油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律及挖潛方法
——以松遼盆地杏南油田北斷塊葡萄花油層為例

劉宗堡，閆 力，高 飛，付曉飛，于開春

（1.東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318； 2.大慶油田有限責任公司 第三采油廠，黑龍江 大慶163113； 3.大慶油田有限責任公司 第五采油廠，黑龍江 大慶 163514）

油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律及挖潛方法
——以松遼盆地杏南油田北斷塊葡萄花油層為例

劉宗堡1，閆 力1，高 飛2，付曉飛1，于開春3

（1.東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318； 2.大慶油田有限責任公司 第三采油廠，黑龍江 大慶163113； 3.大慶油田有限責任公司 第五采油廠，黑龍江 大慶 163514）

針對油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律認識不清和有效挖潛難等問題，以松遼盆地杏南油田北斷塊葡萄花油層為解剖對象，利用三維地震、測井曲線和生產動態等資料，分析斷層邊部斷砂配置關系、儲層砂體發育特征、油層沉積演化序列和單砂體開發動用狀況等，得出斷層邊部剩余油平面富集部位受控于斷砂配置關系影響下的單砂體開發動用狀況，以及垂向富集層位受控于油層沉積演化序列和儲層砂體發育特征控制下的中厚層河道發育層位，建立油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律及定向井挖潛方法，為老油田增儲穩產提供有利保障.

斷層邊部；剩余油富集規律；定向井挖潛；葡萄花油層；松遼盆地

0 引言

我國東部陸上主力油田大部分為復雜斷塊油田，多表現為斷層分割強、巖性變化快、儲層非均質性強和剩余油分布復雜等特征，其儲量約為我國總開發儲量的30%，約為絕對剩余可采儲量的40%.經過長期注水開發，油田多數已進入高含水開發后期，由于斷層邊部鉆井少、注采不完善和斷層遮擋作用強，造成剩余油富集，成為今后挖潛的重點領域.徐安娜等指出，分析不同類型儲層剩余油分布狀況及開采動態特征，有利于制定有針對性的油田挖潛方案和宏觀決策[1].劉建民等分析河流相儲層內部建筑結構和滲流機制，揭示河流相儲層沉積模式對剩余油形成、分布的控制作用[2].韓大匡運用地質、開發地震、測井、精細數值模擬等方法，確定剩余油分布狀況和鉆高效井挖潛方法[3].金強等分析野外露頭中斷層破碎帶特征及大量測井資料，研究斷裂帶對斷塊油田剩余油開發的影響[4].剩余油的有效挖潛已經成為世界性熱點和難點問

題[5-6].

選取松遼盆地大慶長垣背斜杏南油田北斷塊葡萄花油層為解剖對象，在井震結合斷層校正基礎上，通過分析斷砂配置關系、儲層砂體發育特征、油層沉積演化序列和單砂體開發動用狀況等地質因素，總結斷層邊部剩余油富集宏觀部位、垂向層位、微觀井區、儲量規模和定向井挖潛原則，建立油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律分析方法及定向井挖潛方案，對指導斷塊油田高效開發具有參考意義.

1 井震結合斷層校正

杏南油田構造上位于松遼盆地中央拗陷區大慶長垣杏樹崗背斜構造南部，其中北斷塊葡萄花油層主要包括杏八、杏九區的純油區和油水過渡區；葡萄花油層頂面整體表現為平緩背斜構造特征，具有北高、西陡和東緩的格局分布特點[7].三維地震精細解釋和地震沿層相干切片研究結果表明，葡萄花油層頂面共發育21條正斷層，走向主要為北北西向，斷距為10～80 m，延伸長度為1～3 km，傾角為40°～60°[8].針對斷層平面位置及兩盤井網注采關系不準確，基于鉆井部位、斷點深度和斷失層位分析結果，建立正斷層定量校正地質模型，內容包括：（1）地震剖面層位追蹤、斷層組合樣式和構造等高線特征控制油層斷失層段；（2）測井曲線對比及響應特征標定斷點深度；（3）斷點深度—斷面傾角—兩盤海拔高程確定斷層平面位置.在斷層校正地質模型指導下，修正研究區21條斷層中11處，如杏8-4-534井校正前位于斷裂帶上，校正后位于斷層下盤.斷層校正在分析斷層兩盤注采關系、注采井比例和各時間單元注采關系中具有重要作用（見圖1）.

