开发区带精细油藏描述及其地质意义——以霸县凹陷岔河集油田为例

张淑娟，孟庆春，王玉忠，许 敏，罗江华

（1.中国石油华北油田公司勘探开发研究院，河北任丘 062552；2.中国石油华北油田公司第二采油厂；3.西北大学地质系）

1 开发状况

岔河集油田位于冀中坳陷霸县凹陷西侧岔河集构造带，是被断层复杂化的背斜构造，为华北油田典型的复杂断块砂岩油藏。岔河集油田含油层系多，古近系东一段至沙三段均有油层分布，储层以浅水三角洲沉积为主，微相以分流河道为主，地质储量上千万吨。岔河集油田目前已处于中高含水期，自然递减逐年增加，地下地质情况十分复杂，调整挖潜工作的难度越来越大。因此，按照老油藏开发区二次开发的需要［1］，开展整体油藏精细描述研究，形成老油藏开发区整体精细油藏描述技术的流程和方法［2－3］，对描述岔河集油田剩余油分布状况及规律，指导该区复杂断块油藏的二次开发，具有十分重要地质意义。

岔河集油田1978年采取300 m井距分断块逐步投入开发，1988年产量达到顶峰；1989年至1995年，岔河集油田进行了大规模的一次井网加密调整，井距缩小到150～200 m，1995年以来开展了以改善注采结构为目的的“调水增油”工程；2003年以来开展多种方式稳产对策探索，逐步实现了油田中后期阶段性稳产；随着开发程度的加深及措施的反复实施，油田进入了产量递减阶段，油水关系日趋复杂，改善开发效果的难度越来越大；岔河集油田目前地质储量采出程度为30.2%。该油田地质条件复杂，水驱控制、动用程度相对较低，迫切需要重构地下地质结构，以达到提高最终采收率，改善油藏开发效果的目的。

2 开发区带精细油藏描述技术流程

按照岔河集油田二次开发的工作要求，构造整体框架与局部精细相协调，实现整体与重点的统一。整体构造格局控制不同区块构造分布的一致性，约束不同区块统层对比的统一性，为岔河集油田整体评价打下基础；对重点区块开展精细地质建模，满足二次开发方案编制的需要。

以新三维精细地震采集、全区统层对比为基础，突出研究的整体性［4］，突出动静态资料的充分结合，突出精细地质建模与剩余油定量化描述等先进技术的应用，综合运用地震、地质、测井、岩心、分析化验、开发动态等资料，对全区地层、沉积相、构造、储层及油藏特征进行综合描述［5］，在此基础上建立三维地质模型，利用动态监测资料及数值模拟对剩余油分布进行预测［6］，并按照二次开发的理念优化设计开发方案的编制工作，流程图见图1所示。

3 实例应用

针对岔河集油田开发区带地质特点，突出研究的整体性，先进技术与传统常规技术相结合，重构油藏地质模型，取得重大突破，为整体再评价和二次开发提供扎实地质基础。

图1 开发区带精细油藏描述研究技术流程

3.1 突出研究整体性，开发区带取得突破性认识

3.1.1 旋回对比实现开发区统层

以经典层序地层学和高分辨层序地层学理论为指导，在多级旋回控制下，通过识别不同级次地层单元界面，建立骨架对比剖面，在标准层和辅助标志层的控制下，井震结合、动静结合进行多井地层单元的划分与对比，并进行空间闭合，进而建立高精度、全区统一的单砂层地层格架。首次实现岔河集油田南北统层；对岔河集南部地区的东营组与沙河街组的分层界线重新追踪识别，改变了原沙一上段油层分布状况的认识，为岔南区深层油藏整体评价提供了研究基础。

依据统一的油组小层划分方案，完成岔河集油田1307口井对比。小层个数由155个减少到121个；岔南区东二段底界上提了50～80 m，东三段底界上提了80～140 m。原小层划分方案对比认为原分层方案中岔南沙一段贫油，油层主要发育在东三Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油组；区域统层和地层精细对比后，东营组界限上移，改变了原认识，沙一上段仍有油层发育，并与岔中区出油层段基本相当，而目前岔南区钻穿此层位的井很少，有区域整体评价的潜力。

3.1.2 精细构造解释微调断裂结构

整体构造研究的技术流程是在单井精细标定的基础上，通过区域连井骨架剖面进行标定的核对、检查。在构造解释的不同阶段，应用不同参数的相干体、倾角体和方位角体从空间和平面上检查和验证断层的合理性，进而指导断裂的平面和剖面组合。在全区均匀分布的合成地震记录基础上建立空间速度场，进而进行变速成图，最后得到区域构造图。

