唐 鼎,張春生,肖夢(mèng)華

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長(zhǎng)江大學(xué),湖北荊州434023;2.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院)

鄂爾多斯盆地盤(pán)古梁地區(qū)長(zhǎng)61儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性研究

唐 鼎1,張春生1,肖夢(mèng)華2

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長(zhǎng)江大學(xué),湖北荊州434023;2.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院)

盤(pán)古梁地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)61儲(chǔ)層發(fā)育于三角洲前緣,為低孔低滲儲(chǔ)層。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層層內(nèi)韻律性、層間差異性、平面上砂體連續(xù)性、層間層內(nèi)隔夾層的評(píng)價(jià),認(rèn)為盤(pán)古梁地區(qū)長(zhǎng)611小層以正韻律為主,長(zhǎng)612小層砂體以復(fù)合韻律形態(tài)為主,層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重,層間非均質(zhì)性較強(qiáng)。平面上河道砂體沿北東-南西方向展布,順河道方向其連續(xù)性好,垂直河道延伸方向上其橫向連續(xù)性相對(duì)較差,小層平面非均質(zhì)性較強(qiáng)。綜合研究表明,儲(chǔ)層非均質(zhì)性受沉積環(huán)境影響較大,整體表現(xiàn)為較強(qiáng)的非均值性。

盤(pán)古梁地區(qū);長(zhǎng)61;儲(chǔ)集層;非均質(zhì)性

靖安油田盤(pán)古梁地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中部陜北斜坡帶上,延長(zhǎng)組主力油層長(zhǎng)62儲(chǔ)層經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)高效開(kāi)發(fā),由于裂縫發(fā)育等原因,目前已呈現(xiàn)含水上升迅猛,產(chǎn)量下降快,生產(chǎn)形式日益嚴(yán)峻。為穩(wěn)定盤(pán)古梁的產(chǎn)量,位于長(zhǎng)62上部的儲(chǔ)層長(zhǎng)61也急需深入研究,因而詳細(xì)研究盤(pán)古梁地區(qū)儲(chǔ)層長(zhǎng)61非均質(zhì)性特征較為重要。

1 沉積相類(lèi)型及特征

長(zhǎng)6沉積期為鄂爾多斯盆地湖盆萎縮沉積,湖盆收縮、水體變淺,由于沉積作用加強(qiáng),湖盆周?chē)l(fā)育大規(guī)模的三角洲及水下扇三角洲沉積。盤(pán)古梁地區(qū)長(zhǎng)61油藏位于志丹三角洲前緣,可分為兩個(gè)小層(長(zhǎng)611、612),屬于以水下分流河道為主的具有強(qiáng)烈的進(jìn)積作用、河口砂壩不很發(fā)育的河控型湖泊-三角洲體沉積。研究區(qū)長(zhǎng)61油層主要的巖石類(lèi)型為長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖,分選中等-較好,磨圓度以次圓-次棱角狀為主,砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等,成分成熟度較低[1]。

2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究

2.1 層內(nèi)非均質(zhì)性研究

層內(nèi)非均質(zhì)性是指單砂層規(guī)模內(nèi)儲(chǔ)層性質(zhì)垂向上變化,是控制和影響砂層組內(nèi)一個(gè)單砂層中注入劑向上波及體積的關(guān)鍵因素[2-3],從開(kāi)發(fā)的角度來(lái)講,其重點(diǎn)研究層內(nèi)滲透率的變化。

2.1.1 層內(nèi)韻律特征

根據(jù)巖心觀察和測(cè)井資料分析,工區(qū)發(fā)育有正韻律、反韻律、均質(zhì)韻律、復(fù)合韻律4種類(lèi)型,以正韻律和復(fù)合韻律形態(tài)為主(表1)。水下分流河道以正韻律為主,砂體非均質(zhì)較強(qiáng);復(fù)合韻律以多期水下分流河道的疊置的復(fù)合正韻律最常見(jiàn),其次為水下分流河道加積于砂壩之上的復(fù)合韻律。

表1 61油層各小層中砂體形態(tài)分布頻率統(tǒng)計(jì)

開(kāi)發(fā)過(guò)程中,水驅(qū)運(yùn)動(dòng)方向往往是由下往上有利,所以均值韻律和反韻律的水驅(qū)效果較好。而從該區(qū)滲透率的韻律類(lèi)型來(lái)看,由于小層韻律主要為正韻律及部分正韻律疊加的復(fù)合韻律組成,不利于水驅(qū)。

