基于巖心錄井的砂礫巖儲(chǔ)層優(yōu)勢(shì)滲流通道識(shí)別與預(yù)測(cè)
——以準(zhǔn)噶爾盆地東部滴20井區(qū)為例

李 琛，李光華，朱思靜，段晴楓，喬躍華，張會(huì)利

中石油新疆油田分公司準(zhǔn)東采油廠，新疆 阜康

基于巖心錄井的砂礫巖儲(chǔ)層優(yōu)勢(shì)滲流通道識(shí)別與預(yù)測(cè)
——以準(zhǔn)噶爾盆地東部滴20井區(qū)為例

李 琛，李光華，朱思靜，段晴楓，喬躍華，張會(huì)利

中石油新疆油田分公司準(zhǔn)東采油廠，新疆 阜康

滴20井區(qū)八道灣組油藏屬于典型的砂礫巖油藏，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)滲流通道發(fā)育。開發(fā)初期，油藏水淹、水竄現(xiàn)象突出，油井含水上升快，注入水突進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重。以形成機(jī)理為導(dǎo)向，定性描述了優(yōu)勢(shì)滲流通道四大類型；依據(jù)動(dòng)、靜態(tài)資料，利用測(cè)井等數(shù)據(jù)建立了地質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)；利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，結(jié)合RDOS(油藏精細(xì)動(dòng)態(tài)分析優(yōu)化系統(tǒng))模擬結(jié)果，對(duì)比地質(zhì)識(shí)別結(jié)果，完成了對(duì)優(yōu)勢(shì)滲流通道的定量描述，并利用井間示蹤劑資料驗(yàn)證了其合理性。建立了適合研究區(qū)的水流優(yōu)勢(shì)通道的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，掌握了目前井網(wǎng)的水流優(yōu)勢(shì)通道分布特征，為無井區(qū)的水流優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別提供了科學(xué)依據(jù)。

優(yōu)勢(shì)滲流通道，砂礫巖油藏，八道灣組，滴20井區(qū)

Copyright ? 2017 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

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Received: Jun.18th, 2017; accepted: Aug.14th, 2017; published: Oct.15th, 2017

AbstractReservoir in Badaowan Formation of well block di 20 was a typical glutinite reservoir with strong heterogeneity and dominant seepage channels.At the early stage of development, water out and water channeling in the reservoir was serious, the water cut rise was rapid with strong fingering of injected water.Four types of dominant seepage channels were qualitatively characterized according to their forming mechanisms.Geological identification criterion for them was established based on the dynamic and static well logging data.By using the dynamic and static logging data,combined with the result of RDOS (Reservoir Fine Dynamic Analysis and Optimization System),the geological identification results were contrasted for a quantitative description of optimal seepage channels, its rationality was verified by inter-well tracer data.The identification criterion for seepage channel is established in the study area and the distribution characters of advanced seepage channel in the present well pattern was figured out, which provides a scientific evidence for seepage channel identification in no well areas.

KeywordsAdvanced Seepage Channel, Glutinite Reservoir, Badaowan Formation, Well Block Di 20

1.引言

高滲通道指油藏在開發(fā)過程中某一部位形成的滲透率比相鄰層高許多倍(通常5～20倍以上)的滲流通道。水驅(qū)前緣突破后，含水率迅速上升，形成優(yōu)勢(shì)滲流通道[1][2][3]。由于許多水流優(yōu)勢(shì)通道的確定方法都需要進(jìn)行現(xiàn)場測(cè)試，整體存在成本高，難以對(duì)區(qū)域每口井進(jìn)行測(cè)試[4]。目前，水流優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別成熟的技術(shù)比較少，判別方法還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，總體還處于起步階段。筆者主要以形成機(jī)理為導(dǎo)向，利用油藏工程方法結(jié)合數(shù)值模擬進(jìn)行優(yōu)勢(shì)通道綜合識(shí)別，定性描述了優(yōu)勢(shì)滲流通道4大類型。結(jié)合動(dòng)、靜態(tài)資料，可以半定量化或定量化認(rèn)識(shí)水流優(yōu)勢(shì)通道的發(fā)育，為今后同類油藏合理開發(fā)提供指導(dǎo)。

2.研究區(qū)概況

滴20井區(qū)八道灣組油藏位于準(zhǔn)噶爾盆地東部，為斷層–地層油藏。油藏中部深度1414 m，壓力11.70MPa，飽和壓力 10.36 MPa，溫度54.1℃，壓力系數(shù) 0.827，原油密度0.887 t/m3，50℃黏度平均42.4 mPa?s。天然驅(qū)動(dòng)類型主要為彈性水壓驅(qū)動(dòng)。探明含油面積7.2 km2，有效厚度6.5 m，探明地質(zhì)儲(chǔ)量438.06 × 104t，技術(shù)可采儲(chǔ)量為109.52 × 104t。儲(chǔ)層巖性主要為灰色細(xì)、中砂巖及砂礫巖(圖1)。油層平均孔隙度19.95%，平均滲透率20.94 mD，儲(chǔ)集空間主要為原生粒間孔。

