雷传玲
, 李泉凤
Lei Chuanling, Li Quanfeng, Wang Ziyu, Li Changhong, Bai Yongqiang, Wei Yannan, Sun Weiyong, Wang Xin
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
责任编辑:
收稿日期: 2019-04-2
网络出版日期: 2019-06-25
版权声明: 2019 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有
作者简介:
作者简介 雷传玲 工程师,1984年生, 2010年毕业于长江大学矿物岩石学专业,硕士研究生学历,现在中国石油大港油田分公司第一采油厂主要从事精细油藏描述研究工作。通信地址:300280 天津市大港油田第一采油厂。电话:(022)25969781。E-mail:leichling@petrochina.com.cn
展开
摘要
为了进一步剖析辫状河三角洲前缘储集层内部构型,深入挖掘该类储集层内剩余油,以北大港地区唐家河油田东三段辫状河三角洲沉积为例,通过储集层内部构型解剖,开展唐家河油田东三段辫状河三角洲沉积构型界面级次划分,并对单一分流河道或河口坝及其内部增生体进行构型分析,建立了三维构型模型,精细刻画河道砂体及内部夹层展布规律,进而分析构型控制下的各单砂体剩余油分布规律。研究成果用于唐家河油田东三段高水淹和低动用区块的综合调整治理,取得了较好效果,对同类储集层的构型研究和油藏开发调整具有借鉴意义。
关键词：
Abstract
In order to further analyze the internal architecture of braided river delta front reservoir and to tap remaining oil in the reservoir,the braided river delta deposition in Dong Ⅲ formation of Tangjiahe oilfield in Beidagang area was taken as an example. Through the anatomy of the internal architecture of the reservoir,the interface grade division of the braided river delta sedimentary architecture in Dong Ⅲ formation of Tangjiahe area was carried out. The architecture analysis of single distributary channel or mouth bar and its internal accretion sand bodies was carried out. A three-dimensional architecture model was established,and the distribution law of the channel sand body and internal interlayer was finely characterized to analyze the distribution law of remaining oil of each single sand body under the architecture control. The research results have been used in the comprehensive adjustment and management of blocks with the high water flooding and low degree of development in Dong Ⅲ formation,and achieved good results,which can be used for reference to the architecture study of similar reservoirs and the development and adjustment of oil reservoirs.
Keywords：