2.1.2 夾層分布特征

盤(pán)古梁油藏長(zhǎng)611小層夾層分布局限,厚度較小,平均厚度值為0.26m,平均夾層頻率為0.021個(gè)/m,平均夾層密度為 2.81%;長(zhǎng) 612小層夾層分布較廣,厚度相對(duì)較大,平均厚度為0.45m,平均夾層頻率為0.082個(gè)/m,平均夾層密度為9.5%(表2),盤(pán)古梁地區(qū)長(zhǎng)61油層組砂體中夾層主要為泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)兩種類(lèi)型[4]。

表2 盤(pán)古梁地區(qū)長(zhǎng)61油層各小層夾層數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

泥質(zhì)夾層以泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主,一般較薄,延伸長(zhǎng)度不大,受沉積環(huán)境影響,在不同相帶砂體中的延伸范圍不同。鈣質(zhì)夾層主要巖石類(lèi)型是灰白色鈣質(zhì)膠結(jié)長(zhǎng)石粉砂巖、細(xì)砂巖、粉-細(xì)砂巖和中-細(xì)砂巖,在測(cè)井曲線(xiàn)上的響應(yīng)為低聲速、電阻率曲線(xiàn)呈高阻尖峰狀。一般鈣質(zhì)夾層厚度0.1～1.7m,多分布于正韻律頂部,在平面上和縱向上分布比較零星,橫向連續(xù)性差,儲(chǔ)層中碳酸鹽巖膠結(jié)作用較普遍,伴隨成巖作用,鈣質(zhì)夾層發(fā)育。

總體上,各類(lèi)夾層在油藏中的分布范圍很廣,但連續(xù)性較差,在平面上呈零碎狀分布。不穩(wěn)定夾層的增多,使層內(nèi)非均質(zhì)性增強(qiáng),油水運(yùn)動(dòng)與分布變得復(fù)雜,夾層的廣泛存在使儲(chǔ)層垂向滲透性變化較大。

2.1.3 縱向滲透率變化特征

層內(nèi)非均質(zhì)性最終體現(xiàn)在層內(nèi)縱向滲透率的差異上。層內(nèi)夾層及層內(nèi)不同韻律的疊加,對(duì)流體滲透率影響較大,影響到儲(chǔ)層垂向滲透率與水平方向滲透率的比值,根據(jù)取心分析,長(zhǎng)612單砂體級(jí)差介于1.05～12.5,突進(jìn)系數(shù)在2.05～5.53,表明主體儲(chǔ)集帶單砂體非均質(zhì)性較強(qiáng),屬于非均質(zhì)儲(chǔ)層。

2.2 層間非均質(zhì)性研究[4]

研究層間非均質(zhì)性是為開(kāi)發(fā)層系的劃分和井網(wǎng)的選擇提供地質(zhì)依據(jù)。

2.2.1 分層系數(shù)與砂巖密度

砂層的層間非均質(zhì)性主要是通過(guò)分層系數(shù)和砂巖密度來(lái)描述。分層系數(shù)用單井鉆遇砂體層數(shù)來(lái)表示,系數(shù)越大,非均值越強(qiáng);砂巖密度越接近于1,油層越均質(zhì)。統(tǒng)計(jì)盤(pán)古梁地區(qū)124口井鉆遇砂層數(shù),長(zhǎng)61分層系數(shù)在4.08左右,其中,長(zhǎng)611小層的分層系數(shù)為0.85,砂巖密度為0.25,長(zhǎng)612小層的分層系數(shù)為3.23,砂巖密度為0.57(表3)。

表3 長(zhǎng)61油層各小層砂體發(fā)育程度統(tǒng)計(jì)

綜合比較各小層上述兩個(gè)系數(shù),長(zhǎng)612小層砂巖密度和分層系數(shù)均呈現(xiàn)較大值,表明長(zhǎng)612鉆遇砂層數(shù)較長(zhǎng)611要多,且長(zhǎng)612小層垂向上砂體比較發(fā)育的同時(shí)砂體的層數(shù)也較多,非均質(zhì)性強(qiáng)。

2.2.2 隔層分布特征

長(zhǎng)612與長(zhǎng)611隔層巖性以泥巖為主,包括少量粉砂質(zhì)泥巖,厚度通常大于2m。統(tǒng)計(jì)剖面井層間隔層的發(fā)育程度,最大厚度為23.7m,平均厚度約為6.83m,由水下分流河道主體沉積向支流間灣過(guò)渡,隔層厚度逐漸增大,即主體河道中由于河道下切擺動(dòng)較大,形成的隔層較薄而且不穩(wěn)定,而向邊部的切割影響較小,形成厚的隔層。

