遼東灣坳陷S油田三角洲前緣儲層構型及其對剩余油分布的控制

張雪芳， 劉宗賓， 劉 超， 田 博， 張 瑞

( 中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300452 )

遼東灣坳陷S油田三角洲前緣儲層構型及其對剩余油分布的控制

張雪芳， 劉宗賓， 劉 超， 田 博， 張 瑞

( 中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300452 )

遼東灣坳陷S油田處于注水開發中后期，層內矛盾突出，水淹狀況復雜，剩余油分散，水驅效果變差，以小層復合砂體為研究單元的精度無法滿足需求。以海上S油田東營組三角洲前緣儲層為例，利用地震、測井、巖心等資料，采用層次界面分析方法，確定不同級次界面響應特征，建立單砂體等時地層格架，開展三角洲前緣儲層構型精細研究，分析它對剩余油分布的控制作用，并提出剩余油挖潛的對策。結果表明：在單一期次砂體內部，以“韻律差異法、厚度差異法、夾層法、巖性差異法”為側向接觸界面識別方法，對單一水下分流河道、單一河口壩進行精細解剖，刻畫四級構型單元的平面組合關系；構型界面、構型單元對剩余油分布的控制作用，主要表現為構型界面對油水垂向運移的遮擋作用，以及構型單元平面組合造成的滲流差異導致的井間剩余油富集；剩余油精細挖潛可以采用層內剩余油挖潛技術、定向井射孔原則優化技術、平面剩余油挖潛技術及調整井井位優化技術。該研究為海上高含水期油田調整挖潛、高效開發提供思路，形成一套適合海上整裝油田的三角洲前緣儲層構型研究方法。

三角洲前緣； 儲層構型； 剩余油分布； 精細挖潛； 東營組； 遼東灣坳陷

0 引言

自Miall A D于1985年提出構型要素分析方法以來，儲層構型研究廣泛應用于陸上油田，且主要集中于河流相儲層，主要針對構型級次劃分及構型要素類型，對三角洲前緣儲層構型研究及其對剩余油分布的影響研究較少[1-3]。目前，陸上油田利用豐富的密井網和動、靜態資料，結合現代沉積認識，采用“模式擬合、動態驗證”思路，形成一套以單一河口壩、河口壩內部增生體為主的定量表征技術，研究尺度達到三級構型單元，并在油田剩余油挖潛中取得良好效果[4-9]。

海上油田井距大、井網稀，開發程度低，剩余儲量豐富，受多層合采開發策略、投資、風險及沉積模式等因素限制，與陸上油田對比錄取的資料相對較少，同時受地震資料品質及分辨率等因素影響，單砂體識別難度大。目前，研究尺度還處于復合河道、復合河口壩級別，儲層構型研究處于探索階段，對層內剩余油分布認識也較為局限。以渤海海域遼東灣坳陷S油田三角洲前緣儲層為研究對象，運用地震、測井、巖心等資料，分析不同級次構型界面和構型單元，以及構型對剩余油分布的控制作用，形成一套成熟的剩余油挖潛技術，為高含水期油田剩余油精細挖潛提供地質依據。

1 研究區概況

S油田位于渤海海域遼東灣坳陷、遼西低凸起中段[10]。它是在古潛山背景上發育起來的半背斜構造，主力油層是東營組二下段Ⅰ、Ⅱ油組，油藏類型為受巖性影響的構造層狀油氣藏。S油田儲層為湖相三角洲前緣沉積，具有垂向上多期次疊置、單層厚度大、平面上朵葉體交互形成泛連通體的特點。儲層為高孔高滲儲層，表現出較強的非均質性。

目前，油田已經完成綜合調整項目，油氣、水井分別為321、149口，井距由加密前的350 m調整為175 m，相對于其他海上油田井資料較為豐富。經過長期多層合注合采開發，綜合含水率為76%，層內矛盾日益突出，注采不均衡，儲層連通關系存在多解性；平面上注水見效方向性強，具有見效快、水竄快、注水波及體積小特點，嚴重影響開發效果。同時，調整井開發實踐揭示井間存在大量剩余油，具有較大的挖潛空間。

