辮狀河三角洲前緣評價剩余油分布的水淹模式
——以溫西三塊水淹層評價為例

張予生，孫萬明，葉志紅，夏元劍，謝 華，計 然

(中油測井有限公司 吐哈事業部，新疆 鄯善 838202)

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·地球科學·

辮狀河三角洲前緣評價剩余油分布的水淹模式
——以溫西三塊水淹層評價為例

張予生，孫萬明，葉志紅，夏元劍，謝 華，計 然

(中油測井有限公司 吐哈事業部，新疆 鄯善 838202)

針對溫西三塊辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠砂微相砂體受河道水流和湖浪雙重作用,砂體結構特征及賦存狀態復雜,在注水開發中水淹程度及其測井響應具有不同的變化特征,提出了辮狀河三角洲前緣評價剩余油分布的7種水淹模式。不同水淹模式分布發育于不同的微相單滲砂或疊置單滲砂層中,它們在注水開發中，由于油層層內或層間差異引發注入水線推進不均勻,造成油層內部或油層間縱向和橫向層間干擾，形成中弱水淹或未水淹層。其中主體微相河道正向單滲、河道疊置滲水淹模式，注水開發水線推進時有不均,常在油層上部或疊置層間差異層形成中弱水淹層位;非主體微相席狀砂滲、遠砂滲注水開發水線推進差,常形成全層段弱水淹或未水淹層位。它們分別造成目的層段已動用油層和基本未動用油層的剩余油分布及挖潛部位。該研究以實例，具體分析了不同沉積微相控制水淹模式的測井響應特點及其解釋方法,闡明了該區水淹層剩余油挖潛的主要方向和目標。

辮狀河三角洲前緣;主體及非主體微相;水淹模式;剩余油分布;溫西三塊

溫西三塊三間房組處于辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩及其邊遠梢微相帶中,三角洲前緣儲集砂體總體受其河道水流及其湖浪雙重作用,其主體微相砂體是由主體河道多期沉積形成[1],沉積微相在平面上錯綜分布,剖面上相互連接形成具有非均質分布的多段層間差異儲層;非主體微相砂又受河流或湖浪改造形成不同類型的席狀砂、遠砂薄差儲層[2]。這些在不同時期形成的不同類型的河道、河口壩、席狀砂、遠砂微相砂體,它們在注水開發中,油層物理性質將發生一系列變化[3],注水開發在各單滲砂層之間及單滲砂層內部水淹程度的變化,在該區目的層段形成河道正向單滲、河道正向疊置滲、河道均質單滲、河口壩反向單滲、河口壩反向疊置滲、河道邊梢席狀砂滲、河道遠梢遠砂滲7種水淹模式[4]。不同水淹模式分布發育于不同的微相單滲砂或疊置單滲砂層中,它們不但受沉積時期水動力條件、物源供應能力、沉積速度變化及特征控制,而且特別受到注水開發水淹程度變化的影響,造成水淹儲層的巖石物理性質變化和測井曲線形態的響應特征變化[5]。為此,有必要利用該區辮狀河三角洲前緣不同沉積微相形成的水淹模式研究剩余油分布,闡明主體微相已動用油層和非主體微相基本未動用油層剩余油分布及挖潛的部位。

1 水下分流河道骨架砂體微相形成的水淹模式

水下分流河道為該研究區的優勢微相帶,它構造出辮狀河三角洲前緣的骨架砂體。水下分流河道是陸上平原分流河道入湖后在水下的延伸。由于辮狀河三角洲的河流作用強,其推移質/懸移質比值較高,水體流速較大,具有較為明顯的陸上河流向水下河流的沖刷能力,各期水下分流河道砂體底部常具明顯的沖刷面,形成垂向上單一旋回正韻律或多個復合正韻律疊置體。河道單滲砂體表現為底部巖性粗,向上過渡為較細砂巖,頂部沉積泥質巖標志了一個正旋回的結束,反映出水動力從高到低直至河道廢棄的一個完整過程[6]。一般正向旋回的河道單滲砂層可依正向韻律發育程度劃分為河道正向單滲層與河道均質單滲層兩種沉積模式[7]。河道復合砂體常呈連片分布正韻律疊置體,它是由于水下分流河道橫向遷移形成河道復合體,縱向上分流河道之間可能存在滲流屏障,如底部鈣質層、泥質披蓋等,也可能局部見河道間泥質沉積。但是，由于水下分流河道沖刷使其疊置體之間泥質多被侵蝕剝離,形成了分布于水下分流河道復合體之間斑斑塊塊的河道韻律夾層[6]。總體來說，由于后期水流對前期沉積砂體沖刷充填規模強弱的差別,使疊置河道砂體間砂體縱橫交錯,接觸關系復雜,形成了滲透性差異明顯的河道疊置滲正韻律復合砂體，其一般劃分為河道疊置單滲砂層沉積模式[7]。

