北一区断西PⅠ油藏沉积相带图的应用

王年梅 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆 163712)

北一区断西PⅠ油藏沉积相带图的应用

王年梅 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆 163712)

针对北一区断西PⅠ组部分三元复合驱试验井开发效果较差的问题,通过对各单元沉积相带图的研究,总结了各单元沉积特征、油层发育状况、水淹特点、层内非均质性及剩余油分布规律,并将研究成果用于对试验井开发效果的分析。结果表明,沉积相带图能够有效分析注入井的开发效果,并可用于设计高效开发方案。

沉积特征;层内非均质性;剩余油分布

北一区断西位于萨中地区98号断层西部,面积150km2,地质储量813.99×104t。该区块1960年投入开发,1980年11月开始加密调整,1993年1月8日开始聚驱试验,1997年3月15日开始三元复合驱试验。共有油水井707口,综合含水84.03%。

油田开发进入高含水期,油层细分调整挖潜难度越来越大,聚驱、二次加密调整井射孔方案编制、三元复合驱试验等项工作都需要油藏精细地质研究成果。为此,笔者开展了北一区断西油层沉积相带图编绘工作,并依据PⅠ油层组细分单元 (这里仅给出PⅠ2a单元)砂体沉积相带图(见图1),对北一区断西PⅠ油组沉积特征、油层发育状况、水淹特点、夹层分布规律及剩余油分布等进行了初步探讨。

图1 北一区断西PⅠ2a单元沉积相带图

1 北一区断西PⅠ油组沉积特征

根据 “旋回对比,分级控制,不同相带,区别对待”的对比方法[1-2],将PⅠ油组细分为PⅠ1、PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3、PⅠ4、PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7共8个沉积单元。通过对单元砂体沉积相带图的分析,将沉积微相类型主要归纳为主河道砂、分流河道砂、废弃河道砂、决口河道砂、河间薄层砂及河间淤泥等[3-4]。

1)PⅠ1单元 该单元为分流平原相沉积,河床发育成网状,发育的微相有分流河道砂、分流河道间薄层砂、河间淤泥及废弃河道等。河道砂有效厚度占该单元总有效厚度81.7%,平均厚度2.83m。二、三类夹层分布与PⅠ1单元河道砂发育基本一致,说明河流下切比较严重,并且在个别处与PⅠ2a单元完全连通[5-7]。

2)PⅠ2a单元 该单元为大型高弯曲河流沉积,河床大面积连片发育,占全区总面积的80%以上,发育的微相有主河道砂、边滩、漫滩、废弃河道及沼泽等,河道砂发育厚度4.1m,有效厚度占该单元钻遇总有效厚度93.9%,河漫滩及沼泽在区块西部较发育,在中部少量发育,在东部不发育。该单元河流相下切PⅠ2 b单元也较严重,其中二、三类夹层占30%的面积,尤其在河流比较发育的东部二、三类夹层所占面积比例更大。

3)PⅠ2b单元 该单元属于泛滥平原相高度弯曲河流沉积。河床相沉积大面积连片分布,占总面积70%以上。由于河流改道频繁,河床内发育较多废弃河道,河道砂厚度单井平均厚3.08m,其有效厚度占该单元总有效厚度89.60%,微相还有边滩、废弃河道、漫滩及沼泽等。二、三类夹层面积约占近50%,是PⅠ组河流相下切最严重的一个单元,在断西中部且呈南北走向的宽带状分布,与河流走向一致。

4)PⅠ3单元 该单元为大型砂质辫状河沉积,砂体规模大,沉积作用强,河床相占区块面积90%,厚度也最大,平均单井厚度4.11m,有效厚度占该单元总有效厚度86.8%。平面上呈南北走向沉积,河床底界凹凸不平,有明显下切现象。从平面上看,中部西部是辫状河的主体部分,而区块东部则是低弯曲的支流和决口河道沉积,河间薄层砂主要在东部发育。二、三类夹层占夹层面积的25%左右,中西部所占比例较大,而东部由于辫状河不如中西部发育,一类夹层所占面积较大。

