基于儲(chǔ)層構(gòu)型的辮狀河剩余油分布規(guī)律
——以渤海灣盆地L 油田館陶組為例

李俊飛，尚寶兵，徐 靜，王鵬飛，葉小明

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459）

辮狀河沉積作為河流相沉積體系的重要組成部分，是我國(guó)東部油田主要的儲(chǔ)集類型［1］。自20 世紀(jì)80年代Miall提出儲(chǔ)層構(gòu)型［2］概念以來，國(guó)內(nèi)學(xué)者在辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型研究方面做了大量工作，尤其是在辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型解剖［3-6］、心灘壩沉積演化及定量表征［7-9］、隔夾層研究及三維地質(zhì)建模［10-11］等方面取得較大進(jìn)展，但關(guān)于辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型對(duì)油水運(yùn)動(dòng)的影響研究較少，而油田開發(fā)進(jìn)入中后期，剩余油的挖潛尤為重要。本文以渤海灣盆地L 油田4 區(qū)館陶組為例，應(yīng)用巖心、密井網(wǎng)資料以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，通過層次界面分析，建立研究區(qū)辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式，并在此基礎(chǔ)上分析儲(chǔ)層構(gòu)型及其控制下的儲(chǔ)層質(zhì)量差異對(duì)油水運(yùn)動(dòng)的影響，從而弄清儲(chǔ)層剩余油分布規(guī)律，為油田后期調(diào)整提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

L油田區(qū)域上位于渤海灣盆地中南部，構(gòu)造處于郯廬斷裂帶中段，是渤南低凸起中段基底隆起背景下發(fā)育的斷裂背斜構(gòu)造。主力含油層系是新近系的館陶組，儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)砂巖和中砂巖，局部含礫石，平均孔隙度28.3%，平均滲透率1 624×10-3μm2，屬于典型的中高孔中高滲儲(chǔ)層。館陶組發(fā)育辮狀河沉積，油藏類型為層狀構(gòu)造油藏。4 區(qū)于2008 年開始投產(chǎn)，經(jīng)過十多年的注水開發(fā)，目前采出程度19%，綜合含水81%。儲(chǔ)層水淹狀況復(fù)雜，剩余油分布預(yù)測(cè)難度大，為油田中后期開發(fā)帶來極大挑戰(zhàn)。

2 辮狀河儲(chǔ)層質(zhì)量分析

L 油田4 區(qū)辮狀河儲(chǔ)層平面上砂體橫向變化快，垂向上薄互層發(fā)育，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。

2.1 辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型解剖

由于油田開發(fā)進(jìn)入中后期，水淹狀況復(fù)雜，辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型解剖的重點(diǎn)在3～4 級(jí)構(gòu)型單元上，其中4級(jí)構(gòu)型單元主要是識(shí)別心灘壩和辮狀河道，3級(jí)構(gòu)型單元主要是研究心灘壩內(nèi)部的落淤層。

心灘壩電性特征表現(xiàn)為自然伽馬和電阻率曲線呈均質(zhì)韻律，辮狀河道電性特征表現(xiàn)為自然伽馬和電阻率曲線呈正韻律，心灘壩的厚度略大于辮狀河道的厚度；通過野外露頭及現(xiàn)代研究可知，剖面上，心灘壩呈底平頂凸?fàn)?，辮狀河道呈頂平底凸?fàn)睿矫嫔?，辮狀河道呈“條帶狀”環(huán)繞心灘壩［12］。在單井心灘壩和辮狀河道識(shí)別的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩者厚度的差異及規(guī)模的相關(guān)性完成連井剖面和構(gòu)型平面展布的研究，從而完成4級(jí)構(gòu)型解剖。

落淤層電性特征表現(xiàn)為自然伽馬和電阻率曲線回返明顯，夾層厚度0.3～1.0 m，以密閉取心井落淤層識(shí)別為基礎(chǔ)，建立測(cè)井響應(yīng)模板，對(duì)落淤層進(jìn)行解釋，在4級(jí)解剖的基礎(chǔ)上，在單一心灘壩內(nèi)對(duì)落淤層展布進(jìn)行研究，完成3級(jí)構(gòu)型解剖。

