渤海A油田邊底水稠油油藏隔夾層研究及應(yīng)用

汪 躍，鄭 華，李宏遠，姜 永，全洪慧

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300459）

渤海大部分稠油油田已進入中高含水期，而且邊底水油藏所占數(shù)目多、儲量比例大。隔夾層在邊底水油藏開發(fā)中可以有效阻擋邊底水的推進，延長無水采油期，是影響邊底水油藏油井開發(fā)效果的關(guān)鍵因素[1–7]。然而油氣儲層內(nèi)的泥巖隔夾層一般都比較薄，在實際地震資料上無法有效識別，因此尋求有效的隔夾層識別方法以及精細隔夾層刻畫對于油田后期開發(fā)具有十分重要的意義。

1 研究區(qū)概況

渤海A油田區(qū)域構(gòu)造上位于渤東低凸起北端，屬于受邊界斷層控制的半背斜構(gòu)造，構(gòu)造形態(tài)較簡單，油田內(nèi)部被次生斷層分為斷縫區(qū)和主體區(qū)。含油層段位于明下段Ⅱ油組，地層原油黏度437 mPa·s，同時邊底水能力強、儲層非均質(zhì)性較大，屬于典型的強邊底水非常規(guī)稠油油田。儲層巖性主要為細–中粗粒巖屑長石砂巖，顆粒分選中–好，磨圓為次圓–次棱狀。明下段為河流–三角洲沉積體系，局部發(fā)育河道間沉積，受沉積控制，油田整體儲層相對比較發(fā)育，儲層巖心平均孔隙度35.0%，平均滲透率2 467.0×10–3μm2，具有高孔高滲儲集物性特征。

渤海A油田有9口井開發(fā)目的層為NmⅡ油組上部油層，層間鉆遇了厚度不等的泥巖隔夾層，厚0.5～11.5 m（表1），平均4.1 m，主要由灰綠色泥巖隔層和細巖性夾層組成。其中，僅A–3井鉆遇的6 m厚泥巖隔夾層才能在地震上識別。其原因主要是泥巖隔夾層相對較薄，地震資料有效帶寬較窄（30～60 Hz），高頻成份缺失，實際地震資料無法對薄隔夾層有效分辨，故有必要開展隔夾層精細識別研究。

表1 渤海A油田上部油層隔夾層統(tǒng)計

2 基于測井響應(yīng)分析的隔夾層識別

常規(guī)方法無法識別隔夾層，需要充分結(jié)合測井及地震資料開展隔夾層精細刻畫研究，而以測井響應(yīng)特征識別井點隔夾層，再結(jié)合地震屬性資料開展平面井間隔夾層刻畫是隔夾層描述技術(shù)的重點之一。

圖1 渤海A油田明化鎮(zhèn)組目的層段連井剖面

按照巖性和物性特征，一般可將隔夾層劃分為泥巖隔夾層和物性夾層等，其中，泥巖隔夾層在測井曲線上主要反映為泥巖特征（圖1），即自然電位靠近基線，深淺側(cè)向電阻率幅度差明顯下降，幾乎為零或者很?。毁ゑR曲線回返一般大于40%以上；深側(cè)向電阻率低，基本下降為到泥巖基線附近；聲波時差高值；井徑曲線明顯擴徑，泥質(zhì)隔夾層一般都是由于水動力減弱，細的懸移質(zhì)沉積而形成的，它的形成與分布主要受沉積環(huán)境的控制。泥質(zhì)隔夾層泥巖厚度2.5～11.0 m，平均5.0 m；物性隔夾層的厚度一般為0.5～2.0 m，平均1.0 m。鉆井資料表明，研究區(qū)目的層段主要以泥質(zhì)隔夾層為主。

3 基于地震屬性分析的井間隔夾層的描述

在對泥巖隔夾層地震響應(yīng)特征認識與高品質(zhì)地震資料分析的基礎(chǔ)上，可利用多屬性對泥巖隔夾層的空間展布規(guī)律進行描述[8–10]。首先在時間域提取了對泥巖隔夾層反映敏感的多種地震屬性，波谷個數(shù)屬性中淺藍色及弧長屬性中紅綠色代表了泥巖隔夾層相對發(fā)育位置，最大波谷振幅及瞬時相位則可以進一步刻畫泥巖隔夾層在平面上的相對變化。通過分析可知，多種地震屬性均可以在一定程度上描述泥巖隔夾層分布，各有優(yōu)勢，為此利用多屬性聚類技術(shù)對多種屬性進行聚類分析，得到了統(tǒng)計意義下泥巖隔夾層可能的分布位置，并在此基礎(chǔ)上圈定了泥巖隔夾層平面分布范圍（圖2）。

