陳3斷塊泰州組厚油層油藏高含水期隔夾層控油模式研究

屈 宏，薛 丹，孫東升，黃艷梅，張順康

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

江蘇油田厚油層油藏已進(jìn)入開發(fā)中后期，部分油藏已進(jìn)入特高含水階段。開發(fā)過程中，這些油藏逐漸暴露出剩余油認(rèn)識不清、水淹規(guī)律復(fù)雜等問題，本研究主要針對厚油層油藏進(jìn)行地質(zhì)再認(rèn)識。隔夾層的分布直接影響到今后的油氣開采和剩余油分布，為完成精細(xì)油藏描述、合理布井開發(fā)和剩余油挖潛，隔夾層的分布研究必不可少[1]。本研究主要針對陳堡油田陳3斷塊K2t13油藏開展隔夾層控油模式研究。

1 概況

陳堡油田位于高郵凹陷東部吳堡-博鎮(zhèn)斷裂帶中段吳1大斷層上升盤，陳3斷塊K2t13油藏是受構(gòu)造、斷層控制的邊底水塊狀砂巖油藏，為扇三角洲平原沉積，地層厚度78～94 m，儲層平均厚度59.2 m，小層最大厚度達(dá)16.5 m，各小層平均厚度多大于4 m，油藏具有厚油層特征。

2 陳3斷塊K2t13油藏隔夾層識別與描述

2.1 隔夾層概述

陳3塊K2t13油藏早期從縱向上分出10個隔夾層[2]，依托10個隔夾層將陳3塊K2t13油藏分出11個單砂體，開發(fā)后期又在11個砂體內(nèi)部識別出9個隔夾層。根據(jù)巖心觀察和電測曲線特征研究，K2t13隔層巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖，物性夾層巖性主要為泥質(zhì)細(xì)砂、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、鈣質(zhì)或礫質(zhì)沉積物。單個物性夾層的封擋性能依賴砂巖中的泥質(zhì)含量，鈣質(zhì)夾層常分布于砂巖層頂、底與泥巖交界處，在縱向上出現(xiàn)的頻率相對較小，礫質(zhì)夾層主要位于油藏底部，無封擋性能[3]。

2.2 隔夾層封擋性能分析

2.2.1 靜態(tài)資料研究隔夾層封擋性能

判斷19個隔夾層的封擋性能需綜合巖性、厚度、電性(R、ML、SP、GR、AC等)、含油飽和度(So)等參數(shù)，并結(jié)合生產(chǎn)動態(tài)進(jìn)行綜合判斷[4]。

制定隔夾層封擋參數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)[5]，隔夾層封擋最敏感參數(shù)為巖性、GR和So，而厚度、AC、R、SP、ML等參數(shù)敏感程度低。密閉取心井陳檢1井①～⑦號隔夾層均為砂體間隔夾層，①～④號巖性為泥巖或砂質(zhì)泥巖，GR值為85～91 API，電阻率為4.7～8.5Ω·m，隔層相鄰儲層So變化大，判定①～④號隔夾層具有封擋作用，⑤號GR為81 API，泥質(zhì)粉砂巖相鄰儲層So變化小，具有部分封擋作用，而⑥～⑦號夾層GR為75～80 API，相鄰儲層So無變化，為無封擋作用夾層(見表1)。

表1 陳檢1井隔夾層參數(shù)

2.2.2 生產(chǎn)動態(tài)驗證隔夾層封擋性能

油井生產(chǎn)時，不同隔夾層對油水的封擋程度使隔夾層上下層的含水率不同，由生產(chǎn)井隔夾層相鄰上下層的生產(chǎn)動態(tài)可進(jìn)一步修正隔夾層電性中的自然伽馬標(biāo)準(zhǔn)。

如陳3-15井1997年投產(chǎn)生產(chǎn)K2t13-4的67號層，1998年12月高含水時封堵67號層改生產(chǎn)66號層，改層生產(chǎn)前后含水率分別為90%，6.5%，說明66與67號層間的隔夾層封擋性能較好，66與67號層間隔夾層自然伽馬值為83 API，說明隔夾層自然伽馬值大于83 API時封擋性能較好。