2.2 辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式

以露頭和現(xiàn)代沉積模式為指導(dǎo)，根據(jù)對(duì)研究區(qū)巖心觀察和密井網(wǎng)解剖，對(duì)辮狀河儲(chǔ)層進(jìn)行構(gòu)型耦合，明確不同微相的構(gòu)型特征，進(jìn)而總結(jié)出辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式（見圖1）。

如圖1所示，辮狀河道（4級(jí)）攜帶的沉積物在雙向環(huán)流作用下，在河道中間堆積卸載，隨著沉積物增多，逐漸形成心灘壩（4 級(jí)），在辮狀河道邊部決口處，形成溢岸砂，因此，心灘壩的巖性較辮狀河道的巖性粗，心灘壩的砂體厚度3～6 m，辮狀河道的砂體厚度2～4 m；而隨著物源供給的變化和河流改道的影響，辮狀河道內(nèi)發(fā)育砂質(zhì)充填、半泥質(zhì)充填和泥質(zhì)充填3種充填模式。心灘壩內(nèi)部發(fā)育多期垂向疊置增生體（3 級(jí)），在增生體形成的間歇期發(fā)育細(xì)粒沉積物，即落淤層沉積，落淤層的巖性主要是泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，厚度0.3～1.0 m，由于研究區(qū)辮狀河水動(dòng)力較強(qiáng)，落淤層發(fā)育規(guī)模較小。

圖1 辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式

2.3 儲(chǔ)層質(zhì)量差異分析

辮狀河儲(chǔ)層不同的沉積微相在沉積物粒度、泥質(zhì)含量、分選及磨圓等方面有較大差異，因而辮狀河儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的孔、滲非均質(zhì)性。本文以儲(chǔ)層構(gòu)型單元的劃分為基礎(chǔ)，對(duì)研究區(qū)近70個(gè)分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，明確了L 油田辮狀河儲(chǔ)層不同構(gòu)型單元控制下的儲(chǔ)層質(zhì)量差異（見表1）。

表1 辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型單元儲(chǔ)層質(zhì)量差異統(tǒng)計(jì)

根據(jù)對(duì)巖心分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)和構(gòu)型解剖成果的分析，按照物性優(yōu)劣程度將辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型單元分為2 個(gè)級(jí)別：①高孔、中滲型：即心灘壩、辮狀河道，該類儲(chǔ)層孔、滲性能最佳，但滲透率非均質(zhì)性較強(qiáng)；②高孔、低滲型：即溢岸砂，該類儲(chǔ)層孔隙度較好，但滲透率最低?？傮w來講，不同構(gòu)型單元主要在滲透率方面差別較大，導(dǎo)致地下油水運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。

3 剩余油富集規(guī)律

剩余油的形成和分布是多因素共同作用的結(jié)果，歸納起來可分為內(nèi)因和外因兩種：①內(nèi)因，即儲(chǔ)層非均質(zhì)性；②外因，即開發(fā)井網(wǎng)和開發(fā)措施與地下儲(chǔ)層的耦合性［13-14］。在一定的開發(fā)條件下，剩余油的分布主要受控于儲(chǔ)層構(gòu)型及其控制下的儲(chǔ)層質(zhì)量差異，因此，本文在之前建立的辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式基礎(chǔ)上，采取“層次分析、模式擬合、多維互動(dòng)、動(dòng)靜結(jié)合”的方法進(jìn)行儲(chǔ)層構(gòu)型解剖，從層間、平面和層內(nèi)三個(gè)層次，分析儲(chǔ)層構(gòu)型及儲(chǔ)層質(zhì)量差異影響的剩余油分布規(guī)律。

