應(yīng)用井壁取心分析資料評價薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布規(guī)律

馬德華，張金航

大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶

應(yīng)用井壁取心分析資料評價薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布規(guī)律

馬德華，張金航

大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶

大慶薩爾圖油田薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層1982年投入開發(fā)，綜合含水率93.7%。由于注采井距大、開采井段長及油層的差異性，導(dǎo)致有效油層動用狀況差、薄差油層及底部油層動用程度低。為提高油層動用狀況、改善油層開發(fā)效果、研究適合高含水后期合理的層系井網(wǎng)開發(fā)方式，從剩余油微觀形成機理研究入手，應(yīng)用井壁取心巖石熱解、飽和烴氣相色譜、熒光顯微圖像分析技術(shù)對儲層做定量評價，總結(jié)薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布狀況及規(guī)律，通過提高厚層、薄差層、表外層水淹程度精細評價水平，形成了極富錄井特色的開發(fā)調(diào)整井評價剩余油的方法。針對各類儲層注水開發(fā)后形成的剩余油提出了挖潛措施，對于搞清厚油層層內(nèi)剩余油分布及潛力狀況、薄差及表外層的評價進行挖潛增效有著較大的優(yōu)勢，在實際生產(chǎn)中與測井資料結(jié)合應(yīng)用，滿足了油藏精細描述技術(shù)的需求，為選層射孔及編制開發(fā)方案提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

井壁取心，水淹程度，剩余油分布規(guī)律，薩中開發(fā)區(qū)

AbstractGaotaizi oil layer of Sazhong Development Zone in Sa’ertu Oilfield of Daqing was put into production in 1982. The comprehensive water cut was 93.7%. The difference of oil layers, long injector-producer space and long production intervals induced poor producing degree of effective reservoirs and low producing degree of thin and bottom oil layers. In order to improve the producing degree and developmental effect of the reservoir, and find out a suitable well pattern for reservoirs at late developmental stage with high water cut, the microscopic formation mechanism of remaining oil was studied, and the reservoirs were quantitatively evaluated by using pyrolysis of rocks from the sidewall coring, gas chromatography of saturated hydrocarbon and fluorescence microscopic image analysis, and the remaining oil distribution status and rules in Gaotaizi Reservoir of Sazhong Development Zone were summarized. The method for evaluating remaining oil in adjustment wells with logging technology is formed by improving the fine evaluation of water flooding degree in thick layers and thin-poor layers. Some measures are proposed for tapping the potential of remaining oil in the reservoir after water flooding development. The research method is of great help in identifying the remaining oil distribution and potential of various oil layers.Combined with electrical logging data, it satisfies the demand of fine reservoir description and provides a reliable geological basis for the selective perforation and design of oilfield developmental scheme.

KeywordsSidewall Coring, Water Flooding Degree, Remaining Oil Distribution Rule, Sazhong Development Zone

1. 引言

大慶薩爾圖油田薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層屬于陸相河流-三角洲沉積，以細砂巖、粉砂巖沉積為主，砂體粒度細、泥質(zhì)和鈣質(zhì)含量高、物性較差，油層滲透率較低。垂向上位于薩、葡油層下部，與葡二組是連續(xù)沉積，厚度300 m左右，共分4個油層組，22個砂巖組，82個沉積單元，平面上砂體發(fā)育較穩(wěn)定，連續(xù)性較好。根據(jù)密閉取心井資料，儲層空間特征原始含油飽和度59.5%，空氣滲透率150～400 mD，孔隙度26.0%，屬于中-高孔、中滲儲層。高臺子油層1982年投入開發(fā)，采用300 m × 300 m井距的反九點法面積井網(wǎng)，初期分為高一、二組油層，高三、四組油層，高臺子油層合采3套井網(wǎng)開發(fā)，綜合含水率93.7%。高臺子油層由于注采井距大、開采井段長及油層的差異性，導(dǎo)致有效油層動用狀況差，薄差油層及底部油層動用程度低。為提高油層動用狀況、改善油層開發(fā)效果，需要進行層系井網(wǎng)調(diào)整潛力研究，研究適合高含水后期合理的層系井網(wǎng)開發(fā)方式。為此應(yīng)用水淹層解釋評價技術(shù)對薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層動用狀況及剩余油潛力分布等進行研究。錄井技術(shù)通過井壁取心定點取得地層巖樣，受層厚度及非均質(zhì)性的影響較小，應(yīng)用巖石熱解、飽和烴氣相色譜、熒光顯微圖像等技術(shù)對油層水淹程度進行定量評價，提高了厚層、薄差層、表外層的精細評價水平，解決了測井軟件對薄差層及表外層適用性差的問題[1]，在實際生產(chǎn)中與測井資料結(jié)合應(yīng)用，滿足了油藏精細描述技術(shù)的需求，為選層射孔及編制開發(fā)方案提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

