夏云(勝利油田勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

儲(chǔ)層表征技術(shù)在高含水老油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

夏云(勝利油田勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

研究表明,高分辨率層序地層學(xué)分析、儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析、夾層分析、剩余油分析等技術(shù)代表了當(dāng)前國內(nèi)外油田開發(fā)后期儲(chǔ)層精細(xì)描述與表征的前沿技術(shù)，是深度開發(fā)水驅(qū)老油田，提高油氣采收率的儲(chǔ)層精細(xì)研究與表征的關(guān)鍵性技術(shù)。

儲(chǔ)層表征；高含水期；儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)；夾層；剩余油

目前，我國大部分主力油田已經(jīng)進(jìn)入高含水或特高含水開發(fā)階段，地下剩余油多分布在薄、差、邊部位，呈現(xiàn)出“普遍分散，局部集中”的分布特征，注采矛盾已由層間矛盾轉(zhuǎn)化為層內(nèi)非均質(zhì)性矛盾[1～2]。儲(chǔ)層描述與表征不夠精細(xì)，不能大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)等時(shí)地層格架內(nèi)對(duì)小層乃至單砂體的準(zhǔn)確對(duì)比，不能對(duì)單砂體內(nèi)的3、4級(jí)地質(zhì)構(gòu)型界面的展布、連通性進(jìn)行精確刻畫，注入水難以對(duì)儲(chǔ)層中剩余油進(jìn)行對(duì)應(yīng)有效驅(qū)替，是制約目前高含水期儲(chǔ)層開發(fā)效率的主要癥結(jié)之一。對(duì)此， 開展儲(chǔ)層精細(xì)表征研究，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行高分辨率層序地層學(xué)分析，建立等時(shí)地層格架并在格架內(nèi)對(duì)小層、單砂體、增生體進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)比，確定儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)并研究3、4級(jí)結(jié)構(gòu)界面的展布、聯(lián)通性及其對(duì)剩余油的控制作用，是深度開發(fā)水驅(qū)老油田，提高油氣采收率的儲(chǔ)層精細(xì)研究關(guān)鍵性技術(shù)。

1 高分辨率層序地層學(xué)在老油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

高分辨率層序地層學(xué)以露頭、巖心、測(cè)井以及高分辨率地震資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用精細(xì)層序劃分、對(duì)比技術(shù)，可建立等時(shí)的地層對(duì)比格架，并在等時(shí)地層格架內(nèi)對(duì)儲(chǔ)層分布進(jìn)行評(píng)價(jià)并預(yù)測(cè)[2]。在油田開發(fā)過程中，運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)建立高精度的等時(shí)地層格架，不但可以滿足小層砂體及單砂體追蹤對(duì)比以及等時(shí)大比例尺沉積微相圖的編制，更為重要的是可進(jìn)行儲(chǔ)層砂體時(shí)空展布規(guī)律的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，并進(jìn)行儲(chǔ)層非均質(zhì)性和剩余油分布的研究。

2 儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析技術(shù)在油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)或內(nèi)部構(gòu)型是指沉積砂體內(nèi)部由各級(jí)次沉積界面所界定的砂質(zhì)結(jié)構(gòu)單元以及夾層的結(jié)構(gòu)特征。儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析技術(shù)將儲(chǔ)層描述由微相研究擴(kuò)展到單砂體研究，并將單砂體的形成機(jī)制、非均質(zhì)性、內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)等有機(jī)結(jié)合為一體，這一思想與油田進(jìn)入高含水期，儲(chǔ)層需要進(jìn)行精細(xì)預(yù)測(cè)和表征以尋找剩余油分布規(guī)律的要求相統(tǒng)一，廣泛應(yīng)用到河流相沉積及三角洲等沉積研究領(lǐng)域[2～5](圖1)。

以曲流河點(diǎn)砂壩砂體為例，通過儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析研究發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)壩砂沉積形成了以下幾種剩余油分布模式： ①側(cè)向加積形成的3、4級(jí)界面滲流性差，影響水驅(qū)開發(fā)效果，4級(jí)界面下的砂體頂部易形成剩余油分布；②點(diǎn)壩砂體底部連通性好，頂部連同性差，形成半連通體，易形成頂部剩余油富集；③曲流河側(cè)積過程中，增生體相互疊置，側(cè)積體的邊部或隔擋層附近

