北一區斷西PⅠ油藏沉積相帶圖的應用

王年梅 (中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院,黑龍江大慶 163712)

北一區斷西PⅠ油藏沉積相帶圖的應用

王年梅 (中石油大慶油田有限責任公司勘探開發研究院,黑龍江大慶 163712)

針對北一區斷西PⅠ組部分三元復合驅試驗井開發效果較差的問題,通過對各單元沉積相帶圖的研究,總結了各單元沉積特征、油層發育狀況、水淹特點、層內非均質性及剩余油分布規律,并將研究成果用于對試驗井開發效果的分析。結果表明,沉積相帶圖能夠有效分析注入井的開發效果,并可用于設計高效開發方案。

沉積特征;層內非均質性;剩余油分布

北一區斷西位于薩中地區98號斷層西部,面積150km2,地質儲量813.99×104t。該區塊1960年投入開發,1980年11月開始加密調整,1993年1月8日開始聚驅試驗,1997年3月15日開始三元復合驅試驗。共有油水井707口,綜合含水84.03%。

油田開發進入高含水期,油層細分調整挖潛難度越來越大,聚驅、二次加密調整井射孔方案編制、三元復合驅試驗等項工作都需要油藏精細地質研究成果。為此,筆者開展了北一區斷西油層沉積相帶圖編繪工作,并依據PⅠ油層組細分單元 (這里僅給出PⅠ2a單元)砂體沉積相帶圖(見圖1),對北一區斷西PⅠ油組沉積特征、油層發育狀況、水淹特點、夾層分布規律及剩余油分布等進行了初步探討。

圖1 北一區斷西PⅠ2a單元沉積相帶圖

1 北一區斷西PⅠ油組沉積特征

根據 “旋回對比,分級控制,不同相帶,區別對待”的對比方法[1-2],將PⅠ油組細分為PⅠ1、PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3、PⅠ4、PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7共8個沉積單元。通過對單元砂體沉積相帶圖的分析,將沉積微相類型主要歸納為主河道砂、分流河道砂、廢棄河道砂、決口河道砂、河間薄層砂及河間淤泥等[3-4]。

1)PⅠ1單元 該單元為分流平原相沉積,河床發育成網狀,發育的微相有分流河道砂、分流河道間薄層砂、河間淤泥及廢棄河道等。河道砂有效厚度占該單元總有效厚度81.7%,平均厚度2.83m。二、三類夾層分布與PⅠ1單元河道砂發育基本一致,說明河流下切比較嚴重,并且在個別處與PⅠ2a單元完全連通[5-7]。

2)PⅠ2a單元 該單元為大型高彎曲河流沉積,河床大面積連片發育,占全區總面積的80%以上,發育的微相有主河道砂、邊灘、漫灘、廢棄河道及沼澤等,河道砂發育厚度4.1m,有效厚度占該單元鉆遇總有效厚度93.9%,河漫灘及沼澤在區塊西部較發育,在中部少量發育,在東部不發育。該單元河流相下切PⅠ2 b單元也較嚴重,其中二、三類夾層占30%的面積,尤其在河流比較發育的東部二、三類夾層所占面積比例更大。

3)PⅠ2b單元 該單元屬于泛濫平原相高度彎曲河流沉積。河床相沉積大面積連片分布,占總面積70%以上。由于河流改道頻繁,河床內發育較多廢棄河道,河道砂厚度單井平均厚3.08m,其有效厚度占該單元總有效厚度89.60%,微相還有邊灘、廢棄河道、漫灘及沼澤等。二、三類夾層面積約占近50%,是PⅠ組河流相下切最嚴重的一個單元,在斷西中部且呈南北走向的寬帶狀分布,與河流走向一致。