上述河道發育的正向單滲、疊置單滲砂和均質單滲砂層沉積于河道正向旋回沉積模式,在注水開發中，注入水線向下、油氣線向上，分別形成河道正向單滲、河道疊置單滲和河道均質單滲的水淹模式[8](見圖1)。

圖1 河道形成的水淹模式注水水線推進模型Fig.1 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by channel

1.1 河道正向單滲水淹模式

河道正向單滲地層分布發育于水下分流河道主體微相帶中，其由于辮狀河三角洲河流作用強,導致水上分流河道入湖后仍向下切蝕沖刷,持續向湖內流動形成正韻律沉積能量,反映出沉積環境水動力條件由強變弱；地層由下至上巖石顆粒逐漸變細,滲透性也由下而上逐漸變小[8]。注入水沿下部高滲部位突進較快,下部油層水淹嚴重,注入水線表現為向下偏推進趨勢(見圖1A)；上部滲透率降低,注入水難于滲入，油層水淹程度較低，從而在油層上部形成弱水淹和未水淹部位,形成油層頂部剩余油分布富集和挖潛的主要水淹模式之一[9]。

圖2為研究區wx3-3t4井J2S23層2 413.0～2 433.0 m層段河道正向單滲水淹模式形成的剩余油分布圖,其層段自然電位、自然伽馬曲線略顯鐘形,層段下部自然電位基線有明顯偏移,下段井徑微縮且徑向穩定;雙感應電阻率中下部較上部明顯降低;聲波時差亦下部比上部高,密度下部比上部低。測井響應反映出油層中下部水淹嚴重,注入水水線往河道正向地層中下部高滲層推進,油層中下部已處于強水淹狀況,而油層上部水淹較弱，形成正向單滲剩余油分布部位。經該層段上部2 413.2～2 418.2 m井段射孔,日產油15.8 t,日出水0.5 m3,含水2.9%。這證實河道正向單滲水淹模式在層段上部會形成剩余油分布富集部位。

1.2 河道正向疊置滲水淹模式

河道正向疊置滲地層分布發育于水下分流河道主體微相帶中,總體反映持續向湖內流動形成復合疊置正韻律沉積能量,表現為強水動力、強沖刷侵蝕的沉積響應；縱向上有兩個或多個地層界面分隔疊置,形成粗—細—粗—細正韻律巖性疊置滲正向復合韻律層(見圖1B)。該類河道疊置滲正向層巖性相對均勻,整體粒度較粗,滲砂層厚度一般10～20 m,厚層可達20 m以上,地層由下至上巖石顆粒總體變細,但粒度變化趨勢不明顯,韻律層也無明顯泥質隔層。該類河道疊置滲正向層雖自下而上粒級變細,但由于河道疊置地層界面泥質夾層或物性夾層分隔油層變化韻律性較為復雜,其夾層對油水在垂向上的運移產生重要影響,這種復雜正向模式保證了注入水宏觀上總體相對均勻推進,可使油井穩產時間較長,開發效果相對較好[7]。而部分疊置油層注水開發的層間干擾則是造成部分層段油層剩余油分布富集的主要模式,剩余油集中分布在注水動用較差的低滲、較低滲油層弱水淹和未水淹層段。它們表現在疊置高低滲油層交互狀況下,相對低滲油層注水啟動壓力高,特別在高滲油層干擾下,低滲油層吸水狀況更差,水驅程度低,甚至未水驅,造成油層弱水淹、未水淹[8]。這種層間干擾在疊置油層多、層間非均質性和差異大的油層中較為嚴重,它們亦為該區水淹油層剩余油挖潛的主要水淹模式[9]。

圖2 wx3-3t4井J2S23層2 413.0～2 433.0 m井段河道正向單滲水淹模式形成的剩余油分布圖Fig.2 wx3-3t4 well J2S23 strata 2 413.0～2 433.0 m remaining oil distribution formed by channel positive single permeability water flooding pattern

