遼河西部凹陷杜84塊興隆臺Ⅰ油層隔夾層識別、成因及分布特征

吳 俊，樊太亮，高志前，李 晨，張 濤，馬聰明

[1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 海相儲層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 3.中國石油 長慶油田分公司 第一采油技術(shù)服務(wù)處，甘肅 合水 745400]

遼河西部凹陷杜84塊興隆臺Ⅰ油層隔夾層識別、成因及分布特征

吳 俊1，2，樊太亮1，2，高志前1，2，李 晨1,2，張 濤1,2，馬聰明3

[1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 海相儲層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 3.中國石油 長慶油田分公司 第一采油技術(shù)服務(wù)處，甘肅 合水 745400]

隔夾層是儲層非均質(zhì)性的主要控制因素之一，探討隔夾層為油藏精細(xì)描述和剩余油研究奠定基礎(chǔ)。以巖心、生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合遼河西部凹陷曙一區(qū)1735口測井資料，利用電性及物性測試分析，按照巖心標(biāo)定測井曲線，編制5種參數(shù)(聲波時差、深側(cè)向電阻率、感應(yīng)電導(dǎo)率、孔隙度和滲透率)交會圖。將研究區(qū)的隔夾層分為泥質(zhì)隔夾層和物性隔夾層兩類，并建立兩類隔夾層定量劃分標(biāo)準(zhǔn)和識別模板。研究區(qū)隔夾層發(fā)育主要受控于洪泛期沉積、局部區(qū)域水動力減弱、多期河道切割侵蝕、前積(側(cè)積)和河床滯留沉積的綜合作用。泥質(zhì)隔夾層主要集中分布在濱淺湖和分流間灣處，物性隔夾層主要分布在水下分流河道分支處及分流間灣的局部；在靠近物源區(qū)，隔夾層分布較少且較孤立，僅在兩期河道疊置間發(fā)育，而在遠(yuǎn)離物源區(qū)分布明顯增多且厚度增大；隔夾層在垂向上的分布與所處的基準(zhǔn)面旋回關(guān)系密切，在中期旋回上升半旋回的3個階段，隔夾層自下而上數(shù)量增多、厚度增大。最后提出隔夾層的巖性、物性、厚度及展布特征影響蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)對遼河油田稠油的生產(chǎn)。

隔夾層；高分辨率層序地層；興隆臺Ⅰ油層組；沙河街組；杜84塊；遼河西部凹陷

隔夾層在垂向上能夠阻擋油氣的滲流和運(yùn)移，不利于油田的開發(fā)，尤其在我國東部多數(shù)油田開發(fā)的中后期，隔夾層對于研究儲層的非均質(zhì)性，進(jìn)行合理的層系劃分、溫壓系統(tǒng)、油水關(guān)系解釋及生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測等具有重要的意義[1-2]。杜84塊作為遼河油田稠油生產(chǎn)開發(fā)的重要區(qū)塊，興隆臺油層組Ⅰ油層(簡稱興Ⅰ油層，下同)的開發(fā)主要采用蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)，運(yùn)用直井和水平井聯(lián)合作業(yè)模式，即直井注入蒸汽，水平井采油。伴隨開發(fā)的不斷深入，隔夾層控制著滲流單元的空間分布，影響蒸汽對于重質(zhì)原油的烘烤及地層的有效加熱和垂向滲流，從而出現(xiàn)蒸汽熱量大部分損失、生產(chǎn)成本增高、原油的動用程度較低等一系列日益突出的矛盾。本研究以杜84塊興Ⅰ油層為例，從隔夾層的識別和分類著手，結(jié)合巖心、測井與實(shí)驗(yàn)測試等資料來開展工作，運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)理論分析隔夾層的成因和空間展布特點(diǎn)，為進(jìn)一步開展油藏精細(xì)描述、實(shí)現(xiàn)剩余油挖潛奠定基礎(chǔ)。