易形成剩余油發(fā)育；④廢棄河道沉積物性差，易形成剩余油分布(圖2)。

圖1 三角洲前緣河口壩砂體層次界面分級(jí)

圖2 曲流河道砂體4級(jí)界面與剩余油分布模式

3 儲(chǔ)層表征技術(shù)在國外老油田開發(fā)后期中的應(yīng)用

Jackson油田位于澳大利亞昆士蘭西南Cooper盆地東南部，中侏羅統(tǒng)Hutoon組河流相砂巖是其主力油層段，目前已進(jìn)入高含水開發(fā)期。前期一直作為均質(zhì)油藏開發(fā)，后經(jīng)過儲(chǔ)層精細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，由于存在薄而廣泛分布的泥質(zhì)夾層，將儲(chǔ)層分隔為更小的單元，而之前井距和射孔密度未能有效控制這些小單元，因此通過剩余油挖潛，存在儲(chǔ)量增長(zhǎng)的機(jī)遇[6]。

識(shí)別儲(chǔ)層非均質(zhì)性的建模方法主要包括4個(gè)主要步驟：

①確定儲(chǔ)層地質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)；

② 研究?jī)?chǔ)層流體流動(dòng)趨勢(shì)；

③儲(chǔ)層流體流動(dòng)趨勢(shì)與地質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)特征的綜合研究；

④預(yù)測(cè)原始地質(zhì)儲(chǔ)量，殘余油飽和度和剩余可動(dòng)油的分布，尋找儲(chǔ)量增長(zhǎng)的機(jī)遇。

3.1 確定儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)

通過分析測(cè)井和巖心資料，在高精度成因地層格架內(nèi)部確定儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)。根據(jù)自然伽馬曲線可識(shí)別出Hutoon組砂巖具有5個(gè)湖泛面泥巖標(biāo)志層，進(jìn)而根據(jù)這些等時(shí)地質(zhì)界面將Hutoon組砂巖自上而下劃分為5個(gè)地質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)單元(圖3)，并可在等時(shí)地質(zhì)格架內(nèi)對(duì)各地質(zhì)單元進(jìn)行巖相古地理分析。

圖3 等時(shí)成因單元和操作單元的劃分

3.2 確定流體流動(dòng)趨勢(shì)

通過對(duì)油水井生產(chǎn)歷史和壓力衰竭資料分析能夠得到油藏內(nèi)部流體流動(dòng)的趨勢(shì)。采用逐井確定的初始潛力、累積和目前產(chǎn)量、含水、壓力衰竭等一系列描述油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的圖件有助于識(shí)別流體流動(dòng)規(guī)律。初始單井潛力測(cè)試可以為確定油藏開發(fā)早期階段的產(chǎn)液、產(chǎn)油能力提供依據(jù)。將這個(gè)圖件與累積產(chǎn)量相比可獲知整個(gè)油藏開采歷史過程中的變化并指明未來流體流動(dòng)的主要趨勢(shì)。根據(jù)這些圖也易于識(shí)別出最佳的開采部位(驅(qū)掃部位)和流體流動(dòng)受到遮擋的部位。

Hutoon組砂巖水侵區(qū)域圖(圖4)表明，儲(chǔ)層含水上升高度主要受控于儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)中地質(zhì)界面的分布及上覆Birkhead河道切割的幾何形態(tài)。油田中部對(duì)應(yīng)于單元2下部，缺乏隔擋流體垂向流動(dòng)的泥巖夾層，故含水上升高達(dá)25米左右；北部區(qū)域受單元2和4頂部泥巖隔層的隔擋，含水上升高度僅0～7米；東北部和東南部受Birkhead組低滲透河道砂巖的側(cè)向隔擋，含水上升近6～8米。

