B21井區(qū)百口泉組優(yōu)勢通道 識別方法及分布特征研究

鄭 可

(中國石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院， 成都 610051)

在油田開發(fā)過程中，長期注水會導(dǎo)致儲層孔隙結(jié)構(gòu)變化、水動力場不平衡、儲層各向異性特征擴大等狀況。當(dāng)注入水進入高滲透、高含水通道時，發(fā)生水竄，使原有孔喉半徑、滲透率逐漸擴大，出現(xiàn)低效或無效水循環(huán)，從而形成優(yōu)勢通道[1-4]。隨著注水開發(fā)的不斷深入，百口泉油田已逐漸進入“高采收、高含水”的雙高開發(fā)階段，極易形成優(yōu)勢通道。本次研究以百口泉油田B21井區(qū)開發(fā)為例，運用儲層構(gòu)型模式、失蹤劑測試資料、測井曲線特征等方法研究優(yōu)勢通道的識別標準，實現(xiàn)對優(yōu)勢通道分布特征的精確描述。

1 地質(zhì)特征

百口泉油田B21井區(qū)，位于準噶爾盆地西北緣克 — 烏斷裂帶東北段下盤，構(gòu)造形態(tài)單一,為自西北向東南緩傾的單斜構(gòu)造[5]。圖1所示為百口泉油田B21井區(qū)地理位置示意圖。該井區(qū)地層傾角為3°～5°，屬于下三疊統(tǒng)地層；儲層為一套山麓洪積扇扇頂沉積塊狀砂礫巖體，沉積厚度為52.5～279.0 m，平均厚度為161.4 m。儲層主要發(fā)育次生孔隙，油藏具有低孔隙度(12.2%)、中低滲透率(66.4×10-3μm2)、嚴重非均質(zhì)性等特征[6]。

1979年以500 m井距反九點法井網(wǎng)全面投入注水開發(fā)。1997年對該井網(wǎng)進行了局部加密。1998 — 2007年實施了“提排控水”措施，使井網(wǎng)系統(tǒng)得到進一步優(yōu)化，動用程度低和注采能力差等問題得到了一定程度的改善，但開發(fā)效果仍不顯著。目前，已經(jīng)暴露出地層壓力保持程度低、注入水單層突進、水淹水竄現(xiàn)象嚴重、含水率上升速度加快等問題，亟須制定一套針對優(yōu)勢通道的識別方法及識別標準。

2 優(yōu)勢通道識別方法及標準

2.1 優(yōu)勢通道的識別方法

根據(jù)儲層構(gòu)型單元的研究結(jié)論，結(jié)合優(yōu)勢通道成因砂體的韻律特征、測井曲線形態(tài)等資料識別優(yōu)勢通道。表1所示為B1砂層組高滲段識別特征統(tǒng)計表。在發(fā)育優(yōu)勢通道的砂體中，正韻律砂體所占比例很大(約78.9%)，其他類型韻律砂體所占比例很小。測井曲線形態(tài)多為中高幅指狀鐘形或箱形。三級構(gòu)型單元中，辮流流溝發(fā)育優(yōu)勢通道所占比例最大(約68.4%)，近源砂島、辮流心灘、辮流間灘等所占比例稍低。底部的正韻律砂體見水早，含水率上升快。在注水開發(fā)過程中，底部水洗程度加大，經(jīng)過注入水的長期沖刷，導(dǎo)致“界面水竄”，最終形成優(yōu)勢通道[7]。高滲段是發(fā)育優(yōu)勢通道的原狀地層，將其定義為優(yōu)勢通道的潛在發(fā)育區(qū)。

示蹤劑監(jiān)測是描述優(yōu)勢通道的一項重要技術(shù)。其基本原理是，向注水井注入示蹤劑段塞，通過周圍生產(chǎn)井監(jiān)測示蹤劑的產(chǎn)出情況，并繪制示蹤劑產(chǎn)出曲線[8-10]。針對油藏開發(fā)過程中水竄、調(diào)驅(qū)措施不利等問題，于2005年在B1砂層組選取了3個井組(1009井組、1020A井組、1019井組)進行示蹤劑測試。圖2 所示為示蹤劑實驗井組水驅(qū)方向和速度關(guān)系圖。

