某油田油水分布規(guī)律及影響因素分析

柳成志,　費　岳

(東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318)

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某油田油水分布規(guī)律及影響因素分析

柳成志,費岳

(東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318)

朝陽溝油田某井區(qū)油水分布復雜,對開發(fā)生產造成很大影響。結合研究區(qū)構造、沉積相帶、垂向上細分小層、平面上細分斷塊的測井解釋結果,分析油氣分布規(guī)律。結果表明,油水分布可分為三種類型:第Ⅰ類,同一小層、同一斷塊內,同時發(fā)育油層、水層,呈現油高水低分布狀態(tài),屬于典型構造油藏;第Ⅱ類,同一小層內,不同斷塊間水高油低,水層單獨在一個斷塊,斷層將水層與其他油層分開;第Ⅲ類,同一斷塊內,同時發(fā)育油層、水層,呈現水高油低分布狀態(tài)。斷層、沉積相、烴源巖三種因素共同作用,導致該區(qū)油水分布復雜。將該分布規(guī)律應用于新井部署,油層鉆遇率得到提高,應用效果良好。

油水分布; 斷層; 沉積相; 烴源巖

朝陽溝油田構造上位于松遼盆地北部,西北方向為三肇凹陷,東南方向為王府凹陷,主要由朝陽溝背斜、翻身屯背斜、薄荷臺鼻狀構造等組成。朝X井區(qū)位于朝陽溝背斜南側的翼部地區(qū),發(fā)育北西—南東向正斷層,整體呈現西北高、東南低構造格局[1-3]。該區(qū)塊空氣滲透率5.2×10-3μm2,地下原油黏度14.1 mPa·s,地面原油黏度較大,達到42.48 mPa·s。該區(qū)油水分布復雜,對開發(fā)生產造成很大影響。為此,筆者研究該區(qū)油水分布規(guī)律,對該油田下一步開發(fā)具有重要意義。

1　區(qū)域背景

朝X井區(qū)伴隨盆地的發(fā)生與發(fā)展,經歷了斷裂前期熱拱期、斷陷期、斷坳期、坳陷期和萎縮隆褶期等多個演化階段。盆地歷經營城組末期弱反轉、嫩江組末期反轉及明水組末期強反轉三次大型反轉構造運動。該區(qū)就是在明水組末期強反轉構造期形成并定型的,斷層分類如表1所示。

表1　斷層分類

研究區(qū)自上而下主要發(fā)育三套含油層位:姚一段葡萄花油層,地層厚度30.0～34.0 m;白堊系下統(tǒng)泉頭組泉三段中、上部～泉四段地層的扶余油層及楊大城子油層,地層總厚度330.0～450.0 m,其中,扶余油層為主要含油層。

扶余油層油水分布散點圖如圖1所示。從圖1中可以看出,扶余油層在海拔730～1 080 m與水層共存,這與石油地質理論認識的上氣、中油、下水的油氣水分布規(guī)律不一致。表2為各砂巖組油水層厚度分布。垂向上看,八個砂巖組均有水層,整體上從上部地層到下部地層水層比例呈增加趨勢。平面上看,構造為西北高、東南低的單斜構造,處于朝陽溝背斜帶南翼,中間有一口井(藍色井點)為水層,該井南部(構造低部位)、北部(構造高部位)的井(紅色井點)均為油層(圖2)。復雜的油水分布,使得部分區(qū)域新完鉆井的油層鉆遇率低、新井產量低,對生產影響較大。

圖1　扶余油層油水分布散點圖

Table 2List of oil and water layer thickness distribution of sandstone group

砂巖組do/mdw/m油層比例/%水層比例/%扶一上394.92.699.30.7扶一中523.910.298.11.9扶一下698.924.496.63.4扶二上695.624.096.73.3扶二下298.836.589.110.9扶三上85.049.463.236.8扶三中156.633.682.317.7扶三下29.417.862.337.7