3.1 層間剩余油富集特征

層間非均質(zhì)性是導(dǎo)致層間剩余油形成的主要因素。一口井在垂向上能夠鉆遇儲(chǔ)層質(zhì)量各異的砂體，相對(duì)而言，儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體有較高的吸水能力或產(chǎn)液能力。在采油井中，儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體僅需較低的壓力即可產(chǎn)液，且可持續(xù)產(chǎn)液，在長(zhǎng)期注水受效的情況下，砂體水洗嚴(yán)重，采油井含水率較高。而在注水井中，儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體物性條件好，具有更加穩(wěn)定的吸水能力，其所需的吸水壓力也低；而儲(chǔ)層質(zhì)量差的砂體由于物性差，導(dǎo)致吸水量少或者不能吸水，從而使得與其連通的砂體剩余油富集。因此，儲(chǔ)層質(zhì)量差異是出現(xiàn)層間干擾的主要原因，層間剩余油主要分布在與儲(chǔ)層質(zhì)量差的砂體相連通的砂體中，儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體內(nèi)部存在一定程度的剩余油。

以E40 注水井為例，該井垂向上分別鉆遇L82和L82B 兩個(gè)層的河道邊部和心灘壩砂體，測(cè)井解釋河道邊部物性明顯較心灘壩砂體差很多，其吸水能力明顯低于心灘壩砂體，在注采連通的情況下，L82B 層注水效果肯定比L82 層好，調(diào)整井E39ST1 也證實(shí)該認(rèn)識(shí)，其垂向上L82 和L82B 層測(cè)井解釋分別是未水淹和弱水淹、強(qiáng)水淹，注入水優(yōu)先淹L82B 層儲(chǔ)層質(zhì)量好的心灘壩流動(dòng)，未對(duì)L82層儲(chǔ)層質(zhì)量差的河道砂體進(jìn)行驅(qū)替，從而導(dǎo)致與其連通的L82 層儲(chǔ)層質(zhì)量好的心灘壩砂體未水淹（見圖2）。

圖2 層間非均質(zhì)性導(dǎo)致的剩余油分布

3.2 平面剩余油富集特征

在野外露頭和現(xiàn)代沉積的模式指導(dǎo)下，對(duì)研究區(qū)密井網(wǎng)條件下的辮狀河儲(chǔ)層進(jìn)行構(gòu)型解剖，研究區(qū)心灘壩寬度約280～870 m，長(zhǎng)度約680～1 780 m，辮狀河道寬度為100～250 m。由于心灘壩的規(guī)模遠(yuǎn)大于辮狀河道的規(guī)模，因此，當(dāng)注水井和采油井處于同一心灘壩內(nèi)，由于儲(chǔ)層連通性好，水驅(qū)效果好，剩余油不富集。以圖2 中L82B 單層為例，三口井鉆遇同一心灘壩，在垂向滲透率差異和重力分異作用下，導(dǎo)致E39ST1 井砂體底部強(qiáng)水淹、頂部弱水淹，剩余油不富集。

雖然辮狀河道規(guī)模小，但辮狀河道內(nèi)發(fā)育砂質(zhì)充填、半泥質(zhì)充填和泥質(zhì)充填3種充填模式，不同的辮狀河道充填模式，砂體的平面接觸樣式各異，在一定的注采關(guān)系下，會(huì)導(dǎo)致不同的平面剩余油分布，因此，對(duì)研究區(qū)辮狀河道充填模式開展注采關(guān)系研究。

（1）砂質(zhì)充填剩余油不富集。當(dāng)心灘壩注水、辮狀河道采油或者心灘壩采油、辮狀河道注水，心灘壩和辮狀河道儲(chǔ)層質(zhì)量好且連通性好，注采受效，導(dǎo)致剩余油不富集。