該河道正向疊置滲水淹模式高滲透層段總體位于油層底部,注入水線仍表現為略向下偏的推進趨勢(見圖1B)。但是，層間干擾可能在厚層中間及頂部造成弱水淹的剩余油分布富集層段。

圖3為該區wx3-2z2井J2S23層2 290.0～2 307.0 m井段河道正向疊置滲水淹層評價成果,該層段由地層界面分隔形成疊置復合韻律層,它們在疊置層中部相對低滲段形成層間干擾層,自然電位、自然伽馬減小幅度偏小,雙感應電阻率增高,聲波時差、中子降低,密度升高。經該復合韻律層中部層間差異層2 297.3～2 301.0 m井段射孔,日產液11.2 t/d,日產油4.9 t/d,含水56.0%。這證實河道疊置韻律層中的層間差異層處于中水淹，具剩余油分布富集潛力。

1.3 河道均質單滲水淹模式

河道均質單滲地層亦發育于水下分流河道主體微相中,它亦是由于辮狀河三角洲河流作用強,導致水上分流河道入湖后持續向湖內流動形成相對穩定的沉積能量特征。該模式系指滲透率在垂向上變化不大的韻律特征,使整個儲層呈均質韻律或微顯正韻律變化；但正韻律變化特征不明顯,反映沉積環境的水動力條件是相對穩定的。因此,形成的均質滲儲層巖性、物性、含油性質相對較好并趨于穩定,測井響應曲線反映出儲層在注水開發時效果最為明顯。開發中，注入水表現為均勻或略偏下的水線推進,水淹厚度大,水驅效率較高[7]。儲層測井響應呈現強水淹特征[8](見圖1C)。

圖3 wx3-2z2井J2S23層2 290.0～2 307.0 m井段河道正向疊置滲水淹模式形成剩余油分布圖Fig.3 wx3-2z2 well J2S23 strata 2 290.0～2 307.0 m remaining oil distribution formed by channel positive superimposed permeability water flooding pattern

圖4為該區wx3-3o5井J2S22層2 378.0～2 394.0 m井段河道均質單滲水淹模式形成的強水淹層圖例,該層段儲層巖性、物性較好,且單滲砂層厚度大,測井響應曲線沿層段呈均質對稱箱形高滲特征,自然電位、自然伽馬、井徑曲線都有明顯減小幅度;中子、聲波時差、密度曲線幅度減小且垂向變化穩定,電阻率升高，其徑向變化不大。注水開發中，注入水線往河道高滲層段均質推進,其河道均質單滲層水驅厚度和范圍大,油層整體處于強水淹狀態。經該層段上2 378.0～2 385.0 m井段射孔,日產油0.3 t,日產水21.0 m3,含水98.7%。這證實該河道均質單滲水淹模式形成整體強水淹層,已無明顯剩余油分布富集。

2 河道前緣河口壩形成的水淹模式

河口壩微相分布發育于水下分流河道前緣,它是在河道入湖后,水下河道持續延伸中砂質物質由于河速降低而在河口附近湖區快速卸載的產物。該區河口壩規模較小,它由湍急洪水控制的辮狀河三角洲前緣水下河道快速堆積而成,其水下河道遷移性較強,河口不夠穩定,形成該區骨架砂體的次要儲集砂層。河口壩形成的反韻律沉積特征,在注水開發中表現為注入水線偏上,油氣線向下,分別形成河口壩反向單滲和河口壩反向疊置滲兩種水淹模式(見圖5)。

該河道前緣河口壩地層自下而上巖石顆粒逐漸變粗,孔滲特性變好,反映沉積環境水動力條件由弱到強,形成滲透率向上逐漸變大的韻律特征[8]。其層段上部滲透率高,注入水首先沿上部推進。隨著注入水在層段內的持續滲濾,在油水重力和毛細管力的作用下,水驅厚度逐漸擴大,中下部低滲透層也逐漸受到水淹,油層整體水淹較為嚴重,形成略偏上的水線推進,水淹厚度大,水驅效率高[9]。

圖4 wx3-3o5井J2S22層2 378.0～2 394.0 m井段河道均質單滲水淹模式形成的強水淹層分布Fig.4 wx3-3o5 well J2S22 strata 2 378.0～2 394.0 m high water flooded layer formed by channel homogeneous single permeability water flooding pattern