2. 微觀剩余油的形成機理及分布特征

剩余油是指油田在開發(fā)過程中某一階段，仍然保存在油層孔隙空間的那部分原油，通過加深地質(zhì)認識和改善采油工藝等技術(shù)措施可開采出的原油[2]。油水在地下多孔介質(zhì)中滲流，由于孔喉網(wǎng)絡(luò)的非均質(zhì)性、油水黏度比、儲層潤濕性等方面的差異，導(dǎo)致黏滯力、重力、毛細管壓力在孔喉大小不一、形態(tài)不一、連通程度不一的儲層中水驅(qū)效果存在差異，形成剩余油分布的差異。賈忠偉等[3]進行了水驅(qū)油微觀物理模擬實驗研究，其結(jié)果表明：在親油孔隙介質(zhì)中，注入水沿大孔道的中心部位突入，在孔壁的表面形成一層油膜，油膜的厚度由于驅(qū)替速度大小、巖石表面親油性大小不同而有所不同，隨水驅(qū)時間增長，油膜會變薄，小孔道中殘留一部分未驅(qū)動的原油，從而成為剩余油。因此在親油系統(tǒng)中，剩余油多分布于小孔隙、孔隙邊緣等處，而水則分布于大孔隙和孔隙中央。在親水孔隙介質(zhì)中，水沿孔壁滲流推進，一部分水沿大孔道的中部推進原油，一部分水沿孔道壁驅(qū)油，剝離巖石顆粒表面的油，水驅(qū)速度與剝離速度不同致使水進不均勻，形成斑狀或指進剩余油。因此在親水系統(tǒng)中，剩余油呈珠狀分布于大孔隙和孔隙中央或呈簇狀分布于孔喉不均勻地帶，水則分布于小孔隙、孔壁等處。在油田實際開發(fā)過程中，注入水沿著阻力最小的通道迅速到達井口，將油層中的大部分油留下，這種現(xiàn)象即為指進，其結(jié)果使儲層中的油成片地滯留于孔隙空間成為剩余油。

3. 利用井壁取心分析資料評價剩余油分布的基本思路

油田注水開發(fā)以后，隨含水率的上升，含油飽和度、原油性質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)等都要發(fā)生變化。錄井井壁取心巖樣含油有飽滿—不飽滿，染手—不染手，油氣味濃—淡或無等不同；巖石熱解分析Pg值反映含油豐度，飽和烴氣相色譜是對巖石熱解分析S1值的細分[4]。該文巖石熱解分析進樣量100 mg，飽和烴色譜分析進樣量 30 mg，因此巖石熱解、飽和烴氣相色譜均能反映含油飽和度的變化。熒光顯微圖像可以觀察孔隙中的油水分布、剩余油產(chǎn)狀及孔隙結(jié)構(gòu)變化等[5]。在各單項資料判別的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井資料及區(qū)塊地質(zhì)特征、注水開發(fā)現(xiàn)狀綜合分析，找出水淹程度相對較弱，即剩余油相對富集的部位，從而得出剩余油分布規(guī)律。

