利用油田開發(fā)資料重新認識生屑云巖展布特征*
——以沙南凹陷BZ油田為例

別旭偉 許賽男 孫藏軍 汪 躍 吳浩君

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

湖相碳酸鹽巖是國內(nèi)外沉積學研究領域的熱點之一，近十幾年來，眾多學者對其做了一定的研究，但僅局限于儲層微觀特征及宏觀沉積模式，在勘探階段具有一定實效[1-6]。湖相碳酸鹽巖一般具有地質(zhì)埋藏深、儲層厚度薄的特點，在地震資料品質(zhì)差、反射結構不清楚的情況下，利用常規(guī)地質(zhì)-地震等綜合手段無法準確預測儲層分布。渤海沙南凹陷BZ油田沙一段底部發(fā)育湖相生屑云巖，儲層平均孔隙度為29.2%，平均滲透率為227.3 mD，為高孔中滲儲層?？碧皆u價階段，認為研究區(qū)生屑云巖呈環(huán)帶狀分布，連通性好。按照該沉積模式，BZ油田進行了儲量申報、ODP(油田總體開發(fā)方案)設計與實施。然而，通過近7年的生產(chǎn)實踐，發(fā)現(xiàn)各井區(qū)生產(chǎn)差異較大，比如A4井與A5井地層壓力分別下降6.0和15.0 MPa，且各井生產(chǎn)特征與ODP明顯不符，說明生屑云巖儲層展布特征遠較ODP認識復雜。本文利用豐富的油田開發(fā)資料(壓力、產(chǎn)量及PVT實驗等數(shù)據(jù))，結合物質(zhì)平衡法重新認識BZ油田生屑云巖展布特征，以指導油田開發(fā)調(diào)整。

1 BZ油田生屑云巖展布特征再認識

BZ油田有著豐富的生產(chǎn)動態(tài)資料(壓力、產(chǎn)量及PVT實驗等數(shù)據(jù))，結合廣義物質(zhì)平衡法，重新計算出各井區(qū)儲量，得到生屑云巖的發(fā)育規(guī)模。在此基礎上，結合古地貌研究、生屑云巖發(fā)育規(guī)律，從縱向及平面上，對生屑云巖的展布規(guī)律進行精細解剖。最后，利用調(diào)整井成功評價并落實生屑云巖展布特征及潛力規(guī)模，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟效益。研究流程見圖1。

1.1 利用廣義物質(zhì)平衡法預測生屑云巖發(fā)育規(guī)模

廣義物質(zhì)平衡法由Walsh[7]于1995年提出，計算公式見式(1)，該方法可應用于包括黑油、干氣藏、揮發(fā)油氣藏和凝析氣藏在內(nèi)的所有油氣藏，并且在埕島等油田取得了較好的應用效果[8-11]。

N[Boi(1-RvRs)-(Bg-RvBo)Rsi-(Bo-RsBg)]+

Np[Bo(1-RvRps)+(Rps-Rs)Bg]=0

(1)

式(1)中：N為原油原始地質(zhì)儲量，m3；Boi為原油原始地層體積系數(shù)，m3/m3；Rv為揮發(fā)油氣比，m3/m3；Rs為溶解氣油比，m3/m3；Bg為天然氣地層體積系數(shù)，m3/m3；Bo為原油地層體積系數(shù)，m3/m3；Rsi為原始溶解氣油比，m3/m3；Np為原油累計產(chǎn)量，m3；Rps為累積生產(chǎn)氣油比，m3/m3。

圖1 BZ油田生屑云巖展布特征再認識研究流程

對于定容封閉油藏，油井投產(chǎn)初期壓降程度較小，壓力波未達到油藏邊界，計算的動態(tài)儲量反映的是壓力波波及范圍內(nèi)儲層的情況；隨著采出程度的增加，計算的動態(tài)儲量逐漸增大，當壓力波達到油藏邊界后，動態(tài)儲量數(shù)值趨于穩(wěn)定。圖2為BZ油田各井區(qū)不同階段累產(chǎn)油與動態(tài)儲量關系圖，可以看出， BZ油田各井動態(tài)儲量計算值目前已趨于穩(wěn)定。