4)PⅠ3單元 該單元為大型砂質辮狀河沉積,砂體規模大,沉積作用強,河床相占區塊面積90%,厚度也最大,平均單井厚度4.11m,有效厚度占該單元總有效厚度86.8%。平面上呈南北走向沉積,河床底界凹凸不平,有明顯下切現象。從平面上看,中部西部是辮狀河的主體部分,而區塊東部則是低彎曲的支流和決口河道沉積,河間薄層砂主要在東部發育。二、三類夾層占夾層面積的25%左右,中西部所占比例較大,而東部由于辮狀河不如中西部發育,一類夾層所占面積較大。

5)PⅠ4單元 該單元為三角洲內前緣相沉積,發育有決口水道、水下分流河道、三角洲內前緣席狀砂,河道砂在西部呈條狀、分叉、順直形狀,東部呈不連續坨狀。河道砂單井厚度2.55m,有效厚度占該單元總有效厚度41.3%,河床相占區塊總面積30%左右。而大面積分布的席狀砂平均連續發育,單砂體厚度1m左右,平均單井砂巖厚度2.59m。砂體夾層比較穩定,席狀砂在東部發育特征為4～5層,西部只發育2～3層。從測井曲線解釋成果圖上看,該單元中部發育的河流沖刷作用較強,呈南北走向斷線狀切割下覆PⅠ5單元。二、三類夾層僅占5%左右。一類夾層發育最好,并以其為界將PⅠ組分成2個砂巖組。

6)PⅠ5單元 該單元為三角洲內前緣相沉積,席狀砂是發育的主體,分布面積達到70%以上,連續性、穩定性好,夾層比較穩定。單砂體厚度1m左右。單井砂巖厚度1.73m。水下分流河道在東部發育較好,河道窄小,呈枝杈狀,厚度2.44m,占該單元總有效厚度62.2%。西部受波浪改造作用河道呈垛狀分布,東部二、三類夾層較發育,說明東部河流切割作用強于西部。

7)PⅠ6單元 該單元屬三角洲內前緣相沉積,河道主要以水下分流河道為主,面積占25%,單井有效厚度占該單元總有效厚度的78.8%,河道砂體平均厚度3.01m。東部水下分流河道發育較好,呈南北走向。西部由于受波浪作用改造作用強,連續性差,呈條帶狀分布。席狀砂分布的特點是中部發育最好且穩定,東西部較差,這一特點說明該單元沉積物源有2個,席狀砂分布面積超過50%,泥巖尖滅約占15%。席狀砂單井平均厚度2.14m,有效厚度占鉆遇總有效厚度8.3%。二、三類夾層分布受水下分流河道分布控制,面積約占20%。

8)PⅠ7單元 屬三角洲內前緣相沉積,發育的水下分流河道呈南北走向,走勢順直,分布面積超過50%,河道砂平均厚度3.08m,連通性較好。發育的席狀砂單層厚1m左右,單井有效厚度3.13m,占總鉆遇有效厚度11%。夾層發育,厚度變化較大,尖滅幾乎不發育[8-9]。

2 北一區斷西PⅠ油組非均質性特征

1)夾層發育特征 單元間夾層是阻止油氣水層間運移的非滲透性遮擋層,其中二、三類夾層在長期開發中起不到良好的層間隔擋作用,易形成竄水;層內夾層又使層內產生非均質性,降低驅油效果。從PⅠ1～PⅠ7各單元間夾層來看,其共同特征是二、三類夾層分布受河床發育位置控制,而1類夾層則分布于席狀砂、河間砂、泥巖尖滅等處。這一特點說明某些未射開的砂巖層可能已經形成含水層。如PⅠ4單元中上部北1-4-P22條帶為剩余油帶,但PⅠ3夾層為3類,水竄入,河道砂實際已水淹[10]。

