文明寨油田沉積特征與剩余油分布

王東辰

非常規油氣湖北省協同創新中心(長江大學)長江大學地球科學學院，湖北武漢430100

周宗良，曹國明

(中石油大港油田分公司勘探開發研究院，天津 300280)

劉建

(非常規油氣湖北省協同創新中心(長江大學)長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

文明寨油田自1975年開始勘探，經過40多年的開發，總體水驅開發效果較好，通過不斷深化研究，形成了極復雜斷塊油藏精細描述及配套挖潛技術，實現了油藏高效開發。但隨著油田開發程度的提高，對地質研究和技術攻關都提出了更高要求。文明寨油田沉積體系復雜，儲層變化快、儲層非均質性強，并且在長期注水開發中，區塊井筒多次治理，導致剩余油分布零散，認識難度大。以往學者[1～3]對該區塊的研究主要集中在剩余油的開發上，而關于沉積相與剩余油分布關系的研究較少。針對文明寨油田的地質特點，應用豐富的巖心、測井及錄井資料，開展了各小層沉積微相研究，分析了各含油砂體的微相特征，進而研究剩余油分布特點，為制定文明寨油田下一階段的注采方案、實現控水穩油與提高采收率提供依據。

1 地質概況

文明寨油田位于東濮凹陷中央隆起帶北端，含油面積6.84km2，主要包括明1塊、明15塊、明16塊、明237塊、明14塊、明6塊、衛7塊，為一個穹隆構造。該構造的主體部分是被走向近NE、傾向NW的衛7斷層及走向NE、傾向SE的明5斷層切割而成的地壘[4]，斷塊極其發育且比較復雜(圖1)。文明寨油田構造幅度比較平緩，高點在M1井附近，整體呈西北緩、東南陡的面貌，主力儲層為古近系沙河街組，自上而下依次發育沙河街組一段(沙一段)，沙河街組二段上亞段、下亞段(沙二上亞段、下亞段)，沙河街組三段上亞段、中亞段、下亞段(沙三上亞段、中亞段、下亞段)，沙河街組四段(沙四段)，含油區域主要為明1塊、明15塊、明16塊的沙二下亞段和沙三上亞段，油氣聚集受斷裂系統控制[5]。

文明寨油田儲層砂體主要為三角洲前緣亞相，受斷層的活動時期以及活動速率的影響，不同時期物源供給方向有較大差異。沙四段沉積時期，物源供給較少，主要為北東向；沙三下亞段主要為北部；沙三中亞段至沙三上亞段主要為北西方向；沙二下亞段主要為北西和西部，次為北部；沙二上亞段，北西和北部的物源均增多，同時，西南方向的物源充足；至沙一段沉積時期，各方向物源均減弱，砂體展布面積小。

圖1 文明寨油田范圍及斷塊分區

2 沉積微相特征

2.1 巖石學特征

據M1井、M100井、M48井、M49井、W13井共5口取心井的巖心觀察，研究區沙二下亞段巖石顏色主要為灰白色、灰綠色、紫紅色，沙三上亞段主要為淺灰色、深灰色、灰褐色、灰黑色。研究區巖性整體偏細，一般為粉砂級；顆粒分選為中等-好，磨圓為次棱角狀-次圓狀。主要砂巖類型為長石砂巖、巖屑長石砂巖，長石石英砂巖較少。石英體積分數60%～84%，一般為70%左右，長石以鉀長石和斜長石為主，一般體積分數為25%～30%。粒度累積概率曲線多為兩段式，以跳躍總體為主，缺少滾動總體。文明寨油田古近系沙河街組具典型的牽引流沉積特征，沉積構造類型豐富，發育板狀交錯層理、平行層理、波狀層理、水平層理、爬升層理等。

2.2 沉積相類型及其特征

文明寨油田沙河街組發育三角洲前緣亞相、前三角洲亞相及淺湖亞相，屬于曲流河三角洲-湖泊相沉積體系，研究區發育水下分流河道、河道漫溢、水下分流間灣、席狀砂、河口壩、席間泥及前三角洲泥等微相類型(圖2)。

圖2 文明寨油田沉積微相對應的測井曲線特征

1)水下分流河道 水下分流河道為陸上分流河道在水下的延伸[6]，該區水下分流河道以小型為主，有一定的延伸長度，巖性以粉、細砂巖為主，向上過渡為粉砂巖或泥質粉砂巖，河道底部可見沖刷面，層理類型豐富，發育小型板狀交錯層理、平行層理，上部發育沙紋層理及波狀層理。水下分流河道電性特征明顯，自然伽馬和自然電位曲線呈高幅箱形、中-高幅齒化箱形-鐘形、中-高幅齒化鐘形。鐘形反映了砂體向上變細的垂向序列，箱形則反映了水下分流河道砂體的疊置，垂向上整體粒度變化不大。

2)河道漫溢 河道漫溢沉積主要分布在河道的側翼及河道前緣，為河道向前推進過程中水動力減弱形成。研究區部分層位可見河道漫溢沉積在河道的前方延伸較遠，平面上的分布形態與當時氣候條件及物源供給量大小有關。以粉砂巖為主，分選及磨圓較好，發育平行層理、沙紋層理及波狀層理。砂體厚度相對水下分流河道較薄，自然伽馬和自然電位曲線主要呈指狀-鐘形或箱形-漏斗形，以高-中幅為主。

3)水下分流間灣 水下分流河道之間的低洼地區即為水下分流間灣，該微相巖性以灰色、灰綠色泥巖為主，含少量泥質粉砂巖。發育水平層理、波狀層理和沙紋層理。常出現砂泥互層，多以薄層砂巖和泥巖的韻律性交互層為特征。自然伽馬和自然電位曲線主要呈低幅齒化線形。

