劉 超 李云鵬 張 偉 馮海潮 王潁超

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院， 天津 300459)

渤海S油田層內(nèi)夾層控制下的剩余油分布模式

劉 超 李云鵬 張 偉 馮海潮 王潁超

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院， 天津 300459)

為分析總結(jié)層內(nèi)夾層控制下的剩余油分布規(guī)律，開展了渤海S油田夾層構(gòu)型解剖和數(shù)值模擬分析研究。研究表明：層內(nèi)夾層以泥質(zhì)夾層和物性夾層為主，呈現(xiàn)低密度、弱連續(xù)分布特征。層內(nèi)夾層的延伸規(guī)模、發(fā)育位置及注采井鉆遇率等因素控制著剩余油的分布位置和富集程度。層內(nèi)剩余油分布模式主要有夾層頂部富集型、夾層上下富集型和夾層底部富集型3種。

剩余油分布； 層內(nèi)夾層； 儲層構(gòu)型； S油田

隨著注水油田開發(fā)進入高含水期，夾層對于水淹程度及剩余油分布的影響日益顯著，剩余油分布情況異常復(fù)雜，挖潛難度增大。針對儲層夾層，有關(guān)學(xué)者主要圍繞夾層的成因、分類和展布特征等方面進行了相關(guān)研究[1-2]，而對夾層分布樣式、夾層對剩余油的控制作用等方面研究較少。特別是由于層內(nèi)儲層非均質(zhì)性(層內(nèi)物性差異及夾層)的存在，即使采出程度高、水淹嚴(yán)重的主力油層，其層內(nèi)動用程度也是不同的，仍有大量剩余油富集。因為層內(nèi)夾層的存在，將油層分隔為多段，減少了注水和產(chǎn)液的有效截面積和有效厚度，同時在平面和垂向上阻擋或延緩注入水驅(qū)替。因此，層內(nèi)夾層對于層內(nèi)動用狀況和水驅(qū)波及體積系數(shù)及剩余油分布具有重要影響，深入研究層內(nèi)剩余油也是油田開發(fā)調(diào)整和精細挖潛的主要目的。

在渤海S油田隔夾層構(gòu)型精細解剖的基礎(chǔ)上，通過建立層內(nèi)夾層分布的概念模型，采用數(shù)值模擬手段分析層內(nèi)夾層對剩余油的控制作用，總結(jié)了層內(nèi)剩余油分布模式，以期為油田后期調(diào)整挖潛和實施穩(wěn)油控水措施提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

S油田位于渤海灣盆地遼東灣區(qū)域遼西凹陷中段，邊界斷層上升盤上發(fā)育的斷裂半背斜構(gòu)造。油田主力含油層系為漸新統(tǒng)東營組二下段，為三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道和河口壩為主要沉積微相。具有層系多，油層厚，儲層孔滲物性好，層系間滲透率差異大，非均質(zhì)性強等特點[3]。

S油田采取滾動開發(fā)模式，先后分Ⅰ期和Ⅱ期進行開發(fā)。經(jīng)過多輪次的開發(fā)調(diào)整，目前油田已進入高含水期，采用行列式注水開發(fā)井網(wǎng)，油水井排間距為300～350 m，油井間距為250～300 m。

2 層內(nèi)夾層分布特征

夾層主要是由于沉積時水動力條件的差異，不同沉積構(gòu)造、巖相組合的物性差異較大，沉積的短期間斷會在層內(nèi)發(fā)育粉砂質(zhì)泥巖、泥巖粉砂等細粒沉積，形成不滲透或滲透性差的，對油氣的流動、運移或聚集產(chǎn)生作用的泥質(zhì)或物性條帶，具有增強層內(nèi)非均質(zhì)性的作用，在油田注水開發(fā)過程中可作為滲流屏障。