2.2.3 滲透率變化特征

從開(kāi)發(fā)的角度來(lái)講,研究非均質(zhì)性重點(diǎn)是研究滲透率縱向差異。縱向各小層或砂體間的滲透率的變化也反映了層間非均質(zhì)特征[5]。用滲透率變異系數(shù)、滲透率級(jí)差、單層突進(jìn)系數(shù)來(lái)反映滲透率縱向非均質(zhì)程度,三者值越大,滲透率變化越大,即越不均質(zhì)。

從各小層滲透率非均質(zhì)性參數(shù)(表4)來(lái)看,隨著儲(chǔ)層厚度增加,從小層到砂層組,層內(nèi)砂泥互層,單砂體層數(shù)增多,韻律模式變得復(fù)雜,滲透率非均質(zhì)參數(shù)差別進(jìn)一步變大,非均質(zhì)性有進(jìn)一步變強(qiáng)的趨勢(shì)。

表4 滲透率非均質(zhì)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.3 平面非均質(zhì)性研究

2.3.1 各小層砂體平面展布特征

盤(pán)古梁區(qū)長(zhǎng)61砂體主要骨架為水下分流河道沉積,沿物源方向砂體順河道方向沿北東-南西方向展布,順河道方向其連續(xù)性好,而在垂直河道延伸方向上其橫向連續(xù)性相對(duì)較差。

長(zhǎng)611河道砂體較窄,砂體厚度較薄,最厚的砂體達(dá)11.2m(塞261井)。自北東向南西方向或近南北方向有三條主砂帶在工區(qū)內(nèi)分布,總體上砂體厚度相對(duì)較小。工區(qū)中部主砂帶規(guī)模相對(duì)較大,有一定的影響范圍,而東部主砂帶規(guī)模比較小。

長(zhǎng)612總體上該時(shí)期河道砂體寬、厚度大,砂體非常發(fā)育,分布普遍,砂體連片性較好。砂體最厚達(dá)27m(盤(pán)29-39井),平均厚度為13.6m,河道側(cè)緣的天然堤微相砂體沿河道兩側(cè)近平行分布,砂體厚度一般小于12m,自北東向南西方向有四條主砂帶在工區(qū)內(nèi)分布,主河道部位砂體厚度大。

2.3.2 砂體連續(xù)性及連通性

在一定井網(wǎng)控制條件下,砂體連續(xù)性可以通過(guò)鉆遇率來(lái)表征,而連通性可通過(guò)連通系數(shù)表示。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表5),長(zhǎng)611砂體鉆遇率相對(duì)較低,連通系數(shù)相對(duì)較小,長(zhǎng)612砂體鉆遇率相對(duì)較高,連通系數(shù)為0.52,相對(duì)較大。表明長(zhǎng)611砂體規(guī)模相對(duì)要小,長(zhǎng)612砂體的側(cè)向連續(xù)性較好,砂體連片程度較高,同時(shí)反映長(zhǎng)612小層的平面分布均勻程度較611小層高,砂體平面非均質(zhì)性較弱。

表5 盤(pán)古梁長(zhǎng)61儲(chǔ)層小層砂體發(fā)育程度統(tǒng)計(jì)

2.3.3 砂體物性平面展布特征

由于砂體沉積環(huán)境和成巖作用變化差異,各小層儲(chǔ)層物性也有較大變化。研究區(qū)孔隙度、滲透率平面變化具有一定方向性,其孔隙度和滲透率具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,變化趨勢(shì)相同,高值出現(xiàn)的范圍基本一致,呈片狀分布。儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性受沉積相影響較大,儲(chǔ)層的物性參數(shù)主要受沉積相帶的控制明顯,水下分流河道主體非均質(zhì)性一般較弱,河道側(cè)緣非均質(zhì)性較強(qiáng),河道間砂體非均質(zhì)性最強(qiáng)。順著物源方向,物性變化較平緩,而垂直于物源方向,滲透率變化迅速。