2 小尺度構型單元

2.1 構型分級

參照Miall A D六級構型分級理論及三角洲前緣儲層構型分級認識[11-15]，考慮三角洲前緣砂體沉積時水動力條件及沉積過程，建立三角洲前緣砂體4～6級內部建筑結構的級次劃分方案。不同級次構型單元與常用油田分層單元具有一一對應的關系(見表1)。

表1 不同級次構型單元與S油田分層單元對應關系

2.2 單砂體等時地層格架

利用地震、測井、巖心等資料，對研究區其余非取心井進行構型要素分析，建立海上三角洲相儲層不同級別構型界面的識別及表征方法。

2.2.1 構型界面識別方法

為了構型解剖在等時地層單元內完成，以宏觀沉積背景分析為前提，以三角洲自身沉積特點為約束，借助地震資料與層序地層學理論劃分6級構型界面，識別較高級次等時體；根據巖心、測井曲線旋回變化，細分5～4級構型界面，識別小層、單砂體等時地層單元；井間主要依靠測井曲線形態、地層厚度、沉積旋回組合變化等特征，最終建立單砂體等時地層格架。

2.2.2 構型界面識別特征

圖1 S油田6級構型界面地震反射特征Fig.1 The seismic reflection characteristics of 6 stage architecture interface in S oilfield

在地震上可識別6級構型界面，地震反射特征為橫向上較連續、振幅較強的波谷反射(見圖1)。6級構型界面對應單井上較厚層的泥巖隔層(見圖2)，橫向延伸范圍廣，不具有滲透性，屬于有效隔層，界面上下為不同沉積過程的等時沉積體，對應的地層單元為砂層組。5級構型界面對應小層單元，在地震剖面上較難反映，主要根據測井曲線的旋回變化劃分，對應厚度較薄的隔層(見圖2)，橫向延展范圍有限。4級構型界面對應單砂體界面，在單井上表現為泥巖夾層或者較大程度的曲線回返面，在巖心上對應厚度較薄的泥巖段或者層理發育、粒度較細的砂巖過渡段，物性較差，且延伸距離短，表現為低滲條帶，對流體起局部遮擋作用或延緩流體的流動。

2.3 四級構型單元解剖

單期次分流河道、河口壩對應的四級構型單元研究尺度能夠滿足海上油田開發精度需求，可以作為重點研究對象。

2.3.1 側向界面識別方法

根據井間構型要素接觸關系，橫向上不同單砂體之間存在明顯的界面。側向界面是刻畫井間不同單砂體平面組合關系的依據[16]。通過對單砂體側向接觸關系研究，確定韻律差異法、厚度差異法、夾層法、巖性差異法等4種側向界面識別方法。

圖2 S油田6級、5級構型界面測井響應特征Fig.2 The logging response characteristics of 6 stage and 5 stage architecture interface in S oilfield

(1)韻律差異法：韻律特征在一定程度上能夠反映水動力條件變化，不同類型的構型單元成因不同，呈現的韻律也有差異。因此，鄰井間測井曲線呈現明顯的韻律差異，為兩個不同的單砂體沉積。

(2)厚度差異法：按照沉積規律，無論是分流河道還是河口壩，從沉積主體向邊緣過渡，砂體厚度逐漸減薄。因此，鄰井間測井曲線呈現明顯的厚度差異，具有厚—薄—厚的“蹺蹺板”特征，為兩個不同的單砂體主體沉積。可以根據砂體的厚度趨勢判斷具體單砂體界面位置。