圖1 百口泉油田B21井區(qū)地理位置示意圖

井組井號射孔段∕m主滲通道類型砂體韻律類型曲線模式三級構(gòu)型單元101911502 187.5 — 2 191.5高滲層正韻律中幅指狀疊加鐘形辮流流溝1009113811371008105811442 080.0 — 2 082.0強水洗層復(fù)合韻律高幅指狀疊加箱型近源砂島2 074.4 — 2 079.2大孔道反韻律中幅指狀疊加漏斗形辮流流溝2 107.9 — 2 111.4強水洗層正韻律高幅指狀疊加鐘形辮流間灘2 113.6 — 2 114.8強水洗層正韻律底高幅指狀疊加鐘形辮流流溝2 128.6 — 2 131.8高滲層正韻律高幅指狀近源砂島2 141.0 — 2 145.0高滲層正韻律中高幅指狀疊加鐘形近源砂島2 171.6 — 2 172.6大孔道正韻律中高幅指狀疊加鐘形辮流流溝2 092.0 — 2 095.6強水洗層正韻律高幅指狀鐘形辮流流溝2 104.6 — 2 106.2強水洗層正韻律底高幅指狀鐘形辮流流溝2 131.0 — 2 134.0大孔道正韻律中幅指狀疊加鐘形辮流流溝2 188.0 — 2 190.0高滲層正韻律高幅指狀疊加箱型辮流心灘1020A11322 084.0 — 2 089.4強水洗層正韻律中幅齒狀鐘形辮流流溝1021A11321145115111642 101.5 — 2 103.0強水洗層正韻律中幅齒狀疊加鐘形辮流流溝2 126.0 — 2128.0強水洗層正韻律高幅指狀漏斗形辮流心灘2 147.0 — 2 149.0強水洗層正韻律中幅指狀鐘形辮流流溝2 153.0 — 2 156.0強水洗層反韻律中幅指狀疊加漏斗形辮流流溝2 165.5 — 2 167.5高滲層反韻律中幅指狀疊加漏斗形辮流流溝2 154.5 — 2 157.0強水洗層正韻律中幅指狀鐘形辮流流溝

示蹤劑產(chǎn)出曲線上的峰值對應(yīng)各產(chǎn)出層。根據(jù)示蹤劑定量解釋出的各示蹤劑產(chǎn)出層，就可以得出各個峰值對應(yīng)層的示蹤劑產(chǎn)出時間，從而得到各層的平面水驅(qū)方向與速度。可以看到，1009井組注水井與生產(chǎn)井1137井間的運移速度最快(峰值速度為18.590 md)，1020A井組注水井與生產(chǎn)井1132井間的運移速度最慢(峰值速度為5.225 md)，二者速度極差為3.560 md。由此判斷，不同井組平面上的水驅(qū)矛盾突出。

圖2 示蹤劑實驗井組水驅(qū)方向和速度關(guān)系圖

根據(jù)實測的示蹤劑產(chǎn)出數(shù)據(jù)，結(jié)合井距、孔隙度、滲透率、油層厚度、日產(chǎn)水量及示蹤劑注入量等基礎(chǔ)參數(shù)進行主成分分析，并對數(shù)據(jù)進行擬合。可運用擬合后的經(jīng)驗公式預(yù)測各高滲段小層的厚度、滲透率及孔喉半徑等地層參數(shù)。實測曲線與擬合曲線的峰形和最大值基本擬合，符合情況較好。圖3所示為1009井組1008井示蹤劑產(chǎn)出曲線。圖4所示為1020A井組1132井示蹤劑產(chǎn)出曲線。圖中縱坐標的標準濃度為產(chǎn)出濃度與注入濃度的比值，無因次量。示蹤劑產(chǎn)出曲線形狀多變，表明井間的動態(tài)連通關(guān)系多樣，井間可能存在多種類型的水竄通道。

圖3 1009井組1008井示蹤劑產(chǎn)出曲線

優(yōu)勢通道的形成必須具備2個條件：(1)儲層本身具有高滲透性能；(2)后期開發(fā)過程中注入水長期沖刷，構(gòu)型單元的韻律性為正韻律。

2.2 優(yōu)勢通道的識別標準

根據(jù)示蹤劑監(jiān)測結(jié)論，選取優(yōu)勢通道發(fā)育較好的井作為關(guān)鍵井，以射孔段砂體為識別單元，提取并計算測井曲線特征值[11-12]，與層位相同、構(gòu)型單元相同、含水率低的井進行砂體測井曲線特征值對比。結(jié)果表明，在高滲段AC(聲波時差)、RXO(沖洗帶電阻率)的變異系數(shù)均值較高，但其特征值分布范圍與非高滲段比較接近；同時，RT(地層電阻率)的變異系數(shù)差異性較明顯，其在高滲段的均值較高，與非高滲段分布區(qū)間很少重合，可以用RT的變異系數(shù)建立優(yōu)勢通道的識別標準。圖5 — 圖7所示為 B1砂層組高滲段與非高滲段AC、RXO、RT變異系數(shù)對比圖。