圖2　F131小層油水平面分布

Fig. 2F131 small layer of oil and water plane distribution

2　油水分布規(guī)律

2.1單井油水分布

從構造趨勢入手,結合測井油水層解釋結果,對研究區(qū)油水分布特點進行分析。圖3為研究區(qū)東西油藏剖面。圖3表明,研究區(qū)垂向上存在單井全油、上油下水、上水中油下水三種情況,且砂地比較低,砂巖厚度發(fā)育相對較薄,不同小層之間均有大套泥巖將砂巖分割。

圖3　東西油藏剖面

2.2各小層平面分布規(guī)律

根據斷層發(fā)育情況,劃分平面斷塊,對平面上同一小層不同斷塊分別進行統(tǒng)計分析,結果如表3所示。

表3不同小層油水分布類型

Table 3Different types of small layer of oil and water distribution list

層號類型F111ⅠF112ⅠF113ⅠF114ⅠF115ⅠF121ⅠF122ⅠF123ⅡF131ⅢF132ⅡF133ⅡF14ⅡF151ⅠF152ⅡF153ⅠF161Ⅱ層號類型F162Ⅰ和ⅡF163Ⅰ和ⅡF171Ⅰ和ⅢF172ⅢF173ⅢF211Ⅳ和ⅢF212ⅡF221ⅡF222ⅠF23ⅡF241ⅡF242Ⅰ和ⅡF251ⅢF252Ⅰ和ⅡF253ⅢF311Ⅰ層號類型F312Ⅰ和ⅢF321ⅠF322Ⅰ和ⅢF331ⅠF332ⅠF333ⅠF341ⅠF342ⅠF343ⅠF351ⅠF352ⅡF353ⅡF354ⅢF355ⅡF356Ⅰ

由表3可以看出,油水層共劃分為三種類型。第Ⅰ類,同一斷塊內,同時發(fā)育油層、水層,呈現油高水低分布狀態(tài),屬于典型構造油藏,不存在油水分布矛盾問題,研究區(qū)大部分斷塊屬于這種類型;第Ⅱ類,同一小層內,不同斷塊間水高油底,水層單獨存在一個斷塊,斷層將水層與其他油層分開;第Ⅲ類,同一斷塊內,同時發(fā)育油層、水層,呈現水高油底分布狀態(tài),研究區(qū)塊油水分布狀態(tài)與常規(guī)石油地質理論油水按重力分異呈油高水低現象相矛盾。此區(qū)塊的油水分布狀態(tài)比較特殊。

3　影響因素與應用效果

3.1影響因素分析

3.1.1斷層

該區(qū)扶余地層雖然為河流相地層,但地層的砂泥比值較低,多數地層砂泥比值小于0.5,最低達0.07,遠低于一般斷層封閉油氣的砂泥比值;目的層埋藏淺(埋藏深度小于1 100 m),塑性較大,在后期構造運動改造過程中易于封閉易于形成側向遮擋封閉。同時,各斷塊地層水的水型復雜,有些斷塊為NaHCO3型,有些斷塊為CaCl2型,同時還存在Na2SO4型和MgCl2型,分布變化較快,礦化度從幾千到上萬差異較大,也表明不同斷塊之間的斷層是封閉的。油水分布受該區(qū)斷層控制,不同斷層間表現出不同的油水分布(圖4)。第Ⅱ類油水分布就是在斷層的影響下形成的。