(3)夾層法：在垂向上劃分為同一期次形成的單砂體級別單元內，單井上測井解釋有明顯夾層的，為同一時期形成的兩個不同單砂體。

(4)巖性差異法：泥巖或砂泥薄互層與鄰井砂體之間形成的巖性差異面是砂體發育的終止界面，可以作為橫向上識別不同單砂體的界面標志。

2.3.2 接觸關系

在四級構型單元界面識別基礎上，通過縱剖面解剖找出井排間不同構型單元的變化點,通過橫剖面解剖找出同一井排內不同構型單元的銜接點；然后將變化點在平面上有序連接起來，繪制平面上不同構型單元的組合關系。

以S油田D井區為例，對比五級、四級構型單元平面分布圖(見圖3和圖4)，平面上看似連片分布的厚層復合砂體，實際上是由多條不同分流河道的切割疊置及河口壩的拼接而成的。同一時期沉積的不同單砂體之間組合導致平面上的滲流差異，是平面注采不均衡、剩余油分布復雜的根本原因。

3 剩余油分布

構型對剩余油的分布控制作用顯著[17-19]。主要體現在構型界面對油水垂向運移的遮擋作用，以及構型單元平面組合造成的滲流差異導致的井間剩余油富集，分別形成基于構型界面垂向滲流遮擋控油模式和基于構型單元拼接平面分割控油模式。

圖3 S油田五級構型單元平面分布Fig.3 The plane distribution map of the 5 stage architecture unit in S oilfield

圖4 S油田四級構型單元平面分布Fig.4 The plane distribution map of the 4 stage architecture unit in S oilfield

3.1 垂向滲流遮擋控油模式

構型界面一般為物性差異轉折面。根據新鉆調整井水淹特征及其與周邊鄰井構型解剖分析，構型界面對油水垂向運動規律起重要作用，主要表現為阻隔和減緩作用。當構型界面為泥巖夾層時，對流體垂向滲流具有明顯的阻隔作用，對剩余油的分布起到分隔控制作用，使得界面上、下單砂體出現不同程度的水淹效果；當構型界面為低滲條帶時，流體在界面上、下單砂體之間的垂向溝通受到阻礙而減緩，同樣表現為不均勻驅替。

3.2 構型單元拼接平面分割控油模式

不同構型單元的橫向接觸關系加劇儲層的平面非均質性。看似連片分布的厚層油砂體實際上是由水下分流河道、河口壩、河口壩側緣不同的拼接模式組合而成的，影響注水開發效果。如G46井為注水井排間加密井，于2015年4月投產，先期排液至今穩產50 m3/d，含水率為80%(見圖5)。根據G46井測井解釋結果和周邊鄰井吸水剖面測試判斷，雖然周邊多年注水，G46井2.1、2.2、2.3及4.2號單砂體基本未動用，4.1號單砂體為主力吸水層，表現為強水淹層，水洗嚴重。根據構型單元剖面和平面解剖結果，平面上對不同類型構型單元拼接，使得注采對應關系復雜化，儲層水驅動用不好，水淹程度弱，易富集剩余油；同一構型單元內注采關系對應好，水驅動用程度高，水淹程度較強，不易富集剩余油。

4 現場應用

對儲層構型單元進行精細解剖，刻畫構型單元的剖面、平面展布規律，分析構型對剩余油分布的控制作用。結合新鉆調整井的水淹特征，判斷剩余油分布位置，將研究成果應用于油田調整挖潛實踐。基于兩種控油模式，形成剩余油精細挖潛的四項關鍵技術，分別是構型界面控油模式下的層內剩余油挖潛技術、定向井射孔原則優化技術，以及構型單元平面控油模式下的平面剩余油挖潛技術、調整井井位優化技術。