圖4 1020A井組1132井示蹤劑產(chǎn)出曲線

圖5 B1砂層組高滲段與非高滲段AC變異系數(shù)對比

計算全區(qū)271口井B1段測井解釋砂體的參數(shù)Z(主值區(qū)間為-0.06～0.06)，分析其分布頻率。Z=RT-0.20，式中0.20為所測得示蹤劑優(yōu)勢通道各射孔段RT變異系數(shù)的平均值。圖8所示為B1砂層組參數(shù)Z頻率分布曲線。

圖6 B1砂層組高滲段與非高滲段RXO變異系數(shù)對比

圖7 B1砂層組高滲段與非高滲段RT變異系數(shù)對比

基于上述分析，確定優(yōu)勢通道識別標準：(1)砂體厚度≥0.48m，這是示蹤劑測試能夠識別的最小厚度；(2)-0.06≤Z≤0.06；(3)滲透率幾何平均值大于等于50×10-3μm2。

圖8 B1砂層組參數(shù)Z頻率分布曲線

3 優(yōu)勢通道識別方法的驗證及分布特征

運用上述識別方法計算出的優(yōu)勢通道與示蹤劑測試結(jié)果符合情況良好，符合率約67%。圖9所示為1144井和1058井優(yōu)勢通道識別驗證對比圖。根據(jù)參數(shù)Z可識別出優(yōu)勢通道的潛在發(fā)育段，為優(yōu)勢通道的預(yù)測奠定基礎(chǔ)。

對比B1砂層組水淹圖和優(yōu)勢通道疊合圖發(fā)現(xiàn)，中強水淹井多位于優(yōu)勢通道的分布范圍內(nèi)，符合情況較好。圖10所示為B1砂層組水淹分布圖。

圖9 1144井和1058井優(yōu)勢通道識別驗證對比圖

根據(jù)上述識別方法和標準，以B1砂層組為例，對其優(yōu)勢通道的平面分布特征進行描述。研究表明，B1砂層組優(yōu)勢通道主要分布于中西部，南北向沿著克 — 烏斷裂走向分布。圖11所示為B1砂層組優(yōu)勢通道發(fā)育圖。優(yōu)勢通道高滲段的厚度一般占所在礫巖層厚度的3%～20%，沖積相砂礫巖油藏中辮流心灘和辮流流溝是高滲段最為發(fā)育的相帶，且高滲段縱向發(fā)育的位置主要受正韻律控制明顯。容易形成優(yōu)勢通道的構(gòu)型組合有辮流流溝-辮流流溝、辮流心灘-辮流流溝、辮流砂島-辮流間灘。

4 結(jié) 語

依據(jù)儲層構(gòu)型模式、示蹤劑動態(tài)監(jiān)測資料、測井曲線特征等方法系統(tǒng)地研究了優(yōu)勢通道的識別方法，建立了識別標準，實現(xiàn)了對優(yōu)勢通道分布特征的精確描述。研究表明，辮流流溝-辮流流溝、辮流心灘-辮流流溝、辮流砂島-辮流間灘等3類構(gòu)型組合模式易于形成優(yōu)勢通道，沖積相砂礫巖油藏中辮流心灘和辮流流溝是高滲透層段發(fā)育最為充分的相帶，且高滲段縱向發(fā)育的位置受正韻律和復(fù)合韻律的控制作用顯著，高滲段的厚度一般占所在礫巖層厚度的3%～20%。通過對示蹤劑監(jiān)測及測井曲線的綜合分析，建立了百口泉組優(yōu)勢通道的識別標準，符合率約67%。本次研究的結(jié)果，對百口泉地區(qū)沖積扇相優(yōu)勢通道的識別和描述有一定的指導(dǎo)意義。

圖10 B1砂層組水淹分布圖

圖11 B1砂層組優(yōu)勢通道發(fā)育圖