葡北油田东部地区葡萄花油层油水分布规律及主控因素

闫 明，李易霖，王宇盟

（1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛266580）

0 引言

油水分布规律及主控因素是石油勘探开发领域的重点研究对象.人们利用地质体的砂体展布、构造演化、地震反演和油藏解剖等方法，对油水分布规律进行不同角度和层次的研究.吕延防等研究南堡凹陷油气纵向分布规律、盖层断接厚度及计算封油临界值，认为断层受到不同程度破坏后，盖层具有有限封闭能力，其下所有的储层可能存在油气聚集[1]；孙永河等利用区域地质资料、地震解释成果等，确定BZ28－2S／N油田的断裂系统及主要控藏断裂分布，认为控藏断裂小于150m时有利于油气保存[2]；付晓飞等建立松辽盆地西部斜坡北段油气运聚成藏模式，认为在油气运移路径上可以找到小规模的岩性油藏、中等规模的断层遮挡油藏及大规模的岩性上倾尖灭油藏[3]；刘宗堡等在松辽盆地长10地区建立源外凹陷斜坡区骨架河道砂体匹配优势疏导断层的成藏模式，认为处于斜坡区的油，在平面上位于断裂密集带附近，在垂向上位于优势疏导断层附近[4].

葡北油田自1979年投入开发以来，由于油水分布规律及主控因素不明确，已明显表现出水驱控制程度低、单向连通比例大等问题，高含水井和低效井逐渐增多，严重影响油田正常开发效果[5－6].笔者通过油藏解剖及油水分布规律分析，明确葡萄花油层油水分布的主控因素，为后续油田开发提供指导.

1 区域地质概况

葡北油田位于大庆长垣二级构造单元南部，南部与葡萄花构造相接，西北部为高台子构造，东部为太平屯构造，整体处于背斜高部位之间（见图1），为构造面积大、倾角平缓的低隆起[7].研究区位于葡北油田东部，面积约为190km2，断层倾角一般为40°～50°，平面具有成带分布的特征[8－9]，其中，葡Ⅰ组油层是经历湖面下降、稳定、上升的水下三角洲前缘亚相沉积环境，具有多期旋回特征[10－11].

图1 葡北油田东部研究区构造位置Fig.1 Structure location of study area in the east of Pubei oilfield

2 分布规律

2.1 平面

利用试油试采、生产动态资料，绘制研究区葡萄花油层油水平面分布图（见图2）.由图2可见：西部斜坡的含油性较高，东部背斜的含油性较西部斜坡的差，中部低势带的含油性最差，其间由油水过渡带相连，油水在平面上具有分带特征.由于不同部位成藏要素不同，使从西部斜坡到东部背斜的油水富集程度和富集规律不同.

根据油水富集程度，将葡北油田东部地区分成4个区带：西部纯油带、油水过渡带、低势水带、东部富油带（见图2），各区带间油水分布规律相互没有影响.

西部斜坡试油产能良好，主要分布纯油层井；东部富油带主要为背斜控藏，油水界面较为统一，单井油水分布模式主要为上油下水型或上油中同下水型，只是不同背斜控制下油水界面有差别；由于具有低势特性，中部低部位地区含有全水层的单井油水分布模式；由于断层发育复杂且受砂体展布影响，连接东西部与中部低势带地区的油水关系较为复杂.

绘制研究区葡萄花油层自西向东两个典型油藏剖面AA′和BB′（见图3）.由图3可见，油藏剖面两侧构造高部位的富油程度比中间低势地区的好.

2.2 垂向

根据小层对比结果，绘制研究区葡萄花油层油水垂向分布图（见图4）.由图4可见：研究区主要富油层位为葡Ⅰ3—葡Ⅰ5小层，总体符合上油下水的分布特征.葡Ⅰ1—葡Ⅰ2小层、葡Ⅰ6—葡Ⅰ11小层的含油性明显降低，这与研究区沉积体系相关.

统计研究区葡萄花油层单井垂向油水分布规律，分为纯油层型、上油下水型、上油中同下水型、上同下水型和全水层型等5种类型油层，以上油下水型和上油中同下水型为主，几乎没有油水倒置的情况，反映地区良好的砂体连通性.不同的单井垂向油水类型显示出不同的地质特征.其中全水层型油层主要分布于中部地区和斜坡低部位，说明油水分布总体受构造控制；中部地区仍有上油下水型油层，表明除构造控制外，还有其他因素制约油水在垂向上的分布.

图2 葡萄花油层油水平面分带性Fig.2 The zonation of oil－water plane in Putaohua reservoir of the study area

3 主控因素

3.1 构造单元

葡北油田东部地区构造单元控制油水平面分布.由不同区带试油井的日产油、水量（见图5（a））可以看出，日产油较多的试油井分布在东部富油带和西部纯油带.东部富油带分布两个背斜圈闭，成藏规模较大.其中较大规模的背斜被其旁侧断层切割形成断背斜，断层与构造幅度一同控制油藏边界和油水分布，有效控制圈闭范围.西部纯油带主要为断裂封闭，阻止油向圈闭外运移，形成成带的断块油藏.单个油藏符合构造控油机制，往往具有同一圈闭内高部位油富集、低部位水层同层较多的特点.日产水较多的试油井分布在中部地区，最多的分布在低势水带（见图5（b））.

断层的发育控制研究区构造单元特征，同时控制圈闭的形成.断层在葡北油田东部地区规律性发育，主要以北北西向为主，兼并发育北北东向断层.根据断层分布将东、西部富油带划分为10个区块，统计各区块油水界面，各区块油水界面特征都不相同（见图6）.