1 區(qū)域概況

杜84塊地處遼河西部凹陷西斜坡中段，被西部杜115斷層、北部的杜32斷層和東部的杜79斷層聯(lián)合夾持，呈長條狀向南東方向傾斜的單斜構(gòu)造。研究區(qū)總面積為5.24 km2，鉆井1 735口，平均井間距50～60 m。興Ⅰ油層屬于古近系沙河街組的沙一段與沙二段，與上覆的館陶組、下伏的沙三上亞段呈角度不整合接觸[3-5]。筆者[6]在前期研究工作中將興Ⅰ油層分4個小層，自下而上依次為Ⅺ2-2，Ⅺ2-1，Ⅺ1-2和Ⅺ1-1，東北部地層厚度較大，沿著西南和西北方向厚度逐漸減薄，4個小層的厚度平穩(wěn)，各小層的平均厚度約為6.5 m。從Ⅺ2-2小層到Ⅺ1-1小層，地層厚度呈現(xiàn)低幅度增長的趨勢。興Ⅰ油層沉積期為盆地擴(kuò)張期，盆地范圍不斷擴(kuò)大，河流注入湖盆，其物源來自東北方向且距離物源近，碎屑物供給充足，屬于扇三角洲前緣沉積體系，可分為水上分流河道、水下分流河道、水上分流間灣、水下分流間灣、河口壩和濱湖等6個微相類型[6]。

2 隔夾層識別與分類

歸功于陸相油氣儲層分布的復(fù)雜性，我國隔夾層的研究相對成熟。根據(jù)物性、沉積環(huán)境和成因特點(diǎn)，隔夾層分為三個大類：泥質(zhì)隔夾層、物性隔夾層和鈣質(zhì)隔夾層[7-11]。其中，鈣質(zhì)隔夾層的形成主要與成巖作用中有機(jī)質(zhì)隨著溫度與壓力改變時，與地層水中的鈣、鎂離子結(jié)合生成碳酸鹽巖膠結(jié)物有關(guān)，與膠結(jié)、溶解等表生期及埋藏期成巖作用所形成非均質(zhì)性密切聯(lián)系，其分布的隨機(jī)性相對較強(qiáng)[11]。10口井的巖心觀察發(fā)現(xiàn)鈣質(zhì)隔夾層在研究區(qū)極少發(fā)育，甚至不發(fā)育且很難識別。SAGD生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)隔夾層，尤其是泥質(zhì)隔層厚度較大，蒸汽加熱很難突破其遮擋，而物性隔夾層厚度較小，注入一段時間蒸汽后，通過熱傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對物性隔夾層上部油層的加熱。本文主要討論泥質(zhì)隔夾層和物性隔夾層兩個大類。

2.1 隔夾層識別

近些年來關(guān)于隔夾層的研究，諸多學(xué)者采用很多方法，如地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法、地震屬性分析法、巖心觀察法、交會圖法和蜘蛛網(wǎng)圖模式法等[12-17]。其中巖心觀察是隔夾層識別最直觀且準(zhǔn)確的方法。研究區(qū)只有10口取心井，數(shù)目相對較少。因此在充分利用巖心的前提下，將聲波時差(AC)、深側(cè)向電阻率(RT)、感應(yīng)電導(dǎo)率(CON)、孔隙度(POR)和滲透率(PERM)等常規(guī)測井、物性參數(shù)有效地結(jié)合，繪制多參數(shù)交會圖(圖1)，建立該區(qū)隔夾層定量識別標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

2.2 隔夾層分類

針對隔層和夾層的特點(diǎn)，以取心井巖心識別隔夾層為基礎(chǔ)，利用巖性、電性及物性等參數(shù)確定隔夾層識別模板(圖2)，從而分出泥質(zhì)隔夾層和物性隔夾層。

2.2.1 泥質(zhì)隔夾層

在測井上主要體現(xiàn)為泥巖特征：AC高值，GR高值，SP接近泥巖基線，RT/RS呈現(xiàn)低值且幅值很小近乎為零，CON高值，擴(kuò)徑明顯，POR和PERM近乎為零(表1；圖2)。一般來說，巖石中礦物含量高、密度大、孔隙度低，含水飽和度高的巖石，其導(dǎo)熱率就大。而泥質(zhì)隔夾層主要包含泥巖、含泥粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，泥巖的導(dǎo)熱性相對較差不易于熱能的傳導(dǎo)。