2)水淹狀況 ①河床相砂體水淹情況。河床相非常發育的PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3單元水淹嚴重;河床相比較發育的PⅠ1、PⅠ7單元河道寬度50～300m,井網控制程度低,水淹程度輕;PⅠ5、PⅠ6單元為水下分流河道,河床規模最小,水淹程度也最低。②非河床相砂體水淹情況。在河床相非常發育的PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3單元非河床相分布面積小,水淹相對也要嚴重些;而PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7單元席狀砂大面積分布,水淹程度低;PⅠ4單元是三角洲內前緣相沉積,其特征與PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7單元相似;但由于PⅠ3下切嚴重,使PⅠ4非河床相水淹較PⅠ5、PⅠ6、PⅠ7嚴重。

3)油層發育狀況 通過對油層鉆遇厚度統計可知,PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3單元河道砂巖厚度最大,這種河道砂內非均質嚴重,水驅開發效果差,但聚驅的潛力大。PⅠ4、PⅠ7單元席狀砂單井鉆遇厚度大,分布面積大,穩定性好,水驅開發效果也較好。通過對PⅠ組表外鉆遇厚度進行統計可知,在PⅠ1～PⅠ3河間沉積中表外發育厚度小,PⅠ4～PⅠ7三角洲內前緣相發育較多,占鉆遇厚度26%左右。

4)滲透率變化情況 由于北一區斷西PⅠ油組為多段多韻律沉積,滲透率多在0.48～0.73μm2,長期注水開發在厚油層高滲透帶沖刷形成大孔道,使非均質性更加嚴重。

3 儲層剩余油分布

依據對北一區斷西PⅠ油組沉積特征及非均質性特征的分析,將區塊剩余油分布特點總結如下:

1)垂向剩余油分布特點 由于油層垂向非均質特性,河道砂垂向上滲透率不均勻,河道砂體與非河道砂體間滲透率差異大,厚油層內夾層的存在,導致油層垂向上在低滲透率油層內含有較多剩余油。PⅠ1～PⅠ3單元屬于平原相大型河流沉積,由于河流沉積作用強,沖刷作用強,造成河道砂體沉積較厚,下切嚴重,因此在開發PⅠ1～PⅠ3單元時在高含水期厚油層垂向上滲透率差異和隔層阻擋作用差等因素形成水竄。PⅠ1～PⅠ3單元河道砂體厚度較大,中部和東部下切現象突出,東部下切地帶連片發育,在這些區域射孔布井時應考慮在上單元射開油層,盡量避開由于重力和滲透率差異造成的油層底部嚴重水竄,這些區域垂向滲透率段剩余油含量較大。

2)平面剩余油分布特點 PⅠ1～PⅠ3單元為大面積分布的河床相沉積,受廢棄河道、斷層、尖滅、河間砂的影響,注采關系不完善,存在平面剩余油。PⅠ1單元在區塊東部和中部形成連續的剩余油分布帶。PⅠ2b單元在區塊東北部和中下部形成連片的剩余油分布帶。PⅠ3單元為大型砂質辮狀河,盡在區塊東部,決口水道和分流河道的內部形成剩余油分布帶。PⅠ5單元以干枝狀水下分流河道為主,河道窄小,注采系統更難控制,有剩余油分布。

PⅠ4～PⅠ7河道砂體為分流河道,由于河道窄小,井網不易控制,剩余油存在井網沒有控制住的河道中;另外這些單元席狀砂分布廣而連續,單層薄物性差,與河道砂產生層間干擾而形成剩余油帶。PⅠ4單元由于2條枝狀水下分流河道的限制,在其中下部的席狀砂形成大片剩余油分布帶。PⅠ6單元在其中下部形成大片剩余油分布帶。內前緣相席狀砂在PⅠ油組中作為非主力油層開發,其平面注采系統不完善,因此含有大片的剩余油,尤其在PⅠ5和PⅠ7單元中較多[8-9]。

4 應用

北一區斷西三元復合驅試驗,試驗層位PⅠ1～PⅠ4單元。1997年3月15日開始注三元體系。以下應用PⅠ油組沉積相地圖對比北1-6-P34井、北1-丁6-更P127井2口中心井進行分析。