此次研究在巖心識別夾層的基礎(chǔ)上，通過巖電標(biāo)定和特征測井曲線(自然伽馬、淺側(cè)向電阻率與密度)分析，建立了夾層測井識別標(biāo)準(zhǔn)，進而對全油田未取心井進行夾層識別[4]。采用“模式指導(dǎo)，多維互動，動態(tài)驗證”思路，在三角洲前緣儲層構(gòu)型研究指導(dǎo)下，結(jié)合密井網(wǎng)區(qū)生產(chǎn)動態(tài)及水淹解釋資料，確定了S油田層內(nèi)夾層的展布特征(圖1)。層內(nèi)夾層以泥質(zhì)夾層和物性夾層為主，偶見鈣質(zhì)夾層。層內(nèi)泥質(zhì)夾層與物性夾層的區(qū)分主要在孔隙度和滲透性等參數(shù)方面：泥質(zhì)夾層的孔隙度、滲透率很低，基本不具滲透性；而物性夾層具有一定的孔隙度和滲透率，但未達到有效儲層的物性下限。層內(nèi)夾層展布多與沉積界面平行，平面相對穩(wěn)定，鉆遇率一般在70%，巖性以細砂、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。厚度一般小于1 m，主要集中在0.3～1.5 m范圍，平均為0.8 m，延伸規(guī)模在200～1 000 m，寬度為200～800 m，滲透率普遍小于10×10-3μm2，呈現(xiàn)出低密度、弱連續(xù)的分布特征。

圖1 S油田層內(nèi)夾層分布特征(順物源方向)

3 模型設(shè)計與分析

層內(nèi)夾層多為單期砂體之間的疊合面，一般為泥質(zhì)夾層或者滲透性差的物性帶，加劇了層內(nèi)非均質(zhì)性，造成了流體流動的不均勻性，使得夾層附近儲層參數(shù)發(fā)生異常變化，進而對剩余油的分布產(chǎn)生影響。文獻[5]和[6]就夾層對水驅(qū)效果及剩余油分布的影響作用開展了相關(guān)物理模擬實驗，取得了一定認(rèn)識。此次研究結(jié)合S油田層內(nèi)夾層展布特征，通過層內(nèi)夾層概念模型的建立，模擬了夾層在垂向上不同位置、平面上不同展布規(guī)模等變化過程，分析總結(jié)了夾層控制下的層內(nèi)剩余油分布模式。

概念模型為一個簡單的注采單元，設(shè)計厚度 10 m，縱向網(wǎng)格大小為0.5 m。夾層位于上、下油層之間，且平行分布，考慮夾層厚度變化不大，且為低滲或非滲透層，模型中統(tǒng)一設(shè)定為1.0 m。依據(jù)S油田實際油藏參數(shù)，注采同步，采油井和注水井均全井段射孔，所有模型均水驅(qū)至極限含水率(fw=98%)情況下進行過程模擬。

3.1夾層延伸規(guī)模

為研究不同夾層發(fā)育規(guī)模條件下水驅(qū)油差異和剩余油富集狀況，分別設(shè)置了夾層長度為1/4、1/2、3/4、1個井距條件下的4個模型。模型中注采井距300 m，儲層均質(zhì)，滲透率取油田平均值2 μm2。數(shù)值模擬結(jié)果顯而易見：隨著夾層長度的延伸，對剩余油分布的影響也越大，剩余油越富集。夾層不同延伸規(guī)模條件下的剩余油分布見圖2。從剩余油富集位置來看，夾層底部區(qū)域為剩余油主要富集區(qū)。從最終采收率來看，夾層長度分別為1/4、1/2、3/4、1個井距時對應(yīng)的最終采收率分別為39.6%、39.1%、38.7%、38.4%。

3.2夾層分布位置

夾層分布位置對剩余油的控制作用亦非常明顯。注采井與夾層的不同匹配關(guān)系對剩余油形成的作用程度亦不同[7]。在一個注采井組中按照夾層分布位置的不同，可分為油水井共同鉆遇、油水井分別鉆遇及油水井均未鉆遇，不同夾層發(fā)育位置對剩余油的富集控制作用也不同[8]。模型中注采井距300 m，儲層均質(zhì)，滲透率取油田平均值2 μm2，夾層共設(shè)有上下2層，等距分布。