圖2 BZ油田各井區(qū)不同階段累產(chǎn)油與動態(tài)儲量關系

圖3 利用壓降差異性預測BZ油田各井區(qū)劃分圖

根據(jù)BZ油田各開發(fā)井壓降的差異性(圖3a)，并結合沙一段生屑云巖頂面構造圖，將油田分為5個井區(qū)(圖3b)。A2s井在關井時監(jiān)測地層壓力仍持續(xù)下降，且與A9井壓力下降趨勢一致，表明其生屑云巖儲層連通為同一井區(qū)，其余4口開發(fā)井均為獨立的儲量單元。

利用廣義物質(zhì)平衡法計算了不同時間階段各井區(qū)的動態(tài)儲量，并與容積法計算結果進行了對比(表1)?？梢钥闯?， A1、A5、A6、A2s/A9等4個井區(qū)2種計算結果的相對誤差均在0.9%以內(nèi)，表明廣義物質(zhì)平衡法在研究區(qū)是適用的，但A4井區(qū)相對誤差較大，說明 A4井區(qū)可能具有較大的潛力。根據(jù)廣義物質(zhì)平衡法計算的A4井區(qū)582×104m3的動態(tài)儲量反推，重新厘定了該井區(qū)的含油面積(圖4)，據(jù)此預測的生屑云巖儲層發(fā)育規(guī)模比早期認識擴大了7.37 km2。為落實預測結果的可靠性，重點對A4井區(qū)生屑云巖儲層空間展布特征進行了精細表征。

表1 BZ油田容積法與廣義物質(zhì)平衡法動態(tài)儲量計算結果

注：相對誤差*為廣義物質(zhì)平衡法2016年結果和容積法之間的誤差。

圖4 利用廣義物質(zhì)平衡法新繪的BZ油田含油面積

1.2 生屑云巖展布特征再認識

通過分析研究區(qū)的古地貌特征并結合生屑云巖發(fā)育的古生態(tài)環(huán)境特征，從縱向及平面上，對研究區(qū)生屑云巖儲層進行精細解剖。

1.2.1生屑云巖儲層垂向演化特征

BZ油田鉆井揭示發(fā)育生屑云巖的古地貌最大高程差為85 m，且壓力資料顯示古地貌高程差60 m的A2s與A9井生屑云巖具有連通性(圖5)。已有研究表明，適合底棲腹足螺類生物生存的水深在15 m左右[12]。 經(jīng)統(tǒng)計，研究區(qū)已鉆井生屑云巖中部位置與潛山頂面的距離為9～25 m，平均約17 m(表2)，這也可以近似代表研究區(qū)沙一段底部螺類生物發(fā)育時古水深約17 m。

圖5 BZ油田沙一段頂拉平后目的層對比圖

井號距潛山頂面距離/m井號距潛山頂面距離/mA918A411A119A617119220A2s25A818A59

綜合認為,研究區(qū)沙一段底部沉積期水體環(huán)境對螺類生物繁殖有利，此時區(qū)域構造穩(wěn)定且古隆起并未完全淹沒于水下，隨著湖盆水體在持續(xù)穩(wěn)定擴張的過程中，生屑灘沿古隆起帶呈退積-超覆模式(圖6)，從而造成研究區(qū)在古地貌緩坡帶高程差較大范圍內(nèi)，均有生屑云巖發(fā)育且存在疊合連通。

圖6 BZ油田沙一段底部生屑灘沿緩坡帶沉積模式

1.2.2生屑云巖儲層平面展布特征

研究區(qū)沙一段沉積時期構造相對穩(wěn)定，是一個連續(xù)沉積過程，剝蝕量相對較小，采用地層殘余厚度計算及去壓實恢復等技術手段進行相對古地貌恢復。結果表明，BZ油田沙一段生屑云巖沉積時期前，古地貌可以劃分為緩坡、構造脊、陡坡、凸起與深凹槽等5種微構造類型(圖7)。受古地貌形態(tài)影響，生屑灘在平面上呈現(xiàn)以下分布特征(表3)。

生屑灘主要發(fā)育區(qū)：位于開闊湖盆的古地貌緩坡帶，該區(qū)域沙一段厚度100～240 m，坡度7°～12°。在湖盆水體持續(xù)擴張的過程中，該區(qū)域始終保持寬緩斜坡的古地形，湖盆水體開闊，水體循環(huán)通暢，水動力強，適合螺類生物的生存與長期繁盛，比如A4井區(qū)東北方向的緩坡帶(圖7)，動態(tài)資料證實此區(qū)域壓力下降幅度最小(圖3)。