圖5 河口壩形成的水淹模式注入水線推進模型Fig.5 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by mouth bar

圖6為該區wx3-2t43井J2S32層2 380.0～2 400.8 m井段河口壩反向單滲水淹模式形成強水淹層的圖例,層段上部儲層巖性、物性較好,測井響應呈反向漏斗形(中上部電位、伽馬偏轉較大,電阻率偏低,聲波、中子略高)；注水開發中，注入水線推進相對均勻(略偏上),水驅波及厚度和范圍大,油層整體處于強水淹狀態。該層段上部2 383.0～2 388.0 m井段射孔,日產油0 t,日出水29.3 m3,含水100%。這證實河口壩反向單滲水淹模式形成整體強水淹層。

圖6 wx3-2t43井J2S32層2 382.0～2 293.0 m井段河口壩反向單滲水淹模式形成強水淹層Fig.6 wx3-2t43 well J2S32 strata 2 382.0～2 293.0 m high water flooded layer formed by mouth bar reverse single permeability water flooding pattern

3 河道邊遠梢席狀砂、遠砂形成的水淹模式

河道邊遠梢剩余能量地層多發育在水下分流河道及其河口壩末端、側翼或遠梢,受湖流或湖浪作用改造,橫向遷移在河道側翼、末梢形成厚度薄、粒細的席狀或非席狀砂體[10]。其中，受淺水環境較強波浪作用形成灘狀連片分布的為席狀砂,經湖流或弱波浪作用再搬運、再沉積形成小型、孤立狀砂體為遠砂。席狀砂、遠砂的規模及其巖性、物性和橫向連續性較差,在注水開發中造成許多未水淹或弱水淹層段,分別形成席狀砂滲、遠砂滲兩種水淹模式[11](見圖7)。

圖7 席狀砂滲、遠砂滲形成的水淹模式注入水線推進模型Fig.7 Water injection water-line propulsion model of different water flooding pattern formed by sheet sand and distal sand

圖8為該區wx3-4t9井J2S31層2 368.0～2 418.8 m井段上部席狀砂受下部河道高滲層間干擾造成未水淹層實例。其下部11號層河道均質滲水淹模式,測井響應砂體滲透性高,注入水在該層段水線推進快,水驅波及厚度和范圍大,測井解釋上部較強水淹、下部強水淹層；上部10號層席狀砂滲水淹模式,測井響應砂體滲透性低,注水開發過程中,受下部河道高滲層間干擾,注入水首先沿高滲11號砂層推進,10號席狀砂層整體處于未水淹狀態,測井解釋為未水淹層。經11號河道砂層頂部2 389.0～2 396.0 m井段射孔,日產油0.5 t,日產水1.2 m3,含水73.1%;10號席狀砂層2 375.0～2 382.0 m井段射孔,日產油7.4 t,日產水0.1 m3,含水1.9%。從而有效證實，席狀砂層受河道高滲層間干擾，造成未水淹剩余油分布富集層段。

4 結 論

1)該區辮狀河三角洲前緣儲集砂體在注水開發中，不同微相單滲砂層水淹程度都有不同程度的變化,控制著水淹儲層巖石物理性質的變化差異,反映出儲層受淹測井響應曲線受損的幅度、厚度及其特有的形態與接觸關系,形成評價剩余油分布的7種水淹模式(含河道形成正向單滲、正向疊置滲和均質單滲與河口壩形成反向單滲、反向疊置滲,以及席狀砂滲、遠砂滲等水淹模式)。

2)該區河道及河口壩主體微相單滲砂層能量厚度及其規模和范圍大,在注水開發中形成河道正向單滲、河道正向疊置滲、河道均質單滲和河口壩反向單滲、河口壩反向疊置滲5種水淹模式。這些水淹模式總體開發效果較好,其注水波及范圍及驅油效率較高,在主要目的層段形成強水淹或較強水淹層。其中，河道正向單滲、河道正向疊置滲水淹模式儲層發育規模和范圍大,它們在注水開發中水線推進不夠均勻,常在正向滲油層上部或頂部形成中弱水淹剩余油分布,也可能在疊置滲油層差異產生層間干擾形成中弱水淹剩余油分布富集,造成已動用油層的剩余油分布及挖潛部位。

