渤海A油田大厚層油藏儲(chǔ)層構(gòu)型研究

劉玉娟，鄭 彬，李紅英，張 靜，胡端男

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

近年來(lái)，基于沉積過(guò)程和層次分析法的儲(chǔ)層構(gòu)型研究，將儲(chǔ)層描述由微相層次發(fā)展到儲(chǔ)層成因砂體內(nèi)部，從砂體的形成過(guò)程、層次結(jié)構(gòu)角度出發(fā)刻畫儲(chǔ)層內(nèi)部復(fù)雜的非均質(zhì)特征及剩余油的富集原理，將油氣田開發(fā)帶到一個(gè)新的領(lǐng)域。儲(chǔ)層構(gòu)型起源于對(duì)河流相的露頭和現(xiàn)代沉積研究，近年來(lái)逐漸發(fā)展到幾乎涵蓋了所有水道化沉積，并運(yùn)用于實(shí)際指導(dǎo)油田的開發(fā)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)各油田針對(duì)河流相展開了大量構(gòu)型研究工作，并應(yīng)用于剩余油分析與挖潛上，取到了良好的效果[1-4]。本文以渤海A油田東營(yíng)組辮狀河三角洲大厚層儲(chǔ)層為對(duì)象，開展砂體解剖研究。

A油田位于渤海遼東灣海域，屬于辮狀河三角洲前緣沉積，儲(chǔ)層厚度大，單井單層厚度最大可達(dá)60 m，厚油層縱向多期疊置，橫向變化大。該油田2005年投產(chǎn)，經(jīng)過(guò) 11年高效開發(fā)后進(jìn)入高含水高采出階段，縱向上大厚層復(fù)合砂體出現(xiàn)嚴(yán)重的水淹不均，平面各井區(qū)含水率差異明顯，油田面臨著油層動(dòng)用不均衡、層內(nèi)及平面剩余油分布規(guī)律不清的局面，其原因?yàn)樾觾?nèi)部構(gòu)型（多級(jí)次儲(chǔ)集單元與滲流屏障）及儲(chǔ)層單元內(nèi)部質(zhì)量差異。本文開展辮狀河三角洲沉積大厚層儲(chǔ)層構(gòu)型研究，為油田后期細(xì)分層系及井網(wǎng)加密挖潛剩余油奠定基礎(chǔ)。

1 單砂體構(gòu)型級(jí)次劃分

為適應(yīng)油田開發(fā)不同階段的需要，參考Miall的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)層次劃分方案，可將A油田主體區(qū)塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分為8個(gè)級(jí)次（表1），本次研究將主要基于4級(jí)、5級(jí)展開。

表1 儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)層次劃分方案

研究區(qū)主要為辮狀河三角洲前緣亞相，水下分流河道擺動(dòng)不大，單成因砂體（5級(jí)）與單一河道（4級(jí)）基本存在一對(duì)一的關(guān)系。在復(fù)合河道（3級(jí)）內(nèi)識(shí)別出單期河道，首先必須清楚單期河道（4級(jí)）邊界的識(shí)別標(biāo)志及其規(guī)模，然后從單井、剖面、平面、三維等不同層次和角度解剖復(fù)合河道（3級(jí)）。本文提出了一種多維度、多層次、多資料融合單河道識(shí)別思路，通過(guò)建立單成因砂體（5級(jí)）的邊界識(shí)別模板，確定各單成因砂體（5級(jí)）河道邊界，根據(jù)不同的適用條件采用不同的河道邊界識(shí)別標(biāo)志，采用密井網(wǎng)及水平井資料預(yù)測(cè)單砂體規(guī)模，進(jìn)一步從不同維度分析、刻畫出單河道的時(shí)空展布特征。

2 構(gòu)型界面劃分與對(duì)比

沉積單元的劃分與對(duì)比是進(jìn)行儲(chǔ)層研究的基礎(chǔ)，按照“旋回對(duì)比、分級(jí)控制、不同相帶區(qū)別對(duì)待”的原則，在三角洲前緣亞相采用不等厚對(duì)比方法進(jìn)行沉積單元?jiǎng)澐?，在垂向上進(jìn)一步劃分出單期次的河道砂體。根據(jù)同一沉積單元中平均發(fā)育層數(shù)和曲線特征識(shí)別出不同期次的砂體。