完成含螺段（东二段II油组顶）、东三段III油组顶、箱状高阻顶（东三III油组中部）、东三段Ⅳ油组顶、沙一上段I油组顶、沙一上段II油组顶、沙一下段顶界共7个层位精细构造解释，面积360 km2，纵向跨度1000余米，解释精度40 m×40 m。研究区构造有三种区域规模的构造样式（走滑花状背斜构造、断垒断鼻、滚动背斜）；7种断层的剖面样式（反Y字、Y字、复Y字、X型、帚状、阶状、叉状）；5类平面的组合方式（梳状、反梳状、岔I型、岔II型、帚状）。利用最新采集的地震资料对构造及断裂进行了精细解释、刻画，不同级别的断裂控制作用不同：岔河集构造带一级断裂控制着区域构造格局，二级断裂控制着隆凹格局，三级断裂控制着油藏分布，四级断裂使油藏进一步复杂化。根据新老构造对比可知：构造分布形态、走向基本一致，但是面积、局部高点、断裂细节发生部分变化。

3.1.3 沉积微相研究精细刻画储层砂体分布

由24口单井微相分析表明，岔河集油田沙河街至东营时期发育有湖泊相、扇三角洲相、浅水三角洲相及曲流河相，主力油层段为浅水三角洲相。岔河集油田Ed1～Es3层沉积微相划分相标志统计，研究区三角洲平原亚相主要发育于Ed2Ⅰ油组，三角洲前缘亚相主要发育于Ed2Ⅲ、Ed3和Es1。原沉积相认识：岔河集地区Es1s至Ed为湖盆萎缩期河流相沉积，Ed2I时期水体变深，发育滨浅湖相沉积；河道、边滩为主要储层。而本次沉积相认识：Es1sⅡ至Ed2Ⅲ油组，发育浅水三角洲，平面上Es1s段发育大面积平原亚相；Ed3和Ed2段前缘亚相大面积发育；Ed2Ⅱ油组发育滨浅湖；Ed2Ⅰ油组发育浅水三角洲；Ed1x油组发育曲流河，其水下分流河道为主要储层。

以Ed3Ⅲ油组先导试验区为例介绍沉积相带分布特征。Ed3Ⅲ油组沉积时期，试验区由于处于湖盆水体加深的坡折带，仍然以浅水三角洲前缘向滨浅湖过渡为主，但整体表现为三角洲前缘分流河道砂体比较发育，在试验区的东部和南部一线则为滨浅湖亚相沉积为主，发育有规模大小不等的滩坝砂体。Ed3Ⅲ13小层：该小层分为两个单砂层，下部的单砂层砂体比较发育，以三角洲前缘水下分流河道为主，由试验区西北方向进入，向东和东南方向延伸，一共发育4－5个分支体，呈朵状，局部发育小型的河口砂坝。上部单砂层三角洲前缘水下分流河道明显后退，规模变小，水进特征明显，发育3－4个分支，呈鸟足状，而在试验区东部和东南部，则发育了7个规模较小的滩砂体，砂体延伸方向与物源方向大致垂直。

3.1.4 测井精细评价提升储层认识

岔河集油田平面差异大、纵向上井段较长，不同深度地层水矿化度变化趋势不同，开发时期长，因此在建立解释图版时，平面上分岔北、岔中、岔南建立；纵向上分层位建立；空间上分时期建立水淹图版，得出岔河集油田水淹层测井解释标准。

重新对岔南区进行评价，共386.8 m／183层解释结果发生变化。解释升级的层有282.4 m／140层，其中水层升级油层的有64.0m／30层，油水层、差油层升级油层的有218.4 m／110层。解释降级的层有104.4 m／43层，油层降为水层26.6 m／13层，差油层或油水同层降为水层77.8m／30层，降级层主要位于Ed1～Ed2I，为局部分布的高阻水层。根据试油及试采、投产资料，结合剩余油监测技术，利用水淹后自然电位曲线基线偏移现象，分层位建立了Ed3层位、Es1层位水淹层解释图版，根据曲线特征、图版以及动态数据，共解释水淹层274层。

3.1.5 精细储层研究量化油砂体储量

岔河集油田储层岩性以长石岩屑粉砂质细砂岩为主，其次为含灰长石岩屑粉砂质细砂岩、粉砂岩及含泥粉砂岩。储层以中孔中渗为主，油层润湿性大都为弱亲水或亲水。岔河集油田不同断块的平均空气渗透率为（29～464）×10－3μm2，有效渗透率为（24～228）×10－3μm2，孔隙度在17%～27%之间。

从油层厚度分布来看，平面上中部地区油层最发育，其次为东部地区，西部地区油层发育最差，油层厚度较薄。纵向上油层分布集中在Ed2Ⅲ～Ed3Ⅳ油组，含油井段长，分布零散。平均单井钻遇Ⅰ＋Ⅱ类有效厚度为29.0m／14.6层，平均单层厚度1.99 m；其中Ⅰ类油层19.2 m／9.3层；油层有效厚度多数集中在1～3 m；厚度占61.8%，层数占72.1%。从油砂体分布来看，油砂体规模较小，94.70%的含油面积小于0.1 km2，含油面积大于0.1 km2的油砂体仅32个，个数占5.3%，储量占24.03%。