生屑灘次發(fā)育區(qū)：分古地貌局限湖灣區(qū)和在局限湖盆背景下的緩坡帶2種情況(圖7)，該區(qū)域沙一段沉積期古坡度5°～14°。類型一,局限湖灣區(qū)，如A5井區(qū)，該區(qū)域沙一段地層厚度60～100 m,古地貌上四面皆高，螺類死亡后，螺殼被湖流搬運后更易在湖灣區(qū)堆積，這也造成了平面上不易于其他緩坡帶生屑灘體之間的連通(圖7)。類型二,局限湖盆背景下的緩坡帶，如A1和A6井區(qū)，湖盆水體能量相對較弱，循環(huán)較差，所以螺類生物相對欠發(fā)育，動態(tài)資料證實地層壓力下降較大(圖3)。此外，緩坡帶內(nèi)構造脊的存在會造成湖盆岸線性質(zhì)的不同，從而影響著螺殼的最終分布。早期螺類生物沿湖岸線呈帶狀分布，死亡之后由于受到湖浪及沿岸流的改造，會沿著構造脊兩邊凹型地帶堆積，但在構造脊上受湖浪改造影響，難以沉積生物碎屑，從而導致構造脊兩邊堆積的生屑不連通。如研究區(qū)A1和A9井區(qū)儲層古地貌同在一個緩坡帶上，但是中間構造脊的存在使兩者不連通(圖7)，并且動態(tài)資料證實不連通(圖3)。

圖7 BZ油田沙一段沉積期前古地貌圖

生屑灘不發(fā)育區(qū)：位于古地貌陡坡、凸起及深凹槽區(qū)。這些區(qū)域沙一段底部地層坡度為18°～22°。由于凸起陡坡帶易暴露地表，局部可以提供物源導致水體不清澈而影響到生物繁殖，從而造成這些區(qū)域都不利于螺類生物的生存聚集。凹槽區(qū)由于坡陡，隨著湖盆水體逐漸加深，底棲生物賴以附著的基底容易被快速淹沒，如深凹槽陡坡的3井區(qū)，該區(qū)域沙一段地層厚度160～220 m，水體擴張過程中，該區(qū)域水體循環(huán)較差，水動力較弱，以沉積灘間泥質(zhì)灰?guī)r、泥巖為主(圖7)。

以上研究結果表明，研究區(qū)生屑灘受到古地貌影響，主要發(fā)育于水進過程中的古地貌緩坡帶，且儲層平面展布受到古地貌凸起帶、構造脊的分割而呈片狀且不連通分布模式，沉積微相平面圖見圖8。

圖8 BZ油田沙一段生屑云巖儲層平面沉積相新圖

2 應用效果

通過上述研究可知，A4井區(qū)處于渤中凹陷開闊湖盆邊緣西南端，具有大范圍寬緩斜坡帶的古地貌背景，為底棲螺類生物的生存繁盛提供了有利條件。隨著湖盆水體的持續(xù)擴張，該區(qū)域水體循環(huán)通暢，氧氣充分，適合生物的生存繁盛，具有較大的滾動擴邊潛力。2016年，在A4井區(qū)東側構造低部位，分別部署兩口調(diào)整井A3和A8井(圖9),實鉆生屑云巖分別為1.0、7.6 m，驗證了研究區(qū)沙一段底部生屑云巖沉積新模式的準確性，使沙一段生屑云巖新增探明石油儲量近400×104t，為油田穩(wěn)定生產(chǎn)提供了堅實的物質(zhì)基礎。

圖9 BZ油田沙一段調(diào)整井部署圖

3 結論

1) 渤海沙南凹陷BZ油田沙一段底部湖相生屑云巖，縱向上，隨著湖盆水體持續(xù)擴張，生屑灘沿古隆起帶呈退積-超覆模式；平面上，生屑灘受古地貌影響，主要發(fā)育于水進過程中的古地貌緩坡帶，儲層平面展布受到古地貌凸起帶、構造脊的分割而呈片狀且不連通分布模式。

2) 采用廣義物質(zhì)平衡方法并結合古地貌研究和古生態(tài)環(huán)境恢復，反向預測了研究區(qū)的生屑云巖發(fā)育規(guī)模；實際鉆探結果表明，BZ油田沙一段新增探明石油儲量近400×104t。本文方法可為類似地質(zhì)特征的湖相生屑云巖儲層精細刻畫提供新思路。

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