文明寨油田沉积特征与剩余油分布

王东辰

非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学)长江大学地球科学学院，湖北武汉430100

周宗良，曹国明

(中石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津 300280)

刘建

(非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学)长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)

文明寨油田自1975年开始勘探，经过40多年的开发，总体水驱开发效果较好，通过不断深化研究，形成了极复杂断块油藏精细描述及配套挖潜技术，实现了油藏高效开发。但随着油田开发程度的提高，对地质研究和技术攻关都提出了更高要求。文明寨油田沉积体系复杂，储层变化快、储层非均质性强，并且在长期注水开发中，区块井筒多次治理，导致剩余油分布零散，认识难度大。以往学者[1～3]对该区块的研究主要集中在剩余油的开发上，而关于沉积相与剩余油分布关系的研究较少。针对文明寨油田的地质特点，应用丰富的岩心、测井及录井资料，开展了各小层沉积微相研究，分析了各含油砂体的微相特征，进而研究剩余油分布特点，为制定文明寨油田下一阶段的注采方案、实现控水稳油与提高采收率提供依据。

1 地质概况

文明寨油田位于东濮凹陷中央隆起带北端，含油面积6.84km2，主要包括明1块、明15块、明16块、明237块、明14块、明6块、卫7块，为一个穹隆构造。该构造的主体部分是被走向近NE、倾向NW的卫7断层及走向NE、倾向SE的明5断层切割而成的地垒[4]，断块极其发育且比较复杂(图1)。文明寨油田构造幅度比较平缓，高点在M1井附近，整体呈西北缓、东南陡的面貌，主力储层为古近系沙河街组，自上而下依次发育沙河街组一段(沙一段)，沙河街组二段上亚段、下亚段(沙二上亚段、下亚段)，沙河街组三段上亚段、中亚段、下亚段(沙三上亚段、中亚段、下亚段)，沙河街组四段(沙四段)，含油区域主要为明1块、明15块、明16块的沙二下亚段和沙三上亚段，油气聚集受断裂系统控制[5]。

文明寨油田储层砂体主要为三角洲前缘亚相，受断层的活动时期以及活动速率的影响，不同时期物源供给方向有较大差异。沙四段沉积时期，物源供给较少，主要为北东向；沙三下亚段主要为北部；沙三中亚段至沙三上亚段主要为北西方向；沙二下亚段主要为北西和西部，次为北部；沙二上亚段，北西和北部的物源均增多，同时，西南方向的物源充足；至沙一段沉积时期，各方向物源均减弱，砂体展布面积小。

图1 文明寨油田范围及断块分区

2 沉积微相特征

2.1 岩石学特征

据M1井、M100井、M48井、M49井、W13井共5口取心井的岩心观察，研究区沙二下亚段岩石颜色主要为灰白色、灰绿色、紫红色，沙三上亚段主要为浅灰色、深灰色、灰褐色、灰黑色。研究区岩性整体偏细，一般为粉砂级；颗粒分选为中等-好，磨圆为次棱角状-次圆状。主要砂岩类型为长石砂岩、岩屑长石砂岩，长石石英砂岩较少。石英体积分数60%～84%，一般为70%左右，长石以钾长石和斜长石为主，一般体积分数为25%～30%。粒度累积概率曲线多为两段式，以跳跃总体为主，缺少滚动总体。文明寨油田古近系沙河街组具典型的牵引流沉积特征，沉积构造类型丰富，发育板状交错层理、平行层理、波状层理、水平层理、爬升层理等。

2.2 沉积相类型及其特征

文明寨油田沙河街组发育三角洲前缘亚相、前三角洲亚相及浅湖亚相，属于曲流河三角洲-湖泊相沉积体系，研究区发育水下分流河道、河道漫溢、水下分流间湾、席状砂、河口坝、席间泥及前三角洲泥等微相类型(图2)。

图2 文明寨油田沉积微相对应的测井曲线特征

1)水下分流河道 水下分流河道为陆上分流河道在水下的延伸[6]，该区水下分流河道以小型为主，有一定的延伸长度，岩性以粉、细砂岩为主，向上过渡为粉砂岩或泥质粉砂岩，河道底部可见冲刷面，层理类型丰富，发育小型板状交错层理、平行层理，上部发育沙纹层理及波状层理。水下分流河道电性特征明显，自然伽马和自然电位曲线呈高幅箱形、中-高幅齿化箱形-钟形、中-高幅齿化钟形。钟形反映了砂体向上变细的垂向序列，箱形则反映了水下分流河道砂体的叠置，垂向上整体粒度变化不大。

2)河道漫溢 河道漫溢沉积主要分布在河道的侧翼及河道前缘，为河道向前推进过程中水动力减弱形成。研究区部分层位可见河道漫溢沉积在河道的前方延伸较远，平面上的分布形态与当时气候条件及物源供给量大小有关。以粉砂岩为主，分选及磨圆较好，发育平行层理、沙纹层理及波状层理。砂体厚度相对水下分流河道较薄，自然伽马和自然电位曲线主要呈指状-钟形或箱形-漏斗形，以高-中幅为主。

3)水下分流间湾 水下分流河道之间的低洼地区即为水下分流间湾，该微相岩性以灰色、灰绿色泥岩为主，含少量泥质粉砂岩。发育水平层理、波状层理和沙纹层理。常出现砂泥互层，多以薄层砂岩和泥岩的韵律性交互层为特征。自然伽马和自然电位曲线主要呈低幅齿化线形。