圖4　F161小層油水分布

3.1.2沉積相

區(qū)域上經歷了進積—快速進積—穩(wěn)定退積—快速退積的充填過程,沉積環(huán)境也經歷了淺湖—三角洲—河流相—三角洲—濱淺湖相的演化過程。研究區(qū)主要受西南物源影響,儲層以主體河道、非主體河道、決口扇微相沉積的砂體為主。圖5為F131小層沉積微相。由圖5可以看出,水的井點處于南西—北東方向延伸非主體河道上,南、北為穩(wěn)定分布泛濫平原泥,形成相對封閉區(qū)域,與南部、北部含油層位井隔離;南部北部含油井位均處于同一條河道之中,所以該層位油水分布受沉積微相展布所控制。統(tǒng)計表明,69.3%的油層分布在主體河道砂,其次為物性較好的非主體河道砂;水層主要分布在決口扇和物性較差的非主體河道砂。第Ⅲ類油水分布主要在沉積相影響下形成。這種油水分布受沉積微相控制的本質,主要是不同微相物性差異較大,導致油氣聚集成藏難易程度差別大;其中主體河道微相物性較好,為優(yōu)質儲層,與斷層一起形成較好的斷層—巖性圈閉,油氣運移過程中較容易在該類圈閉中聚集形成油藏;相對來講,非主體河道物性中等,決口扇物性最差,油氣聚集成藏的難度相對較大,所以這類斷層—巖性圈閉以水層為主。

圖5　F131小層沉積微相

3.1.3油源補給

研究區(qū)位于朝陽溝背斜南側,距離烴源巖較遠,油氣主要來源于松遼盆地北部三肇凹陷東南部朝陽溝背斜帶生烴區(qū)。由于三肇凹陷烴源巖生排烴數量有限,以斷裂密集帶作為油氣優(yōu)勢運移通道、長距離運移至朝陽溝背斜帶上的油氣就更少,從而決定背斜帶南側油氣富集規(guī)模較小。這正是接近烴源巖區(qū)的西北部油氣聚集豐度高、遠離烴源巖區(qū)域含油豐度低的原因。

3.2應用效果

研究區(qū)域油氣主要分布在構造高部位、優(yōu)質儲層中,在明確這種油氣分布規(guī)律及影響因素的基礎上,精細制作構造圖、小層沉積相帶圖,通過疊加兩種圖件,優(yōu)選出斷塊中構造高部位、主體河道重疊區(qū)域[4-10]。在東南部水層較發(fā)育斷塊部署新井3,測井解釋結果顯示,東南部斷塊油層鉆遇率由原來的平均65.4%提升為78.6%,取得較好效果。

4　結　論

(1)研究區(qū)油水分布劃分為三種類型,第Ⅰ類為典型構造油藏的油高水低型分布,第Ⅱ類為不同斷塊間水高油低,主要因斷層封閉分割所導致;第Ⅲ類為同一斷塊內水高油低,主要是油水層所處不同相帶所導致。

(2)應用油水分布規(guī)律,在東南部部署新井,使得油層鉆遇率提高13個百分點,取得較好的應用效果。

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(編輯荀海鑫)

Research on laws and factors governing oil-water distribution in X oilfield

LIUChengzhi,FEIYue

(School of Geosciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)

This paper is directed at addressing a greater development and production impact due to the complex oil-water distribution of X oil field in Chaoyanggou oilfield. This research builds on the combination of the structure map, sediment facies map, subdividing layer in vertical direction, and subdividing fault block in horizontal direction and analyzes oil-water distribution regularity. The results show that the distribution of oil-water can be classified into three kinds: the first kind is characterized by the concurrent presence of oil and water in same layer and same fault block, leaving oil higher than water, recognized as a normal oil-water distribution typical of structural reservoir; the second kind is distinguished by the occurrence of water higher than oil in different fault block in same layer， leaving the water layers in a fault block being separated by the fault from other oil layers; and the third kind is marked by the simultaneous development of oil and water in same fault block in same layer, leaving water higher than oil. The combined effects of three key elements: the fault, sediment facies, and source rock, lead to the complex distribution of oil-water. The application of the proposed distribution laws to potential well drilling may provide an improvement in oil drilling rate and gives a desired result.

distribution of oil-water; fault; sediment facies; source rock

2015-07-19

柳成志(1962-),男,吉林省榆樹人，教授,博士,研究方向:層序地層學、火山巖和油氣成藏與保存條件,E-mail:136559496@qq.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.05.016

P631.8； TE122.2

2095-7262(2015)05-0541-04

A