圖1 葡萄花油層正斷層校正地質模型Fig.1 The normal fault correction geological model of Putaohua reservoir

2 剩余油富集主控因素

2.1 斷砂配置關系

正向構造主體區斷層分割剩余油，形成斷層邊部剩余油差異富集分布特征[9].背斜構造區斷砂配置關系表現為斷層傾向與地層傾向的匹配樣式，研究區斷砂配置關系主要表現為4條順向斷層、17條反向斷層、2條屋脊式斷層和6條反屋脊式斷層，分析不同斷砂配置關系形成的正向構造圈閉特征（數量、幅度、范圍、有效性）及其對剩余油分布的控制作用（見表1），結果表明，剩余油依次富集在反向斷層下盤、屋脊式斷層下盤、順向斷層上盤和屋脊式斷層上盤，其中反屋脊式斷層附近只有形成巖性尖滅體和局部微幅度構造，才能形成剩余油.因為研究區主要發育反向斷層，同時受大慶長垣背斜構造和葡萄花油層整體儲層砂巖發育影響（北部物源北北東向水系），斷砂配置關系整體表現為寬緩背斜背景下的高角度相交，所以大型反向斷層下盤即為剩余油富集宏觀部位（見圖2）.

2.2 油層沉積演化序列

油田高含水期中厚層砂體動用程度高，但剩余油富集總量大，尤其在斷層邊部，由于儲層整體動用程度差，使剩余油十分富集[9].杏南油田葡萄花油層屬于松遼盆地北部物源遠源河控三角洲沉積體系，垂向上細分為7個小層、16個沉積時間單元.

受淺水三角洲沉積期古地形平緩和湖平面頻繁升降影響，葡萄花油層垂向上發育多旋回沉積演化序列.葡Ⅰ2—葡Ⅰ3小層發育三角洲分流平原亞相和三角洲內前緣亞相，微相類型主要為陸上中低彎度曲流型分流河道、陸上順直型分流河道和水下順直型分流河道，砂體呈中厚層連續枝狀或條帶狀展布；葡Ⅰ12時間單元發育三角洲內前緣亞相，微相類型主要為水下順直型分流河道和少量河控席狀砂，砂體呈中層連續條帶狀和局部坨狀展布；其他時間單元均發育三角洲外前緣亞相，微相類型主要為浪控席狀砂和河

口壩，砂體呈中薄層席狀、條帶狀和坨狀展布.葡萄花油層淺水三角洲儲層沉積特征決定主要控油砂體為基準面旋回升降控制下形成的陸上及水下河道微相；同時，油層中部葡Ⅰ2—葡Ⅰ3小層河道砂體規模大、穩定性好，且中上部多發育穩定側積泥巖夾層，造成儲層非均質性強和開發動用效果差[10]，構成剩余油富集垂向層位.如目前研究區主力油層井網雖然含水率高達91.2%，但產量約占葡萄花油層總產量的86.4%（見圖3）.

表1 葡萄花油層剩余油分布特征Table 1 The remaining oil distribution features of Putaohua reservoir

圖2 葡萄花油層斷砂配置關系Fig.2 The configuration relationship with fault and reservoir of Putaohua reservoir

圖3 葡萄花油層儲層砂體發育特征Fig.3 The reservoir sandbody develop feature of Putaohua reservoir

2.3 單砂體開發動用狀況

杏南油田北斷塊采用4套井網分層系開發，其中葡萄花油層主要受基礎井網（300～400 m不規則面積井網開采主力層位）和三次加密井網（300 m線性井網開采非主力層位）影響.為了分析斷層邊部剩余油富集微觀井區和儲量規模，在斷砂配置關系和沉積微相繪制基礎上，刻畫斷層邊部正向構造區各時間單元剩余油富集范圍，并參照地質儲量參數對各時間單元剩余油儲量和面積進行累加計算.如293斷層（反向斷層下盤）葡Ⅰ31和葡Ⅰ32時間單元發育大型曲流型分流河道砂體，通過分析井網注采關系、射孔情況、砂體邊界和有效驅動范圍，發現在293斷層邊部有大量剩余油富集，采用容積法計算，得出斷層下盤各時間單元剩余油總儲量為46×104t（見圖4），即各時間單元單砂體開發動用狀況決定斷層邊部剩余油富集微觀井區和儲量規模.

