某油田油水分布规律及影响因素分析

柳成志,　费　岳

(东北石油大学 地球科学学院, 黑龙江 大庆 163318)



某油田油水分布规律及影响因素分析

柳成志,费岳

(东北石油大学 地球科学学院, 黑龙江 大庆 163318)

朝阳沟油田某井区油水分布复杂,对开发生产造成很大影响。结合研究区构造、沉积相带、垂向上细分小层、平面上细分断块的测井解释结果,分析油气分布规律。结果表明,油水分布可分为三种类型:第Ⅰ类,同一小层、同一断块内,同时发育油层、水层,呈现油高水低分布状态,属于典型构造油藏;第Ⅱ类,同一小层内,不同断块间水高油低,水层单独在一个断块,断层将水层与其他油层分开;第Ⅲ类,同一断块内,同时发育油层、水层,呈现水高油低分布状态。断层、沉积相、烃源岩三种因素共同作用,导致该区油水分布复杂。将该分布规律应用于新井部署,油层钻遇率得到提高,应用效果良好。

油水分布; 断层; 沉积相; 烃源岩

朝阳沟油田构造上位于松辽盆地北部,西北方向为三肇凹陷,东南方向为王府凹陷,主要由朝阳沟背斜、翻身屯背斜、薄荷台鼻状构造等组成。朝X井区位于朝阳沟背斜南侧的翼部地区,发育北西—南东向正断层,整体呈现西北高、东南低构造格局[1-3]。该区块空气渗透率5.2×10-3μm2,地下原油黏度14.1 mPa·s,地面原油黏度较大,达到42.48 mPa·s。该区油水分布复杂,对开发生产造成很大影响。为此,笔者研究该区油水分布规律,对该油田下一步开发具有重要意义。

1　区域背景

朝X井区伴随盆地的发生与发展,经历了断裂前期热拱期、断陷期、断坳期、坳陷期和萎缩隆褶期等多个演化阶段。盆地历经营城组末期弱反转、嫩江组末期反转及明水组末期强反转三次大型反转构造运动。该区就是在明水组末期强反转构造期形成并定型的,断层分类如表1所示。

表1　断层分类

研究区自上而下主要发育三套含油层位:姚一段葡萄花油层,地层厚度30.0～34.0 m;白垩系下统泉头组泉三段中、上部～泉四段地层的扶余油层及杨大城子油层,地层总厚度330.0～450.0 m,其中,扶余油层为主要含油层。

扶余油层油水分布散点图如图1所示。从图1中可以看出,扶余油层在海拔730～1 080 m与水层共存,这与石油地质理论认识的上气、中油、下水的油气水分布规律不一致。表2为各砂岩组油水层厚度分布。垂向上看,八个砂岩组均有水层,整体上从上部地层到下部地层水层比例呈增加趋势。平面上看,构造为西北高、东南低的单斜构造,处于朝阳沟背斜带南翼,中间有一口井(蓝色井点)为水层,该井南部(构造低部位)、北部(构造高部位)的井(红色井点)均为油层(图2)。复杂的油水分布,使得部分区域新完钻井的油层钻遇率低、新井产量低,对生产影响较大。

图1　扶余油层油水分布散点图

Table 2List of oil and water layer thickness distribution of sandstone group

砂岩组do/mdw/m油层比例/%水层比例/%扶一上394.92.699.30.7扶一中523.910.298.11.9扶一下698.924.496.63.4扶二上695.624.096.73.3扶二下298.836.589.110.9扶三上85.049.463.236.8扶三中156.633.682.317.7扶三下29.417.862.337.7

图2　F131小层油水平面分布

Fig. 2F131 small layer of oil and water plane distribution

2　油水分布规律

2.1单井油水分布

从构造趋势入手,结合测井油水层解释结果,对研究区油水分布特点进行分析。图3为研究区东西油藏剖面。图3表明,研究区垂向上存在单井全油、上油下水、上水中油下水三种情况,且砂地比较低,砂岩厚度发育相对较薄,不同小层之间均有大套泥岩将砂岩分割。

图3　东西油藏剖面

2.2各小层平面分布规律

根据断层发育情况,划分平面断块,对平面上同一小层不同断块分别进行统计分析,结果如表3所示。

表3不同小层油水分布类型

Table 3Different types of small layer of oil and water distribution list

层号类型F111ⅠF112ⅠF113ⅠF114ⅠF115ⅠF121ⅠF122ⅠF123ⅡF131ⅢF132ⅡF133ⅡF14ⅡF151ⅠF152ⅡF153ⅠF161Ⅱ层号类型F162Ⅰ和ⅡF163Ⅰ和ⅡF171Ⅰ和ⅢF172ⅢF173ⅢF211Ⅳ和ⅢF212ⅡF221ⅡF222ⅠF23ⅡF241ⅡF242Ⅰ和ⅡF251ⅢF252Ⅰ和ⅡF253ⅢF311Ⅰ层号类型F312Ⅰ和ⅢF321ⅠF322Ⅰ和ⅢF331ⅠF332ⅠF333ⅠF341ⅠF342ⅠF343ⅠF351ⅠF352ⅡF353ⅡF354ⅢF355ⅡF356Ⅰ