4)席狀砂 席狀砂是河口壩砂體經湖浪改造作用，沿岸側向呈席狀堆積形成的。該微相在研究區各層位的大片區域均有發育，形成于波浪作用較強的沉積環境中，砂體分布面積廣，厚度較薄，砂質較純。薄砂和泥巖互層，砂層的頂、底多為突變，韻律性不明顯或呈反韻律。砂體巖性較細，以粉砂巖為主，碎屑分選、磨圓較好，成熟度較高，見少量的泥質粉砂巖，主要發育平行層理和沙紋層理，上、下與席間泥或河道漫溢沉積相接觸。自然伽馬和自然電位曲線主要呈中幅指狀，齒化嚴重。

5)河口壩 河口壩是由于河口及湖水的抑制作用，注入湖泊水體的河流流速驟減，大量載荷因此快速堆積下來形成的[7]。河口壩在研究區發育的面積較小，厚度一般較薄。自然伽馬和自然電位曲線主要為高幅齒化漏斗形。

6)席間泥 席間泥主要發育在席狀砂之間，受到湖水沖洗作用嚴重，泥質較多。自然伽馬和自然電位曲線主要為低幅齒化線形。

7)前三角洲泥 前三角洲泥位于三角洲前緣的外緣，為三角洲相中最細物質的沉積區，其與湖相泥巖不易區分，界面不明顯。研究區的前三角洲泥主要發育在東南部及南部，為遠離物源供給的區域。巖性以灰綠色、棕色泥巖及粉砂質泥巖為主，發育水平層理和沙紋層理。其主要與席狀砂或席間泥接觸。自然伽馬和自然電位曲線主要為超低幅度線形。

8)淺湖 淺湖亞相主要發育在研究區的東南部及南部，范圍較小，淺湖亞相的測井曲線形態和前三角洲泥微相相似，為低幅齒化線形，兩者不易區分。

3 沉積相與剩余油分布關系

在區域沉積背景分析的基礎上，根據各個沉積微相的測井曲線特征，對文明寨油田開展單井沉積微相研究，建立單井和連井沉積微相剖面，并對重點區及主力層系的平面沉積微相分布進行描述。文明寨油田沙二下亞段、沙三上亞段儲層主要沉積微相為水下分流河道和河道漫溢，此外還發育席狀砂砂體。筆者主要借助油藏工程方法，運用監測資料定性研究沉積相與相控剩余油的關系。

3.1 利用新鉆井水淹層解釋資料研究剩余油

表1 文明寨油田新井鉆遇相帶情況統計表

分沉積相帶統計文明寨油田近5年老區61口新井鉆遇情況，共鉆遇油層、水淹層732層，1310.2m厚。其中，水下分流河道微相厚度706.9m，占54.0%；河道漫溢微相厚度417.1m，占31.8%；席狀砂微相厚度186.2m，占14.2%(表1、表2)。從統計結果來看，文明寨油藏水淹狀況較嚴重，1～3級水淹層厚度占52.8%，其中以水下分流河道微相水淹程度最高，1～3級水淹層厚度占鉆遇該類型微相總厚度的37.9%；河道漫溢微相次之，1～3級水淹厚度占鉆遇該類型微相總厚度的9.7%。剩余油潛力主要分布在河道漫溢微相帶(表2)。

表2 文明寨油田新井不同相帶水淹情況統計表

3.2 利用吸水剖面資料研究剩余油

研究文明寨油田注水井吸水剖面資料與沉積微相的響應關系，統計213口井的吸水剖面，結果見表3。

表3 文明寨油田吸水剖面統計表

由表3可見，水下分流河道吸水厚度最大，占73.5%，其中以吸水指數大于5m3/(d·MPa)的層為主；河道漫溢次之，吸水厚度占47.1%，吸水指數以小于15m3/(d·MPa)的層為主；席狀砂最小，吸水厚度占21.3%，水驅動用較差，且吸水層主要是低強度吸水。

3.3 利用高精度碳氧比資料研究剩余油

高精度碳氧比能譜測井分層能力可以達到0.8m，可以對0.5～0.8m地層進行半定量解釋，為文明寨油田含油性評價提供了有效工具[8,9]。筆者統計了23口井的高精度碳氧比資料，水下分流河道微相中，1、2級水淹厚度占79.4%，層數占81.1%；3、4級水淹及油層厚度占20.6%，層數占19.0%。河道漫溢微相中，1、2級水淹厚度占47.1%，層數占44.7%；3、4級水淹及油層厚度占52.9%，層數占55.4%。席狀砂微相中，1、2級水淹厚度占45.0%，層數占49.2%；3、4級水淹及油層厚度占55.0%，層數占60.8%。從分析情況來看，文明寨油田水下分流河道微相動用較好、水淹較嚴重，剩余油相對零散，河道漫溢及席狀砂微相動用較差，剩余油富集并連片。

上述研究表明：水下分流河道儲量較大，動用程度較好，水淹程度高；河道漫溢水驅狀況中等，剩余油相對富集；席狀砂動用程度差，水淹程度低。

4 結語

文明寨油田主要發育水下分流河道、水下分流間灣、河道漫溢、席狀砂、河口壩及前三角洲泥等微相類型，各微相類型測井曲線特征明顯，通過統計全區各小層的微相類型，結合油田監測資料進行研究，結果表明，沉積微相與剩余油分布關系密切。對各個微相類型砂體提出了相應的剩余油挖掘建議，為進一步改善油田的開發效果、提高采收率提供參考。