圖8 wx3-4t9井J2S31層2 368.0～2 418.8 m井段河道邊梢席狀砂受河道高滲層間干擾造成未水淹層剩余油分布圖Fig.8 wx3-4t9 well J2S31 strata 2 369.0～2 418.8 m un-flooded layer remaining oil distribution formed by sheet sand which is influenced by channel high permeability layer

3)該區席狀砂及遠砂非主體微相砂體在注水開發中形成河道邊梢席狀砂滲、河道遠梢遠砂滲兩種水淹模式,它們的儲集砂體巖性、物性及橫向連續性較差,在注水開發中受井網方式、砂體規模形態、連通狀況及其河道砂體層間干擾影響很大,一般注入水推進很差,形成全層段弱水淹或未水淹井段，造成基本未動用油層的剩余油分布及挖潛部位。

[1] 李順明,宋新民,劉日強,等.溫米退積型與進積型淺水辮狀河三角洲沉積模式[J].吉林大學學報,2011,41(3):665-672.

[2] 周麗清,吳勝和,熊琦華,等.吐哈盆地WM油田辮狀河三角洲前緣砂體分析[J].沉積學報,2000,18(2):248-252.

[3] 林志芳.高含水期油田開發的方法系統[J].新疆石油地質,1997,18(4):363-369.

[4] 宋子齊,趙磊,王瑞飛,等.利用常規測井方法識別劃分水淹層[J].西安石油大學學報,2003,18(6):50-53.

[5] 宋子齊,王桂成,趙宏宇,等.利用單滲砂層能量厚度研究有利沉積微相及其含油有利區的方法[J].沉積學報,2008,26(3):452-458.

[6] 李文厚,林晉炎,袁明生,等.吐魯番哈密盆地兩種粗碎屑三角洲[J].沉積學報,1996,14(3):113-121.

[7] 李菊花,李相方,高文軍,等.吐哈油田中高含水期油藏剩余油分布研究[J].天然氣地球科學,2005,16(3):378-381.

[8] 張斌成,石曉燕,劉瑛,等.水淹層測井綜合解釋及水淹特征研究[J].測井技術,2005,29(6):545-547.

[9] 張俊峰,宋自恒,王軍,等.馬廠油田油層水淹級別劃分方法與標準[J].石油天然氣學報,2006,28(2):79-81.

[10] 高興軍,宋子齊,程仲平,等.影響砂巖油藏水驅開發效果的綜合評價方法[J].石油勘探與開發,2003,30(2):68-71.

[11] 趙培華.油田開發水淹層測井技術[M].北京:石油工業出版社,2003:106-185.

(編 輯雷雁林)

Evaluation on remaining oil with hydrologic model in braidriver deltas front subfacies： A case of swept layer in Wenxisan Block

ZHANG Yu-sheng,SUN Wan-ming,YE Zhi-hong, XIA Yuan-jian,XIE Hua,JI Ran

(Tuha Division, China Petroleum Logging CO.LTD., Shanshan 838202， China)

Both of stream and lake wave have influence on braid-river deltas front subfacies, including underwater distributary channel mouth bar sand sheet and distal sands in Wenxisan Block. The structure and store of sand are complicated. Proposed is the thought that establishes seven kinds of watered-out mode to evaluate distribution of remaining oil in braid-river deltas front subfacies basedr on the variation characteristics of the watered out degree and logging response. Different kinds of watered-out mode develope in single permeability sand bed or superimposed permeability, and difference in the single sand or between the layers usually lead to uneven distribution of water line. It′s the reason of mid-weak or non watered flooded zones beacause of interlayer interference. The positive rhythm and superimposed rhythm of the main microfacies often form uneven distribution of water line. It is the mid-weak wateredflooded area that appeared in the top or offending layer of oil formation. Waterflooding usually performs poorly in the secondary microfacies including sand sheet and distal sands, and forms weak or non wateredflooded area in the layers. They show the distribution of remaining oil and improvement layer in the developed and undeveloped reservoir. The paper analyzes logging response and interpretation of watered-out mode according to different sedimentary microfacies with an instance and illuminate the direction and target to further develop the remaining oil in the flooded layer of the area.

braided river delta front; main and un-subject microfacies; floodnig pattern; remaining oil distribution; Wenxisan Block

2014-07-06

中國石油天然氣股份有限公司科學研究與技術開發基金資助項目(2012E-34-12)

張予生，男，山東單縣人，高級工程師，從事測井資料解釋研究。

P631.3+4

：ADOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2015-03-020