由表3可以看出,油水层共划分为三种类型。第Ⅰ类,同一断块内,同时发育油层、水层,呈现油高水低分布状态,属于典型构造油藏,不存在油水分布矛盾问题,研究区大部分断块属于这种类型;第Ⅱ类,同一小层内,不同断块间水高油底,水层单独存在一个断块,断层将水层与其他油层分开;第Ⅲ类,同一断块内,同时发育油层、水层,呈现水高油底分布状态,研究区块油水分布状态与常规石油地质理论油水按重力分异呈油高水低现象相矛盾。此区块的油水分布状态比较特殊。

3　影响因素与应用效果

3.1影响因素分析

3.1.1断层

该区扶余地层虽然为河流相地层,但地层的砂泥比值较低,多数地层砂泥比值小于0.5,最低达0.07,远低于一般断层封闭油气的砂泥比值;目的层埋藏浅(埋藏深度小于1 100 m),塑性较大,在后期构造运动改造过程中易于封闭易于形成侧向遮挡封闭。同时,各断块地层水的水型复杂,有些断块为NaHCO3型,有些断块为CaCl2型,同时还存在Na2SO4型和MgCl2型,分布变化较快,矿化度从几千到上万差异较大,也表明不同断块之间的断层是封闭的。油水分布受该区断层控制,不同断层间表现出不同的油水分布(图4)。第Ⅱ类油水分布就是在断层的影响下形成的。

图4　F161小层油水分布

3.1.2沉积相

区域上经历了进积—快速进积—稳定退积—快速退积的充填过程,沉积环境也经历了浅湖—三角洲—河流相—三角洲—滨浅湖相的演化过程。研究区主要受西南物源影响,储层以主体河道、非主体河道、决口扇微相沉积的砂体为主。图5为F131小层沉积微相。由图5可以看出,水的井点处于南西—北东方向延伸非主体河道上,南、北为稳定分布泛滥平原泥,形成相对封闭区域,与南部、北部含油层位井隔离;南部北部含油井位均处于同一条河道之中,所以该层位油水分布受沉积微相展布所控制。统计表明,69.3%的油层分布在主体河道砂,其次为物性较好的非主体河道砂;水层主要分布在决口扇和物性较差的非主体河道砂。第Ⅲ类油水分布主要在沉积相影响下形成。这种油水分布受沉积微相控制的本质,主要是不同微相物性差异较大,导致油气聚集成藏难易程度差别大;其中主体河道微相物性较好,为优质储层,与断层一起形成较好的断层—岩性圈闭,油气运移过程中较容易在该类圈闭中聚集形成油藏;相对来讲,非主体河道物性中等,决口扇物性最差,油气聚集成藏的难度相对较大,所以这类断层—岩性圈闭以水层为主。

图5　F131小层沉积微相

3.1.3油源补给

研究区位于朝阳沟背斜南侧,距离烃源岩较远,油气主要来源于松辽盆地北部三肇凹陷东南部朝阳沟背斜带生烃区。由于三肇凹陷烃源岩生排烃数量有限,以断裂密集带作为油气优势运移通道、长距离运移至朝阳沟背斜带上的油气就更少,从而决定背斜带南侧油气富集规模较小。这正是接近烃源岩区的西北部油气聚集丰度高、远离烃源岩区域含油丰度低的原因。

3.2应用效果

研究区域油气主要分布在构造高部位、优质储层中,在明确这种油气分布规律及影响因素的基础上,精细制作构造图、小层沉积相带图,通过叠加两种图件,优选出断块中构造高部位、主体河道重叠区域[4-10]。在东南部水层较发育断块部署新井3,测井解释结果显示,东南部断块油层钻遇率由原来的平均65.4%提升为78.6%,取得较好效果。

4　结　论

(1)研究区油水分布划分为三种类型,第Ⅰ类为典型构造油藏的油高水低型分布,第Ⅱ类为不同断块间水高油低,主要因断层封闭分割所导致;第Ⅲ类为同一断块内水高油低,主要是油水层所处不同相带所导致。

(2)应用油水分布规律,在东南部部署新井,使得油层钻遇率提高13个百分点,取得较好的应用效果。

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(编辑荀海鑫)

Research on laws and factors governing oil-water distribution in X oilfield

LIUChengzhi,FEIYue

(School of Geosciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)

This paper is directed at addressing a greater development and production impact due to the complex oil-water distribution of X oil field in Chaoyanggou oilfield. This research builds on the combination of the structure map, sediment facies map, subdividing layer in vertical direction, and subdividing fault block in horizontal direction and analyzes oil-water distribution regularity. The results show that the distribution of oil-water can be classified into three kinds: the first kind is characterized by the concurrent presence of oil and water in same layer and same fault block, leaving oil higher than water, recognized as a normal oil-water distribution typical of structural reservoir; the second kind is distinguished by the occurrence of water higher than oil in different fault block in same layer， leaving the water layers in a fault block being separated by the fault from other oil layers; and the third kind is marked by the simultaneous development of oil and water in same fault block in same layer, leaving water higher than oil. The combined effects of three key elements: the fault, sediment facies, and source rock, lead to the complex distribution of oil-water. The application of the proposed distribution laws to potential well drilling may provide an improvement in oil drilling rate and gives a desired result.

distribution of oil-water; fault; sediment facies; source rock

2015-07-19

柳成志(1962-),男,吉林省榆树人，教授,博士,研究方向:层序地层学、火山岩和油气成藏与保存条件,E-mail:136559496@qq.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.05.016

P631.8； TE122.2

2095-7262(2015)05-0541-04

A