4.1 構型界面控油模式

4.1.1 水平井層內剩余油挖潛技術

通過儲層構型精細研究，將復合砂體解剖至單砂體，結合新鉆調整井的剩余油分布特征，提出水平井層內挖潛技術。如C46H井(見圖6)設計層位為3小層，儲層厚度為10 m。周邊新實施定向井C32井揭示，該井區3小層主力砂體頂部及底部出現不同程度的水淹，但中部3.2小層顯示未水淹。3小層為多套單一砂體疊置而成，3.2號砂體為中間一期的單一河口壩，由于單砂體上、下構型界面遮擋富集大量剩余油，設計C46H井水平段鉆遇3.2號單砂體。該井實施措施后，水平段全部鉆遇未水淹儲層，與鉆前預測結果一致，平均產油量為129 m3/d，綜合含水率為16%，且生產穩定。因此，利用構型界面—夾層對流體的遮擋作用，能夠充分挖潛厚油層內未動用的剩余油。

圖5 S油田構型單元拼接平面分割控油模式Fig.5 The oil control mode of plane segmentation by architecture unit splicing in S oilfield

圖6 S油田水平井挖潛層內剩余油分布Fig.6 The development remaining oil in layer by the horizontal well in S oilfield

4.1.2 定向井射孔原則優化技術

在構型界面識別基礎上，在制定調整井射孔方案時，考慮構型界面對流體垂向運移的遮擋作用，根據構型界面的發育情況優化射孔原則，對強水淹層選擇性避射。如M1井在3、4號小層內部局部位置水洗嚴重(見圖7)，在制定射孔方案時，采用構型解剖方法在3、4小層復合砂體內部識別構型界面，分別劃分出3.1、3.2和4.1、4.2號單砂體。3.2和4.2號單砂體發育強水淹層，按照以往的射孔原則應對強水淹層避射三分之一，考慮構型界面的隔擋作用，對3.1號單砂體未避射；4.2號單砂體中部發育強水淹，在同一構型單元內部儲層的連通性較好，判斷頂部存在潛在水淹層，對強水淹層采取避射原則，只對構型界面之上的油砂體射開。該井實施措施后，以產油量70 m3/d、含水率40%的產能持續穩產1 a，累計增油2.95×104m3。

圖7 S油田構型界面射孔方案優化結果Fig.7 The diagram of optimization function to perforation by configuration interface in S oilfield

4.2 構型單元平面控油模式

4.2.1 水平井平面剩余油挖潛技術

平面上，不同構型單元形成時的沉積過程、水動力條件的差異導致儲層物性的平面差異，在注水開發過程中容易形成不均衡驅替，使得剩余油富集。如新鉆調整井N1實施后，分析剖面、平面構型解剖及水淹特征(見圖8)，4.1號單砂體在F6井與N1井分別發育水下分流河道和河口壩，由于側向界面的遮擋作用導致注采關系對應不好，根據N1井水淹分布狀況，判斷4.1號單砂體富集大量剩余油。設計水平井N25H在該層位挖潛，自2015年1月投產至今持續穩產，平均產油量為100 m3/d，含水率為13%。由于構型單元平面拼接的復雜性使得剩余油在平面上呈“相對分散、局部集中”的特征，采用水平井側向構型界面遮擋形成的平面剩余油挖潛技術效果明顯。

圖8 S油田N25H井挖潛平面剩余油分布Fig.8 The potential in planar remaining oil by N25H well in S oilfield

4.2.2 調整井井位優化技術

通過儲層構型研究指導水平井精細化布井，提高有效儲層鉆遇率(見圖9)。如M30H井為油田綜合調整期間設計的水平井，目標層位為4小層，平面位置在D23井與D28井之間，在M17、M18井實施措施后，結合水淹分布狀況，判斷M17井4.1號單砂體上部存在潛在水淹層，M30H井原設計位置存在較大的水淹風險。M30H井按原設計方案實施，隨鉆過程密切跟蹤，根據隨鉆測井解釋結果，在水平段初期鉆遇強水淹層；將該井原井眼側鉆，平面位置改為D28井與F2井之間，層位為4.1號單砂體。實鉆結果顯示，該井鉆遇以未水淹、低水淹儲層為主，初期產油量為70 m3/d，含水率為40%。采用調整井井位優化技術，已實施調整井優化井位共計14口，保障未水淹、低水淹油層鉆遇率超過95%。

