王春偉
(中石化經(jīng)緯有限公司,山東東營(yíng) 257015)
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)約有42.6%的油氣儲(chǔ)量富集于河流相油藏中[1],辮狀河油藏是河流相油藏的主要類型之一,主要分布在普遍進(jìn)入高含水期的東部老油田。目前對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的研究大多側(cè)重于對(duì)儲(chǔ)層的靜態(tài)研究,而忽略了實(shí)際生產(chǎn)中儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布的影響。因此,對(duì)辮狀河油藏重點(diǎn)應(yīng)對(duì)其儲(chǔ)層非均質(zhì)性與剩余油分布關(guān)系進(jìn)行分析。本文以孔店油田館陶組為例,研究?jī)?chǔ)層巖性、物性的不均一特征,明確其如何影響層內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)及剩余油分布[2-3],為提高老油田采收率提供地質(zhì)依據(jù)。
孔店油田位于河北省黃驊縣孔店村境內(nèi),其構(gòu)造位置在黃驊坳陷孔店凸起構(gòu)造帶的東北坡,位于歧口、滄東、鹽北三個(gè)生油凹陷之間,構(gòu)造面積為30 km2,含油面積為12.7 km2,油層埋深1 206.8~1 434.8 m??椎暧吞镏髁τ蛯羽^陶組巖性為灰白色砂巖夾紫紅色、灰綠色泥巖,為砂體廣泛發(fā)育的辮狀河沉積。
經(jīng)過(guò)40多年的注水開發(fā),孔店油田目前處于高含水期,儲(chǔ)層開發(fā)矛盾十分嚴(yán)重(見圖1)。
圖1 孔店油田構(gòu)造位置(左)與館陶組地質(zhì)剖面(右)
研究區(qū)埋藏淺、構(gòu)造平緩,儲(chǔ)層內(nèi)部的非均質(zhì)性主要受控于沉積作用[4]。
孔店油田館陶組儲(chǔ)層為長(zhǎng)期不斷遷移及繼承性發(fā)育的辮狀河沉積,沉積作用主要有垂積作用、前積作用、填積作用以及漫積作用四種類型。辮狀河的主要沉積單元為辮狀河道和心灘,不同沉積作用造成不同沉積單元的儲(chǔ)層內(nèi)部的非均質(zhì)性特征不同(見圖2)。
圖2 辮狀河主要沉積作用與儲(chǔ)層非均質(zhì)關(guān)系
(1)垂積作用:河流中水流搬運(yùn)能力減弱時(shí)沉積物逐漸向下沉積形成砂體的作用。粒度韻律特征一般表現(xiàn)為正韻律的垂向復(fù)合,滲透率差異中等。主要發(fā)育于心灘中部和底部,不同期次垂積作用之間發(fā)育落于夾層。形成的砂體在剖面上呈底平頂凸式,在平面上則呈若干土豆?fàn)罱惶媾帕小?/p>
(2)前積作用:河流中水流搬運(yùn)能力減弱時(shí)沉積物依次向前沉積形成砂體的作用。粒度韻律特征為反韻律模式,滲透率差異較大,主要發(fā)育于心灘的頂部,不同期前積體之間可發(fā)育前積夾層。剖面上砂體向前依次疊置,平面上則成近似寬條形。
(3)填積作用:在限制性河道中,由于水動(dòng)力變化使河流超載沉積物在河道內(nèi)部充填下來(lái)的沉積作用。頂部多為粉砂巖,底部可見泥礫,粒度韻律為正韻律,滲透率差異大,主要發(fā)育于辮狀河道。剖面上砂體向下沖刷與充填,平面上成條帶狀交叉分布。
(4)漫積作用:水流漫出河道而流速降低,沉積物在河道邊部沉積下來(lái)的作用。沉積間歇性強(qiáng),層內(nèi)正韻律,粒度和滲透率相差不大,主要發(fā)育于堤岸和河漫平面上,形狀不規(guī)則。
3.1.1 層內(nèi)韻律特征