目前辫状河三角洲前缘储集层构型研究主要是针对水下分流河道或河口坝及其内部的增生体,相当于Miall(1985,1996)分级方案中的3-5级构型要素[1]。随着油气开发程度的不断深入,辫状河三角洲油气储集层的开发很多已进入高含水期[2],剩余油挖掘逐渐成为油田开发的主要目标,而沉积储集层差异(渗流屏障和渗流差异)是控制这部分剩余油的重要因素。
大港油田北大港地区唐家河油田古近系东营组东三段为辫状河三角洲沉积,已注水开发四十多年,油层水淹严重,主力油层剩余可采储量高,剩余油分辨认识不清。为了进一步剖析辫状河三角洲前缘储集层内部构型,进而深入挖掘该类储集层内剩余油,以唐家河油田东三段主力区块主力油层为例,依据露头和现代沉积资料所建立的辫状河构型样式对研究区辫状河构型模式进行深入研究,并结合动态资料,通过对研究区辫状河三角洲储集层内部构型界面进行平剖互动构型分析,建立基于构型的三维模型,量化构型控制下的剩余油分布规律,为油田开发后期综合调整提供指导依据。
唐家河油田位于北大港断裂构造带的北东部,是一个向东倾没伸向歧口凹陷的鼻状构造油气藏,于1972年投入开发,其主力开发层系古近系东营组东三段属三角洲前缘沉积,油层平均孔隙度 27%,平均渗透率63 mD,含油面积 4.5 km2,油藏埋深介于2 447.0~2 784.0 m,油层平均厚度 16.15 m,属中孔中高渗储集层,油气分布受构造和岩性双重控制。唐家河东三段地层厚度一般在180~220 m之间,三断块东三段纵向上分为9个小层22个单砂层,主力油层东三段4、5号小层为本次研究的主要目的层,进一步细分为6个单砂层。
唐家河油田三断块目前油井总数为15口,产油14 t/d,综合含水95.5%,采油速度0.06%,采出程度31.5%;注水井总数为7口,注水545 m3/d。唐家河油田东三段油藏存在的主要问题是主力油层水淹严重,近年新钻井主力油层均高含水,层内平面剩余油分布不清。本文通过对主体区块三断块东三段主力油层三角洲储集层内部构型解剖和剩余油控制因素研究,总结沉积储集层差异约束下剩余油分布规律,以期为高水淹区块剩余油挖潜提供方向。
综合研究区域地质、岩心分析、砂体展布、测井曲线特征认为,唐家河油田东三段属三角洲前缘亚相,发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、支流间湾等沉积微相。
基于古物源、古水流方向等区域沉积特征,以砂体平面展布趋势和测井曲线形态为依据,进行微相平面展布分析,认识唐家河油田东三段主力砂体平面展布特征。顺物源剖面靠近物源发育水下分流河道微相,远离物源逐渐过渡为河口坝、远砂坝及席状砂等沉积微相。纵向上表现为:下部水下分流河道微相不发育;中部水下分流河道微相发育,集中在5号小层;上部水下分流河道微相规模减小。反映三角洲的演化表现为由弱到强再到弱的变化趋势。
在研究区西南部,分流河道和河口坝砂体发育程度较低,而在东北部,分流河道和河口坝砂体相对发育。目的层段由下至上,分流河道及河口坝砂体发育程度、连片规模逐渐增强,砂体表现为进积式。分流河道砂体呈条带状分布,连片性差,宽度150~500 m;河口坝砂体呈连片状或孤立状展布,宽度380~2 600 m(图1、图2)。
为表征三角洲前缘亚相储集层构型,首先对构型界面进行分级,在分级的基础上,再进行单一微相单元构型表征,最后进行单一微相单元内部级次构型表征。
构型界面分级是储集层构型解剖的前提,本次研究主要参考吴胜和等[3]的碎屑沉积体构型分级方案,厘定了唐家河地区东三段辫状河三角洲储集层的构型分级系统,并与Miall、经典层序地层、Cross高分辨率层序地层的分级进行比较,对各级构型单元的特征进行系统总结(表1)[4]。
表1 唐家河地区东三段辫状河三角洲沉积构型界面级次划分
| 本文构 型级别 | 时间跨度 规模/a | 构型单元 | 储集层构型要素 | Miall界面 分级 | 经典层序 地层分级 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6级 | 103~104 | 三角洲沉积体 | 河道砂层组顶、底界面 | 6 | 层组 |
| 7级 | 103~104 | 同期河道和河口坝复合体 | 河道砂体顶、底界面 | 5 | 层 |
| 8级 | 102~103 | 单一河道或河口坝 | 河道砂体侧积体顶面 | 4 | 层 |
| 9级 | 100~101 | 内部增生体 | 洪水期不同阶段沉积界面 | 3 | 层 |
| 10级 | 10-2~10-1 | 层系组 | 交错层系组界面 | 2 | 纹层组 |
| 11级 | 10-5~10-3 | 层系 | 交错层系界面 | 1 | 纹层组 |