圖9 S油田M30H調整井井位優化結果Fig.9 The scheme of M30H well location optimization in adjustment wells in S oilfield

5 結論

(1)提出一套具有海上油田特色的三角洲前緣儲層構型研究方法和技術。采用層次約束方法劃分期次，建立單砂體等時地層格架；根據單砂體側向接觸界面識別方法，識別同一期次內的單一水下分流河道和河口壩砂體，進而刻畫同期、不同構型單元的平面展布特征。

(2)構型對剩余油的分布控制作用主要表現為兩種模式，即基于構型界面垂向滲流遮擋控油模式和基于構型單元拼接平面分割控油模式。

(3)構型單元的剖面、平面解剖技術及對控油模式的認識，為深入挖掘層內和平面剩余油、優化射孔、調整井井位提供地質依據，對于海上油田中高含水期提高油氣采收率具有指導作用。

[1] Miall A D. Architecture element analysis: A new method of facies analysis applied to fluvial deposit [J]. Earth Science Review, 1985,22(4):261-308.

[2] Douglas W J, Pryor W A. Hierarchical levels of heterogeneity in a M ississippi river meander belt and application to reservoir systems [J]. AAPG Bulletin, 1988,72(6):682-697.

[3] 趙紅兵.三角洲前緣韻律層特高含水期剩余油分布及調整[J].特種油氣藏,2006,13(2):58-60. Zhao Hongbing. Residual oil distribution and adjustment in delta front rhythmite reservoir during late period of super-high water content [J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2006,13(2):58-60.

[4] 李陽.我國油藏開發地質研究進展[J].石油學報,2007,28(3):75-79. Li Yang. Progress of research on reservoir development geology in China [J]. Acta Petrolei Sinica, 2007,28(3):75-79.

[5] 劉鈺銘,李園園,張友,等.喇嘛甸油田密井網砂質辮狀河厚砂層單砂體識別[J].斷塊油氣田,2011,18(5):556-559. Liu Yuming, Li Yuanyuan, Zhang You, et al. Identification of single sand body in thick sand layer of braided river under the condition of dense well pattern in Lamadian oilfield [J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2011,18(5):556-559.

[6] 何文祥,吳勝和,唐義疆,等.地下點壩砂體內部構型分析:以孤島油田為例[J].礦物巖石,2005,25(2):81-86. He Wenxiang, Wu Shenghe, Tang Yijiang, et al. The architecture analysis of the underground point bar-taking Gudao oilfield as an example [J]. Mineral & Rock, 2005,25(2):81-86.

[7] 岳大力,吳勝和,劉建民.曲流河點壩地下儲層構型精細解剖方法[J].石油學報,2007,28(4):99-103. Yue Dali, Wu Shenghe, Liu Jianmin. An accurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in point bar of meandering fever [J]. Acta Petrolei Sinica, 2007,28(4):99-103.

[8] 馬世忠,孫雨,范廣娟,等.地下曲流河道單砂體內部薄夾層建筑結構研究方法[J].沉積學報,2008,26(4):632-639. Ma Shizhong, Sun Yu, Fan Guangjuan, et al. The method for studying thin interbed architecture of burial meandering channel sandbody[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2008,26(4):632-639.

[9] 吳勝和,岳大力,劉建民,等.地下古河道儲層構型的層次建模研究[J].中國科學:D輯,2008,38(增刊1):111-121. Wu shenghe, Yue Dali, Liu Jianmin, et al. The research on hierarchy modeling of subsurface palaeochamel reservoir architecture [J]. Science in China: Series D, 2008,38(Supp.1):111-121.