2.1 泥質(zhì)沉積間斷面

泥質(zhì)巖性為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，其成因往往是一期河道沉積到晚期，由于水動(dòng)力逐漸減弱而在早期的砂巖沉積物上沉積形成的一套泥巖或水下分流河道間、分流間灣的泥質(zhì)沉積。后期沉積的河道持續(xù)不斷擴(kuò)張和下切，對(duì)這些泥質(zhì)產(chǎn)生局部侵蝕，但是作用強(qiáng)度又不足以對(duì)其下伏的河道砂體進(jìn)行侵蝕，從而在前后兩期的河道砂體中間出現(xiàn)了泥質(zhì)構(gòu)型界面，在自然電位及自然伽馬曲線上表現(xiàn)為回返，較易劃分辨別。

2.2 砂礫巖夾層

A油田沉積環(huán)境為辮狀河三角洲前緣沉積，離物源區(qū)較近，河流攜帶的大量大顆粒的含礫砂巖在進(jìn)入穩(wěn)定的湖盆中，由于水動(dòng)力條件減弱而發(fā)生沉積，水下分流河道底部沉積了大量的砂礫巖，代表了一期水下分流河道沉積的開始，是兩期河道沉積界面識(shí)別的重要標(biāo)志。砂礫巖多被泥質(zhì)等細(xì)粒物質(zhì)膠結(jié)，在測(cè)井曲線上顯示出不同于砂巖和泥巖的測(cè)井響應(yīng)特征，即自然伽馬、電阻率曲線呈較高值，與上下砂巖段有明顯區(qū)別，同時(shí)孔隙度測(cè)井曲線也明顯區(qū)別于上下的砂體測(cè)井響應(yīng)特征，據(jù)此可以在單井上根據(jù)測(cè)井曲線的響應(yīng)特征識(shí)別出典型的砂礫巖夾層，作為兩期切割疊置的河道的沉積界面。

2.3 曲線回返界面

河道型砂體的復(fù)雜性在于多期沖刷充填，相互疊加，有時(shí)造成早期河道上部形成的泥質(zhì)間歇層被晚期河流沖刷而在早期河道上直接沉積。兩期河流因氣候、物源、坡降、流速、流量、輸砂量等方面的差別，造成粒徑、分選性、儲(chǔ)層物性上的差別；同時(shí)河道的頻繁改道造成河道在縱向和橫向上切割疊置情況復(fù)雜，早期河道上部的細(xì)粒沉積或者河道邊部的物性較差的部分被晚期河道切割剝蝕，在接觸面上只出現(xiàn)一個(gè)物性變化的界面，反映在自然伽馬和電阻率曲線上出現(xiàn)一個(gè)臺(tái)階，可認(rèn)為是沉積界面。

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研[5-10]和結(jié)合研究區(qū)沉積特征，建立了本地區(qū)構(gòu)型單元和測(cè)井曲線之間的關(guān)系（圖 1）。運(yùn)用本油田構(gòu)型單元與測(cè)井曲線相關(guān)性，對(duì)油田單井進(jìn)行單砂體縱向刻畫，將主力層段沉積砂體劃分為水下分流河道、河道邊緣、河口壩、席狀砂、分流間灣等4、5級(jí)界面構(gòu)型單元。

圖1 A油田Ⅱ-Ⅲ油組構(gòu)型單元綜合劃分

3 構(gòu)型邊界劃分與組合樣式

根據(jù)A油田辮狀河三角洲前緣沉積特征和儲(chǔ)層砂體的特點(diǎn)，總結(jié)出單砂體的邊界識(shí)別標(biāo)志，包括砂體內(nèi)部隔夾層、橫剖面上砂體厚度趨勢(shì)、砂體間泥質(zhì)沉積、測(cè)井曲線形態(tài)橫向剖面上的變化。

砂體內(nèi)部隔夾層。隔夾層是劃分不同期次單砂體的重要標(biāo)志，同時(shí)鄰井小層中存在的隔夾層如果數(shù)目上不同，則可能存在砂體的尖滅或者缺失，綜合運(yùn)用隔夾層在小層中的發(fā)育情況可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單砂體邊界的確定。因此，在劃分單砂體邊界的時(shí)候可以參考隔夾層作為單砂體邊界（圖2a）。

橫剖面上砂體厚度趨勢(shì)。不同時(shí)期沉積的水下分流河道，由于受到其沉積時(shí)的水體能量、規(guī)模、物源供給的綜合影響，砂體厚度出現(xiàn)不同。同一河道一般從中心到河道邊部砂體厚度變薄、物性變差，因而可認(rèn)為如果砂體厚度由厚到薄再變厚，那么則可能存在不同單一河道邊界；若河口壩主體中間出現(xiàn)砂體厚度由厚變薄再變厚，則也可認(rèn)為存在不同河口壩主體的邊界（圖2b）。

