鄂爾多斯盆地史家畔地區(qū)長61油層 沉積微相研究及其對開發(fā)的影響

魏笑笑,劉建朝,劉晶晶

(長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054)

在油田開發(fā)中后期，重新認識油藏沉積微相及其分布特征，對于查明剩余油分布、開發(fā)井網(wǎng)設(shè)計和提高采收率具有重要的現(xiàn)實意義(黨犇等，2004；熊運斌等，2003；梁官忠等，2008；李海燕等，2008；劉剛，2011)。沉積微相研究是精細油藏描述的基礎(chǔ)，儲集層微相砂體類型、幾何規(guī)模及分布規(guī)律是深入了解注水開發(fā)過程中油水運動規(guī)律和調(diào)整注采井網(wǎng)的重要依據(jù)(王偉鋒等，1995；趙虹等，2004；李東等，2003)。沉積微相是控制油藏中剩余油分布的重要因素，沉積微相的展布規(guī)律是預(yù)測小層剩余油分布規(guī)律的主要依據(jù)之一(郭純恩等，2006；周躍忠等，1994)。通過開發(fā)過程中的動靜態(tài)特征及開發(fā)效果評價，分析認為研究區(qū)目前主要面臨著以下幾個問題：①注水區(qū)受效好的井比例低。②地層壓力保持水平較低，地下虧空嚴(yán)重。③ 油水井?dāng)?shù)比偏大，注入井負擔(dān)過重。④注采關(guān)系不完善。史家畔地區(qū)位于鄂爾多斯盆地的陜北斜坡之上，延長組長6油層組中的長61油層為本區(qū)最重要的產(chǎn)油層。油井產(chǎn)能和開發(fā)效果與沉積微相密切相關(guān)(SUN Jing et al.，2011)，因此有必要對長61油層儲集層砂體及沉積相帶分布規(guī)律進行詳細研究，以期服務(wù)于油田開發(fā)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

史家畔地區(qū)總面積約90 km2，構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地陜北斜坡的東部(圖1)，該斜坡為一構(gòu)造傾角很小的西傾單斜構(gòu)造，整個構(gòu)造單元內(nèi)的構(gòu)造活動微弱，在斜坡背景上多發(fā)育平緩起伏的鼻狀構(gòu)造，地層傾角小于1°。該區(qū)從1989年開始，歷經(jīng)3次勘探開發(fā)，最終形成東西2個開發(fā)區(qū)。經(jīng)過多年開發(fā)，該區(qū)已進入開發(fā)中期，單井產(chǎn)能逐年降低，含水逐年上升，出現(xiàn)水淹水竄現(xiàn)象，開發(fā)矛盾凸顯，嚴(yán)重影響該區(qū)的正常生產(chǎn)。

1.研究區(qū)邊界；2.構(gòu)造分區(qū)線；3.斷層圖1 史家畔地區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1 Structure location map of Shijiapan

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)標(biāo)志

通過對巖心觀察，本區(qū)長6油層主要為中-細粒長石砂巖，此外還有一些粉砂巖和泥巖。砂質(zhì)沉積與泥碳共生，煤層和煤線的出現(xiàn)反映了水上、氧化的三角洲平原環(huán)境(圖2)。

2.2 沉積構(gòu)造標(biāo)志

本區(qū)長6油層發(fā)育豐富的層理構(gòu)造，且以平行層理、波狀層理、板狀交錯層理為主。這些以細砂巖為主而形成的沉積構(gòu)造，反映了研究區(qū)以三角洲平原水上分流河道和河漫灘沉積為主的特點。在巖心觀察過程中，發(fā)現(xiàn)大量植物根跡、葉片、莖桿化石圖(圖2)等，指示研究區(qū)屬于三角洲平原沉積。

1.子探3523井長6淺灰色砂巖；2.瓦46井長6含碳屑葉片化石；3.子探3523井長6塊狀層理；4.瓦46井長 6平行層理；5.瓦46井長6交錯層理；6.瓦46井長6透鏡狀圖2 巖石類型及沉積構(gòu)造圖Fig.2 Rock type and sedimentary structure

2.3 測井相標(biāo)志

根據(jù)地層巖性特征、沉積旋回及測井響應(yīng)曲線組合特征可以看出，在史家畔地區(qū)選擇以自然伽瑪曲線為主，并與聲波曲線、自然電位曲線相結(jié)合，聲波時差電阻率曲線為輔的測井響應(yīng)序列進行測井相分析，效果良好。其主要呈鐘型、箱型以及鋸齒形(圖3)。

3 沉積微相類型

根據(jù)巖心觀察、沉積構(gòu)造、古生物化石等沉積相標(biāo)志和錄井、測井以及相關(guān)測試資料的綜合分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，認為研究區(qū)長61油層屬于三角洲沉積體系，發(fā)育三角洲平原亞相，分流河道和河漫灘構(gòu)成其主要微相。各沉積微相的特征表現(xiàn)如下。