2011年采用280 m × 280 m反七點(diǎn)井網(wǎng)滾動(dòng)開發(fā)，截至2013年12月，綜合含水率39.9%，采出程度 3.86%。取心化驗(yàn)數(shù)據(jù)及產(chǎn)吸剖面顯示儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，復(fù)壓解釋滲透率明顯高于巖心解釋滲透率，壓降曲線快速落零，說明儲(chǔ)層存在水流優(yōu)勢(shì)通道，表現(xiàn)為部分油井含水快速上升[5]，在采取分注、優(yōu)化注水后取得一定效果，但控制含水率上升速度仍存在較大難度。

針對(duì)上述問題，需在目前已經(jīng)取得的定性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，開展水流優(yōu)勢(shì)通道分布規(guī)律研究，落實(shí)優(yōu)勢(shì)通道平剖面分布位置、相對(duì)強(qiáng)弱程度，并進(jìn)一步找出形成通道的影響因素，得到對(duì)區(qū)塊優(yōu)勢(shì)通道一個(gè)較系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)，為后期調(diào)整注采關(guān)系、提高措施針對(duì)性提供有效指導(dǎo)。

Figure 1.The integrated histogram of coring wells圖1.取心井綜合柱狀圖

3.優(yōu)勢(shì)滲流通道特征及分類

3.1. 優(yōu)勢(shì)滲流通道基本特征

靜態(tài)特征識(shí)別主要通過巖心觀察，高滲透段表現(xiàn)為泥質(zhì)膠結(jié)疏松、顆粒支撐，以粗砂巖–小礫巖為主；黏土礦物主要見粒間充填的蠕蟲狀、散片狀高嶺石，有少量伊–蒙混層礦物；填隙物多為膠結(jié)松散，注水極易被水流帶走[6][7][8][9]。動(dòng)態(tài)特征為：① 注入水通過優(yōu)勢(shì)通道快速到達(dá)油井，短期油井見水，形成無效循環(huán)；② 吸水剖面縱向上高滲段強(qiáng)吸水；③ 水流優(yōu)勢(shì)通道發(fā)育井組，試井結(jié)果干擾明顯。

3.2. 優(yōu)勢(shì)滲流通道類型

利用動(dòng)靜態(tài)資料，識(shí)別出4種類型優(yōu)勢(shì)通道[10][11][12][13][14]。

1)支撐礫巖型：支撐礫巖一般形成于扇頂?shù)募?xì)密溝槽中，成因是溝槽中先期沉積物中泥沙被后期洪水帶走剩下礫石骨架(圖2)，埋藏后就形成了支撐礫巖。礫石間少有泥質(zhì)沉積物，因此滲透性較好。D2059井在1475 m射孔段，縱向上吸水強(qiáng)度差異大(吸水剖面中的曲線幅度變化大)(圖3)，吸水強(qiáng)的層段巖石顆粒大，以鵝卵石為主，其間雜基很容易被水流帶走，形成水流優(yōu)勢(shì)通道。

Figure 2.The supporting characters of coring and particle supports of the supporting shale channel圖2.支撐礫巖型通道巖心及顆粒支撐特征

Figure 3.The characters of support shale type in Well D2059圖3.D2059井支撐礫巖型特征

2)側(cè)翼粗砂巖型：側(cè)翼粗砂巖顆粒礫徑大，原始沉積物雜基相對(duì)松散，遇到水流，顆粒大的巖石內(nèi)雜基容易流動(dòng)，被水流帶走，形成優(yōu)勢(shì)通道(圖4)。D2018井在1408 m存在巖性突變，下部為辮狀溝道微相，上覆溝道間泥，吸水剖面下部吸水強(qiáng)度大于上部吸水強(qiáng)度，沉積相帶的差異造成下部形成水流優(yōu)勢(shì)通道(圖5)。

Figure 4.The characters of core and particle supports on flanking coarse sandstone圖4.側(cè)翼粗砂巖型通道巖心及顆粒支撐特征

Figure 5.The characters of advanced water flow channel of the flanking coarse sandstone in Well D2018圖5.D2018井側(cè)翼粗砂巖型水流優(yōu)勢(shì)通道特征