圖4 293斷層下盤葡Ⅰ3小層剩余油分布范圍Fig.4 The remaining oil distribution of P I3 sublayer in fault footwall

3 剩余油富集規律及挖潛方法

3.1 富集規律

沉積微相、儲層流動單元、微幅度構造和井網注采關系決定剩余油類型、分布規律和富集程度[11-12].通過對杏南油田北斷塊葡萄花油層斷層邊部斷砂配置關系、儲層砂體發育特征、油層沉積演化序列，以及單砂體開發動用狀況等剩余油富集地質因素綜合分析，得出斷層邊部剩余油平面富集部位受控于斷砂配置關系影響下的單砂體開發動用狀況，以及垂向富集層位受控于油層沉積演化序列和儲層砂體發育特征控制下的中厚層河道微相.斷層邊部剩余油富集規律為：（1）斷砂配置關系形成的正向構造控制剩余油富集宏觀部位；（2）油層沉積演化序列、儲層砂體發育特征和儲層非均質性影響下的中厚層河道組成剩余油富集垂向層位；（3）注采井網和和射孔情況約束下的時間單元沉積微相開發動用狀況決定剩余油富集微觀井區；（4）根據多地質參數表征下的各時間單元剩余油面積和儲量疊合方法，確定剩余油儲量規模，建立分析油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律方法.

3.2 挖潛方法

斷層邊部剩余油挖潛具有特殊性，如果采用直井挖潛，則范圍和鉆遇有效厚度有限；如果采用水平井挖潛，則只適合開采個別主力含油層段[13].結合文中剩余油富集規律，提出利用定向井挖潛斷層邊部剩余油，具有優點：（1）鉆遇油層均處于構造高點；（2）沿斷層面下方能夠找回斷失厚度；（3）可增加油層視厚度；（4）穿越斷層下盤的所有油層，可以達到補鉆多口直井的效果.

以研究區293斷層為例（北西走向、平面延伸為5 km、最大斷距為97.8 m、平均斷層傾角為70°），提出斷層邊部多靶點定向井設計原則：（1）選取斷層，為封閉性好的大型反向正斷層下盤；（2）確定方位，垂直物源方向的位置可增加鉆遇砂體的成功概率；（3）選取部位，為正向構造發育和開發動用狀況差部位；（4）確定方式，為可鉆遇最大有效厚度；（5）考慮效益，參照定向井經濟效益評價開發.基于定向井設計原則，參照優先鉆遇開發動用差的葡萄花油層中部主力含油層位，兼顧鉆遇開發動用差的葡萄花油層頂部和底部非主力含油層位，設計2口定向井（見圖5），研究利用“多靶點”定向井挖潛斷層邊部剩余油技術，為類似斷塊油藏開發提供指導.

圖5 葡萄花油層293斷層邊部定向井位部署Fig.5 The direction well location of 293 fault boundary of Putaohua reservoir

4 結論

（1）基于鉆井部位、斷點深度和斷失層位綜合分析方法，建立正斷層定量校正地質模型，為準確分析斷層兩盤和各時間單元井網注采關系提供保障.

（2）斷層邊部剩余油富集地質因素包括：斷砂配置關系影響剩余油富集宏觀部位；油層沉積演化序列控制剩余油富集垂向層位；單砂體開發動用狀況決定剩余油富集微觀井區和儲量規模.

（3）總結斷層邊部定向井挖潛剩余油的優點和原則，分析油田高含水期斷層邊部剩余油富集規律，并提出定向井挖潛方法，對指導斷塊油藏剩余油高效開發具有參考意義.

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TE122.2

A

2095-4107（2014）04-0052-07

2014-04-14；

張兆虹

國家自然科學基金項目（41272151）；黑龍江省教育廳科技項目（12521060）

劉宗堡（1982-），男，博士，副教授，博士生導師，主要從事層序地層學與油氣成藏機理方面的研究.

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.04.008