圖1 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層隔夾層測井參數(shù)交會圖Fig.1 Crossplots of logging parametes of the barriers/baffles in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du-84 of the western Liaohe Depression

表1 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層隔夾層識別標(biāo)準(zhǔn)

Table 1 Identification criteria for the barriers/baffles in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the western Liaohe Depression

類型AC/(μs·m-1)RT/(Ω·m)CON/(ms·m-1)POR/%PERM/(10-3μm2)泥質(zhì)隔夾層340～5300～2525～2000～40～1物性隔夾層230～35025～1505～400～1620～160

2.2.2 物性隔夾層

以粉砂巖和細(xì)砂巖為主(圖3b)，還包括雜基支撐的細(xì)礫巖、泥礫巖和顆粒支撐的礫巖，泥質(zhì)含量較高。物性隔夾層有一定的孔隙和滲透性，但由于沉積時砂巖層中細(xì)粒薄砂巖膠結(jié)作用致使物性變差，加之泥質(zhì)團(tuán)塊受交代或重結(jié)晶作用的改造導(dǎo)致在測井上表現(xiàn)為：AC值較低，GR值低于泥質(zhì)隔夾層，CON高值，SP稍高于泥質(zhì)隔夾層，RT/RS高值，擴(kuò)徑不明顯，POR變化幅度大，PERM較泥質(zhì)隔夾層顯著升高(表1，圖2)。以粉砂巖和細(xì)砂巖為主的物性隔夾層(圖3b,c)，其導(dǎo)熱系數(shù)較大，有利于蒸汽的熱傳導(dǎo)，蒸汽攜帶的熱量在油層中可以進(jìn)行有效的熱交換。

3 隔夾層成因

由于隔夾層成因比較復(fù)雜，受多種因素控制，因此截止目前尚無統(tǒng)一的隔夾層成因分類方案[18]。隔夾層一般根據(jù)成因類型可分兩個大類：沉積作用和成巖作用[11,19-20]。結(jié)合該區(qū)沉積特征、巖心和測井資料，提出本區(qū)隔夾層成因主要分為5個方面。

1) 洪泛期沉積，在洪泛期伴隨著湖平面的上升和有效可容納空間向陸上遷移，基準(zhǔn)面上升達(dá)到最高值，可容納空間遠(yuǎn)大于沉積物的供給量。在扇三角洲前緣砂體之上的水體加深，興Ⅰ油層沉積末期屬于濱淺湖亞相，水動力相對減弱，粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等懸浮物質(zhì)大量沉積且較容易保存，形成大套的灰綠色泥巖(圖3a)。泥質(zhì)純且致密，水平紋層較發(fā)育，單層厚度大(局部達(dá)到11.8 m)且連續(xù)性很好，在該區(qū)作為與上覆的館陶組的隔層。

2) 局部區(qū)域水動力減弱，分流間灣處水動力明顯減弱，水體的搬運(yùn)、攜帶沉積物的能力急劇下降，細(xì)粒懸移物質(zhì)逐漸沉降堆積增多，往往發(fā)育有塊狀或水平層理[11]。根據(jù)分流間灣的所處的位置分為水上分流間灣和水下分流間灣兩個類型，在水上分流間灣處發(fā)育的泥巖以灰綠色為主(圖4a)，而在水下分流間灣處的泥巖以灰白色為主(圖3d，圖4b)，常發(fā)育水平層理，上部發(fā)育槽狀交錯層理(圖4c)，表明此時水動力減弱，水能相對平穩(wěn)而后能量增強(qiáng)。分流間灣和分流河道、河口砂壩等微相在垂向上組合產(chǎn)出[21]。隔夾層的連續(xù)性很容易受分流間灣所處位置的影響，此處形成的隔夾層厚度不大，規(guī)模比較小。