（2）半泥質(zhì)充填剩余油富集于心灘壩邊部或辮狀河道。當(dāng)辮狀河道注水、心灘壩采油時(shí)，河道下部砂體層薄且物性差，在儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體層間干擾下，導(dǎo)致其吸水能力弱，注入水很難進(jìn)行有效驅(qū)替，造成心灘壩邊部滯留大量剩余油。以L76C 單層為例，E17 井鉆遇半泥質(zhì)充填河道，E9 井鉆遇心灘壩，由于半泥質(zhì)充填河道上部存在泥質(zhì)隔擋體，下部砂體物性差，砂體吸水量少，調(diào)整井E8ST1 鉆遇的心灘壩測(cè)井解釋為未水淹層（見圖3a）。

圖3 辮狀河道充填模式導(dǎo)致的剩余油分布

當(dāng)心灘壩注水，辮狀河道采油時(shí)，由于辮狀河道儲(chǔ)層質(zhì)量差，易被周圍質(zhì)量好的心灘壩旁超，導(dǎo)致注采不受效，使得辮狀河道未水淹。以L76B 單層為例，E17 井鉆遇心灘壩，E9 井鉆遇半泥質(zhì)充填河道，由于E9 井儲(chǔ)層質(zhì)量差，注入水易沿儲(chǔ)層質(zhì)量好的砂體流動(dòng)，很難流動(dòng)到E9 井，調(diào)整井E8ST1 鉆遇的半泥質(zhì)充填河道測(cè)井解釋為未水淹層（見圖3b）。

（3）泥質(zhì)充填剩余油富集于心灘壩。泥質(zhì)充填河道的巖性主要是泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，在平面上，其作為隔擋體阻隔了兩側(cè)砂體內(nèi)油水之間的側(cè)向流動(dòng)，使得砂體邊部存在水動(dòng)力滯留區(qū)，富集大量剩余油。以L76單層為例，E17井鉆遇心灘壩，E9井鉆遇泥質(zhì)充填河道，由于泥質(zhì)隔擋體的存在，使得注入水不受效，調(diào)整井E8ST1 鉆遇的心灘壩測(cè)井解釋為未水淹層（見圖3c）。

3.3 層內(nèi)剩余油富集特征

落淤層是心灘壩內(nèi)部夾層，形成于心灘壩多期次增生的間歇期，巖性主要是泥巖、粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖。研究區(qū)辮狀河水動(dòng)力較強(qiáng)，落淤層形成后被后期水流沖刷，規(guī)模較小，僅一兩口井間可對(duì)比；心灘壩以垂向加積為主，因此，落淤層近水平分布，傾角較小。注入水在重力分異作用下，使得下部增生體水淹，剩余油在夾層上部富集。以L70C單層為例，心灘壩內(nèi)僅保存一期落淤層，但落淤層展布范圍較小，僅調(diào)整井E8ST1 井鉆遇，調(diào)整井E8ST1 下部增生體測(cè)井解釋為強(qiáng)水淹，上部增生體測(cè)井解釋為未水淹，剩余油富集（見圖4）。

圖4 層內(nèi)夾層導(dǎo)致的剩余油分布

4 結(jié)論

（1）從巖性、砂體厚度、沉積樣式等方面總結(jié)了辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型模式；分析了不同構(gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量差異，認(rèn)為辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型單元孔隙度差異較?。?6%～29%），滲透率非均質(zhì)性較強(qiáng)。

（2）儲(chǔ)層質(zhì)量差異是產(chǎn)生層間干擾的主要原因，導(dǎo)致層間剩余油主要分布在與儲(chǔ)層質(zhì)量差的砂體相連通的砂體中；層內(nèi)夾層的存在使得剩余油富集在夾層上部。

（3）注采對(duì)應(yīng)的情況下，同一心灘壩內(nèi)或砂質(zhì)充填模式的剩余油不富集；半泥質(zhì)充填模式的剩余油主要富集在心灘壩邊部或辮狀河道；泥質(zhì)充填河道作為側(cè)向隔擋體，阻隔了兩側(cè)砂體內(nèi)油水的運(yùn)動(dòng)，剩余油富集于周圍的心灘壩。