4)席状砂 席状砂是河口坝砂体经湖浪改造作用，沿岸侧向呈席状堆积形成的。该微相在研究区各层位的大片区域均有发育，形成于波浪作用较强的沉积环境中，砂体分布面积广，厚度较薄，砂质较纯。薄砂和泥岩互层，砂层的顶、底多为突变，韵律性不明显或呈反韵律。砂体岩性较细，以粉砂岩为主，碎屑分选、磨圆较好，成熟度较高，见少量的泥质粉砂岩，主要发育平行层理和沙纹层理，上、下与席间泥或河道漫溢沉积相接触。自然伽马和自然电位曲线主要呈中幅指状，齿化严重。

5)河口坝 河口坝是由于河口及湖水的抑制作用，注入湖泊水体的河流流速骤减，大量载荷因此快速堆积下来形成的[7]。河口坝在研究区发育的面积较小，厚度一般较薄。自然伽马和自然电位曲线主要为高幅齿化漏斗形。

6)席间泥 席间泥主要发育在席状砂之间，受到湖水冲洗作用严重，泥质较多。自然伽马和自然电位曲线主要为低幅齿化线形。

7)前三角洲泥 前三角洲泥位于三角洲前缘的外缘，为三角洲相中最细物质的沉积区，其与湖相泥岩不易区分，界面不明显。研究区的前三角洲泥主要发育在东南部及南部，为远离物源供给的区域。岩性以灰绿色、棕色泥岩及粉砂质泥岩为主，发育水平层理和沙纹层理。其主要与席状砂或席间泥接触。自然伽马和自然电位曲线主要为超低幅度线形。

8)浅湖 浅湖亚相主要发育在研究区的东南部及南部，范围较小，浅湖亚相的测井曲线形态和前三角洲泥微相相似，为低幅齿化线形，两者不易区分。

3 沉积相与剩余油分布关系

在区域沉积背景分析的基础上，根据各个沉积微相的测井曲线特征，对文明寨油田开展单井沉积微相研究，建立单井和连井沉积微相剖面，并对重点区及主力层系的平面沉积微相分布进行描述。文明寨油田沙二下亚段、沙三上亚段储层主要沉积微相为水下分流河道和河道漫溢，此外还发育席状砂砂体。笔者主要借助油藏工程方法，运用监测资料定性研究沉积相与相控剩余油的关系。

3.1 利用新钻井水淹层解释资料研究剩余油

表1 文明寨油田新井钻遇相带情况统计表

分沉积相带统计文明寨油田近5年老区61口新井钻遇情况，共钻遇油层、水淹层732层，1310.2m厚。其中，水下分流河道微相厚度706.9m，占54.0%；河道漫溢微相厚度417.1m，占31.8%；席状砂微相厚度186.2m，占14.2%(表1、表2)。从统计结果来看，文明寨油藏水淹状况较严重，1～3级水淹层厚度占52.8%，其中以水下分流河道微相水淹程度最高，1～3级水淹层厚度占钻遇该类型微相总厚度的37.9%；河道漫溢微相次之，1～3级水淹厚度占钻遇该类型微相总厚度的9.7%。剩余油潜力主要分布在河道漫溢微相带(表2)。

表2 文明寨油田新井不同相带水淹情况统计表

3.2 利用吸水剖面资料研究剩余油

研究文明寨油田注水井吸水剖面资料与沉积微相的响应关系，统计213口井的吸水剖面，结果见表3。

表3 文明寨油田吸水剖面统计表

由表3可见，水下分流河道吸水厚度最大，占73.5%，其中以吸水指数大于5m3/(d·MPa)的层为主；河道漫溢次之，吸水厚度占47.1%，吸水指数以小于15m3/(d·MPa)的层为主；席状砂最小，吸水厚度占21.3%，水驱动用较差，且吸水层主要是低强度吸水。

3.3 利用高精度碳氧比资料研究剩余油

高精度碳氧比能谱测井分层能力可以达到0.8m，可以对0.5～0.8m地层进行半定量解释，为文明寨油田含油性评价提供了有效工具[8,9]。笔者统计了23口井的高精度碳氧比资料，水下分流河道微相中，1、2级水淹厚度占79.4%，层数占81.1%；3、4级水淹及油层厚度占20.6%，层数占19.0%。河道漫溢微相中，1、2级水淹厚度占47.1%，层数占44.7%；3、4级水淹及油层厚度占52.9%，层数占55.4%。席状砂微相中，1、2级水淹厚度占45.0%，层数占49.2%；3、4级水淹及油层厚度占55.0%，层数占60.8%。从分析情况来看，文明寨油田水下分流河道微相动用较好、水淹较严重，剩余油相对零散，河道漫溢及席状砂微相动用较差，剩余油富集并连片。

上述研究表明：水下分流河道储量较大，动用程度较好，水淹程度高；河道漫溢水驱状况中等，剩余油相对富集；席状砂动用程度差，水淹程度低。

4 结语

文明寨油田主要发育水下分流河道、水下分流间湾、河道漫溢、席状砂、河口坝及前三角洲泥等微相类型，各微相类型测井曲线特征明显，通过统计全区各小层的微相类型，结合油田监测资料进行研究，结果表明，沉积微相与剩余油分布关系密切。对各个微相类型砂体提出了相应的剩余油挖掘建议，为进一步改善油田的开发效果、提高采收率提供参考。