圖2 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層泥質(zhì)隔夾層和物性隔夾層測井識別模板Fig.2 Logging response characteristics of shally and physical barriers/baffles in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the Shu 1 area,western Liaohe Depression

3) 多期河道切割侵蝕，隨著搬運(yùn)水動力的減弱，在河道的砂礫巖上覆蓋著一層粒度相對較小的粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，代表著一期河道沉積結(jié)束至下一期河道沉積開始之間短暫期間內(nèi)的細(xì)粒物質(zhì)的沉積[21-22]。由于多期河道的疊加和切割作用，后期河道強(qiáng)烈的下切和沖刷，先期河道頂部細(xì)粒沉積未得到完全保存，從而使得隔夾層厚度局部變薄甚至缺失，分布比較隨機(jī)，厚度小、多且雜亂。例如，在杜84-館觀6井中顯示兩套細(xì)砂巖中富含油，中間夾雜著一套6 cm厚的淺灰色泥泥巖，從而形成阻礙油氣運(yùn)移的物性隔夾層(圖3e)。

4) 前積(側(cè)積)作用，受沉積物供給速度快，分流河道容易遷移擺動很不穩(wěn)定，即使在暫時性的分流河道口處形成的河口壩也很容易被后期的沉積作用破壞，因此扇三角洲前緣河口壩發(fā)育很差。僅在局部河口壩前段遠(yuǎn)離物源處，當(dāng)可容納空間最大而沉積物供給量最小時，水動力也較小，細(xì)粒物質(zhì)發(fā)生前積或側(cè)積，一般為泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖為主，在河口壩處隔夾層呈現(xiàn)斜列式展布，厚度相對較小(圖3b)。

5) 河床滯留沉積，在河道底部形成的有定向和非定向排列的泥礫巖構(gòu)成，主要包含砂礫巖、泥礫巖和泥質(zhì)礫巖，顆粒的分選性很差。由于辮狀河岸質(zhì)地疏松，抗侵蝕性差，側(cè)向遷移十分迅速，隨著遷移作用減弱，河流侵蝕兩岸、河床底部的泥礫巖快速堆積而成[16,20]，夾雜著粉砂質(zhì)、泥質(zhì)，分選較差。在后期的壓實(shí)、破裂作用中，半固結(jié)的泥礫受壓變形致使吼道堵塞，砂體致密化，孔隙度和滲透率進(jìn)一步降低。河道沖刷面向河道邊緣尖滅減薄，連續(xù)性相對較差。

4 隔夾層展布特征

4.1 單井隔夾層層序

研究表明在縱向隔夾層的分布與所處的中長期基準(zhǔn)面旋回有密切聯(lián)系[22-24]。在研究區(qū)的興Ⅰ油層剖面上，自下而上隔夾層的厚度逐漸增大，在基準(zhǔn)面上升的頂部達(dá)到最大。以筆者前期對該區(qū)高分辨率層序地層分析研究為契機(jī)[6]，根據(jù)中期旋回基準(zhǔn)面上升的3個階段來表征隔夾層在單井上的垂向分布特征(圖5)。

圖3 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層泥質(zhì)隔夾層和物性隔夾層巖心特征Fig.3 Core features of shally and physical barriers/baffles in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the western Liaohe Depression

圖4 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層分流間灣處的泥巖Fig.4 Mudstone in the interdistributary bay in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the western Liaohe Depression

在中期旋回上升早-中期，可容納空間處于低-中高速增長狀態(tài)，短期旋回顯示A2型或C2型，即A/S<1至A/S≥1遞增。隨著湖平面和基準(zhǔn)面的不斷上升，向物源方向可容納空間逐漸增大，向湖盆中心區(qū)沉積物的供給量逐漸減少。在A2型晚期和C2型上升半旋回的后期—下降半旋回的初期，細(xì)粒沉積物堆積增多并得到較好的保存，物性中等-較好。在前后疊置的兩期河道砂體之間粉砂質(zhì)、泥質(zhì)含量增多，后期由于壓實(shí)、膠結(jié)、交代等成巖作用后形成孔隙度和滲透率都較低的物性隔夾層。