根據(jù)大慶錄井公司2006年高臺子油層水驅(qū)油實驗結(jié)果表明，隨含水率上升，飽和烴氣相色譜峰形從正態(tài)峰形向扁平形變化，其峰值及巖石熱解分析參數(shù)均有不同程度降低；熒光顯微圖像剩余油產(chǎn)狀發(fā)生變化，從粒間吸附狀變?yōu)槟?、珠?圖1、圖2、圖3)。高臺子油層巖石屬于弱親水-親水非均勻潤濕性[6]，剩余油形成狀態(tài)與潤濕性呈弱親油-親油的薩葡油層正好相反。注入水以水膜形態(tài)鋪滿孔壁，連通較好的小孔隙容易被水充滿，大孔道中剩余油容易出現(xiàn)指進，剩余油為斑狀、柱狀或珠狀，連通較差的小孔隙剩余油為簇狀，熒光顯微圖像資料驗證了這一點。

4. 薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布狀況及潛力

應(yīng)用井壁取心分析技術(shù)落實厚層、薄層及表外層的巖性、物性及含油性，進而評價儲層剩余油分布特征及產(chǎn)油潛力，對提高油田開發(fā)效果具有重要意義。統(tǒng)計薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層30口井的井壁取心分析資料表明，中-高孔、中滲儲層條件下，巖石熱解分析Pg值大于40 mg/g，飽和烴色譜響應(yīng)值大于1.6 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙欠-較發(fā)育，含泥重部位剩余油呈粒間吸附狀、孔隙發(fā)育處剩余油呈簇狀，這類層為未-低水淹層。巖石熱解分析Pg值20～40 mg/g，飽和烴色譜響應(yīng)值為1.2～1.6 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙較發(fā)育，剩余油多呈簇狀、局部為粒間吸附狀，這類層為中水淹層。巖石熱解分析Pg值小于20 mg/g，飽和烴色譜響應(yīng)值小于1.2 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙發(fā)育，大孔道中剩余油呈柱狀或斑狀、小孔道中剩余油呈簇狀或粒間吸附狀，這類層為高水淹層。低孔低滲薄差層及表外層影響因素較多，變化也較復(fù)雜，總的來說Pg＞ 20 mg/g時為未-低水淹層。

Figure 1. The saturated hydrocarbon chromatographic response value changing with the water production value in water flooding experiment圖1. 水驅(qū)油實驗飽和烴色譜響應(yīng)值隨產(chǎn)水率的變化

Figure 2. The rock pyrolysis loss rate changing with water production rate in the water flooding experiment圖2. 水驅(qū)油實驗巖石熱解損失率隨產(chǎn)水率的變化

Figure 3. The characteristics of fluorescence microscopic image of saturated and residual oils in water flooding experiment圖3. 水驅(qū)油實驗飽和油與殘余油熒光顯微圖像特征

4.1. 有效厚度大于1.0 m厚層剩余油分布狀況及潛力分析

有效厚度大于1.0 m厚層井壁取心樣品產(chǎn)狀以含油、油浸粉砂巖為主，巖石熱解分析Pg在15～45 mg/g之間，目前含油飽和度35%～55%，飽和烴氣相色譜響應(yīng)值0.8～2.0 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙較發(fā)育，剩余油多呈簇狀、柱狀、局部為粒間吸附狀。綜合解釋中水淹(包括中低淹、中水淹、中高淹)及高水淹層占總解釋層的81.2%，未-低水淹層占總解釋層的15.2%，特高水淹層占總解釋層的3.6%。低水淹及中水淹層主要分布在層頂部、中上部及夾層附近，高水淹層及特高水淹層主要分布在層的底部。相對均質(zhì)或夾層不起遮擋作用的層整體水淹程度高，剩余油垂向上分段分布，主要分布在層的頂部或中上部，底部水淹程度高，甚至成為注采無效循環(huán)的主要部位，如G231-X54井GI10～12層(圖4))；非均質(zhì)層有效厚度之間的夾層一般都對流體起到遮擋作用，夾層附近水淹程度整體較低，剩余油不僅富集在層的頂部，夾層附近也成為富集的地區(qū)，層內(nèi)相對均質(zhì)段底部水淹程度相對較高，如B1-112-529井GI2+3層(圖5)。這類層體現(xiàn)了注采關(guān)系比較完善，動用程度好，加密調(diào)整井需要對高水淹或特高水淹部位進行避射，通過層內(nèi)細分注水及調(diào)剖挖潛層的頂部或夾層附近的剩余油。