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響因素

3.1 沉積環(huán)境的影響

沉積相是引起儲(chǔ)層非均質(zhì)性的根本原因。不同沉積環(huán)境下形成的砂體差別較大,從取心及巖樣分析來(lái)看,水下分流河道作為主體儲(chǔ)層水動(dòng)力較強(qiáng),沉積物粒度粗,砂體厚度相對(duì)較大,形成的孔喉相對(duì)粗大,連通程度較高,河道側(cè)緣及河道間等微相水動(dòng)力相對(duì)較弱,沉積顆粒相對(duì)較細(xì),泥質(zhì)含量較高。加之水動(dòng)力的變化,河道的遷移等使得層間韻律層多、層理構(gòu)造發(fā)育,且層內(nèi)各種韻律砂體疊置,以及砂體內(nèi)部空間配置關(guān)系的不同,從而造成了沉積物在結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上的各向異性。

3.2 成巖作用的影響

研究區(qū)儲(chǔ)層成巖作用豐富,主要有壓實(shí)、膠結(jié)、溶蝕、交代等多期作用,壓實(shí)與膠結(jié)作用使沉積物的原生孔隙與次生孔隙大部分被充填,顆粒間更緊密;溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙,以及成巖過(guò)程中礦物脫水產(chǎn)生的成巖裂縫,對(duì)儲(chǔ)層的改善具有積極作用。各種成巖作用改變了原始孔隙度和滲透率的分布狀態(tài),使得儲(chǔ)層在縱向和平面上非均質(zhì)性增強(qiáng)。

3.3 構(gòu)造作用的影響

從野外露頭和室內(nèi)巖心觀察發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層發(fā)育大量的微裂縫,裂縫大小不一,從巖心中可看出微細(xì)的裂縫,主要有垂直裂縫、水平裂縫。從裂縫成因來(lái)看,構(gòu)造裂縫占主導(dǎo)地位。裂縫的發(fā)育使得本區(qū)儲(chǔ)層的孔滲性變好,使儲(chǔ)層滲透率在縱向上和橫向上差異加大。

4 結(jié)論

(1)儲(chǔ)層長(zhǎng)61宏觀非均質(zhì)性較強(qiáng),以正韻律和復(fù)合韻律為主,小層內(nèi)夾層廣泛發(fā)育,以鈣質(zhì)夾層和泥質(zhì)夾層為主,層間隔層整體上相對(duì)比較穩(wěn)定。長(zhǎng)612與長(zhǎng)611相比,砂體發(fā)育,砂體厚度相對(duì)較大,非均質(zhì)性較強(qiáng)。

(2)分流河道作為主體儲(chǔ)集帶,也是剩余油挖潛的主體,在注水開(kāi)發(fā)時(shí),要合理選擇井網(wǎng),防止過(guò)早的串層或單層突進(jìn);而支流間灣微相、水下分流河道側(cè)緣以及砂壩側(cè)翼等微相,儲(chǔ)集性能、連通能力、物性相對(duì)較差,注水難于波及,開(kāi)發(fā)難度較大,必須采取有效改造措施進(jìn)行開(kāi)采。

(3)儲(chǔ)層層間和平面非均質(zhì)性直接影響注水開(kāi)發(fā)效果,細(xì)化層段開(kāi)發(fā),認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層內(nèi)部韻律性、層內(nèi)夾層、砂體相帶的展布、層系間砂體的配置結(jié)構(gòu),解決層間及平面矛盾,是開(kāi)發(fā)關(guān)鍵之所在。

[1] 牛小兵,朱玉雙.鄂爾多斯盆地盤(pán)古梁長(zhǎng)6儲(chǔ)層主控因素分析[J].巖性油氣藏,2009,21(4):47-52.

[2] 李少華,陳新民.坪北油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油組儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性研究[J].沉積與特提斯地質(zhì),2006,26(2):55-58.

[3] 陳志香.高集油田高7區(qū)阜寧組儲(chǔ)層非均質(zhì)性及剩余油分布[J].海洋石油,2003,23(2):51-54.

[4] 閻海龍,孫衛(wèi).水下分流河道砂體中夾層的識(shí)別及定量分析-以靖安油田盤(pán)古梁長(zhǎng)6油層為例[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào),2006,36(1):13-136.

[5] 焦養(yǎng)泉,李思田.碎屑巖儲(chǔ)層物性非均質(zhì)性的層次結(jié)構(gòu)[J].石油與天然氣地質(zhì),1998,19(2):89-92.

編輯:吳官生

TE12.23

A

2010-08-19;改回日期:2010-10-09

唐鼎,1985年生,2008年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院資源勘查工程專(zhuān)業(yè),在讀碩士生,從事石油天然氣地質(zhì)儲(chǔ)層研究。

1673-8217(2011)01-0032-03