辫状河三角洲前缘评价剩余油分布的水淹模式——以温西三块水淹层评价为例

张予生，孙万明，叶志红，夏元剑，谢 华，计 然

(中油测井有限公司 吐哈事业部，新疆 鄯善 838202)

·地球科学·

辫状河三角洲前缘评价剩余油分布的水淹模式
——以温西三块水淹层评价为例

张予生，孙万明，叶志红，夏元剑，谢 华，计 然

(中油测井有限公司 吐哈事业部，新疆 鄯善 838202)

针对温西三块辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝、席状砂、远砂微相砂体受河道水流和湖浪双重作用,砂体结构特征及赋存状态复杂,在注水开发中水淹程度及其测井响应具有不同的变化特征,提出了辫状河三角洲前缘评价剩余油分布的7种水淹模式。不同水淹模式分布发育于不同的微相单渗砂或叠置单渗砂层中,它们在注水开发中，由于油层层内或层间差异引发注入水线推进不均匀,造成油层内部或油层间纵向和横向层间干扰，形成中弱水淹或未水淹层。其中主体微相河道正向单渗、河道叠置渗水淹模式，注水开发水线推进时有不均,常在油层上部或叠置层间差异层形成中弱水淹层位;非主体微相席状砂渗、远砂渗注水开发水线推进差,常形成全层段弱水淹或未水淹层位。它们分别造成目的层段已动用油层和基本未动用油层的剩余油分布及挖潜部位。该研究以实例，具体分析了不同沉积微相控制水淹模式的测井响应特点及其解释方法,阐明了该区水淹层剩余油挖潜的主要方向和目标。

辫状河三角洲前缘;主体及非主体微相;水淹模式;剩余油分布;温西三块

温西三块三间房组处于辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝及其边远梢微相带中,三角洲前缘储集砂体总体受其河道水流及其湖浪双重作用,其主体微相砂体是由主体河道多期沉积形成[1],沉积微相在平面上错综分布,剖面上相互连接形成具有非均质分布的多段层间差异储层;非主体微相砂又受河流或湖浪改造形成不同类型的席状砂、远砂薄差储层[2]。这些在不同时期形成的不同类型的河道、河口坝、席状砂、远砂微相砂体,它们在注水开发中,油层物理性质将发生一系列变化[3],注水开发在各单渗砂层之间及单渗砂层内部水淹程度的变化,在该区目的层段形成河道正向单渗、河道正向叠置渗、河道均质单渗、河口坝反向单渗、河口坝反向叠置渗、河道边梢席状砂渗、河道远梢远砂渗7种水淹模式[4]。不同水淹模式分布发育于不同的微相单渗砂或叠置单渗砂层中,它们不但受沉积时期水动力条件、物源供应能力、沉积速度变化及特征控制,而且特别受到注水开发水淹程度变化的影响,造成水淹储层的岩石物理性质变化和测井曲线形态的响应特征变化[5]。为此,有必要利用该区辫状河三角洲前缘不同沉积微相形成的水淹模式研究剩余油分布,阐明主体微相已动用油层和非主体微相基本未动用油层剩余油分布及挖潜的部位。

1 水下分流河道骨架砂体微相形成的水淹模式

水下分流河道为该研究区的优势微相带,它构造出辫状河三角洲前缘的骨架砂体。水下分流河道是陆上平原分流河道入湖后在水下的延伸。由于辫状河三角洲的河流作用强,其推移质/悬移质比值较高,水体流速较大,具有较为明显的陆上河流向水下河流的冲刷能力,各期水下分流河道砂体底部常具明显的冲刷面,形成垂向上单一旋回正韵律或多个复合正韵律叠置体。河道单渗砂体表现为底部岩性粗,向上过渡为较细砂岩,顶部沉积泥质岩标志了一个正旋回的结束,反映出水动力从高到低直至河道废弃的一个完整过程[6]。一般正向旋回的河道单渗砂层可依正向韵律发育程度划分为河道正向单渗层与河道均质单渗层两种沉积模式[7]。河道复合砂体常呈连片分布正韵律叠置体,它是由于水下分流河道横向迁移形成河道复合体,纵向上分流河道之间可能存在渗流屏障,如底部钙质层、泥质披盖等,也可能局部见河道间泥质沉积。但是，由于水下分流河道冲刷使其叠置体之间泥质多被侵蚀剥离,形成了分布于水下分流河道复合体之间斑斑块块的河道韵律夹层[6]。总体来说，由于后期水流对前期沉积砂体冲刷充填规模强弱的差别,使叠置河道砂体间砂体纵横交错,接触关系复杂,形成了渗透性差异明显的河道叠置渗正韵律复合砂体，其一般划分为河道叠置单渗砂层沉积模式[7]。