| 12级 | 10-6 | 纹层 | 纹层 | 0 | 纹层 |
在唐家河地区东三段辫状河三角洲储集层构型界面分级方案中,1-6级是层序构型,相当于经典层序地层学的1-6级层序单元。6级构型是地层构型单元中最小一级,在垂向上与最大自成因旋回(如三角洲沉积)相当,为河道砂层组顶、底界面,其内部可划分7-12级构型,为岩性体构型单元,其中7-9级构型为相构型,10-12级为层理构型(表1)。相构型反映了异成因沉积旋回内由沉积环境所形成的沉积体的层次结构性,相当于Miall (1985,1996)分级方案中的3-5级构型要素;层理构型反映了沉积环境下形成的岩性体的结构层次性,相当于Miall (1985,1996)分级方案中的2级至0级构型。
1-6级构型单元即为垂向分期,6级为小层研究界面,7-9级构型单元为侧向划界,7级即为单砂层研究界面,以往储集层研究工作已到6至7级构型,因此本文只针对8级至9级构型界面及其所限定的构型单元进行研究。
8级构型单元在三角洲前缘沉积体系中为单一微相单元,如单一水下分流河道或单一河口坝沉积单元是8级构型,为河道砂体侧积体顶面;9级构型单元主要指的是单一微相单元内部的增生体,在三角洲前缘沉积体系中,主要指的是单一河口坝内部的前积层,为洪水期不同阶段沉积界面。
单一微相单元是指单一分流河道或单一河口坝砂体,对应的是8级构型单元。单一微相单元间发育不稳定泥质夹层,或有的界面没有泥质夹层,这主要是由于单一微相单元之间在垂向或侧向上相互切叠作用造成的。如果切叠程度小,那么会保存不稳定的泥质夹层,切叠程度大,则泥质夹层不能保存。
3.2.1 单一微相单元的分布特征及其组合样式
利用沉积微相单元的测井相解释模板对全区148口井进行单井相识别后,在沉积模式的指导下,结合平面及剖面的展布特征,对研究区6个单层进行8级构型单元的解剖。研究表明,单一分流河道在平面上呈现顺物源方向向下游规模逐渐减小,分叉增多的分布特征,剖面上呈顶平底凸的特征;单一河口坝由坝主体、坝缘组成,平面上呈不规则椭圆形展布,剖面上呈顶凸底平形态,即坝缘-坝主体-坝缘的分布模式。研究区单一微相单元的空间组合样式主要是河口坝与河口坝拼接以及河口坝与分流水道的叠置,包括4种样式,分别是坝主体-坝主体、坝主体-坝缘-坝主体、河口坝-坝间泥-河口坝及河口坝-分流河道-河口坝(表2)。
3.2.2 单一微相单元的定量规模
研究区分流河道规模较小,侧向变化快,受工区实际井距的影响,对于分流河道的定量规模难以识别。因此,本次研究主要针对可识别的单一微相的规模进行了统计。
通过对研究区6个小层的构型单元进行解剖,分析了研究区多个单层的河口坝砂体的统计学特征,发现研究区单一水道与河口坝复合体规模为300~1 200 m不等,厚度为2.5~16.5 m,宽厚比为89~115(表3)。
表3 河口坝定量参数的统计学特征
| 小层 | 单层 | 8级单元个数 | 宽度/m | 平均宽度/m | 厚度/m | 平均厚度/m | 平均宽厚比 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4-1 | 9 | 325~1 000 | 626.5 | 2.9~11.4 | 5.469 | 114.55 | |
| 4 | 4-2 | 7 | 500~780 | 561.7 | 2.7~11.1 | 5.457 | 102.93 |
| 4-3 | 7 | 400~850 | 540.1 | 2.6~9.9 | 4.522 | 119.57 | |
| 5-1 | 5 | 380~1 180 | 628.0 | 2.5~11.2 | 5.571 | 112.73 | |
| 5 | 5-2 | 7 | 360~780 | 536.7 | 2.6~12.6 | 5.967 | 89.94 |
| 5-3 | 6 | 500~770 | 606.0 | 3.1~16.5 | 6.761 | 89.63 |
油田开发后期,单砂体内部夹层是控制复杂水淹形式的主要地质因素,是合理调整层内注水结构和产液结构的基础,因此研究夹层及其分布规律具有重要意义。如单一河口坝内部包含多期增生体,在增生体之间发育不稳定的泥质或钙质夹层,这些泥质或钙质夹层的存在对油田开发及剩余油分布有着重要的影响。
本次研究的单一微相单元内部次级构型单元主要是单一河口坝内部的增生体,即河口坝砂体在向湖推进过程中不断加积而形成的单一河口坝内部的多个沉积单元,对应9级构型单元。
3.3.1 单一微相单元内部夹层识别方法
