當(dāng)滲透率級(jí)差越大，非均質(zhì)性越嚴(yán)重，底部水淹越明顯。故正韻律沉積在注水開發(fā)中多以底部水淹、單層突進(jìn)、水淹厚度小、水淹程度差異大為特征，該類油層總體開發(fā)效果較差[5-6]。油層頂部水洗程度差，剩余油相對(duì)較多，可部署水平井挖潛[7-8]。均質(zhì)韻律油層水淹速率快、水淹厚度百分比大主要是由于儲(chǔ)層內(nèi)部顆粒分選相對(duì)均勻，粒度中值及上部和下部物性變化不大[9]，層內(nèi)滲透率均勻，水淹比較均勻，隨注水時(shí)間推移，最終能100%水淹。均質(zhì)韻律儲(chǔ)層一旦見水很快造成整個(gè)小層被水淹，形成一個(gè)不再有驅(qū)油能力的注水通道，影響了注水效果。

3 結(jié)論

1）渤海L油田在合注階段，厚度大、分布穩(wěn)定、連通性好、物性好的I類儲(chǔ)層首先被水淹。

2）水淹層厚度變化主要跟沉積韻律有關(guān)，正韻律儲(chǔ)層層內(nèi)水淹程度低，平均27%，上部油層很難動(dòng)用，底部水淹嚴(yán)重，成為注水通道，造成低效的注水，對(duì)于頂部剩余油較豐富的正韻律小層可以考慮水平井頂部挖潛；均質(zhì)韻律儲(chǔ)層雖然驅(qū)油效果好，但是一旦見水很快造成整個(gè)小層被水淹，形成一個(gè)不再有驅(qū)油能力的注水通道，影響了注水效果。

3）渤海L油田含油井段長(zhǎng)，而且是大段合采合注，層間非均質(zhì)性強(qiáng)，一旦水淹形成注水優(yōu)勢(shì)通道，含水很快上升，需要進(jìn)一步開展細(xì)分層系開發(fā)研究。

[1]郭太現(xiàn)，劉春成，呂洪志，等.蓬萊19-3油田地質(zhì)特征[J].石油勘探與開發(fā)，2001，28（2）：26-28.

[2]申春生，羅憲波，孟鵬，等.渤海L油田小層對(duì)比研究[J].中國(guó)海上油氣，2012，24（增刊1）：97-100.

[3]王擁軍，王炯，吳海忠，等.高含水期水淹層細(xì)分解釋研究[J].國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2006，21（1）：33-38.

[4]師永民，霍進(jìn)，張玉廣.陸相油田開發(fā)中后期油藏精細(xì)描述[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004.

[5]張曉莉，張廷山，顏澤江，等.克拉瑪依油田一西區(qū)三疊系克拉瑪依組水淹層分析[J].內(nèi)江科技，2006，27（8）：104-106.

[6]劉福利，鄭浚茂，吳向紅，等.哈薩克斯坦鹽上淺層稠油水淹成因及識(shí)別方法[J].石油鉆探技術(shù)，2007，35（6）：101-104.

[7]李廷禮，廖新武，徐玉霞，等.海上低幅底水稠油油藏特征及水平井開發(fā)初探[J].特種油氣藏，2012，19（6）：95-97.

[8]王延忠，陳德坡，劉志宏，等.正韻律油藏剩余油富集區(qū)水平段優(yōu)化研究[J].特種油氣藏，2005，12（3）：42-44.

[9]田中元，穆龍新，孫德明，等.砂礫巖水淹層測(cè)井特點(diǎn)及機(jī)理研究[J].石油學(xué)報(bào)，2002，23（6）：50-55.

（編輯：嚴(yán)駿）

Analysis on influence of sedimentary rhythm on water injection effect by application of water flooded layer change in twin wells

Meng Peng and Shen Chunsheng
（Bohai Oilfield Research Institute,Tianjin Branch of Cnooc Ltd.,Tianjin 300452,China）

∶Sedimentary rhythm is a primary factor to control the distribution of water flooded zones in sand.In order to research wa?ter flooded rule of different sedimentary rhythm and influence on water flooded effect,applied water flooded data of side-tracked twin wells were applied to analyze the thickness changing with time of the same water flooded layer in side-tracked adjacent-wells and the effect of water flooded development in different sedimentary rhythm.The results showed the growth rate of water flooded thickness of positive rhythm is 0.1 mm per day,reservoir watered seriously in bottom and became the injection channel,upper res?ervoir was difficult to flood,the water injection effect is poor;the growth rate of water flooded thickness of homogeneous rhythm is 146.3 mm per day,reservoir was flooded quickly in whole layer once was break by water,formed the injection channel without oil displacement no longer.Through the influence of sedimentary rhythm on water injection effect,laying a foundation for optimizing water injection and research on remaining oil distribution in the future.

∶twin wells,sedimentary rhythm,water flooded layer,the growth rate of water flooded thickness,bottom water-flooded type,water flooded thickness percentage

TE341

A

2014-12-30。

孟鵬（1972—），男，碩士，工程師，油氣田開發(fā)地質(zhì)。