陳3-20井1998年投產(chǎn)K2t13-4的20號層，兩年后由于含水高改生產(chǎn)19號層，改層前后含水率分別為72.3%，74.8%，說明19號和20號層間的夾層無封擋作用，19與20號層間夾層自然伽馬值為64 API。4個月后改生產(chǎn)18號層，改層前后含水率分別為71.7%，58%，說明18號和19號層間的隔夾層具有部分封擋作用，18與19號層間夾層自然伽馬值為70 API，說明部分封擋夾層自然伽馬值下限在70 API左右。

2.2.3隔夾層封擋參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分

綜合動靜態(tài)分析制定隔夾層封擋劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表2、表3)。

新認(rèn)識與原認(rèn)識相比主要在厚度、電阻率、自然伽馬和聲波方面做了一定調(diào)整，參數(shù)的下限稍有放寬，新標(biāo)準(zhǔn)下認(rèn)識的10個層間封擋性能隔夾層的平面分布有了一定變化，9個夾層的部分夾層在一定范圍內(nèi)具有封擋或部分封擋功能。

表3 部分或不封擋夾層識別標(biāo)準(zhǔn)

2.3 陳3塊K2t13隔夾層分布特征

2.3.1 隔夾層平面分布特征

隔夾層平面分布以片狀和土豆?fàn)罘植紴橹?見圖1)。

由封擋性隔夾層平面圖看出，K2t13平面上大范圍穩(wěn)定分布作為隔層的是3～4和7～8砂體間隔層，巖性以泥巖為主；次穩(wěn)定分布的是1～2,4砂體層內(nèi)和4～5砂體間隔夾層，巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主；其他如8～9砂體間隔夾層為小范圍不穩(wěn)定分布隔夾層，平面分布范圍小，對上下流體流動作用不大，但有可能形成局部封擋。

圖1 陳3塊K2t13封擋隔夾層平面分布

2.3.2 隔夾層垂向分布特征

各亞段隔夾層垂向分布密度不同，Ⅰ～Ⅲ亞段分布隔夾層數(shù)分別為4，7，8個，Ⅲ亞段大多為沒有封擋性能的夾層。這些隔夾層大多分布在亞段的上部，亞段下部夾層密度較小，地層從下到上夾層的泥質(zhì)含量由小變大，說明地層中上部隔夾層的封擋性能好于下部。

3 陳3斷塊K2t13隔夾層控油模式分析

剩余油的形成和分布主要受隔夾層分布特征影響[6]，采用數(shù)值模擬方法研究陳3斷塊K2t13隔夾層分布對剩余油的影響。

陳3塊K2t133個亞段間泥質(zhì)隔夾層平面連續(xù)性好，封擋性能好，但亞段內(nèi)的隔夾層封擋性能存在不確定性，根據(jù)陳3塊K2t13油藏儲層分布的特點和井網(wǎng)形式，建立典型的概念模型[7]，采用常規(guī)井注水、水平井采油的模式，油水井距離為280 m，模型計算到含水70%后結(jié)束。根據(jù)3個亞段地層特點，在各亞段設(shè)置不同類型的隔夾層分布特征，模擬隔夾層對剩余油的控制作用。

3.1 隔夾層位置對剩余油的控制

根據(jù)陳3塊K2t13油藏隔夾層發(fā)育特征，分別在水井和油井附近設(shè)置隔層。對比兩種情況剩余油分布(見圖2)可以看出，當(dāng)隔層位于水井附近時，其對剩余油的影響相對較弱，受注入水的影響，水井周圍沒有什么剩余油。當(dāng)隔層位于油井周圍時，夾層對剩余油控制作用較為明顯，在油井周圍比較容易形成剩余油。

圖2 不同隔夾層位置時剩余油分布

3.2隔夾層密度對剩余油的控制

在油井附近分別設(shè)置1條和3條夾層，研究隔夾層密度對剩余油的控制。從圖3可以看出，夾層數(shù)量越多，對剩余油的控制越加明顯。

圖3 不同隔夾層密度時剩余油分布

3.3 隔夾層縱向夾層相對位置對剩余油的控制

縱向上設(shè)置兩個相對位置較近的夾層，并且夾層只有部分封閉的作用，從圖4可以看出，縱向上如果兩個部分封隔的夾層距離很近，對剩余油也能起到很好的控制作用。

圖4 部分封隔夾層組合縱向上剩余油分布

3.4 縱向隔層位置對剩余油的控制

設(shè)置隔夾層位置分別位于厚油層的上、中、下三種位置，研究縱向上夾層位置對剩余油分布的影響。從圖5可以看出，當(dāng)隔夾層位于正韻律厚油層下部位置時對剩余油的控制作用較為明顯。