选取典型取心井,进行砂体内部夹层识别,建立夹层测井响应模板[5,6]。研究区发育泥质或泥粉砂质夹层,其电性特征是自然电位和电阻率曲线都有明显的回返,当夹层厚度大于等于1 m时,自然伽马一般接近基值;当夹层厚度小于1 m时,自然伽马回返幅度一般比相邻砂体自然伽马值大10%。首先利用夹层的测井解释模板,对研究区进行单井相解释,然后在三角洲前缘增生体发育模式的指导下,结合密井网区的剖面研究及典型井区的生产动态资料进行夹层的井间预测,最后确定研究区典型层位的夹层空间展布特征及其定量规模。
3.3.2 单一微相单元内部夹层的分布样式及规律
通过对研究区各个单层进行9级构型解剖,总结夹层分布样式。单一河口坝内部的夹层厚度一般小于2 m,顺物源方向呈前积式叠置,倾角为0.5°~1.5°;切物源方向上,夹层呈顶凸式,即夹层在坝体两侧倾斜,中间呈上凸状近对称分布[4]。
三角洲前缘储集层河口坝内部夹层的倾角对于油田开发中后期的注采开发尤为重要。本次研究利用密井网区“对子井”及小井距分析河口坝内部夹层的倾角和夹层平面展布特征,通过模式和动态资料的综合指导验证,可得到井间可信的夹层预测结果(图3)。在上述预测结果的基础上,按照下式进行单一河口坝内部夹层倾角的计算:
tanθ=(h2-h1)/L
式中:θ为夹层倾角,(°);L为同一夹层上两井之间的水平距离,m;h1和h2分别为两井夹层顶面与最近中期旋回顶面之间的距离,m。
从构型表征的研究结果可以看出,由于砂体内部的隔夹层和构型界面的影响,平面上看似相互连通的砂体,实际上由多个相对独立的单一连通砂体构成,精确定量表征这些单一连通砂体的空间几何形态是构型建模和剩余油分布研究的关键。
单一连通砂体分布对油水运动起到控制作用:(1)单砂体内部各单期砂体之间的隔层形成了垂向上不同的连通体;(2)平面上各单一坝体之间的侧向隔挡体阻碍流体的侧向流动;(3)单一坝体内部前积夹层影响着流体的侧向流动。
在前期精细地质研究基础之上,结合测井解释成果,建立三维构型模型。在三维地质建模的基础上,利用油藏数值模拟的方法对目的层进行了剩余油分布的模拟,总结剩余油分布规律。
三维地质建模是表征储集层构型、储集层参数的重要手段,能够以可视化的三维数据体精确表征油藏的内幕。建模步骤包括:数据准备、构造建模、构型建模及参数建模。本次研究将地质研究成果整合到三维地质模型中,进而建立合理、精确、可靠的三维地质模型。
该方法是利用前期研究的单一连通砂体的平面分布结果,结合各单一连通砂体的厚度,进而建立单一连通砂体的顶底面微构造,然后将顶底面微构造直接嵌入三维相模型中,得到三维构型模型。该方法的特点是速度快、结果与前期成果完全吻合、更加符合生产实际需要。
三维构型模型定量描述砂体的大小、几何形态及其三维空间分布,主要体现砂体的空间展布特征及夹层的分布特征,可方便地将其应用于数值模拟(图4),然后采用构型控制参数建模的思路,以三维储集层构型模型为约束,运用相控储集层建模的方法,进行孔隙度、渗透率等储集层参数建模。储集层孔隙度、渗透率三维模型,反映地下储集层的分布特点,通过地质模型的建立,为油藏数值模拟及剩余油分布研究提供了可靠的地质依据。
在构型建模的基础上,选用目前比较成熟的数模软件ECLIPSE开展数值模拟研究,分析构型控制下剩余油分布规律[7]。
根据油藏历史拟合结果,分析各砂体在平面上的剩余油分布状况,从各单层的剩余油分布图可以看出(图5),剩余油主要分布于断块的西南部,在断块的中部有零星分布,并总结出三角洲储集层河口坝剩余油分布规律。
(1)不同构型单元对剩余油的控制受渗流差异影响,剩余油富集于河口坝顶部及坝缘。
(2)坝主体内部渗流级差对剩余油的控制渗透率级差小于2,注入水受重力作用向下渗流,中下部动用程度高,剩余油在韵律层顶部富集;渗透率级差大于5, 最高渗透率位于韵律层顶部,注入水沿上部高渗条带突进,形成强水洗带,中下部储量动用较差,水洗程度低,剩余油富集;渗透率级差介于2~5之间,注入水在渗流阻力、重力和毛细管力的共同作用下,驱替过程相对均匀,剩余油饱和度相差不大。
(3)坝主体内部隔夹层对剩余油的控制界面分隔使上下两个砂体渗透率级差均较大,界面之上剩余油富集。界面分隔的上下两个砂体渗透率级差均较小,剩余油主要集中于界面之下的韵律层顶部相对高渗透部位[8]。
唐家河油田东三段应用本次储集层差异及剩余油控制因素研究成果,以产能建设为主挖掘高动用区块低动用区优势相带剩余油,提高水驱效果;在储量低动用区完善注采井网,提高储量动用程度。共完钻投产新井16口,初期产油130 t/d,含水40%,累计产油1.3×104 t,老井实施挖潜措施30井次,年增油0.56×104 t。