注采井與夾層不同匹配關(guān)系下的剩余油分布見圖3。從數(shù)值模擬剩余油飽和度剖面分析來看，若注水井和采油井鉆遇相同夾層，采油井和注水井范圍內(nèi)夾層底部有大量剩余油富集，最終采收率為36.6%；夾層位于注水井和采油井中間，對剩余油的控制作用最小，最終采收率為38.9%；若采油井與注水井未同時鉆遇相同夾層，因夾層的遮擋作用，剩余油主要富集在夾層發(fā)育的區(qū)域。其中，若注水井鉆遇夾層，則可與采油井形成更好的注采對應(yīng)關(guān)系，有效改善注水波及范圍；若采油井鉆遇夾層，則注采對應(yīng)關(guān)系不好，在夾層底部靠近采油井區(qū)域形成較大范圍的剩余油富集。從采收率結(jié)果來看，注水井鉆遇夾層的最終采收率為38.2%，高于采油井鉆遇的情況(37.5%)。

圖2 夾層不同延伸規(guī)模條件下的剩余油分布

圖3 注采井與夾層不同匹配關(guān)系下的剩余油分布

4 剩余油分布模式

隨著S油田進入高含水開發(fā)階段，由于沉積韻律、粒度等方面的不同，砂體縱向上存在滲流差異，韻律性成為影響層內(nèi)剩余油分布規(guī)律的重要因素之一。近年來，越來越多的儲層內(nèi)部非均質(zhì)性研究表明，層內(nèi)夾層作為儲層內(nèi)部滲流屏障，可以阻止注入水的垂向運移，影響水淹在縱向上的發(fā)育部位和發(fā)育程度，對界面上下油層中剩余油的分布產(chǎn)生影響[9-10]。

此次通過數(shù)值模擬方法研究了滲流屏障(層內(nèi)夾層)和滲流差異(韻律性)同時存在條件下的剩余油分布模式：夾層頂部富集型、夾層上下富集型和夾層底部富集型。

4.1夾層頂部富集型

剩余油主要分布在夾層之上的韻律層底部區(qū)域。此類模式為2個反韻律砂體在垂向上的疊加組合，主要為河口壩微相砂體沉積。由于夾層上、下2個砂體內(nèi)部滲透率級差較大，油水運動主要受頂部高滲向上運動和重力向下運動雙重影響，易形成頂部水淹。同時，夾層作為層內(nèi)滲流屏障會阻礙注入水向下運移，加劇了砂體縱向上的非均質(zhì)性，剩余油主要富集在夾層之上韻律層底部，物性相對較差的區(qū)域，均勻驅(qū)替型剩余油分布模式見圖5。

圖4 夾層頂部富集型剩余油分布模式

圖5 均勻驅(qū)替型剩余油分布模式

剩余油集中于夾層上部和下部區(qū)域，即上部砂體滲透性相對較差的底部和下部砂體高滲的頂部。此類模式為反韻律和均質(zhì)韻律砂體的垂向疊加組合，上部砂體為級差較大的反韻律沉積，注水過程中易形成頂部水淹，造成底部剩余油富集；下部砂體為級差較小的均質(zhì)韻律沉積，重力在水驅(qū)過程中起決定性作用，易在底部形成優(yōu)勢通道，水淹嚴(yán)重，造成頂部注水波及較輕，剩余油富集。最終，在砂體韻律性和夾層的共同作用下，剩余油富集的位置主要是在夾層界面的上下區(qū)域。

4.3夾層底部富集型

夾層底部富集型剩余油分布模式見圖6。剩余油主要分布在夾層之下的韻律層頂部區(qū)域。此類模式為均質(zhì)韻律和正韻律砂體的垂向疊加組合，主要為三角洲前緣水下分流河道砂體沉積，在研究區(qū)分布較普遍?？梢钥闯?，無論是均質(zhì)韻律與均質(zhì)韻律、正韻律與正韻律組合及均質(zhì)韻律與正韻律組合，均表現(xiàn)為夾層底部剩余油富集特征。由于夾層上、下2個砂體內(nèi)部滲透率級差較小，在重力作用的影響下，易于形成底部水淹，頂部水淹相對較輕，剩余油富集。上、下2個砂體間存在的夾層會形成滲流屏障，阻礙注入水向下運移。最終，剩余油主要分布于夾層之下韻律層頂部滲透性相對較高的區(qū)域。