5)PⅠ4单元 该单元为三角洲内前缘相沉积,发育有决口水道、水下分流河道、三角洲内前缘席状砂,河道砂在西部呈条状、分叉、顺直形状,东部呈不连续坨状。河道砂单井厚度2.55m,有效厚度占该单元总有效厚度41.3%,河床相占区块总面积30%左右。而大面积分布的席状砂平均连续发育,单砂体厚度1m左右,平均单井砂岩厚度2.59m。砂体夹层比较稳定,席状砂在东部发育特征为4～5层,西部只发育2～3层。从测井曲线解释成果图上看,该单元中部发育的河流冲刷作用较强,呈南北走向断线状切割下覆PⅠ5单元。二、三类夹层仅占5%左右。一类夹层发育最好,并以其为界将PⅠ组分成2个砂岩组。

6)PⅠ5单元 该单元为三角洲内前缘相沉积,席状砂是发育的主体,分布面积达到70%以上,连续性、稳定性好,夹层比较稳定。单砂体厚度1m左右。单井砂岩厚度1.73m。水下分流河道在东部发育较好,河道窄小,呈枝杈状,厚度2.44m,占该单元总有效厚度62.2%。西部受波浪改造作用河道呈垛状分布,东部二、三类夹层较发育,说明东部河流切割作用强于西部。

7)PⅠ6单元 该单元属三角洲内前缘相沉积,河道主要以水下分流河道为主,面积占25%,单井有效厚度占该单元总有效厚度的78.8%,河道砂体平均厚度3.01m。东部水下分流河道发育较好,呈南北走向。西部由于受波浪作用改造作用强,连续性差,呈条带状分布。席状砂分布的特点是中部发育最好且稳定,东西部较差,这一特点说明该单元沉积物源有2个,席状砂分布面积超过50%,泥岩尖灭约占15%。席状砂单井平均厚度2.14m,有效厚度占钻遇总有效厚度8.3%。二、三类夹层分布受水下分流河道分布控制,面积约占20%。

8)PⅠ7单元 属三角洲内前缘相沉积,发育的水下分流河道呈南北走向,走势顺直,分布面积超过50%,河道砂平均厚度3.08m,连通性较好。发育的席状砂单层厚1m左右,单井有效厚度3.13m,占总钻遇有效厚度11%。夹层发育,厚度变化较大,尖灭几乎不发育[8-9]。

2 北一区断西PⅠ油组非均质性特征

1)夹层发育特征 单元间夹层是阻止油气水层间运移的非渗透性遮挡层,其中二、三类夹层在长期开发中起不到良好的层间隔挡作用,易形成窜水;层内夹层又使层内产生非均质性,降低驱油效果。从PⅠ1～PⅠ7各单元间夹层来看,其共同特征是二、三类夹层分布受河床发育位置控制,而1类夹层则分布于席状砂、河间砂、泥岩尖灭等处。这一特点说明某些未射开的砂岩层可能已经形成含水层。如PⅠ4单元中上部北1-4-P22条带为剩余油带,但PⅠ3夹层为3类,水窜入,河道砂实际已水淹[10]。

2)水淹状况 ①河床相砂体水淹情况。河床相非常发育的PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3单元水淹严重;河床相比较发育的PⅠ1、PⅠ7单元河道宽度50～300m,井网控制程度低,水淹程度轻;PⅠ5、PⅠ6单元为水下分流河道,河床规模最小,水淹程度也最低。②非河床相砂体水淹情况。在河床相非常发育的PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3单元非河床相分布面积小,水淹相对也要严重些;而PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7单元席状砂大面积分布,水淹程度低;PⅠ4单元是三角洲内前缘相沉积,其特征与PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7单元相似;但由于PⅠ3下切严重,使PⅠ4非河床相水淹较PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7严重。

3)油层发育状况 通过对油层钻遇厚度统计可知,PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3单元河道砂岩厚度最大,这种河道砂内非均质严重,水驱开发效果差,但聚驱的潜力大。PⅠ4、PⅠ7单元席状砂单井钻遇厚度大,分布面积大,稳定性好,水驱开发效果也较好。通过对PⅠ组表外钻遇厚度进行统计可知,在PⅠ1～PⅠ3河间沉积中表外发育厚度小,PⅠ4～PⅠ7三角洲内前缘相发育较多,占钻遇厚度26%左右。