3.1 分流河道微相

分流河道微相是研究區(qū)三角洲平原亞相沉積的骨架，是油氣的主要儲集體。沉積物以細粒、細粒-中粒長石砂巖、巖屑長石砂巖為主，含有少量粉砂巖。常發(fā)育板狀、槽狀交錯層理、平行層理，河道底部常見沖刷充填構(gòu)造，可見植物碎片。其中把砂地比值大于70%做為主河道，砂地比值為50%～70%做為河道側(cè)翼。電性特征表現(xiàn)為自然電位曲線形態(tài)為箱形、鐘形，負異常幅度大于75%。自然伽瑪曲線表現(xiàn)為很高的負異常，一般砂層底部負異常最高，砂層頂部負異常減弱。砂體在縱向剖面上具有下粗上細的正旋回特點。研究區(qū)分流河道微相比較發(fā)育，砂體在剖面上呈一系列旋回多次疊置，剖面上呈上平下凸的透鏡體，平面上呈朵狀或鳥足狀向物源方向伸展(圖4)。

3.2 河漫灘微相

河漫灘微相為位于河床主槽一側(cè)或兩側(cè)，在洪水時被淹沒，枯水時出露的灘地。它由河流的橫向遷移和洪水漫堤的沉積作用形成。由于河道的不斷擺動和遷移，使得天然堤、決口扇、沼澤沉積和其他越岸沉積物共生在一起，故統(tǒng)稱其為河漫灘沉積?？傮w上巖性較細，以細砂、粉砂、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖互層為主，并夾薄煤層或煤線。發(fā)育上攀交錯層理、波狀層理，泥巖中可見水平層理。電性特征表現(xiàn)為自然電位曲線和自然伽瑪曲線呈多個漏斗狀或臺階狀疊加，曲線為不規(guī)則齒狀，幅度較小。

圖3 史家畔地區(qū)3183-4井長61油層測井相標(biāo)志圖Fig.3 Logging phase sign of Chang 61 of 3183-4 well in Shijiapan

4 史家畔地區(qū)長61油層沉積微相展布特征

4.1 長小層

4.2 長小層

4.3 長小層

圖4 史家畔地區(qū)3035-1井長61油層沉積微相電性特征圖Fig.4 Electrical characteristics of sedimentarymicrofacies of Chang 61 reservoir in Well 3035-1, Shijiapan

綜上，長61期為湖盆建設(shè)期，水體總體變淺，也有小規(guī)模的湖進，表現(xiàn)為大規(guī)模湖退環(huán)境下的小范圍湖進。

有利的沉積相帶是油氣富集成藏、大面積分布的重要地質(zhì)基礎(chǔ)。綜合運用巖心觀察、鉆井顯示、測井解釋成果和沉積微相特征，討論本區(qū)沉積微相和含油性之間的關(guān)系。統(tǒng)計不同沉積微相的物性資料得出(表1)：①分流河道微相為最主要的儲集體，控制著砂體的展布，砂體厚度最厚。主河道平均砂厚為9.2 m，河道側(cè)翼平均砂厚為7.09 m。②沉積微相控制著儲層的物性，分流河道孔滲較好，是研究區(qū)有利儲集相帶。其中主河道平均孔隙度為9.78%，平均滲透率為0.72×10-3μm2，河道側(cè)翼平均孔隙度為9.59%，平均滲透率為0.68×10-3μm2。③沉積微相控制油氣分布。分流河道平均含油飽和度為40.78%。

1.河道；2.河漫灘；3.井位；4.等值線圖5 史家畔地區(qū)長油層沉積微相平面圖Fig. 5 Distribution map of sedimentarymicrofacies of Chang Shijiapan

表1 史家畔地區(qū)長61油層沉積微相物性差異Tab.1 Sedimentary microfacies property differences of Chang 61 reservoir in Shijiapan

5 沉積微相對開發(fā)的影響

通過油水分流理論分析可知，長61小層可動剩余油飽和度高的地區(qū)主要在油藏邊部地區(qū)，剩余油儲量豐度高值區(qū)集中在疊置砂體發(fā)育、油層厚度大的優(yōu)質(zhì)儲層區(qū)。

通常人們以油層組作為組合開發(fā)層系的基本單元。把特征相近的油層組合在同一開發(fā)層系，保證各油層對注水方式和井網(wǎng)具有共同的適應(yīng)性，減少開采過程中的層間矛盾。

在油田注水開發(fā)時，注入水易沿物性相對較好的主河道突進，對于主河道一是考慮堵水調(diào)剖，對高滲段進行有效封堵，降低水進速度，且油井加強提液，達到控水增油的目的；二是轉(zhuǎn)注一批井，以促進河道側(cè)翼井繼續(xù)形成高產(chǎn)。對油藏邊部河道側(cè)翼應(yīng)進行井網(wǎng)加密，縮短注采井距，提高驅(qū)替壓力梯度。

6 結(jié)論

(1)史家畔地區(qū)長61油層為三角洲沉積體系，發(fā)育三角洲平原亞相，分流河道、河漫灘為其主要微相類型。其中分流河道微相砂體為最主要的儲集體。

(圖例同圖5)圖6 史家畔地區(qū)長油層沉積微相平面圖Fig. 6 Distribution map of sedimentarymicrofacies of Chang reservoir, Shijiapan

(2)油氣的聚集明顯受沉積微相的控制，分流河道砂體是油氣聚集的主要場所，決定著儲集層含油性的好壞。

(3)沉積微相對注采關(guān)系的影響應(yīng)優(yōu)先進行考慮。一個獨立的沉積單元沉積條件相近，油層性質(zhì)相近，層內(nèi)非均質(zhì)程度相近。建議在史家畔地區(qū)下一步開發(fā)方案調(diào)整和剩余油挖潛中，充分考慮沉積微相研究成果。