(1)在高含水区块挖掘优势相带剩余油。根据构型研究认识受沉积界面遮挡的剩余油,通过储集层分布规律研究认识高含水区剩余油富集相带。唐家河油田三断块在受沉积界面遮挡的单一连通砂体上部署G 521-2新井,完钻获得高产工业油流,初期产油24 t/d,含水10%。高含水区水下分流河道水淹严重,剩余油富集于河口坝、远砂坝,根据储集层分布规律研究识别单砂层沉积微相,挖掘河口坝和远砂坝控制的剩余油,在远砂坝边部实施两口补孔措施,初期产油均达到20 t/d以上,含水50%左右。
(2)储量低动用区在储集层有利部位完善开发井网挖掘剩余油。低动用区通过提升储集层新认识,分析沉积微相、砂体分布、地震属性特征的相关匹配性,结合生产动态分析,认识油藏潜力,整体部署调整井网,新钻井13口,均获得产油10 t/d以上的较好效果。
(1)通过与前人的分级方案进行比较,总结了唐家河地区东三段辫状河三角洲沉积构型单元的特征,建立了研究区块构型界面级次划分标准。
(2)采用“模式指导,多维互动,动态验证”的思路,重点分析了单一河道或河口坝及其内部增生体的分布特征、组合样式及其定量规模。
(3)采用基于面的嵌入式建模方法,建立了三维构型模型,应用构型控制参数建模的思路,进行储集层参数建模,精细刻画了河道砂体及内部夹层的空间展布规律,总结辫状河三角洲储集层构型控制下的各单砂体剩余油分布规律。
(4)唐家河油田东三段应用本次研究成果,以产能建设为主挖掘高水淹区河口坝和远砂坝控制的剩余油,在低动用区完善注采井网,提高储量动用程度,取得了较好的效果。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
Architectural-element analysis:A new method of facies analysis applied to fluvial deposites [J]. |
| [2] |
胜利油田永8断块沙二段辫状河三角洲前缘储层构型特征 [J].Reservoir architecture characteristics of braided river delta front in the second member of Shahejie Formation,Yong 8 fault block,Shengli Oilfield [J]. |
| [3] |
碎屑沉积地质体构型分级方案探讨 [J].Discussion on hierarchical scheme of architectural units in clastic deposits [J]. |
| [4] |
河控三角洲水下分流河道砂体内部建筑结构模式 [J].An internal structure model of subaqueous distributary channel sands of the fluvial-dominated delta [J]. |
| [5] |
辫状河三角洲砂体特征及砂体展布模型:内蒙古岱海湖现代三角洲沉积考察 [J].3D extension models of braided deltaic sand body in terrestrial facies:An observation on deposition of modern deltas in Daihai lake,Inner Mongolia [J]. |
| [6] |
三角洲前缘露头储层层次分析:以鄂尔多斯盆地东缘潭家河剖面为例 [J].Analysis on reservoir hierarchy of deltaic front outcrops:Taking Tanjiahe outcrop in eastern Ordos Basin for example [J]. |
| [7] |
基于三维储层构型模型的油藏数值模拟及剩余油分布模式 [J].Numerical reservoir simulation and remaining oil distribution patterns based on 3D reservoir architecture model [J]. |
| [8] |
储集层构型研究在油田精细开发中的应用 [J].Application of reservoir structure research in the fine exploitation of oilfields [J]. |
/
| 〈 |
|
〉 |