4.2 隔夾層平面分布特征

受沉積期次及規(guī)模的影響，全區(qū)隔夾層分布差異較大。隔層的分布相對較穩(wěn)定，連續(xù)性好，夾層厚度相對較小，連續(xù)性較差。整體來說夾層鉆遇率比隔層鉆遇率高(圖6)。

泥質(zhì)隔層展布特征與東北方物源方向一致，呈東北-西南方向分布。泥質(zhì)隔層主要分布在Ⅺ1-1頂部以及Ⅺ1-1—Ⅺ1-2之間。自下向上泥質(zhì)隔層數(shù)量呈明顯增多、加厚。其中，處于濱淺湖亞相沉積環(huán)境下的XⅠ1-1頂部，泥質(zhì)隔層的鉆遇率高達(dá)93.67%，平均厚度為5.3 m，局部區(qū)域厚達(dá)11.8 m(圖6a)。由于其分布范圍廣泛、連續(xù)性好且厚度穩(wěn)定，測井上易于識別，在小層劃分和對比中將其作為標(biāo)志層。XⅠ1-2—XⅠ2-1之間的泥質(zhì)隔層平均厚度最薄，僅為0.72 m，鉆遇率僅為39.62%。泥質(zhì)夾層作為薄層零星夾雜在厚儲層中，其單層厚度較泥質(zhì)隔層顯著減小，主要分布在XⅠ1-1和XⅠ1-2中，其中XⅠ1-2泥質(zhì)夾層最為發(fā)育，鉆遇率可達(dá)到78.69%。泥質(zhì)夾層的最大厚度為1.75 m，且出現(xiàn)在XⅠ1-1小層。4個小層中自下向上泥質(zhì)夾層數(shù)量增多，平均厚度增大(圖6c)。

圖5 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層杜84-59-87井沉積相-層序地層綜合柱狀圖Fig.5 Comprehensive sedimentary facies-sequence stratigraphic column of Well Du 84-59-87 in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the western Liaohe Depression

圖6 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層隔夾層厚度及鉆遇率統(tǒng)計柱狀圖Fig.6 Statistical histograms of barrier/baffle thickness and drilling encounter rate of Xing-Ⅰ oil layer in Block Du 84 of the western Liaohe Depression

物性隔夾層遠(yuǎn)離物源區(qū)的東南部呈帶狀分布。物性隔層在XⅠ1-1頂部不發(fā)育，主要分布在XⅠ1-2與XⅠ2-1之間，鉆遇率達(dá)82.96%，平均厚度與泥質(zhì)隔層相差較大，最大厚度僅為2.6m。其中物性隔層的最大、最小及平均厚度值相差較小，基本分別維持在2.50,1.00和0.25 m左右(圖6b)。物性夾層與厚儲層呈互層分布，橫向延伸小，比較零散，主要分布在XⅠ2砂巖組中，其中XⅠ2-1物性夾層最為發(fā)育，鉆遇率可達(dá)到87.69%。物性夾層最大厚度為1.67 m出現(xiàn)XⅠ2-2中。自下向上物性夾層數(shù)量減少，鉆遇率從XⅠ2-1的79.54%迅速下降至XⅠ1-1的13.25%，但平均厚度增大，在XⅠ1-1中平均厚度達(dá)到最大值0.87 m，且最小厚度達(dá)到0.52 m(圖6d)。

4.3 隔夾層縱向分布特征

杜84塊興Ⅰ油層物源來自東北方向。為進(jìn)一步分析隔夾層在全區(qū)的分布特征，以單井隔夾層剖析為基礎(chǔ)，在垂直物源和平行物源方向分別選取一條剖面進(jìn)行分析。