[10] 郭濤,周心懷,賴維成,等.遼西低凸起中段古近系東營組第二段沉積模式與勘探新發現[J].成都理工大學學報:自然科學版,2011,38(6):619-624. Guo Tao, Zhou Xinhuai, Lai Weicheng, et al. New sedimentary model and exploration discovery of Paleogene Dongying formation in the middle section of the Liaoxi lower arch, China [J].Journal of Chengdu University of Technology: Science&Technology Edition, 2011,38(6):619-624.

[11] 溫立峰,吳勝和,岳大力,等.分流河道類型劃分與儲層構型界面研究[J].大慶石油地質與開發,2009,28(1):26-29. Wen Lifeng, Wu Shenghe, Yue Dali, et al. Study on classification of distributary channels and reservoir configuration interface [J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2009,28(1):26-29.

[12] 閻海龍,孫衛.水下分流河道砂體中夾層的識別及定量分析——以靖安油田盤古粱長6油組為例[J].西北大學學報:自然科學版,2006,36(1):133-136. Yan Hailong, Sun Wei. Quantitative analysis of interlayer in under water distributary channel analyzing the interlayers of Chang6 reservoir in Jing an oilfield [J]. Journal of Northwest University: Natural Science Edition, 2006,36(1):133-136.

[13] 溫立峰,吳勝和,王延忠,等.河控三角洲河口壩地下儲層構型精細解剖方法[J].中南大學學報:自然科學版,2011,42(4):1072-1078. Wen Lifeng, Wu Shenghe, Wang Yanzhong, et al. An accurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in mouth bar of fluvial dominated delta [J]. Journal of Central South University: Science and Technology, 2011,42(4):1072-1078.

[14] 李志鵬,林承焰,董波,等.河控三角洲水下分流河道砂體內部建筑結構模式[J].石油學報,2012,33(1):101-105. Li Zhipeng, Lin Chengyan, Dong Bo, et al. An internal structure model of subaqueous distributary channel sands of the fluvial—dominated delta [J]. Acta Petrolei Sinica, 2012,33(1):101-105.

[15] 于興河.碎屑巖系油氣儲層沉積學[M].北京:石油工業出版社,2008. Yu Xinghe. Oil and gas reservoirs sedimentary of clastic rocks [M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2008.

[16] 嚴科.三角洲前緣儲層特高含水后期剩余油分布特征[J].特種油氣藏,2014,21(5):20-23. Yan Ke. Residual oil distribution features in delta front reservoir during late period of super-high water content [J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2014,21(5):20-23.

[17] 趙翰卿,付志國,呂曉光,等.大型河流—三角洲沉積儲層精細描述方法[J].石油學報,2000,21(4):109-113. Zhao Hanqing, Fu Zhiguo, Lv Xiaoguang, et al. Methods for detailed description of large fluvial-delta depositional reservoir [J]. Acta Petrolei Sinica, 2000,21(4):109-113.

[18] 張紹臣,李臣,賈培宜,等.薩南油田南二區曲流型分流河道砂體建筑結構及剩余油挖潛[J].大慶石油學院學報,2009,33(4):27-30. Zhang Shaochen, Li Chen, Jia Peiyi, et al. Architectural structure of channel sandbodies in meandering river and remaining oil tappingstudy in PI2a of South-Two area in Sanan oilfield [J]. Journal of Daqing Petroleum Institude, 2009,33(4):27-30.

[19] 盧虎勝,林承焰,程奇,等.東營凹陷永安鎮油田沙二段三角洲相儲層構型及剩余油分布[J].東北石油大學學報,2013,37(3):40-46. Lu Husheng, Lin Chengyan, Cheng Qi, et al. Deltaic reservoir architecture and remaining oil distribution study of Es2 member in Yonganzhen oilfield, Dongying sag [J]. Journal of Northeast Petroleum University, 2013,37(3):40-46.

2016-09-06；編輯：任志平

國家科技重大專項(2011ZX05024)

張雪芳(1985-)，女，碩士，工程師，主要從事油氣田開發地質方面的研究。

TE122

A

2095-4107(2016)06-0001-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.06.001