圖4 Hutton砂巖水侵區(qū)域

3.3 油藏建筑結(jié)構(gòu)與流體流動(dòng)趨勢(shì)的綜合

識(shí)別油藏內(nèi)部非均質(zhì)性，建立三維流動(dòng)單元模型的關(guān)鍵是流體流動(dòng)趨勢(shì)與油藏建筑結(jié)構(gòu)的綜合。其結(jié)果可以用來預(yù)測(cè)額外的潛力。油藏性質(zhì)、構(gòu)造環(huán)境和生產(chǎn)趨勢(shì)空間位置的組合是影響非均質(zhì)性的關(guān)鍵。這一過程是通過對(duì)一系列生產(chǎn)動(dòng)態(tài)圖、地質(zhì)和油藏質(zhì)量圖綜合起來，進(jìn)行比較完成的。

3.4 尋找儲(chǔ)量增長(zhǎng)潛力

尋找儲(chǔ)量增長(zhǎng)機(jī)遇的最終一步是定量給出潛力資源的大小和剩余油目標(biāo)區(qū)。通?？梢圆捎枚喾N方法計(jì)算烴體積，目前較先進(jìn)的是利用三維地質(zhì)建模軟件的三維計(jì)算方法。

綜合分析測(cè)算， Hutoon組砂巖原始地質(zhì)儲(chǔ)量為9千萬桶，單元2和單元3各占39%和27%，剩余油還有2千萬桶。經(jīng)過儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析和流體流動(dòng)趨勢(shì)的綜合分析認(rèn)為：剩余油挖潛區(qū)域主要為： ①Jackson油田東北翼。該區(qū)具有旁繞的可動(dòng)油，主要分布于單元3和4；② Birkhead沖刷造成地層分隔導(dǎo)致的潛力。 Hutoon組砂巖上部的地層格架造成大量剩余可動(dòng)油，沿油田東南翼存在大量的增加開發(fā)潛力的機(jī)遇。

4 結(jié)論

(1)小層及單砂體不能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)在等時(shí)地層格架內(nèi)準(zhǔn)確對(duì)比，注采對(duì)應(yīng)性差是制約目前高含水油田開發(fā)效率的主要癥結(jié)之一。應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)理論可精確建立等時(shí)地層格架，并在等時(shí)地層格架內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小層砂體乃至單砂體的準(zhǔn)確等時(shí)對(duì)比。

(2)小層砂體建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的3、4級(jí)構(gòu)型界面易形成隔夾層分布，界面上下易形成剩余油分布，是高含水期小層砂體剩余油挖潛的重要目標(biāo)部位。

(3)高分辨率層序地層學(xué)、儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)理論、儲(chǔ)層內(nèi)流體流動(dòng)趨勢(shì)分析等分析技術(shù)的綜合應(yīng)用，是高含水期油田剩余油挖潛的關(guān)鍵性技術(shù)。

[1]徐中波，申春生，陳玉琨.砂質(zhì)辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型表征及其對(duì)剩余油的控制—以渤海海域P油田為例[J].沉積學(xué)報(bào)，2016,34(2):375-385.

[2]趙紅兵,申本科.特高含水期三角洲前緣儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)分析與剩余油分布[M].石油工業(yè)出版社，2011.

[3]王延忠.河流相儲(chǔ)層夾層精細(xì)表征及控油作用研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2011,33(10):43-47.

[4]李學(xué)慧，陳清華，揚(yáng)超.儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析及在剩余油挖潛中的應(yīng)用[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010,32(6):16-20.

[5]翟志偉.薩北開發(fā)區(qū)葡一油組曲流河道砂體建筑結(jié)構(gòu)與剩余油分布.中國地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[6]Hamilton,D.S.Approaches to identifying reservoir heterogeneity in barrier/strandplain reservoirs and the opportunities for increased oil recovery: an example from the prolific oilproducing Jackson-Yegua trend,south Texas,Marine and Pertroleum Geology,1995,12(3):273-290.

夏云, 男, 本科,中石化勝利油田勘探開發(fā)研究院工程師,主要從事儲(chǔ)層研究及石油勘探開發(fā)情報(bào)調(diào)研。