李換浦 劉汝敏 王震

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院，河北廊坊 065201)

隔夾層把厚油層分隔成多個連通或不連通的流動單元，從不同程度上控制著油水運動。其阻礙作用嚴(yán)重影響著油田的采收率［1］，油田開發(fā)實踐證實高含水開發(fā)期仍存在可觀的由于隔夾層分割而形成的剩余油相對富集區(qū)［2］，因此隔夾層描述與預(yù)測已成為高含水油田剩余油研究的重要技術(shù)手段之一［3］。隔夾層的發(fā)育及分布也成為判斷不同期次河道的重要依據(jù)。前人通過儲層構(gòu)型研究對曲流河、辮狀河儲層內(nèi)隔夾層空間展布與剩余油關(guān)系進(jìn)行了大量研究［4－8］，對于辮狀河三角洲前緣，由于受河流、湖泊雙重作用，水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型較曲流河、辮狀河砂體更為復(fù)雜［9］，相關(guān)研究較少。以H油田沙河街組沙二段主力Es21～Es23砂體為例，通過隔夾層識別、層次結(jié)構(gòu)及成因、剖面平面展布等方面，對隔夾層進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為油藏地質(zhì)精細(xì)模型的建立提供了有利的證據(jù)。

H油田位于渤海灣盆地，其主力油層沙河街組沙二段油層埋深3200～3300 m，為辮狀河三角洲前緣沉積，沉積微相主要為水下分流河道、分流間灣。儲層物性較差，巖心分析孔隙度(地下條件)主要分布在11% ～22%之間，滲透率主要分布在(1～20)×10－3μm2之間，屬于中孔、低滲儲層。如何評價儲層非均質(zhì)性、研究剩余油分布是該油田開發(fā)研究的一個難題。

1 隔夾層層次結(jié)構(gòu)特征及成因

A.D.Miall利用構(gòu)型要素分析法將河流相沉積界面劃分為6級［10］，本次參照Miall儲層構(gòu)型要素分析法，將水下分流河道劃分為6個層次，不同級別隔夾層與劃分的不同級別沉積界面所對應(yīng)。其中6級界面為一組大型水下河道或古河谷的底面，在油田全區(qū)分布，在地震上有明顯的反射面，該界面對應(yīng)于沙二段底部的大套泥巖，為海侵時期洪泛面，主要為湖泊或前三角洲泥巖沉積，對應(yīng)的為砂層組之間的隔層。5級界面為水下河道充填復(fù)合體的大型砂體界面，對應(yīng)于沙二段各小層之間的泥巖沉積，主要為分流間灣或河漫灘泥巖，全區(qū)分布較為穩(wěn)定，局部由于后期分流河道的下切使其變薄，對應(yīng)于小層間的隔層。4級界面為單一水下分流河道界面，主要是由于水下河道搬運碎屑物質(zhì)能力下降，形成位于水下分流河道正韻律頂部泥質(zhì)披覆層，基本平行于砂體頂面，對應(yīng)于沙二段各小層內(nèi)部單一河道砂體之間的泥質(zhì)沉積，分布較為局限，對應(yīng)于單砂體之間的夾層。3級界面為加積體內(nèi)次級增生體間的沉積界面，為單一河道砂體內(nèi)部薄泥質(zhì)夾層，零星分布，對應(yīng)于單砂層內(nèi)部夾層。2級、1級界面則分別為紋層組間、紋層間的沉積界面。本文根據(jù)隔夾層的定義及其成因特征，重點研究了小層間的隔層、單一河道砂體之間夾層及單一河道內(nèi)部夾層的特征。

2 隔夾層劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.1 隔夾層物性標(biāo)準(zhǔn)

隔夾層的物性數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)在各油田并不統(tǒng)一。國內(nèi)外學(xué)者提出了滲透率是儲層和致密層分類的重要依據(jù)。其中中原油田將滲透率在(0.1 ～1)×10－3μm2，(0.02 ～0.1) × 10－3μm2，＜ 0.02 ×10－3μm2的巖層分別定位成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類致密巖層，1998年加拿大殼牌公司將滲透率小于1×10－3μm2的巖層定為致密巖層。

H油田取心井巖心描述資料表明:沙二段巖性為含礫砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖。依據(jù)隔夾層定義，泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)砂巖及部分泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖都可以作為隔夾層，本區(qū)取心及電測解釋，并未發(fā)現(xiàn)鈣質(zhì)隔夾層。從H油田取心井的不同巖性孔隙度與滲透率關(guān)系圖(圖1)中可以看出，粉砂質(zhì)泥巖以及泥巖這些非滲透性巖層大多分布在滲透率＜1×10－3μm2、孔隙度＜10%的區(qū)域。測試資料顯示，一般含油層及干層孔隙度≥11%，泥質(zhì)含量≤30%(圖2)。由此得到H油田沙二段隔夾層的物性判別標(biāo)準(zhǔn):滲透率 ＜1×10－3μm2，孔隙度 ＜10%。