通過(guò)取心井的巖心及測(cè)井解釋參數(shù)分析,總結(jié)出研究區(qū)辮狀河的主要沉積單元為辮狀河道和心灘分別對(duì)應(yīng)的韻律特征。辮狀河道以正韻律為主,占比47%;心灘則主要是復(fù)合正韻律,垂向上由兩個(gè)或兩個(gè)以上的正韻律疊加組成,占比53%。
據(jù)二次測(cè)井解釋的結(jié)果,孔店地區(qū)館陶組孔隙度平均值為30.7%,主要集中在25%~35%,滲透率平均值為670×10-3μm2,屬于高孔高滲儲(chǔ)層;而滲透率突進(jìn)系數(shù)大多介于2~3 之間,變異系數(shù)基本介于0.5~0.7之間,總體屬于中等非均質(zhì)儲(chǔ)層。心灘物性好,辮狀河道相對(duì)差;而辮狀河道的滲透率非均質(zhì)程度略大于心灘(見表1)。
表1 辮狀河不同沉積單元參數(shù)
對(duì)于疏松的辮狀河儲(chǔ)層,隨著注水時(shí)間的推移,在高滲透帶強(qiáng)烈水淹進(jìn)一步提高其滲透率[5],而注入水難以波及低滲透帶,更加劇了層內(nèi)非均質(zhì)程度。通過(guò)對(duì)研究區(qū)注水后不同時(shí)期的示蹤劑分析資料研究,得出示蹤劑監(jiān)測(cè)到的水驅(qū)速度呈逐年增大的趨勢(shì),表明井間高滲段滲透率隨注水時(shí)間的推移逐步增大的趨勢(shì)(見圖3)。
圖3 孔店油田館陶組主力層水驅(qū)速度變化
3.1.2 層內(nèi)夾層特征
研究區(qū)辮狀河儲(chǔ)層的夾層以物性?shī)A層為主,約占62%,泥質(zhì)夾層占31%,鈣質(zhì)夾層最少,只有7%。單個(gè)夾層厚度較薄,厚度在0.3~5.0 m,1 m 以下占主要比例,傾角基本在3°以下(見圖4)。
圖4 辮狀河儲(chǔ)層層內(nèi)夾層分布
按照層內(nèi)夾層的空間分布面積,可將夾層劃分為穩(wěn)定夾層和不穩(wěn)定夾層??紤]孔店油田的生產(chǎn)實(shí)際,厚度大于0.4 m,橫向延伸超過(guò)3 個(gè)井距,在平面及剖面上分布穩(wěn)定的層內(nèi)夾層,對(duì)油水的運(yùn)移可以起到有效遮擋作用,可以定為穩(wěn)定夾層,其他為不穩(wěn)定夾層[6]。通過(guò)利用測(cè)井、巖心資料對(duì)研究區(qū)240 個(gè)井點(diǎn)資料進(jìn)行夾層的識(shí)別,認(rèn)為心灘的穩(wěn)定夾層發(fā)育程度高(61%),而辮狀河道雖然也發(fā)育薄夾層,但以不穩(wěn)定夾層為主(75%)。
研究區(qū)層間滲透率突進(jìn)系數(shù)大多介于2~3,變異系數(shù)基本介于0.29~0.61,層間滲透率差相對(duì)較小,滲透率非均質(zhì)程度中等。油組間隔層分布范圍較廣,平均厚度為4.6 m,平面鉆遇率為96%。小層間隔層分布相對(duì)穩(wěn)定,平均厚度為3.85 m,平面鉆遇率為85%。單層間隔層分布相對(duì)不穩(wěn)定,平均厚度為2.9 m,平面鉆遇率為73%。
3.3.1 砂體展布特征
由于河流的遷移和長(zhǎng)期繼承性發(fā)育,研究區(qū)發(fā)育多套含油砂體,平面上單砂層砂體鉆遇率較高,平均可達(dá)80%,厚度變化大,最大可達(dá)20多米,平面非均質(zhì)性強(qiáng),研究區(qū)砂體形態(tài)見表2。
表2 孔店油田館陶組平面砂體形態(tài)類型
研究區(qū)平均井距為210 m,現(xiàn)有井網(wǎng)內(nèi)部控制程度較好。
3.3.2 平面物性差異
沉積作用控制著平面物性展布,因此平面物性差異主要取決于平面上沉積單元的分布[7]。心灘物性普遍較好,而辮狀河道物性相對(duì)較差,沉積單元過(guò)渡區(qū)域非均質(zhì)性強(qiáng)。
影響剩余油分布的因素較多,而儲(chǔ)層非均質(zhì)性是影響剩余油分布的主要因素之一[8]。