Figure 4. The comprehensive logging diagram of Well G231-X54圖4. G231-X54井錄井綜合圖

4.2. 有效厚度大于0.5 m小于1.0 m厚層剩余油分布狀況及潛力分析

有效厚度大于0.5 m小于1.0 m厚層井壁取心樣品產(chǎn)狀以油浸粉砂巖為主。巖石熱解分析Pg在15～35 mg/g之間，目前含油飽和度35%～50%，飽和烴氣相色譜響應(yīng)值1.2～1.8 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙較發(fā)育，剩余油多呈粒間吸附狀、簇狀，局部為柱狀。綜合解釋中水淹占總解釋層的 60.4%，高水淹占總解釋層的22.7%，未-低水淹層占總解釋層的16.9%。均質(zhì)層巖石熱解分析Pg值小于20 mg/g，呈中-高水淹特征；巖石熱解分析Pg值大于20 mg/g，呈未-中水淹特征，如B1-301-529井GI183及GII22層(圖6)。頂部含鈣層多呈高水淹特征，底部含鈣層一般呈低-中水淹特征，如G429-50井GII16及GII192層(圖7)。剩余油主要分布在均質(zhì)層頂部及底部含鈣層。這類層通常動用狀況較差，加密調(diào)整潛力較大，需要對含油豐度較低的均質(zhì)層及頂部含鈣層進行避射，通過加密射孔完善單砂體注采關(guān)系挖潛剩余油。

Figure 5. The comprehensive logging diagram of Well B1-112-529圖5. B1-112-529井錄井綜合圖

Figure 6. The comprehensive logging diagram of Well B1-301-529圖6. B1-301-529井錄井綜合圖

Figure 7. The comprehensive logging diagram of Well G429-50圖7. G429-50井錄井綜合圖

4.3. 有效厚度小于0.5 m的層及表外層剩余油分布狀況及潛力分析

有效厚度小于0.5 m的層井壁取心樣品產(chǎn)狀以油浸粉砂巖為主，表外層井壁取心樣品產(chǎn)狀以油斑粉砂巖為主，見油浸粉砂巖。巖石熱解分析Pg值在10～25 mg/g之間，目前含油飽和度35%～45%，飽和烴氣相色譜響應(yīng)值 0.8～1.2 mV，熒光顯微圖像特征為孔隙較-欠發(fā)育，剩余油多呈粒間、孔表吸附狀(礦物微孔隙及表面)、局部為簇狀。綜合解釋為未-低水淹層占總解釋層的30.1%，中水淹層占總解釋層的50.7%，高水淹層占總解釋層的19.2%。有效層中的均質(zhì)層巖石熱解分析Pg值大于15 mg/g，呈未-中水淹特征；巖石熱解分析Pg值小于15 mg/g，呈中-高水淹特征。非均質(zhì)層有效層及表外層多呈未-中水淹特征。這類層屬于物性差、泥質(zhì)含量高且分布不穩(wěn)定的薄砂層及表外層，剩余油總量較多，因尖滅區(qū)較多，連通狀況差，雖具有一定的潛力，但挖潛較為困難，加密調(diào)整井需要對高水淹層及含油性特別差的層進行避射，最好是縮小井距，完善注采系統(tǒng)進行分層逐段開采。如B1-211-533井與B1-211-532井為同井組相鄰井距為150 m的兩口井，B1-211-533井GI12、 GI13層在B1-211-532井已經(jīng)發(fā)生尖滅，GI15、GI17層兩口井均為零散小砂體，GI18、GI19層在B1-211-533井見含油產(chǎn)狀，B1-211-532井未見含油，說明砂體發(fā)生了尖滅(圖8、圖9)。