3)成巖作用膠結(jié)疏松型：對(duì)同級(jí)顆粒而言，成巖作用強(qiáng)巖石顆粒呈現(xiàn)線接觸特征，雜基體積縮小(圖6)，物性變差。而壓實(shí)作用弱的地層，巖石顆粒呈點(diǎn)接觸關(guān)系，雜基體積大、松散，容易形成水流優(yōu)勢(shì)通道。D2059井在1455 m井段，吸水剖面對(duì)應(yīng)強(qiáng)吸水特征，其下伏地層吸水強(qiáng)度明顯降低，根據(jù)巖心資料，強(qiáng)吸水段巖心松散、欠壓實(shí)，下部吸水作用弱，砂巖呈塊狀，表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)壓實(shí)作用(圖7)，物性好的形成水流優(yōu)勢(shì)通道。

Figure 6.The characteristic types of particles in diagenetic channels of well block D20圖6.D20井區(qū)成巖作用型通道顆粒特征類型

Figure 7.The characters of advanced diagenetic water flow channel in Well D2059圖7.D2059井成巖作用型水流優(yōu)勢(shì)通道特征

4)巖性界面型：巖性界面從單井上看表現(xiàn)為巖性的漸變面或突變面，漸變往往代表了水動(dòng)力強(qiáng)弱的逐漸變化，而突變則往往代表了一次重力流沉積事件的始末。突變界面存在物性較好的砂體段，單位面積砂體受到的水壓力較大，當(dāng)超過一定臨界值時(shí)，將形成水流優(yōu)勢(shì)通道。

4.地下優(yōu)勢(shì)滲流通道識(shí)別

首先利用常規(guī)測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行聚類分析，建立識(shí)別圖版，然后利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合儲(chǔ)層非均質(zhì)性特征，對(duì)優(yōu)勢(shì)通道發(fā)育進(jìn)行綜合識(shí)別及預(yù)測(cè)，最終建立水流優(yōu)勢(shì)通道地質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。

4.1. 地質(zhì)識(shí)別及分布預(yù)測(cè)

首先對(duì)儲(chǔ)層建立電阻率–密度交會(huì)圖劃分巖性。選定自然伽馬–密度劃分滲透性，判別高滲、中滲、低滲和特低滲儲(chǔ)層。地質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)采用巖心–測(cè)井–地層組合：① 油層起算厚度為0.4 m，小于0.4 m為巖性界面；② 位于溝道側(cè)翼，為側(cè)翼粗砂巖型；③ 發(fā)育段儲(chǔ)層平均深度位于單井油層上部，為膠結(jié)疏松型；④ 儲(chǔ)層段位于單井油層下段，為支撐礫巖型。對(duì)水流優(yōu)勢(shì)通道平面展布研究，(八道灣組一段1亞段2砂體)、(八道灣組一段1亞段3砂體)和(八道灣組一段1亞段4砂體)分別發(fā)育支撐礫巖4、5、6條，膠結(jié)疏松型18、4、0條，側(cè)翼粗砂巖型4、3、1條，巖性界面型4、1、0條。

4.2. 油藏工程方法預(yù)測(cè)

采用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)識(shí)別水流優(yōu)勢(shì)通道橫向發(fā)育特征，利用RDOS (油藏精細(xì)動(dòng)態(tài)分析優(yōu)化系統(tǒng))對(duì)水流優(yōu)勢(shì)通道進(jìn)行垂向識(shí)別。

1)動(dòng)態(tài)分析法

生產(chǎn)動(dòng)態(tài)主要從井組動(dòng)態(tài)識(shí)別優(yōu)勢(shì)通道橫向發(fā)育特征：① 水井停注后壓力快速下降，說明井組存在強(qiáng)吸水通道；② 井組間連通好，要考慮各油井對(duì)應(yīng)的其他注水井的影響；③ 油井投產(chǎn)即高含水，則反映與鄰井水井有較好相關(guān)性。利用上述方法對(duì)全區(qū)井組進(jìn)行逐一分析，對(duì)優(yōu)勢(shì)通道進(jìn)行定性識(shí)別。

2)產(chǎn)吸液剖面法

吸水剖面上優(yōu)勢(shì)通道發(fā)育的小層，吸水量大，相對(duì)吸水量也較大[15]。首先對(duì)吸水剖面進(jìn)行數(shù)字化處理及相對(duì)吸水量批分，對(duì)相對(duì)吸水量劃分出的小層進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖8所示。由圖8可知，數(shù)據(jù)發(fā)生2個(gè)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)發(fā)育處為數(shù)據(jù)規(guī)律變化的分界點(diǎn)，因此把水流優(yōu)勢(shì)通道分為2種級(jí)別：I類優(yōu)勢(shì)通道(相對(duì)吸水量 ＞ 2%)；II類優(yōu)勢(shì)通道(1% ≤ 相對(duì)吸水量 ≤ 2%)。I類優(yōu)勢(shì)通道滲透率大于500 mD，II類優(yōu)勢(shì)通道滲透率大于100 mD，小于500 mD。主要水流優(yōu)勢(shì)通道分布在孔隙度大于19%的范圍。