上述河道发育的正向单渗、叠置单渗砂和均质单渗砂层沉积于河道正向旋回沉积模式,在注水开发中，注入水线向下、油气线向上，分别形成河道正向单渗、河道叠置单渗和河道均质单渗的水淹模式[8](见图1)。

图1 河道形成的水淹模式注水水线推进模型Fig.1 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by channel

1.1 河道正向单渗水淹模式

河道正向单渗地层分布发育于水下分流河道主体微相带中，其由于辫状河三角洲河流作用强,导致水上分流河道入湖后仍向下切蚀冲刷,持续向湖内流动形成正韵律沉积能量,反映出沉积环境水动力条件由强变弱；地层由下至上岩石颗粒逐渐变细,渗透性也由下而上逐渐变小[8]。注入水沿下部高渗部位突进较快,下部油层水淹严重,注入水线表现为向下偏推进趋势(见图1A)；上部渗透率降低,注入水难于渗入，油层水淹程度较低，从而在油层上部形成弱水淹和未水淹部位,形成油层顶部剩余油分布富集和挖潜的主要水淹模式之一[9]。

图2为研究区wx3-3t4井J2S23层2 413.0～2 433.0 m层段河道正向单渗水淹模式形成的剩余油分布图,其层段自然电位、自然伽马曲线略显钟形,层段下部自然电位基线有明显偏移,下段井径微缩且径向稳定;双感应电阻率中下部较上部明显降低;声波时差亦下部比上部高,密度下部比上部低。测井响应反映出油层中下部水淹严重,注入水水线往河道正向地层中下部高渗层推进,油层中下部已处于强水淹状况,而油层上部水淹较弱，形成正向单渗剩余油分布部位。经该层段上部2 413.2～2 418.2 m井段射孔,日产油15.8 t,日出水0.5 m3,含水2.9%。这证实河道正向单渗水淹模式在层段上部会形成剩余油分布富集部位。

1.2 河道正向叠置渗水淹模式

河道正向叠置渗地层分布发育于水下分流河道主体微相带中,总体反映持续向湖内流动形成复合叠置正韵律沉积能量,表现为强水动力、强冲刷侵蚀的沉积响应；纵向上有两个或多个地层界面分隔叠置,形成粗—细—粗—细正韵律岩性叠置渗正向复合韵律层(见图1B)。该类河道叠置渗正向层岩性相对均匀,整体粒度较粗,渗砂层厚度一般10～20 m,厚层可达20 m以上,地层由下至上岩石颗粒总体变细,但粒度变化趋势不明显,韵律层也无明显泥质隔层。该类河道叠置渗正向层虽自下而上粒级变细,但由于河道叠置地层界面泥质夹层或物性夹层分隔油层变化韵律性较为复杂,其夹层对油水在垂向上的运移产生重要影响,这种复杂正向模式保证了注入水宏观上总体相对均匀推进,可使油井稳产时间较长,开发效果相对较好[7]。而部分叠置油层注水开发的层间干扰则是造成部分层段油层剩余油分布富集的主要模式,剩余油集中分布在注水动用较差的低渗、较低渗油层弱水淹和未水淹层段。它们表现在叠置高低渗油层交互状况下,相对低渗油层注水启动压力高,特别在高渗油层干扰下,低渗油层吸水状况更差,水驱程度低,甚至未水驱,造成油层弱水淹、未水淹[8]。这种层间干扰在叠置油层多、层间非均质性和差异大的油层中较为严重,它们亦为该区水淹油层剩余油挖潜的主要水淹模式[9]。

图2 wx3-3t4井J2S23层2 413.0～2 433.0 m井段河道正向单渗水淹模式形成的剩余油分布图Fig.2 wx3-3t4 well J2S23 strata 2 413.0～2 433.0 m remaining oil distribution formed by channel positive single permeability water flooding pattern