圖2 多屬性聚類及泥巖隔夾層分布范圍

4 隔夾層分布樣式與封隔級別劃分

通過對隔夾層縱向分布樣式進行分析，將砂體分為四種隔夾層發(fā)育區(qū)：A式隔夾層發(fā)育區(qū)，上下砂體為兩個完全獨立的油水系統(tǒng)，上部砂體射孔與下部砂體無關(guān)；B式隔夾層發(fā)育區(qū)，兩期單砂體分別單獨作為一個層系進行開發(fā)；C式（“剪刀”型）隔夾層發(fā)育區(qū)，主要體現(xiàn)在不同的河道砂體或同一河道側(cè)向遷移造成的側(cè)切疊置性；D式隔夾層（“雙剪刀”型），主要體現(xiàn)在不同的河道砂體擺動或同一河道不同時間下切沉積造成下切疊置性（圖3）。

圖3 渤海A油田明下段II油組測井相及砂體分布樣式

以物性、電性特征為基本參考，結(jié)合地質(zhì)成因和生產(chǎn)井動態(tài)響應(yīng)和20%含水突破時間為劃分依據(jù)，對隔夾層進行封隔能力級別劃分，建立了隔夾層封隔能力劃分標準（表2），共劃分強遮擋、中遮擋和弱遮擋三種級別。中強遮擋隔夾層主要基于地球物理屬性分析的刻畫結(jié)果及動態(tài)響應(yīng)標準綜合識別（表3）；而弱遮擋隔夾層主要是不同期分流河道切割疊置位置形成的物性夾層，主要利用生產(chǎn)井動態(tài)響應(yīng)特征進行識別。

基于地震屬性分析對隔夾層進行刻畫，同時對隔夾層進行了封隔級別劃分，得出了隔夾層分布規(guī)律認識：平面上油田范圍內(nèi)表現(xiàn)為高部位和中間部位泥質(zhì)夾層較發(fā)育、低部位夾層欠發(fā)育的特征。

表2 隔夾層封隔級別分類

表3 隔夾層動態(tài)響應(yīng)特征

5 隔夾層控制下的剩余油分布規(guī)律及應(yīng)用

5.1 剩余油分布規(guī)律

隔夾層控制著流體的垂向滲流，對于油水關(guān)系的認識、地下油水運動的分析等都具有很重要的意義，而剩余油分布的研究成為了油田開發(fā)中后期提高采收率的關(guān)鍵[11–13]。渤海A油田剩余油分布模式主要呈現(xiàn)單點見水、條帶突進、頂部富集、夾層控制的特點（圖4）。分析認為，隔夾層控制下的剩余油分布規(guī)律主要呈現(xiàn)以下三種類型：①油井間次生底水油藏儲層頂部剩余油分布區(qū)；②夾層下部未動用剩余油分布區(qū)；③過渡帶隔夾層控制的局部剩余油分布區(qū)（圖5）。

圖4 渤海A油田剩余油分布模式

圖5 渤海A油田明化鎮(zhèn)組隔夾層控制下剩余油分布類型

5.2 應(yīng)用效果

在渤海A油田目的層段泥巖隔夾層平面分布范圍的基礎(chǔ)上，為了對泥巖隔夾層地震識別研究成果進行評價，以A16H井為例，根據(jù)泥巖隔夾層認識及地質(zhì)油藏數(shù)值模擬分析，在隔夾層強遮擋區(qū)的下部小層剩余油富集區(qū)，進行了調(diào)整井井位部署，該井實鉆3.5 m厚的泥巖隔夾層，與預(yù)測結(jié)果相符。在隔夾層分布規(guī)律認識的指導下，在渤海A油田部署的A22H井實際生產(chǎn)過程中無水采油期為138天，驗證了過渡帶夾層控制的局部分布剩余油；A23H和A31H井實際生產(chǎn)過程中無水采油期分別為39天和59天，驗證了夾層下部未動用區(qū)分布剩余油；A13H井實際生產(chǎn)過程中無水采油期為325天，驗證了油井間次生底水油藏儲層頂部分布剩余油（圖6）。

實際應(yīng)用表明，利用該識別方法預(yù)測的泥巖隔夾層分布范圍相對合理，無論是從單井產(chǎn)量還是綜合含水上來說，都取得了良好的開發(fā)效果，驗證了認識的可靠性。

圖6 實際井生產(chǎn)效果分析

6 結(jié)論

（1）渤海 A油田明化鎮(zhèn)組含油層段隔夾層的類型主要有4種，其中A式、B式隔夾層發(fā)育區(qū)上下砂體（單砂體）為兩個完全獨立的油水系統(tǒng)；水下分流河道側(cè)向遷移及切割形成的 C式“剪刀”型、D式“雙剪刀”型隔夾層大多為物性夾層，遮擋能力弱。

（2）研究區(qū)隔夾層可劃分為強遮擋、中遮擋和弱遮擋三種級別。隔夾層控制下的剩余油分布模式主要呈現(xiàn)單點見水、條帶突進、頂部富集、夾層控制特點，提出了油井間次生底水油藏儲層頂部區(qū)、夾層下部未動用區(qū)、過渡帶夾層局部純油區(qū)三種剩余油分布樣式。生產(chǎn)實踐證實了隔夾層認識的可靠性。