Figure 8.The probability statistics of relative water adsorption of sublayers in the studied area圖8.研究區(qū)小層相對(duì)吸水量概率統(tǒng)計(jì)

3)RDOS水流優(yōu)勢(shì)通道模擬

利用特有的RDOS柵狀數(shù)值模擬軟件對(duì)縱向特征進(jìn)行識(shí)別。直接利用原始地質(zhì)模型，只對(duì)平面上進(jìn)行粗化，縱向上為0.25 m網(wǎng)格，模擬精度大大加強(qiáng)。如果直接利用原吸水剖面數(shù)據(jù)模擬，結(jié)果只能反映層間吸水差異，而優(yōu)勢(shì)通道主要在層內(nèi)強(qiáng)吸水段，無法精確模擬。因此該次研究將示蹤劑吸水曲線數(shù)值化，將原始吸水量批分，在流動(dòng)模擬時(shí)更精確地模擬吸水情況[16][17]。利用示蹤劑數(shù)據(jù)對(duì)不同微層進(jìn)行吸水量劈分[18]，在模擬中追蹤水流向、修正地質(zhì)模型，得到剩余油分布以及優(yōu)勢(shì)水流的分布。利用RDOS模擬計(jì)算出每個(gè)注采小層的日吸水量、吸水強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)油井小層含水率等數(shù)據(jù)，進(jìn)一步判斷層內(nèi)優(yōu)勢(shì)段。

4.3. 動(dòng)靜態(tài)綜合模擬及井間示蹤劑檢驗(yàn)

綜合上述方法結(jié)果，研究區(qū)主要目的層共發(fā)育50條井間水流優(yōu)勢(shì)通道，其中顆粒支撐型14條，占28.0%；側(cè)翼粗砂巖型10條，占20.0%；膠結(jié)疏松型22條，達(dá)到44.0%；巖性界面型最少，僅占8.0%，共4條。采用多種方法結(jié)合，完成縱向小層水流優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別，識(shí)別優(yōu)勢(shì)通道233條。

利用示蹤劑結(jié)果與水流優(yōu)勢(shì)通道預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比[19][20]，整體評(píng)價(jià)水流優(yōu)勢(shì)通道的預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

5.結(jié)論

1)從沉積角度對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層水流優(yōu)勢(shì)通道進(jìn)行分類，識(shí)別了支撐礫巖型、側(cè)翼粗砂巖型、成巖作用膠結(jié)疏松型、巖性界面型4大類。

2)動(dòng)、靜態(tài)資料結(jié)合，利用測(cè)井等數(shù)據(jù)，建立了地質(zhì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，結(jié)合RDOS模擬結(jié)果，對(duì)比地質(zhì)識(shí)別結(jié)果，完成了定量描述水流優(yōu)勢(shì)通道空間展布特征的工作。

3)通過地質(zhì)與工程等方法的結(jié)合，綜合預(yù)測(cè)了優(yōu)勢(shì)通道，且預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。優(yōu)勢(shì)通道的識(shí)別是一個(gè)動(dòng)、靜態(tài)相互結(jié)合、相互印證的過程。該次研究取得了適合于研究區(qū)的水流優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)以及目前井網(wǎng)的水流優(yōu)勢(shì)通道分布特征，為無井區(qū)的水流優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別提供了科學(xué)依據(jù)。

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[編輯]龔丹

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Dominant Flow Pass Identification and Prediction of Glutinite Reservoirs Based on Core Logging——A Case Study of Well Block Di 20 in Junggar Basin

Chen Li, Guanghua Li, Sijing Zhu, Qinfeng Duan, Yuehua Qiao, Huili Zhang
Huaidong Oil Production Plant, Xinjiang Oilfield Company, CNPC, Fukang Xinjiang

2017年6月18日；錄用日期：2017年8月14日；發(fā)布日期：2017年10月15日

李琛(1985-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事油藏描述工作。

文章引用: 李琛, 李光華, 朱思靜, 段晴楓, 喬躍華, 張會(huì)利.基于巖心錄井的砂礫巖儲(chǔ)層優(yōu)勢(shì)滲流通道識(shí)別與預(yù)測(cè)[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(5): 229-237.

10.12677/jogt.2017.395088