该河道正向叠置渗水淹模式高渗透层段总体位于油层底部,注入水线仍表现为略向下偏的推进趋势(见图1B)。但是，层间干扰可能在厚层中间及顶部造成弱水淹的剩余油分布富集层段。

图3为该区wx3-2z2井J2S23层2 290.0～2 307.0 m井段河道正向叠置渗水淹层评价成果,该层段由地层界面分隔形成叠置复合韵律层,它们在叠置层中部相对低渗段形成层间干扰层,自然电位、自然伽马减小幅度偏小,双感应电阻率增高,声波时差、中子降低,密度升高。经该复合韵律层中部层间差异层2 297.3～2 301.0 m井段射孔,日产液11.2 t/d,日产油4.9 t/d,含水56.0%。这证实河道叠置韵律层中的层间差异层处于中水淹，具剩余油分布富集潜力。

1.3 河道均质单渗水淹模式

河道均质单渗地层亦发育于水下分流河道主体微相中,它亦是由于辫状河三角洲河流作用强,导致水上分流河道入湖后持续向湖内流动形成相对稳定的沉积能量特征。该模式系指渗透率在垂向上变化不大的韵律特征,使整个储层呈均质韵律或微显正韵律变化；但正韵律变化特征不明显,反映沉积环境的水动力条件是相对稳定的。因此,形成的均质渗储层岩性、物性、含油性质相对较好并趋于稳定,测井响应曲线反映出储层在注水开发时效果最为明显。开发中，注入水表现为均匀或略偏下的水线推进,水淹厚度大,水驱效率较高[7]。储层测井响应呈现强水淹特征[8](见图1C)。

图3 wx3-2z2井J2S23层2 290.0～2 307.0 m井段河道正向叠置渗水淹模式形成剩余油分布图Fig.3 wx3-2z2 well J2S23 strata 2 290.0～2 307.0 m remaining oil distribution formed by channel positive superimposed permeability water flooding pattern

图4为该区wx3-3o5井J2S22层2 378.0～2 394.0 m井段河道均质单渗水淹模式形成的强水淹层图例,该层段储层岩性、物性较好,且单渗砂层厚度大,测井响应曲线沿层段呈均质对称箱形高渗特征,自然电位、自然伽马、井径曲线都有明显减小幅度;中子、声波时差、密度曲线幅度减小且垂向变化稳定,电阻率升高，其径向变化不大。注水开发中，注入水线往河道高渗层段均质推进,其河道均质单渗层水驱厚度和范围大,油层整体处于强水淹状态。经该层段上2 378.0～2 385.0 m井段射孔,日产油0.3 t,日产水21.0 m3,含水98.7%。这证实该河道均质单渗水淹模式形成整体强水淹层,已无明显剩余油分布富集。

2 河道前缘河口坝形成的水淹模式

河口坝微相分布发育于水下分流河道前缘,它是在河道入湖后,水下河道持续延伸中砂质物质由于河速降低而在河口附近湖区快速卸载的产物。该区河口坝规模较小,它由湍急洪水控制的辫状河三角洲前缘水下河道快速堆积而成,其水下河道迁移性较强,河口不够稳定,形成该区骨架砂体的次要储集砂层。河口坝形成的反韵律沉积特征,在注水开发中表现为注入水线偏上,油气线向下,分别形成河口坝反向单渗和河口坝反向叠置渗两种水淹模式(见图5)。

该河道前缘河口坝地层自下而上岩石颗粒逐渐变粗,孔渗特性变好,反映沉积环境水动力条件由弱到强,形成渗透率向上逐渐变大的韵律特征[8]。其层段上部渗透率高,注入水首先沿上部推进。随着注入水在层段内的持续渗滤,在油水重力和毛细管力的作用下,水驱厚度逐渐扩大,中下部低渗透层也逐渐受到水淹,油层整体水淹较为严重,形成略偏上的水线推进,水淹厚度大,水驱效率高[9]。

图4 wx3-3o5井J2S22层2 378.0～2 394.0 m井段河道均质单渗水淹模式形成的强水淹层分布Fig.4 wx3-3o5 well J2S22 strata 2 378.0～2 394.0 m high water flooded layer formed by channel homogeneous single permeability water flooding pattern