圖1 H油田取心井不同巖性孔隙度與滲透率關(guān)系

2.2 隔夾層電性特征

由于該區(qū)取心資料有限，本次研究主要利用GR、SP、DT、LLS、LLD 等測井曲線進(jìn)一步識別各類隔夾層，H－03井隔夾層劃分結(jié)果見圖3。泥質(zhì)隔夾層在測井曲線上主要為泥巖特征，深淺側(cè)向電阻值下降且差異減小，自然低位靠近基線，自然伽瑪成高值，一般大于90API聲波時差和密度成高值，聲波DT曲線大于262 μs/m。

圖2 H油田測試段孔隙度、泥質(zhì)含量關(guān)系

物性隔夾層在測井曲線上主要表現(xiàn)為自然電位微弱異常，自然伽瑪成鋸齒狀，深側(cè)向電阻率降低，聲波時差減小(小于262 μs/m)，密度曲線無明顯變化。

圖3 H－03井隔夾層劃分結(jié)果

3 隔夾層展布特征

3.1 隔層展布特征

H油田沙二段隔層發(fā)育穩(wěn)定，主力產(chǎn)油層Es21～Es23小層上下都分別存在一套穩(wěn)定發(fā)育的小層間隔層，對應(yīng)于前文所述的5級沉積界面，為復(fù)合砂體間分流間灣的細(xì)粒沉積，類型以泥質(zhì)隔夾層為主，鉆遇率較高，厚度較大，大多在3 m以上，局部由于后期河道切割變薄，可以進(jìn)行全區(qū)追蹤。此類隔層對油水分布和流動具有明顯的控制作用，其上下儲層的油水滲流規(guī)律有明顯的不同。以Es21～Es22隔層為例，平均厚度為4.7 m，孔隙度為5.8%，滲透率為0.35×10－3μm2(見圖4和表1)，物性較差，封堵能力較強，且在辮狀河水下河道邊緣，砂體減薄，隔層厚度增大。

圖4 H油田隔夾層剖面展布圖

表1 H油田沙二段隔層特征分析

3.2 夾層展布特征

H油田沙二段Es21～Es23單砂體之間及單砂體內(nèi)部夾層發(fā)育程度較高，由于這2類夾層不易區(qū)分，本次一并進(jìn)行研究。通過統(tǒng)計已鉆井各小層內(nèi)部的夾層特征可知(見表2)，夾層厚度集中在0.2～1.9 m，平均為 1.0 m 左右，夾層頻率在0.09～0.57個/m，平均為 0.32個/m，夾層密度在 0.06 ～0.62 之間，平均為 0.30 左右，其夾層類型為泥質(zhì)及物性夾層，主要是由于該時期水下分流河道搬運碎屑物質(zhì)能力下降，形成泥質(zhì)披覆層，一般位于水下分流河道正韻律頂部或塊狀韻律頂部，基本平行于砂體頂面。與該區(qū)沉積微相對比發(fā)現(xiàn)，辮狀河三角洲前緣水下分流河道夾層主要發(fā)育在水下分流河道分叉處以及河道邊緣，單一水下分流河道或河道主流線部位的夾層發(fā)育較少或不發(fā)育，這是由于水下分流河道分叉處區(qū)域砂體厚度較大，水動力條件及沉積結(jié)構(gòu)組合類型較為復(fù)雜［12］，泥質(zhì)沉積在該區(qū)域堆積較多，夾層發(fā)育程度較高，水下分流河道邊緣部位由于水動力條件減弱，導(dǎo)致泥質(zhì)成分增多，夾層也相對發(fā)育，而河道主流線部位水動力相對簡單，從而造成泥質(zhì)沉積較少，夾層發(fā)育程度較低，從H油田沙二段不同河道部位夾層特征分析(見表3)可以看出，河道邊緣靠近分流間灣區(qū)域和河道分叉口區(qū)域非均質(zhì)程度明顯高于河道中心區(qū)域，其中河道分叉口區(qū)域夾層頻率最高，導(dǎo)致了剩余油的富集［12］。

表2 H油田沙二段夾層特征分析

表3 H油田沙二段不同河道部位夾層特征分析

4 結(jié)論

(1)利用層次界面和結(jié)構(gòu)要素分析方法劃分了水下分流河道的6級構(gòu)型界面，并將本區(qū)隔夾層劃分為砂層組隔層、小層間隔層、單一河道之間夾層及單一河道內(nèi)部夾層4類，分別與水下分流河道 6、5、4、3 級沉積界面對應(yīng)。

(2)根據(jù)研究區(qū)巖心分析資料、測井曲線、測試資料等，可以建立H油田隔夾層的物性及電性劃分標(biāo)準(zhǔn)。

(3)研究表明，隔層厚度從水下河道邊緣到中心依次減薄，夾層在水下分流河道分叉口部位及河道邊緣部位夾層發(fā)育程度較高，河道主流線部位夾層發(fā)育程度較低，進(jìn)而影響了剩余油的分布。

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