4)渗透率变化情况 由于北一区断西PⅠ油组为多段多韵律沉积,渗透率多在0.48～0.73μm2,长期注水开发在厚油层高渗透带冲刷形成大孔道,使非均质性更加严重。

3 储层剩余油分布

依据对北一区断西PⅠ油组沉积特征及非均质性特征的分析,将区块剩余油分布特点总结如下:

1)垂向剩余油分布特点 由于油层垂向非均质特性,河道砂垂向上渗透率不均匀,河道砂体与非河道砂体间渗透率差异大,厚油层内夹层的存在,导致油层垂向上在低渗透率油层内含有较多剩余油。PⅠ1～PⅠ3单元属于平原相大型河流沉积,由于河流沉积作用强,冲刷作用强,造成河道砂体沉积较厚,下切严重,因此在开发PⅠ1～PⅠ3单元时在高含水期厚油层垂向上渗透率差异和隔层阻挡作用差等因素形成水窜。PⅠ1～PⅠ3单元河道砂体厚度较大,中部和东部下切现象突出,东部下切地带连片发育,在这些区域射孔布井时应考虑在上单元射开油层,尽量避开由于重力和渗透率差异造成的油层底部严重水窜,这些区域垂向渗透率段剩余油含量较大。

2)平面剩余油分布特点 PⅠ1～PⅠ3单元为大面积分布的河床相沉积,受废弃河道、断层、尖灭、河间砂的影响,注采关系不完善,存在平面剩余油。PⅠ1单元在区块东部和中部形成连续的剩余油分布带。PⅠ2b单元在区块东北部和中下部形成连片的剩余油分布带。PⅠ3单元为大型砂质辫状河,尽在区块东部,决口水道和分流河道的内部形成剩余油分布带。PⅠ5单元以干枝状水下分流河道为主,河道窄小,注采系统更难控制,有剩余油分布。

PⅠ4～PⅠ7河道砂体为分流河道,由于河道窄小,井网不易控制,剩余油存在井网没有控制住的河道中;另外这些单元席状砂分布广而连续,单层薄物性差,与河道砂产生层间干扰而形成剩余油带。PⅠ4单元由于2条枝状水下分流河道的限制,在其中下部的席状砂形成大片剩余油分布带。PⅠ6单元在其中下部形成大片剩余油分布带。内前缘相席状砂在PⅠ油组中作为非主力油层开发,其平面注采系统不完善,因此含有大片的剩余油,尤其在PⅠ5和PⅠ7单元中较多[8-9]。

4 应用

北一区断西三元复合驱试验,试验层位PⅠ1～PⅠ4单元。1997年3月15日开始注三元体系。以下应用PⅠ油组沉积相地图对比北1-6-P34井、北1-丁6-更P127井2口中心井进行分析。

1)PⅠ1单元 2口中心井位于砂岩体连通性差的河间砂体中,而对应的6口水井有5口处于泥岩尖灭区,开发效果差,导致该单元河间砂体成为小剩余油带。

2)PⅠ2a单元 该单元为高弯曲河流沉积,河道大面积分布,废弃河道较发育。该单元是试验区的一个主力油层,也是北1-丁6-更P127井唯一主力油层。2口中心井、6口注入井均位于河道砂体中,河道砂体发育厚度大,渗透率高,但在试验区内由于废弃河道的存在而使试验区3口注入井1口中心井受到不同程度遮挡。

3)PⅠ2b单元 该单元中心井北1-丁6-更P127井在河间薄层砂上,与水井连通性差,注入效果不好。另一口中心井北1-6-P34井虽在河道砂上,但与一口注入井北1-丁6-P27井位于河间砂体中,故只有3口注入井对其受效。

4)PⅠ3单元 该单元中心井北1-丁6-更P127井在非河床相沉积砂体上,生产时未射开,是河间剩余油带,更新井投产后1998年8月第1次压裂增油效果应是来自该层,因为压裂后含水低,产量少,生产时间短,与该层地质特征相一致。对中心井北1-6-P34井,4口水井有1口位于河间砂体中,受河岸遮挡,受效差,注入井北1-6-35井与中心井间有一小型废弃河道,也影响其注入效果。该单元虽是中心井的另一主力油层,但由于沉积因素导致注采不完善。

