文昌W油田北块厚层油藏隔夹层展布及其对剩余油分布的影响研究

张磊,潘燕,罗佼,姚意迅,陈建

(中海石油(中国)有限公司 海南分公司,海南 海口 570312)

隔夹层是储层中对流体运动能起遮挡作用的非渗透层[1-4],控制着流体的垂向渗流,对于油水关系的认识、地下油水运动的分析以及开发效果的预测都具有很大的意义。油田开发阶段,厚层油藏内隔夹层是控制复杂流体运动形式的主要地质因素。文昌W油田主力油组为珠海组二段Ⅵ油组(即ZH2Ⅵ油组),该油组为扇三角洲前缘沉积,储层厚度大,纵向上为多期砂体叠置,储层非均质性较强。随着开发不断深入,文昌W油田ZH2Ⅵ油组含水上升率逐渐加快,目前已处于中高含水期,亟需对隔夹层开展精细研究,明确隔夹层控油模式及剩余油富集区[5-9],为后续油田挖潜提供理论依据。

1 研究区概况

文昌W油田位于珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部,含油层位为珠海组二段,主力油组为ZH2Ⅵ油组,主要是受断层以及构造控制的强边底水驱动油藏,平面上分为北块和南块,北块目前有W1H、W2H1两口水平井,分别位于断层两侧生产(图1)。截至2021年12月31日,W1H井日产油56吨,含水率90%,W2H1井日产油39吨,含水率81%,油田北块整体为高含水阶段,但采出程度为26%,与标定采收率37%仍有较大差距,调整挖潜潜力大。基于ZH2Ⅵ油组小层划分,对油田北块开展隔夹层研究,分析油藏内部油水关系以及运动方式,厘清剩余油分布规律。

图1 文昌W油田ZH2Ⅵ油组含油面积

2 隔夹层识别

2.1 隔夹层类型

文昌W油田珠海组二段沉积类型为扇三角洲前缘水下分流河道沉积,随着水体逐渐加深,砂体厚度逐渐减薄,主力油组ZH2Ⅵ油组纵向上为多期河道砂体叠置,非主力油组为砂泥岩互层。依据岩心、测井等资料对隔夹层进行研究,共划分为三个类型的隔夹层[10-14]:泥岩为主的泥质隔夹层,砂泥互层形成的物性隔夹层,含钙高的钙质隔夹层。泥质隔夹层的泥质含量很高,且质纯,在纵向上出现的频率相对较高。其测井曲线特征为自然伽马曲线显示高值,电阻率曲线值显示低值,密度曲线显示高值,声波时差显示高值。可定性描述为高伽马、低电阻率、高密度、高声波时差。物性隔夹层的泥质含量较高,且出现砂泥互层现象,岩性细,含油性可至油斑,性质复杂。其测井曲线特征为自然伽马曲线显示高值,电阻率曲线值介于泥岩和钙质砂岩之间,密度曲线显示中-高值,声波时差显示中-低值。可定性描述为中伽马、中高电阻率、中高密度、中-低声波时差。钙质隔夹层形成于沉积物碳酸盐的胶结作用、溶解作用等,分布随机性较强,在纵向上出现的频率相对较小。钙质隔夹层导电性差,密度大,其测井曲线特征为自然伽马曲线显示低-特低值,电阻率曲线显示高值(高于或接近油层电阻率值),密度曲线显示高值,声波时差显示低值。可定性描述为低伽马、高电阻率、高密度、低声波时差。

2.2 隔夹层成因

隔夹层形成的原因主要分为沉积作用和成岩作用,其中沉积作用细分为分流河道间沉积、洪峰间道内沉积和洪后道内沉积,主要形成的是泥质隔夹层和物性隔夹层;成岩作用为沉积物碳酸盐胶结作用、溶解作用,主要形成的是钙质隔夹层(表1)。

表1 各类隔夹层成因分类情况

分流河道间成因存在两种形式:(1)分流河道多期沉积,河道间形成的泥质沉积,形成了泥质遮挡;(2)两期分流河道垂向加积,河道间下切不明显,形成的沉积间断泥质或细粒沉积,形成了泥质垂向遮挡。洪峰间道内沉积是分流河道因气候、物源、坡降、流速、流量、输砂量等方面的差别,造成粒径、分选性、储层物性上的差别,垂向上形成物性隔夹层。洪后道内沉积主要为分流河道洪峰后,悬移质形成的以泥质、泥粉砂质为主的沉积,分布不稳定,多为泥质隔夹层。沉积物碳酸盐胶结作用、溶解作用等成岩作用过程中,来自泥岩中的钙在储层的泥质团块附近胶结成岩,使砂岩固结为钙质砂岩、含钙砂岩,形成钙质隔夹层。

2.3 隔夹层定量识别

应用测井曲线形态对泥质隔夹层、物性隔夹层、钙质隔夹层进行了定性识别,为了进一步准确识别研究区三个类型的隔夹层,以岩心及岩屑录井资料为基础,通过测井曲线及测井解释结论,针对隔夹层建立了孔隙度-渗透率、自然伽马-密度、声波时差-电阻率交汇图版,定量识别不同类型隔夹层(图2)。

a 孔隙度-渗透率交汇 b 自然伽马-密度交汇 c 声波时差-电阻率交汇

根据各种交汇图版得到不同类型隔夹层的定量划分标准(表2)。

表2 不同类型隔夹层测井曲线特征划分表

依据不同类型隔夹层的定量划分标准,对文昌W油田ZH2Ⅵ油组隔夹层进行识别,ZH2Ⅵ油组主要发育的是泥质隔夹层和物性隔夹层。

根据隔夹层成因分析,结合文昌W油田沉积背景,认为ZH2Ⅵ油组泥质隔夹层和物性隔夹层的形成从模式上有两种形式:(1)河道间形成的厚而稳定的泥质隔夹层,测井曲线上表现为高伽马且伽马曲线较平直;(2)河道边缘形成的薄且多的物性隔夹层,测井曲线上表现为中伽马且伽马曲线齿化明显。