1)PⅠ1單元 2口中心井位于砂巖體連通性差的河間砂體中,而對應的6口水井有5口處于泥巖尖滅區,開發效果差,導致該單元河間砂體成為小剩余油帶。

2)PⅠ2a單元 該單元為高彎曲河流沉積,河道大面積分布,廢棄河道較發育。該單元是試驗區的一個主力油層,也是北1-丁6-更P127井唯一主力油層。2口中心井、6口注入井均位于河道砂體中,河道砂體發育厚度大,滲透率高,但在試驗區內由于廢棄河道的存在而使試驗區3口注入井1口中心井受到不同程度遮擋。

3)PⅠ2b單元 該單元中心井北1-丁6-更P127井在河間薄層砂上,與水井連通性差,注入效果不好。另一口中心井北1-6-P34井雖在河道砂上,但與一口注入井北1-丁6-P27井位于河間砂體中,故只有3口注入井對其受效。

4)PⅠ3單元 該單元中心井北1-丁6-更P127井在非河床相沉積砂體上,生產時未射開,是河間剩余油帶,更新井投產后1998年8月第1次壓裂增油效果應是來自該層,因為壓裂后含水低,產量少,生產時間短,與該層地質特征相一致。對中心井北1-6-P34井,4口水井有1口位于河間砂體中,受河岸遮擋,受效差,注入井北1-6-35井與中心井間有一小型廢棄河道,也影響其注入效果。該單元雖是中心井的另一主力油層,但由于沉積因素導致注采不完善。

5)PⅠ4單元 該單元屬三角洲內前緣相沉積,席狀砂發育,河道砂體小而順直,呈垛狀。北1-丁6-更P127井的4口注入井中有1口位于河道中,1口位于河邊,席狀砂與河道是連通的,注入的三元體系順河道流向北1丁6-更P127井。

另一中心井北1-6-P34井位于席狀砂體中,4口注入井有兩口受河道影響,滲透率相差5倍,砂巖厚度相差2倍,使中心井受這2口井注入效果很小。注入井北1-6-33井因受河道影響,該單元吸水量主要向北1-6-P32井突進。

通過以上分析可以看出,由于沉積相帶的不均勻分布導致試驗區2口中心井開發效果降低,經統計2口中心井PⅠ1～PⅠ4單元約18%地質儲量受相帶阻隔而嚴重影響開發效果,使實際動用儲量只有82%。

5 幾點認識

1)北一區斷西PⅠ油組PⅠ1、PⅠ2a、PⅠ2b、PⅠ3單元為大型河流相沉積,砂體規模大,分布面積廣,連通性好,期間夾有河間沉積及少量泥巖尖滅沉積。PⅠ4～PⅠ7單元為小型順直分流河道沉積,分布于三角洲內前緣席狀砂中,河道砂體分布面積相對少,連續性差,席狀砂大面積穩定分布。

2)北一區斷西PⅠ油組河道砂垂向上滲透率存在韻律形變異而降低水驅效果,平面上河道空間分布受河道控制,其內部滲透率、厚度也隨空間位置不同而變化。

3)北一區斷西PⅠ油組剩余油分布垂向上存在于PⅠ1～PⅠ3單元河道砂中;平面上存在于PⅠ1～PⅠ3單元河道砂受斷層、尖滅、廢棄河道遮擋處及PⅠ4～PⅠ7單元井網沒控制住的小河道及垛狀河道中。PⅠ4～PⅠ7單元席狀砂中由于與河床砂滲透率存在較大差異也有剩余油存在。

4)北一區斷西PⅠ油組沉積特征、非均質性、剩余油分布的研究成果,對該區塊PⅠ油組細分調整挖潛、三元復合驅試驗等項工作具有很大的指導意義。

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[編輯] 李夢霞

TE121.3

A

1673-1409(2014)20-0014-04

2014-03-13

王年梅(1973-),女,碩士,工程師,現主要從事油田精細油藏描述方面的研究工作。