圖6 夾層底部富集型剩余油分布模式

5 結(jié) 語

(1) S油田層內(nèi)夾層以泥質(zhì)夾層和物性夾層為主，厚度一般小于1 m，呈現(xiàn)出低密度、弱連續(xù)分布特征。

(2) 夾層延伸規(guī)模對層內(nèi)剩余油分布有明顯控制作用。隨著夾層長度的延伸，夾層頂部和底部區(qū)域的剩余油也更加富集。

(3) 夾層分布位置影響著層內(nèi)剩余油的富集程度。當(dāng)采油井鉆遇夾層情況下，夾層對剩余油分布的影響更大，剩余油更為富集。

(4) 建立了滲流屏障(層內(nèi)夾層)和滲流差異(韻律性)控制下的3種層內(nèi)剩余油分布模式，即夾層頂部富集型、夾層上下富集型和夾層底部富集型。

[1] 盧虎勝,林承焰,程奇,等.東營凹陷永安鎮(zhèn)油田沙二段三角洲相儲層構(gòu)型及剩余油分布[J].東北石油大學(xué)學(xué)報,2013,37(3):40-46.

[2] 鄒志文,斯春松,楊夢云.隔夾層成因、分布及其對油水分布的影響：以準(zhǔn)噶爾盆地腹部莫索灣莫北地區(qū)為例[J].巖性油氣藏,2010,22(3):66-70.

[3] 劉超,馬奎前,陳劍,等.旅大油田非均質(zhì)性定量表征及開發(fā)調(diào)整[J].油氣地質(zhì)與采收率,2012,19(5):88-90.

[4] 閻海龍,孫衛(wèi).水下分流河道砂體中夾層的識別及定量分析：以靖安油田盤古梁長6油層為例[J].西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006,36(1):133-136.

[5] 岳大力,趙俊威,溫立峰.辮狀河心灘內(nèi)部夾層控制的剩余油分布物理模擬實驗[J].地學(xué)前緣,2012,19(2):157-161.

[6] 屈亞光,丁祖鵬,潘彩霞,等.厚油層層內(nèi)夾層分布對水驅(qū)效果影響的物理實驗研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2014,21(3):105-107.

[7] 王延章,林承焰,溫長云,等.夾層分布模式及其對剩余油的控制作用[J].西南石油學(xué)院學(xué)報,2006,28(5):6-10.

[8] 崔建,李海東,馮建松,等.辮狀河儲層隔夾層特征及其對剩余油分布的影響[J].特種油氣藏,2013,20(4):26-30.

[9] 楊圣賢,嚴(yán)科.河口壩儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)及對剩余油分布的影響[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,38(4):56-62.

[10] 李志鵬,林承焰,董波,等.河控三角洲水下分流河道砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)模式[J].石油學(xué)報,2012,33(1):101-105.

Abstract:In order to analyze the remaining oil distribution law controlled by interlayer, the reservoir architecture and numerical simulation analysis of interlayer were carried out in Bohai S oilfield. The results present that interlayer was mainly composed of clay interlayer and physical interlayer, showing a low density, weak continuous distribution characteristics. The remaining oil distribution and enrichment were controlled by the extension scale, distribution position of interlayer and the relationships with injection wells and interlayer. The internal remaining oil distribution patterns can be divided into three models: the top type interlayer, the up-down interlayer and the bottom interlayer.

Keywords:remaining oil distribution; interlayer; reservoir architecture; S Oilfield

InternalRemainingOilDistributionPatternControlledbyInterlayer:TakingSOilfieldinBohaiasanExample

LIU Chao LI Yunpeng ZHANG Wei FENG Haichao WANG Yingchao

(Bohai Petroleum Research Institute, Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300459, China)

TE122

A

1673-1980(2017)05-0030-05

2017-05-29

國家科技重大專項“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范”(2011ZX05057-001)；國家科技重大專項“渤海油田加密調(diào)整及提高采收率油藏工程技術(shù)示范”(2016ZX05058-001)

劉超(1984 — )，男，碩士，工程師，研究方向為油田開發(fā)地質(zhì)。