图5 河口坝形成的水淹模式注入水线推进模型Fig.5 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by mouth bar

图6为该区wx3-2t43井J2S32层2 380.0～2 400.8 m井段河口坝反向单渗水淹模式形成强水淹层的图例,层段上部储层岩性、物性较好,测井响应呈反向漏斗形(中上部电位、伽马偏转较大,电阻率偏低,声波、中子略高)；注水开发中，注入水线推进相对均匀(略偏上),水驱波及厚度和范围大,油层整体处于强水淹状态。该层段上部2 383.0～2 388.0 m井段射孔,日产油0 t,日出水29.3 m3,含水100%。这证实河口坝反向单渗水淹模式形成整体强水淹层。

图6 wx3-2t43井J2S32层2 382.0～2 293.0 m井段河口坝反向单渗水淹模式形成强水淹层Fig.6 wx3-2t43 well J2S32 strata 2 382.0～2 293.0 m high water flooded layer formed by mouth bar reverse single permeability water flooding pattern

3 河道边远梢席状砂、远砂形成的水淹模式

河道边远梢剩余能量地层多发育在水下分流河道及其河口坝末端、侧翼或远梢,受湖流或湖浪作用改造,横向迁移在河道侧翼、末梢形成厚度薄、粒细的席状或非席状砂体[10]。其中，受浅水环境较强波浪作用形成滩状连片分布的为席状砂,经湖流或弱波浪作用再搬运、再沉积形成小型、孤立状砂体为远砂。席状砂、远砂的规模及其岩性、物性和横向连续性较差,在注水开发中造成许多未水淹或弱水淹层段,分别形成席状砂渗、远砂渗两种水淹模式[11](见图7)。

图7 席状砂渗、远砂渗形成的水淹模式注入水线推进模型Fig.7 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by sheet sand and distal sand

图8为该区wx3-4t9井J2S31层2 368.0～2 418.8 m井段上部席状砂受下部河道高渗层间干扰造成未水淹层实例。其下部11号层河道均质渗水淹模式,测井响应砂体渗透性高,注入水在该层段水线推进快,水驱波及厚度和范围大,测井解释上部较强水淹、下部强水淹层；上部10号层席状砂渗水淹模式,测井响应砂体渗透性低,注水开发过程中,受下部河道高渗层间干扰,注入水首先沿高渗11号砂层推进,10号席状砂层整体处于未水淹状态,测井解释为未水淹层。经11号河道砂层顶部2 389.0～2 396.0 m井段射孔,日产油0.5 t,日产水1.2 m3,含水73.1%;10号席状砂层2 375.0～2 382.0 m井段射孔,日产油7.4 t,日产水0.1 m3,含水1.9%。从而有效证实，席状砂层受河道高渗层间干扰，造成未水淹剩余油分布富集层段。

4 结 论

1)该区辫状河三角洲前缘储集砂体在注水开发中，不同微相单渗砂层水淹程度都有不同程度的变化,控制着水淹储层岩石物理性质的变化差异,反映出储层受淹测井响应曲线受损的幅度、厚度及其特有的形态与接触关系,形成评价剩余油分布的7种水淹模式(含河道形成正向单渗、正向叠置渗和均质单渗与河口坝形成反向单渗、反向叠置渗,以及席状砂渗、远砂渗等水淹模式)。

2)该区河道及河口坝主体微相单渗砂层能量厚度及其规模和范围大,在注水开发中形成河道正向单渗、河道正向叠置渗、河道均质单渗和河口坝反向单渗、河口坝反向叠置渗5种水淹模式。这些水淹模式总体开发效果较好,其注水波及范围及驱油效率较高,在主要目的层段形成强水淹或较强水淹层。其中，河道正向单渗、河道正向叠置渗水淹模式储层发育规模和范围大,它们在注水开发中水线推进不够均匀,常在正向渗油层上部或顶部形成中弱水淹剩余油分布,也可能在叠置渗油层差异产生层间干扰形成中弱水淹剩余油分布富集,造成已动用油层的剩余油分布及挖潜部位。