隔夾層的空間分布與沉積微相一致。在靠近物源區(qū)，即水上分流河道處物源比較充足，水動力強(qiáng)，沖刷能力較大，泥質(zhì)或粉砂質(zhì)等不太容易沉積和保存，隔夾層分布較少且較孤立，僅在兩期河道疊置間發(fā)育隔層；在遠(yuǎn)離物源區(qū)，即水下分流河道的遠(yuǎn)端，水動力減弱，受河道頻繁遷移、改道作用的影響，隔夾層的分布明顯增多且厚度明顯增大(圖7)。

泥質(zhì)隔夾層分布主要集中在濱湖和分流間灣微相中。隔層發(fā)育在上升半旋回頂部，A/S值最大，由于在XⅠ1-1時期湖侵作用水體相對較深，水動力條件弱，較粗粒碎屑沉積少，泥質(zhì)、粉砂質(zhì)泥巖等細(xì)粒沉積物增多且容易保存，因此在XⅠ1-1的頂部形成隔層厚度大，連續(xù)性好，在全區(qū)大面積分布。圖8AB順物源剖面XⅠ1-1小層，在杜84-50-164井-杜84-49-79井中泥質(zhì)隔層厚度將近占據(jù)小層的90%；圖8CD垂直物源剖面XⅠ1-1小層，杜84-47-101井-杜84-43-97井-杜84-39-97井中泥質(zhì)隔層占據(jù)整個小層。泥質(zhì)夾層在XⅠ1-1—XⅠ1-2較為發(fā)育，連續(xù)性很好，主要分布在水上分流河道和水下分流河道交界處、河道邊緣或分流間灣處，XⅠ1-2～XⅠ2-1和XⅠ2-1～XⅠ2-2泥質(zhì)夾層分布在河道側(cè)向遷移較弱區(qū)，連續(xù)性較差。

圖7 遼河西部凹陷杜84塊興Ⅰ油層XⅠ1-1頂部泥質(zhì)隔層厚度分布Fig.7 Thickness distribution of the shally barriers/baffles in top XⅠ1-1 in Xing-Ⅰ oil layer in Block Du-84 of the western Liaohe Depression

物性隔夾層主要分布在水下分流河道分支處及分流間灣處。物性隔夾層分布在厚儲層的內(nèi)部，其連續(xù)性較差，延伸距離較短，物性隔夾層厚度與泥質(zhì)隔夾層相比相差很大。其中，在XⅠ2-1—XⅠ2-2最為發(fā)育，同時在XⅠ2-2底部水下分流河道沖刷面之上的滯留沉積處發(fā)育，XⅠ1-1～XⅠ1-2物性隔夾層零散分布在河道邊緣部位。

5 隔夾層對生產(chǎn)動態(tài)的影響

隔夾層巖性、物性、厚度和延伸范圍影響著注入蒸汽的有效作用空間[27]。隔夾層總體積越大，平面延伸范圍越廣，影響蒸汽向上或側(cè)向移動，注入蒸汽熱損失率越高，層間動用程度差異越大，開采效果越差[28]。在本區(qū)采用大套油層合采的方式，尤其是該區(qū)直井-水平井開采的模式，縱向蒸汽的超覆效應(yīng)明顯，厚儲層內(nèi)適量夾層的出現(xiàn)，有效的遏制蒸汽向上超覆，使油層井段得到較為均勻的動用。

5.1 隔層

興Ⅰ油層中存在連續(xù)且厚度較大的隔層使得蒸汽僅能在橫向上運(yùn)動，限制蒸汽腔在垂直方向上的擴(kuò)散的高度，降低油層的實(shí)際泄油厚度，最終降低SAGD的采收率。作為注蒸汽開采的隔層能在垂向上對熱載體起到封閉遮擋與限制阻礙的作用，使其在兩個隔層之間形成一個完整的熱流通體系，以確保注入的熱能得到充分的利用。隔層封閉的蒸汽腔中的高溫蒸汽不僅可以降低原油的粘度、油水界面張力從而改善賈敏效應(yīng)，還能保障高溫蒸汽對巖石的沖刷作用解除井筒附近鉆井液等的污染。在完整的熱流通體系中，穩(wěn)定隔層的存在保證蒸汽腔中有效加熱半徑長期處在一個相對穩(wěn)定的范圍，隨著熱量的不斷擴(kuò)散，原油粘度降低，泄油半徑越大，產(chǎn)量就不斷增加。在注汽強(qiáng)度大、注汽時間長，雖然注入油層熱量多，但發(fā)生汽竄機(jī)率增大，從而造成本井油層縱向動用程度降低和無謂的熱損耗，影響生產(chǎn)效果。XⅠ1-1小層頂部發(fā)育大套灰綠色泥巖和XⅠ1-1—XⅠ1-2小層之間發(fā)育厚層泥質(zhì)隔層能有效防止氣竄。