研究区葡萄花油层北部地区的油水界面低于南部地区的，东部地区的油水界面低于西部地区的.虽然不同区块油水界面不同，但是每一区块具有统一油水界面.如P139井区，油底海拔为－1 027.0m，水顶海拔为－1 041.0m；与其相邻的P128井区，油底海拔为－1 044.0m，水顶海拔为－1 053.0m（见图7）.表明断层对油水平面分布具有一定分割作用，不同断层分割的区块、油水垂向分布规律不同.

3.2 沉积环境

葡北油田葡Ⅰ油层组沉积模式为三角洲前缘亚相，具有多期次旋回特性，主要发育水下分流河道和河控席状砂两种沉积微相[4].受北部物源控制，研究区沉积砂体自北向南呈条带状展布，其中葡Ⅰ油层组以砂泥岩互层为主，砂体主要是灰白色细粉砂，孔渗较好，油水主要分布在水下分流河道沉积砂体中.在浮力作用下，油层组上部砂体控制油水分布[12].

沉积砂体对砂岩储层含油性具有一定控制作用.葡北油田东部地区发育多种成因类型的沉积砂体，主要有水下分流河道、主体席状砂和薄层席状砂（见表1）.不同成因类型的沉积砂体的含油性存在一定差异，如T225井1 131.8m处，为典型的水下分流河道沉积，为含油性好的油层；T72－42井1 161.0m处，为典型薄层席状砂沉积，为含油性不好的水层.

分析研究区试油层位沉积微相的含油性，葡萄花油层各微相沉积砂体类型发育大致相同，含油层的主要沉积微相为水下分流河道沉积砂体，约占53%，其次是主体席状砂，约占27%（见图8）；水下分流河道砂体的含油性较其他微相砂体的好，表明沉积微相类型与油水分布有一定相关性.根据研究区沉积微相特征，主体河道砂体为河道沉积的主体，主体河道沉积砂岩层是研究区葡萄花油层的优质储层.

图3 研究区葡萄花油层油水平面分布典型剖面Fig.3 The oil reservoir profile of the zonation of oil－water plane in Putaohua reservoir of the study area

图4 研究区葡萄花油层油水垂向分布Fig.4 Vertical distribution of oil－water in Putaohua reservoir of the study area

3.3 断砂配置

葡北油田东部地区断层与砂体的配置关系控制研究区油水分布和富集程度.研究区断层以北北西向为主，同时发育延伸长度较短的北北东向断层，整体没有密集带发育，主要表现为反转期左旋压扭应力下的断层特征[8，13].研究区油水分布平面成带，不同区带油水富集程度不同，区带边界发育延伸长度较长的断层，断层两侧油水垂向分布规律大多不同，沿地层上倾方向的断层封闭油气侧向和垂向运移[14].断层的封闭作用对油水平面分布有强烈的分割作用，使油水在葡北油田东部地区呈规律性分布.封闭性断层在平面上将富油区和富水区分割开，在垂向上阻止不同层位的油水相互混合，在油气保存过程中起重要作用，使葡北油田东部地区以断块油藏和断层岩性油藏为主.

图5 研究区葡萄花油层区带试油结果Fig.5 The well test results of different zones in Putaohua reservoir of the study area

图6 研究区葡萄花油层东、西部富油带不同区块油水界面特征Fig.6 The interface characteristics of different well areas in Putaohua reservoir of the study area

图7 研究区葡萄花油层P139井区、P128井区油水分布特征Fig.7 The oil－water distribution contract of the wellblock P139and P128in Putaohua reservoir of the study area

葡北油田沉积砂体与断层相互匹配形成圈闭.水下分流河道沉积砂体走向与断层走向大角度斜交，断层在地层上倾方向遮挡砂体，为最有利成藏条件.侧向沉积砂体岩性尖灭形成断层岩性油藏，河道沉积砂体另一侧由断层封闭而形成断块油藏.当水下分流河道沉积砂体走向与断层走向平行时，断层封闭性不能有效控制河道砂体、构成圈闭条件及有效控油.因此，通过对断层砂体的解剖可以较准确地推测研究区油水分布.

根据葡北油田东部地区断层与砂体展布，分析不同构造背景下断砂配置关系和富油特征，建立2类、6亚类断砂配置模式，其中4种亚类为富油模式（见表2）.反向正断层与断块式匹配关系的圈闭面积大、油柱高度高、在全区最发育，为最好的断砂配置关系；由于构造幅度小，断鼻式和微幅度构造式储油能力较差，早期开发以背斜圈闭或断层圈闭为主，晚期可以作为剩余油挖潜优选模式.

表1 研究区葡萄花油层试油砂体微相类型统计结果Table 1 The statistic of well test micro facies types in the east of Pubei oilfield

表2 葡北油田断层与砂体匹配关系Table 2 The match of fault and sand in the east of Pubei oilfield

图8 葡北油田东部不同类型微相探评井试油结果Fig.8 The well test results of different micro facies types in the east of Pubei oilfield

4 结论

（1）葡北油田东部地区葡萄花油层油水分布在平面上具有分带特征，在垂向上具有分异特征.东西两个区带为主要富油区，中部地区油水关系复杂，在垂向上以葡Ⅰ3—葡Ⅰ5小层为主富油，总体符合上油下水的垂向分布规律.

（2）研究区油水分布的主控因素包括：构造单元控制油水平面成带，造成东西高部位富油，中部低部位油水关系复杂；在三角洲水下分流河道前缘相的沉积背景下，主体河道沉积砂岩层是葡萄花油层的优质储层；断砂匹配样式中断块式与反向正断层式控油最为有利，断鼻式为剩余油挖潜重点.

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