图8 wx3-4t9井J2S31层2 368.0～2 418.8 m井段河道边梢席状砂受河道高渗层间干扰造成未水淹层剩余油分布图Fig.8 wx3-4t9 well J2S31 strata 2 369.0～2 418.8 m un-flooded layer remaining oil distribution formed by sheet sand which is influenced by channel high permeability layer

3)该区席状砂及远砂非主体微相砂体在注水开发中形成河道边梢席状砂渗、河道远梢远砂渗两种水淹模式,它们的储集砂体岩性、物性及横向连续性较差,在注水开发中受井网方式、砂体规模形态、连通状况及其河道砂体层间干扰影响很大,一般注入水推进很差,形成全层段弱水淹或未水淹井段，造成基本未动用油层的剩余油分布及挖潜部位。

[1] 李顺明,宋新民,刘日强,等.温米退积型与进积型浅水辫状河三角洲沉积模式[J].吉林大学学报,2011,41(3):665-672.

[2] 周丽清,吴胜和,熊琦华,等.吐哈盆地WM油田辫状河三角洲前缘砂体分析[J].沉积学报,2000,18(2):248-252.

[3] 林志芳.高含水期油田开发的方法系统[J].新疆石油地质,1997,18(4):363-369.

[4] 宋子齐,赵磊,王瑞飞,等.利用常规测井方法识别划分水淹层[J].西安石油大学学报,2003,18(6):50-53.

[5] 宋子齐,王桂成,赵宏宇,等.利用单渗砂层能量厚度研究有利沉积微相及其含油有利区的方法[J].沉积学报,2008,26(3):452-458.

[6] 李文厚,林晋炎,袁明生,等.吐鲁番哈密盆地两种粗碎屑三角洲[J].沉积学报,1996,14(3):113-121.

[7] 李菊花,李相方,高文军,等.吐哈油田中高含水期油藏剩余油分布研究[J].天然气地球科学,2005,16(3):378-381.

[8] 张斌成,石晓燕,刘瑛,等.水淹层测井综合解释及水淹特征研究[J].测井技术,2005,29(6):545-547.

[9] 张俊峰,宋自恒,王军,等.马厂油田油层水淹级别划分方法与标准[J].石油天然气学报,2006,28(2):79-81.

[10] 高兴军,宋子齐,程仲平,等.影响砂岩油藏水驱开发效果的综合评价方法[J].石油勘探与开发,2003,30(2):68-71.

[11] 赵培华.油田开发水淹层测井技术[M].北京:石油工业出版社,2003:106-185.

(编 辑雷雁林)

Evaluation on remaining oil with hydrologic model in braidriver deltas front subfacies： A case of swept layer in Wenxisan Block

ZHANG Yu-sheng,SUN Wan-ming,YE Zhi-hong, XIA Yuan-jian,XIE Hua,JI Ran

(Tuha Division, China Petroleum Logging CO.LTD., Shanshan 838202， China)

Both of stream and lake wave have influence on braid-river deltas front subfacies, including underwater distributary channel mouth bar sand sheet and distal sands in Wenxisan Block. The structure and store of sand are complicated. Proposed is the thought that establishes seven kinds of watered-out mode to evaluate distribution of remaining oil in braid-river deltas front subfacies basedr on the variation characteristics of the watered out degree and logging response. Different kinds of watered-out mode develope in single permeability sand bed or superimposed permeability, and difference in the single sand or between the layers usually lead to uneven distribution of water line. It′s the reason of mid-weak or non watered flooded zones beacause of interlayer interference. The positive rhythm and superimposed rhythm of the main microfacies often form uneven distribution of water line. It is the mid-weak wateredflooded area that appeared in the top or offending layer of oil formation. Waterflooding usually performs poorly in the secondary microfacies including sand sheet and distal sands, and forms weak or non wateredflooded area in the layers. They show the distribution of remaining oil and improvement layer in the developed and undeveloped reservoir. The paper analyzes logging response and interpretation of watered-out mode according to different sedimentary microfacies with an instance and illuminate the direction and target to further develop the remaining oil in the flooded layer of the area.

braided river delta front; main and un-subject microfacies; floodnig pattern; remaining oil distribution; Wenxisan Block

2014-07-06

中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发基金资助项目(2012E-34-12)

张予生，男，山东单县人，高级工程师，从事测井资料解释研究。

P631.3+4

：ADOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2015-03-020