圖5 不同縱向隔層位置時剩余油分布

3.5 隔層平面發(fā)育規(guī)模對剩余油的控制

為了研究隔夾層平面發(fā)育規(guī)模對剩余油的控制，分別設(shè)置夾層發(fā)育寬度為1/4，1/2，3/4注采井距。研究結(jié)果表明，當(dāng)隔夾層發(fā)育寬度達(dá)到1/2注采井距以上時，對剩余油的控制作用明顯。

通過模擬研究，得出K2t13隔夾層的控油特點：

(1)不穩(wěn)定隔夾層分布在采油井區(qū)，對剩余油聚集影響大。

(2)不穩(wěn)定隔夾層垂向分布密度越大，對剩余油聚集影響越大。

(3)兩個部分封隔的夾層垂向分布距離較近，對剩余油能起到很好的遮擋作用。

(4)隔夾層在正韻律儲層下部發(fā)育時，對剩余油聚集影響大。

(5)隔夾層寬度達(dá)到注采井距一半以上時，對剩余油控制作用明顯。

根據(jù)上述研究結(jié)果，總結(jié)出陳3塊K2t13油藏隔夾層的5種控油模式：

(1)三個亞段間兩個穩(wěn)定的隔層對油藏剩余油有封擋作用(亞段剩余油)，厚油層頂部剩余油(大范圍不滲透隔層，大面積連片分布)對油田開發(fā)影響較大。

(2)隔夾層平面分布范圍越廣，越易形成遮擋下剩余油。如1-2砂體間大范圍分布此類封擋性隔層，隔夾層之下仍有部分剩余油。

(3)隔夾層分布在構(gòu)造高部位采油井附近的油藏易形成隔夾層遮擋剩余油。

(4)Ⅰ～Ⅱ亞段隔夾層密度大，在亞段下部(正韻律底部)易形成隔夾層遮擋剩余油。

(5)部分封擋夾層組合遮擋剩余油：統(tǒng)計分析和數(shù)模研究發(fā)現(xiàn)，在單一加積垂向主要有2個部分封擋泥質(zhì)粉砂巖夾層，夾層厚度為0.4～0.8 m，夾層垂向距離較近(2 m左右)且儲層底部有穩(wěn)定隔層時，即部分封擋+部分封擋+儲層底部隔層組合(見圖6)，這種組合有利于剩余油富集，此類封擋一般存在于Ⅰ、Ⅱ亞段的底部，Ⅲ亞段夾層頻率低且亞段底部與赤山組屬于砂-砂對接，無封擋隔層，不發(fā)育此類封擋組合。K2t13油藏部分老井具有這種夾層特征，存在此類型剩余油。

圖6 部分封擋夾層組合遮擋剩余油模式

4 現(xiàn)場應(yīng)用

在隔夾層控油模式指導(dǎo)下綜合利用優(yōu)化射孔、水平段分段開采、卡堵水、分采分注等方式挖潛剩余油，取得了良好效果，如陳3平14井依托層內(nèi)夾層采用分段投產(chǎn)，投產(chǎn)初期均低含水，有效提高了儲量動用。陳3-92井4號砂體內(nèi)兩個內(nèi)部夾層起到了遮擋作用，對其下部的14號層實施補孔挖潛，日增油10 t以上，增油效果明顯。通過剩余油挖潛，陳3塊K2t13采收率提高2%，增加可采儲量8.1×104t。

5 結(jié)論和認(rèn)識

(1)將K2t13油藏厚油層重新細(xì)分為19個隔夾層，隔夾層巖性分為4類。

(2)動靜態(tài)結(jié)合確定了K2t13油藏厚油層隔層、部分封擋夾層和無封擋夾層識別標(biāo)準(zhǔn)。隔夾層平面分布以片狀和土豆?fàn)罘植紴橹鳎貙由喜扛魥A層平面分布廣，下部隔夾層平面連續(xù)性差，分布零碎。K2t13地層上部隔夾層的封擋性好于下部隔夾層。

(3)采用概念模型模擬研究了K2t13厚油層各亞段隔夾層5種分布模式對剩余油分布的影響。

(4)結(jié)合測井資料分析隔夾層對剩余油分布的影響，總結(jié)出K2t13油藏的5種隔夾層控油模式，可有效指導(dǎo)今后的剩余油挖潛。