5.2 夾層

與隔層不同，本區(qū)夾層平面分布不連續(xù)，隨機(jī)性強(qiáng)，巖性變化較大。不連續(xù)的夾層不能完全阻擋蒸汽腔的擴(kuò)散和上升，隨著蒸汽注入量的增加會繞過物性或泥質(zhì)夾層而繼續(xù)向上擴(kuò)展。由于夾層的存在，蒸汽腔上升的速度減緩，同等條件下重力泄油的高度降低，延長高產(chǎn)油階段的時間。當(dāng)夾層厚度較小，分布面積不大時，夾層相對有利，主要因?yàn)閵A層巖性一般較細(xì)，可以吸收蒸汽熱能，對上、下油層加熱，在適度、均勻發(fā)育夾層的油層中發(fā)現(xiàn)其蒸汽作用范圍大，開采效果好；當(dāng)夾層的分布面積越大，注入的蒸汽受控其限制，很難繞過夾層，累計產(chǎn)油越低

必須指出的是，隔夾層對于SAGD生產(chǎn)動態(tài)影響因素很多，僅研究物性和巖性的影響還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著資料的完善和補(bǔ)充，下一步在SAGD水平生產(chǎn)井垂直方向上的延伸范圍、沿水平方向延伸距離、注蒸汽直井的射孔相對隔夾層的位置等方面，進(jìn)行隔夾層空間展布定量表征很有必要。

6 結(jié)論

1) 研究區(qū)隔夾層具有成因類型多樣性的特點(diǎn)，主要受洪泛期沉積、局部區(qū)域水動力減弱、多期河道切割侵蝕、前積(側(cè)積)和河床滯留沉積5個方面的綜合作用。

2) 隔夾層在垂向上的分布與基準(zhǔn)面旋回有關(guān)，在中期旋回上升初期至早期，短期旋回處于A1型時，隔夾層僅在河道沖刷面底部的滯留沉積處發(fā)育；在中期旋回上升早-中期，短期旋回處于A2型或C2型，隔夾層發(fā)育在A2型晚期和C2型上升半旋回的后期和下降半旋回的初期；在中期旋回上升的晚期，洪泛期形成的大套灰綠色泥巖夾雜著粉砂質(zhì)泥巖形成連續(xù)的隔夾層。

3) 受沉積期次及規(guī)模的影響，隔夾層分布在全區(qū)差異較大。泥質(zhì)隔夾層展布特征與東北方物源方向一致，呈東北-西南方向分布。泥質(zhì)隔層主要分布在Ⅺ1-1頂部與上覆館陶組NG5-2小層交界處以及Ⅺ1-1—Ⅺ1-2。泥質(zhì)夾層零星作為薄層夾雜在厚儲層中，主要分布在Ⅺ1砂巖組中，自下向上夾層數(shù)量增多，平均厚度增厚；物性隔夾層在遠(yuǎn)離物源區(qū)的東南部呈帶狀分布，物性隔層主要分布在Ⅺ1-2—Ⅺ2-1之間，物性夾層與厚儲層互層分布，橫向延伸小，主要分布在Ⅺ2砂巖組中，自下向上物性夾層數(shù)量減少，但平均厚度增厚。隔夾層的空間分布受控于沉積環(huán)境。在靠近物源區(qū)，即水上分流河道處物源比較充足，水動力強(qiáng)，泥質(zhì)或粉砂質(zhì)等不太容易沉積和保存，隔夾層的分布較少且較孤立，僅在兩期河道疊置間發(fā)育隔層；在遠(yuǎn)離物源區(qū)，即水下分流河道的遠(yuǎn)端和邊緣部位，受河道頻繁遷移、改道作用的影響，隔夾層的分布明顯增多且厚度明顯增大。泥質(zhì)隔夾層平面分布主要集中在濱湖和分流間灣微相中，物性隔夾層主要分布在水下分流河道分支處及分流間灣處。