不同層內(nèi)韻律模式有不同的滲透率特征,體現(xiàn)在水驅(qū)過(guò)程中為滲流差異,造成剩余油分布情況不一。單個(gè)正韻律上部滲透率低,下部滲透率高。注水過(guò)程中,底部水淹程度較高,驅(qū)油效率較高,剩余油飽和度較??;頂部注入水波及較少,驅(qū)油效率低,剩余油飽和度較大。而對(duì)于復(fù)合韻律,垂向上由多個(gè)韻律疊加組成,韻律間存在不穩(wěn)定夾層。水驅(qū)過(guò)程中注入水沿夾層推進(jìn),增加了注入水的波及體積,而夾層底部的剩余油不易被水驅(qū)而比較富集[9]。
孔1024 井單個(gè)韻律層上部粒度細(xì)、滲透率低,下部粒度粗、滲透率高,造成各個(gè)韻律層底部水淹程度較高,驅(qū)油效率較高,頂部注入水波及較少,驅(qū)油效率低。NgⅡ-3-2 層頂部驅(qū)油效率只有5%~35%,底部驅(qū)油效率達(dá)到30%~55%;NgⅢ-1-2 層頂部驅(qū)油效率只有25%~60%,底部驅(qū)油效率達(dá)到50%~70%(見圖5)。
圖5 孔店油田館陶組層內(nèi)、層間非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布的影響
研究區(qū)層間多采取合注合采的方式,易造成層間干擾。儲(chǔ)層滲透率高的儲(chǔ)層水驅(qū)效果好,剩余油較少,而儲(chǔ)層滲透率低的儲(chǔ)層水驅(qū)效果差,剩余油較多[9]。
孔1024井NgⅡ-3-2層砂體厚度大、滲透率高,注入水優(yōu)先沿該層突進(jìn),使之水淹程度較高,驅(qū)油效率較高,剩余油飽和度較低;而NgⅢ-1-2 層砂體厚度小、滲透率低,由于受到層間干擾,水淹程度較低,驅(qū)油效率較低,剩余油飽和度較高。
由于儲(chǔ)層在平面上砂體以及物性變化大,在注水開發(fā)期間,注入水易沿高滲帶舌進(jìn),低滲帶以及高低滲帶過(guò)渡區(qū)域受注入水波及程度較小,所以在高滲帶注采井注水效果好,產(chǎn)油、產(chǎn)液量高,而低滲帶的注采井注水見效差,剩余油較富集[10]。通過(guò)孔1064-1 注采井組示蹤劑分析,注水井與孔新1071井、孔61 井之間分別存在1 000×10-3μm2以上的高滲段,使其水驅(qū)速度較快,含水率高于96%,日產(chǎn)油量大于4 t,剩余油少;而水井與孔1060-1 井、孔1086K 井之間滲透率分別低于1 000×10-3μm2,致使其水驅(qū)速度相對(duì)較慢,含水率低于90%,日產(chǎn)油量小于3 t,累產(chǎn)油量低,剩余油多(見圖6)。
圖6 平面物性非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布的影響
(1)孔店油田館陶組儲(chǔ)層的非均質(zhì)性主要受控于河流相的沉積作用,分別為垂積作用、前積作用、填積作用和漫積作用,不同沉積作用影響著心灘與辮狀河道不同沉積單元的儲(chǔ)層非均質(zhì)性。
(2)研究區(qū)層內(nèi)非均質(zhì)程度中等,心灘以復(fù)合正韻律為主,穩(wěn)定夾層多,而辮狀河道以正韻律為主,穩(wěn)定夾層少;層間非均質(zhì)程度中等,油組、小層間隔層分布穩(wěn)定,單層間隔層分布相對(duì)不穩(wěn)定;平面砂體形態(tài)復(fù)雜多樣,井網(wǎng)控制程度好,平面物性受控于沉積單元的展布。
(3)從層內(nèi)、層間、平面三個(gè)方面分析了儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)剩余油分布的影響,層內(nèi)剩余油主要分布在層頂部以及夾層底部,層間剩余油主要分布在物性差的主力含油層位,平面上低滲帶及高低滲過(guò)渡帶剩余油較富集。