5. 高臺子油層剩余油分布規(guī)律認識

通過井壁取心資料與測井資料結(jié)合分析，薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油縱向上分布高度零散，正韻律油層注入水沿底部突進，上部水淹差，剩余油分布高；反韻律油層注入水沿頂部推進，由于重力和毛細管力的作用，水驅(qū)厚度逐漸加大，剩余油分布低；復(fù)合韻律油層內(nèi)的剩余油相對富集部位一般為厚油層滲透率較差部位及部分均質(zhì)層的上部。平面上分布存在以下幾種類型：一是注采不完善，厚層頂?shù)撞亢蛫A層密集的薄互層部位存在剩余油，如G231-X54井GI10-12層，可通過層內(nèi)細分注水及調(diào)剖進行剩余油挖潛；二是砂體規(guī)模小或局部變差或尖滅，受注水波及程度差存在剩余油，如B1-301-529井GII22層，通過加密射孔或壓裂改善局部單砂體注采關(guān)系，進行剩余油挖潛。三是斷層遮擋或河道邊部，由于相帶突變造成幾個方向或某一方向有注無采(有采無注)或者鉆遇油層但未射孔形成剩余油，如 G429-50井GII192層，這類剩余油需要補充油水井，縮小井距，改善注采關(guān)系進行挖潛；四是物性較差的薄差油層，由于受平面非均質(zhì)和層間干擾等影響存在剩余油，如B1-211-533井GI18、GI19層等，這類剩余油需要進行注采系統(tǒng)調(diào)整，減少長井段層系間干擾進行挖潛。

Figure 8. The comprehensive logging diagram of Well B1-211-533圖8. B1-211-533井錄井綜合圖

Figure 9. The comprehensive logging diagram of Well B1-211-532圖9. B1-211-532井錄井綜合圖

6. 結(jié)語

從剩余油微觀形成機理研究入手，以井壁取心巖石熱解、飽和烴氣相色譜、熒光顯微圖像分析技術(shù)為手段，以錄井水淹響應(yīng)機理為基礎(chǔ)，以錄井水淹程度為評價方式，總結(jié)了大慶喇薩杏油田薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布狀況及規(guī)律，形成了極富錄井特色的開發(fā)調(diào)整井評價剩余油的方法，提高了儲層韻律性、變異系數(shù)、夾層及砂體連通狀況的不同對油層水洗狀況影響的認識。針對各類儲層注水開發(fā)后形成的剩余油提出了挖潛措施，對于搞清厚油層層內(nèi)剩余油分布及潛力狀況、薄差層及表外層的評價進行挖潛增效有著較大的優(yōu)勢，經(jīng)濟高效且實用性較強，可在所有開發(fā)調(diào)整井中推廣應(yīng)用。

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[編輯]黃鸝

Evaluation of Residual Oil Distribution Rule in Gaotaizi Oil Layer of Sazhong Development Zone Based on Sidewall Coring Data Analysis

Dehua Ma, Jinhang Zhang
No. 1 Geologic Logging Company of Daqing Drilling Engineering Company, Daqing Heilongjiang

馬德華(1972-)，女，高級工程師，現(xiàn)從事油氣解釋評價工作。

2017年4月12日；錄用日期：2017年7月6日；發(fā)布日期：2017年8月15日

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

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

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Received: Apr. 12th, 2017; accepted: Jul. 6th, 2017; published: Aug. 15th, 2017

文章引用: 馬德華, 張金航. 應(yīng)用井壁取心分析資料評價薩中開發(fā)區(qū)高臺子油層剩余油分布規(guī)律[J]. 石油天然氣學(xué)報,2017, 39(4): 111-119.

10.12677/jogt.2017.394044