橫剖面上砂體間泥質(zhì)沉積。不同河道在平面上側(cè)向拼接是水下分流河道出現(xiàn)大面積展布、垂向上厚度大的主要原因。在水下分流河道向下游發(fā)育的過(guò)程中，兩條河道或多條河道之間會(huì)發(fā)育河道間泥，因此，兩期單砂體的邊界泥質(zhì)沉積可以作為單砂體在橫向剖面的邊界（圖2c）。

測(cè)井曲線形態(tài)橫向剖面上的變化。不同成因的單砂體、不同期次相同成因的單砂體，其形成過(guò)程中的水動(dòng)力條件、物源供給等方面因素的差異，最終導(dǎo)致測(cè)井曲線形態(tài)不同。不同類型的單砂體測(cè)井曲線特征，可以作為單砂體的劃分邊界（圖2d）。

結(jié)合本區(qū)辮狀河三角洲沉積特點(diǎn)，構(gòu)建儲(chǔ)層構(gòu)型模式（圖3）。

圖2 單砂體構(gòu)型邊界識(shí)別標(biāo)志

4 單砂體構(gòu)型展布特征

根據(jù)以上思路方法和單砂體識(shí)別標(biāo)志，對(duì)A油田主力油組油層進(jìn)行4級(jí)構(gòu)型單元解剖，結(jié)果表明，水下分流河道砂體可解剖為多個(gè)單一河道及河口壩的組合。以Ⅱ-1小層為例，Ⅱ-1小層（3級(jí)）主要發(fā)育兩期水下分流河道沉積，連片分布，主河道橫跨1 km，解剖后縱向上劃為3個(gè)單砂體，平面上為多支水下分流河道和河口壩的組合，該組合在平面上呈朵狀、寬帶狀，單一水下分流河道寬200～300 m，側(cè)向遷移改道頻繁，先后疊加關(guān)系明顯（圖4）。

圖3 4級(jí)旋回儲(chǔ)層構(gòu)型剖面模式

由此可見小層級(jí)別（3級(jí)）的沉積微相是小層內(nèi)優(yōu)勢(shì)相，并不能將小層內(nèi)每一個(gè)砂體的沉積類型表現(xiàn)出來(lái)。因此，小層沉積微相平面圖并不是真實(shí)沉積微相的反映，而是多個(gè)疊置的朵葉體優(yōu)勢(shì)相在平面的分布趨勢(shì)，解剖后更加精細(xì)地刻畫了單砂體各成因單元的空間配置關(guān)系和垂向疊置關(guān)系。

5 應(yīng)用效果

單砂體構(gòu)型研究將油藏描述精度更進(jìn)一步，單砂體平面展布圖刻畫了沉積演化過(guò)程，明確了單砂體沉積方向，解決了油水井間注采連通性問(wèn)題。據(jù)此研究成果，渤海A油田從2016年底開始實(shí)施精細(xì)優(yōu)化注水，注水井從以往的防砂段籠統(tǒng)配注轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥紊绑w連通性為基礎(chǔ)的精細(xì)配注，提高了注水精度。2017年該油田自然遞減率下降，增加產(chǎn)量1.12×104m3。

儲(chǔ)層構(gòu)型研究對(duì)油田開發(fā)后期剩余油研究及挖潛是非常有必要的。根據(jù)本次構(gòu)型單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果，對(duì)研究區(qū)地下儲(chǔ)層開展定量表征，在單層沉積微相研究的基礎(chǔ)上，分析各單層物源方向，在屬性建模過(guò)程中根據(jù)物源方向設(shè)定各層變差函數(shù)值，較以往的建模方法更加精準(zhǔn)，模擬結(jié)果更符合實(shí)際，模型擬合度更高；同時(shí)在此基礎(chǔ)上開展基于儲(chǔ)層構(gòu)型的剩余油精細(xì)描述結(jié)果更加可信。2017年新增3口調(diào)整井，預(yù)計(jì)提高采收率 0.3%，增油 14.57×104m3。

6 結(jié)論

（1）渤海A油田大厚層儲(chǔ)層可分為水下分流河道、河道邊緣、河口壩、席狀砂、分流間灣等構(gòu)型單元。可根據(jù)砂體內(nèi)部隔夾層、橫剖面上砂體厚度趨勢(shì)、橫剖面上砂體間泥質(zhì)沉積及測(cè)井曲線形態(tài)橫向剖面上的變化進(jìn)行單砂體的識(shí)別。

（2）A油田大厚層砂體可進(jìn)一步解剖成多個(gè)單砂體構(gòu)型單元的組合，研究精度更進(jìn)一步。單砂體平面展布特征很好地反應(yīng)了油田沉積演化過(guò)程，有效地指導(dǎo)了油田精細(xì)優(yōu)化注水及精細(xì)油藏模型的建立，指導(dǎo)了大厚層剩余油挖潛并取得顯著效果。