4) 隔夾層的厚度和延伸的范圍影響著注入蒸汽的有效作用范圍。興Ⅰ油層連續(xù)隔層使得蒸汽僅能在橫向上運(yùn)動，限制蒸汽腔在垂直方向上的高度，降低油層的實(shí)際泄油厚度，最終降低SAGD的采收率；本區(qū)采用大套油層合采的方式，縱向蒸汽的超覆效應(yīng)明顯，厚儲層內(nèi)適量夾層的出現(xiàn)，可以有效的遏制蒸汽向上超覆，使油層井段得到較為均勻的動用。

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(編輯 董 立)

Identification, origin and distributions of barriers/baffles Xing-Ⅰ oil layer in Block Du-84 of the western Liaohe Depression

Wu Jun1,2,Fan Tailiang1,2,Gao Zhiqian1,2,Li Chen1,2,Zhang Tao1,2, Ma Congming3

(1.SchoolofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China；2.KeyLaboratoryofMarineReservoirEvolutionandHydrocarbonAccumulationMechanism,MinistryofEducation,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;3.No.1OilProductionDepartment,PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Heshui,Gansu745400,China)

Barriers/baffles in reservoirs have been considered as one of the control factors of reservoir heterogeneity.A study on barriers/baffles may provide a sound foundation for a fine characterization of reservoirs and a more accurate prediction of remaining oil distribution.By combining core observation and dynamic production data as well as logging data of 1 735 wells in the Shuyi Block in western Liaohe depression,we drew cross plots of five parameter (i.e.interval transit time,lateral resistivity,induction conductivity,porosity and permeability) in accordance with core calibrated logging curves,and analysis result of electrical and physical property tests.We classified the barriers/baffles into two types (shaly barriers/baffles and physical barriers/baffles) and established a standard and a template for their quantitatively identification.The barriers/baffles developed in the study area were mainly controlled by factors including sedimentation of flooding stage,weakening local hydrodynamics,multi-stage fluvial erosion cuttings,progradation and riverbed lag deposition.The shally barriers/baffles were mainly distributed in shallow lakes and interdistributary bays,while the physical barriers/baffles were mostly located in bifurcations of underwater channels and local areas of interdistributary bays.Barriers/baffles were scarce and isolated in the stacked channels near provenance.However,they were more frequent and thicker away from provenance.Their vertical distribution was closely related with the base level cycles and their number and thickness got larger from bottom up in the ascending semi-cycles of the middle-long term base level cycles.We also proposed that the lithology,physical properties,thickness and distribution of barriers/baffles had certain effects upon the performance of SAGD (steam-assisted gravity drainage) in heavy oil discovery of Liaohe Oilfield.

barrier/baffle,high-resolution sequence stratigraphy,Xing-Ⅰ oil layer,Shahejie Formation,Block Du 84,western Liaohe Depression

2015-01-20;

2016-12-21。

吳俊(1991—)，男，博士研究生，層序地層學(xué)及油藏精細(xì)描述。E-mail:zgdzdxbjwj@126.com。

樊太亮(1961—)，男，教授、博士生導(dǎo)師，層序地層學(xué)及隱蔽油氣藏勘探理論與技術(shù)。E-mail:fantl@cugb.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41102078)；國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項(xiàng)目(2012CB214802)。

0253-9985(2017)02-0248-11

10.11743/ogg20170205

TE122.2

A