3 隔夹层空间展布特征

文昌W油田ZH2Ⅵ油组整体砂体厚度较大,根据沉积旋回、油组内部标志层、岩性、电性组合特征从上到下划分了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2、ZH2Ⅵ-3三个小层,每个小层之间都发育一套较稳定的泥质隔夹层,油层主要集中在ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小层(图3)。

图3 文昌W油田ZH2Ⅵ油组小层连井对比

根据油田储层特点及不同成因的隔夹层控油能力,对于ZH2Ⅵ油组厚层油藏,厚度薄、连续性差、纵向分布多的物性隔夹层对剩余油控制作用有限,厚度较大且连续稳定分布的泥质隔夹层对剩余油控制起主导作用。油田北块小层之间的泥质隔夹层较厚,分布较稳定,且北块含油层位为ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2两小层,因此对ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层空间展布特征开展研究。

3.1 纵向展布特征

文昌W油田北块目前有W1、W1d、W4三口井纵向上钻遇并钻穿ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层,厚度分别为2.8,5.1,13.7 m。海上油田钻井成本高,区域上钻井资料较少。对于井资料较少,地震资料品质较好区域,储层预测主要依靠地震资料。由于地质沉积环境不同,储层所反映的地球物理特征有较大的差异,通过对文昌W油田井资料统计和地震资料进行分析,优选了叠前地质统计学反演[15]岩性概率体识别了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层纵向上的展布特征。

研究区地震剖面上各小层地球物理响应特征明显,同相轴连续性好,小层追踪对比好。叠前地质统计学反演岩性概率体剖面主要反应砂岩、泥岩特征,从反演剖面可知,井点钻遇砂岩、泥岩与反演剖面响应特征吻合性好,ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层响应特征明显,研究区内该套泥质隔夹层纵向上展布连续稳定。

3.2 平面展布特征

文昌W油田隔夹层主要受沉积作用影响,3个小层主要发育水下分流河道沉积,随着水体逐渐加深,河道逐渐变小,但整体砂体发育,各小层沉积相似性较高(图4)。从沉积微相平面图可知,研究区位于扇三角洲前缘水下分流河道中部,砂体展布较稳定,相应的泥质隔夹层展布也较稳定,顺着物源方向泥质隔夹层厚度增大。基于对各小层沉积微相的认识,在井点钻遇隔夹层数据的约束下,通过叠前地质统计学反演建立地震属性与隔夹层的对应关系,得到ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层平面展布图(图5),可以看到平面上该套泥质隔夹层较发育,特别是在研究区内广泛发育且厚度较大。

4 隔夹层对剩余油分布影响

文昌W油田北块ZH2Ⅵ油组投产初期为底水驱动的厚层油藏,通过对ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层进行研究发现,该套泥质隔夹层空间上展布稳定且连续,将ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小层细分为两个相对独立的油藏,其中ZH2Ⅵ-1小层为边水驱动油藏,ZH2Ⅵ-2小层为底水驱动油藏。基于小层划分结果,结合W1H、W2H1两口水平井实钻情况,W1H、W2H1两口井均未钻遇ZH2Ⅵ-2小层。

综合以上分析认为,文昌W油田北块ZH2Ⅵ油组在目前生产井网下,ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层控油模式[16-18]如图6所示。在该控油模式下,ZH2Ⅵ-2小层属于相对独立的底水驱动的未开发油藏,剩余油富集;ZH2Ⅵ-1小层属于边水驱动的已开发油藏,边水沿构造线推进,局部沿高渗通道突进,高部位剩余油富集。

5 应用效果

根据隔夹层研究成果,文昌W油田北块ZH2Ⅵ油组ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层空间上展布稳定且连续,将ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小层细分为两个相对独立的油藏。在目前生产井网下,ZH2Ⅵ-1小层高部位、ZH2Ⅵ-2小层为未开发油藏,剩余油富集。因此利用W2H1井侧钻一口水平井W2H2井挖潜ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小层剩余油,预测初期日产液130吨,日产油80吨,含水率38%。该井实施后,初期日产液175吨,日产油108吨,含水率38%,实施效果好。

6 结论

(1)文昌W油田识别出泥质隔夹层、物性隔夹层和钙质隔夹层3种类型,ZH2Ⅵ油组主要为沉积作用形成的泥质隔夹层和物性隔夹层。对于ZH2Ⅵ油组厚层油藏,厚度薄、连续性差、纵向分布多的物性隔夹层对剩余油的分布影响有限,厚度较大且分布稳定的泥质隔夹层对剩余油的分布起主导作用。

(2)基于井点资料、地震资料以及动态资料,综合叠前地质统计学反演剖面、动态认识以及沉积模式,认为文昌W油田北块ZH2Ⅵ油组3个小层的泥质隔夹层较发育,重点刻画了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层,研究表明研究区内该套泥质隔夹层连续且稳定发育。

(3)ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2层间泥质隔夹层将2个小层划分为2个相对独立的油藏,总结了隔夹层的控油模式,在该控油模式下,认为ZH2Ⅵ-2小层为相对独立的底水驱动的未开发油藏,剩余油富集;ZH2Ⅵ-1小层为边水驱动的已开发油藏,边水沿构造线推进,局部沿高渗通道突进,高部位剩余油富集。