5)PⅠ4单元 该单元属三角洲内前缘相沉积,席状砂发育,河道砂体小而顺直,呈垛状。北1-丁6-更P127井的4口注入井中有1口位于河道中,1口位于河边,席状砂与河道是连通的,注入的三元体系顺河道流向北1丁6-更P127井。

另一中心井北1-6-P34井位于席状砂体中,4口注入井有两口受河道影响,渗透率相差5倍,砂岩厚度相差2倍,使中心井受这2口井注入效果很小。注入井北1-6-33井因受河道影响,该单元吸水量主要向北1-6-P32井突进。

通过以上分析可以看出,由于沉积相带的不均匀分布导致试验区2口中心井开发效果降低,经统计2口中心井PⅠ1～PⅠ4单元约18%地质储量受相带阻隔而严重影响开发效果,使实际动用储量只有82%。

5 几点认识

1)北一区断西PⅠ油组PⅠ1、PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3单元为大型河流相沉积,砂体规模大,分布面积广,连通性好,期间夹有河间沉积及少量泥岩尖灭沉积。PⅠ4～PⅠ7单元为小型顺直分流河道沉积,分布于三角洲内前缘席状砂中,河道砂体分布面积相对少,连续性差,席状砂大面积稳定分布。

2)北一区断西PⅠ油组河道砂垂向上渗透率存在韵律形变异而降低水驱效果,平面上河道空间分布受河道控制,其内部渗透率、厚度也随空间位置不同而变化。

3)北一区断西PⅠ油组剩余油分布垂向上存在于PⅠ1～PⅠ3单元河道砂中;平面上存在于PⅠ1～PⅠ3单元河道砂受断层、尖灭、废弃河道遮挡处及PⅠ4～PⅠ7单元井网没控制住的小河道及垛状河道中。PⅠ4～PⅠ7单元席状砂中由于与河床砂渗透率存在较大差异也有剩余油存在。

4)北一区断西PⅠ油组沉积特征、非均质性、剩余油分布的研究成果,对该区块PⅠ油组细分调整挖潜、三元复合驱试验等项工作具有很大的指导意义。

[1]赵翰卿.宋辽盆地精细储层沉积学研究[M].北京:石油工业出版社,2007:54-74.

[2]赵翰卿.大庆油田河流-三角洲沉积的油层对比方法[J].大庆石油地质与开发,1988,7(4):25-31.

[3]范广娟.大庆油田萨中密井网区萨葡油层高分辨率层序地层及剩余油研究[D].大庆:东北石油大学,2011.

[4]郭秀蓉,刘晓峰,姜涛.垦西油田东营组高分辨率层序地层与沉积微相研究[J].大庆石油地质与开发,2007,26(6):1-5.

[5]杨会东,刘万洙,单玄龙,等.松辽盆地南部西部斜坡带三角洲前缘中沉积微相识别标志及应用[J].世界地质,2005,3(1):43-47.

[6]蔺景龙,许少华,孙文德.沉积微相测井识别[J].大庆石油地质与开发,1997,16(2):71-74.

[7]罗东明,陈召佑,吝文,等.鄂尔多斯盆地大牛地气田盒2、3段沉积微相研究[J].大庆石油地质与开发,2007,26(5):21-24. [8]施尚明,樊自立,付红军.双河油田三段1油组沉积微相[J].大庆石油地质与开发,2008,27(5):34-37.

[9]国景星.三角洲前缘亚相沉积精细描述[J].油气地质与采收率,2012(1):7-10.

[10]李延平,陈树民,宋永忠,等.大庆长垣及以东泉三、四段扶杨油层浅水湖泊——三角洲体系沉积特征 [J].大庆石油地质与开发,2005,24(5):13-16.

[11]王元庆,杜庆龙,刘志胜,等.三角洲前缘相储层沉积特征及剩余油分布研究[J].大庆石油地质与开发,2002,21(5):27-29. [12]徐慧,林承焰,雷光伦,等.水下分流河道单砂体剩余油分布规律与挖潜对策[J].中国石油大学学报,2013,4(2):14-20.

[编辑] 李梦霞

TE121.3

A

1673-1409(2014)20-0014-04

2014-03-13

王年梅(1973-),女,硕士,工程师,现主要从事油田精细油藏描述方面的研究工作。