总之，岔河集油田油砂体规模较小，油层分布受构造岩性双重控制作用明显，油层厚度分布不均、连片性差，受构造及岩性双重影响。

3.2 应用先进技术，建立整体三维地质模型，量化剩余油分布

3.2.1 精细三维地质建模

由于岔河集油田开发区带油层垂向跨度大，平面范围分布广，断层间交切关系复杂等地质特点，先建立“三角网格”的断层模型，再在 “角点网格”层面模型中直接插入“三角网格”的阶梯化的断层，即：采用三角网格计算方法及断层全部或部分阶梯化的方法，完成复杂构造整体建模。由此，形成了开发区带整体油藏地质建模的思路和技术方法，取得了技术突破。

整体油藏的断层框架建模以新三维精细地震解释成果为基础，突出了研究的整体性，以地震解释断面为依据，地质分层断点作为约束点，进行了严格的质量控制，共建立了137条断层模型。整体地质建模平面面积约120 km2，垂向跨度为东一段～沙一段，模型平面网格步长为50 m×50 m，垂向1 m。通过三维地质建模，理顺断层空间组合关系、单井分层对比、断点归位等工作，已修改断点352口井483个数据点，使断点与断面相吻合，使整体构造断层组合更加合理，进一步落实了整体构造格局，为油藏整体评价和油藏精细数值模拟打下坚实基础。

3.2.2 量化剩余油分布

综合利用剩余油监测法、精细油藏数值模拟等方法研究，得到每个小层的剩余油量及平面分布。总体而言，主要的剩余油纵向上以Ed3Ⅱ、Ed3Ⅲ 油组为剩余油分布的主体，剩余地质储量均超过百万吨，剩余油主要有3种潜力类型：

（1）井网未控制的滞留型和边角型：这类剩余油主要存在于主力油层中，一般在砂体的边角部位，或者在构造的边角部位，由于砂体的变化，或构造的遮挡作用，易造成井网控制不住而形成剩余油。

（2）注采不完善型：这类剩余油在油田分布很广，主要是由于砂体发育规模小，形状不规则或者砂体的边角部位和构造形成的三角部位，以及由于储层岩性变化形成土豆状油砂体，这些油砂体分布范围小，物性差，钻遇井点数少，不能形成注采对应，这部分剩余油也是主要的研究目标。

（3）未动用油层型：这类剩余油主要是在目前井网条件下，虽然有采油井控制，但由于各种原因未射孔的部位。

4 地质意义

4.1 进一步挖潜剩余油潜力

针对存在的剩余油类型分别采取相应措施挖潜。井网未控制的滞留型和边角型：处于断层上升盘受断层控制的油砂体仍存在构造高点，结合目前大角度斜井技术，可钻遇较多的油层，获得较好的调整效果；注采不完善型：这部分剩余油可通过钻加密井，进一步完善井网及注采调整，实现高效水驱；未动用油层型：可进行补开射孔挖掘潜力。2012年岔河集试验区新钻试验井2口，目前日产油3.7 t，累积产油420 t。油水井措施14口，累积增油1622 t。

4.2 实现增储建产一体化

整体构造模型的建立控制不同区块构造分布的一致性，约束不同区块统层对比的统一性，实现了岔河集油田统一分层、整体断层框架的合理性以及构造层面的合理性，将“整体性”贯穿研究全过程，完成的岔河集油田整体油藏断层框架模型、油组顶面整体构造模型，进一步理顺岔河集油田整体地下地质结构，为岔河集油田整体评价提供完整的构造模型。落实滚动评价有利目标20个，标定18口评价井位其中C71断块新增石油地质储量上百万吨，新建产能近十万吨，实现增储上产一体化。

5 结论

针对华北油田复杂断块地质条件，通过对岔河集油田近两年的整体精细油藏描述工作的探索，突出以构造带描述为背景的油藏精细描述，做到了点面结合，使得构造描述更趋于合理化；突出凹陷沉积背景下的描述和研究，研究油藏的砂体展布预测、储层物性变化、物源方向等均与大的沉积环境、沉积背景相结合，做到了局部服从整体。主要认识如下：

（1）建立了整装油田开发区带精细油藏描述研究技术流程，有效指导了华北油田复杂断块油藏的勘探和开发，具有较好的应用前景。

（2）形成了复杂断块油藏整装油田开发区带地质建模的技术流程和方法，其技术突破必将为华北油田在复杂断块规模实施“二次开发”提供技术借鉴。

（3）复杂断块油藏整体建模的核心技术难点是构造模型的建立，采用三角网格计算及断层全部阶梯化的方法，有效解决了断层间复杂的交切关系，实现了岔河集试验区整体精细地质模型。在建立整体模型时，先从主要断层着手，再加入次要断层，提高工作效率。

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