張予生, 宋子齊, 李澤亮,3, 屈艷梅, 忽磊磊, 胡秀

(1.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吐哈事業(yè)部, 新疆 鄯善 838202; 2.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院, 陜西 西安 710065; 3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司, 陜西 西安 710018)

0 引 言

單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相評(píng)價(jià)中單滲砂層垂向序列、延伸厚度、巖性、物性、粒度、砂泥質(zhì)演化及其形態(tài)和分布等都是重要的成因和微相標(biāo)志。這些成因標(biāo)志和微相特征是各種沉積環(huán)境中特定水動(dòng)力因素作用結(jié)果;同時(shí),水動(dòng)力因素條件控制著儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征變化。建立鉆井取心準(zhǔn)確刻度巖電關(guān)系,利用測(cè)井響應(yīng)反推非取心井,開(kāi)展測(cè)井相分析沉積環(huán)境及儲(chǔ)層特征,利用測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)形態(tài)特征有效反饋單滲砂層成因標(biāo)志和演化特征在縱、橫方向上的變化,為識(shí)別單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相提供十分重要的資料,成為一種有效精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相及其有利儲(chǔ)集砂體的分析方法[1-4]。

溫西三塊三間房組儲(chǔ)層處于辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩及其邊遠(yuǎn)梢微相帶,三角洲前緣儲(chǔ)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,沉積微相在平面上錯(cuò)綜分布,剖面上相互連接形成具有非均質(zhì)分布的多段層間差異儲(chǔ)層;非主體微相砂又受河流或湖浪改造形成不同類(lèi)型的席狀砂、遠(yuǎn)砂薄差儲(chǔ)層[4-5]。這些在不同時(shí)期形成不同類(lèi)型河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體。注水開(kāi)發(fā)在各單滲砂層之間及單滲砂層內(nèi)部引起水淹程度的變化,在該區(qū)目的層段形成河道正向單滲、河道正向疊置滲、河道均質(zhì)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(yuǎn)梢遠(yuǎn)砂滲多種水淹模式。不同水淹模式分布發(fā)育于不同微相單滲砂或疊置單滲砂層中,它們不但受沉積時(shí)期水動(dòng)力條件、物源供應(yīng)能力、沉積速度變化及特征控制,還受注水開(kāi)發(fā)水淹程度變化影響。特別在劃分特定時(shí)間跨度內(nèi)有多個(gè)不同微相沉積單元在垂向上疊置演化層段,不但造成河道及河口壩主體骨架砂體微相帶劃分失誤,往往漏失河道邊遠(yuǎn)梢席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體,造成大量已動(dòng)用油層及未動(dòng)用油層剩余油潛力的誤判和流失[3-7]。本文提出利用單滲砂層能量厚度精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相帶的方法,可有效圈定目的層段水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體及其剩余油分布。

1 單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶的概念

單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶是單滲砂層能量厚度與測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)的匹配和表征,使其表征微相帶測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)、幅度、特征及其延伸厚度和數(shù)據(jù)大小分別匹配目的層段垂向疊置演化的單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相儲(chǔ)集砂體沉積能量、相變特征與差異,以它們各自足夠反映的沉積能量和單滲砂能量厚度信息,反饋有利儲(chǔ)集砂體微相帶重要成因標(biāo)志及其水動(dòng)力因素作用,最大限度地分別提取層段垂向疊置演化的有利沉積微相展布規(guī)模、范圍及特征。它不但有效克服了層段成因相近薄差層累加厚度識(shí)別劃分主體微相的失誤,特別是避免了河道邊遠(yuǎn)梢非主體微相的漏失,為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和篩選不同類(lèi)型已動(dòng)用油層及未動(dòng)用油層剩余油分布提供可靠地質(zhì)依據(jù)[4-9]。

單滲砂層在不同沉積環(huán)境下沉積層序在垂向序列、砂體形態(tài)、延伸、粒度、分選、泥質(zhì)含量及分布等方面的特征具有不同類(lèi)型測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn),其反映的曲線(xiàn)形態(tài)特點(diǎn)主要為單滲砂層能量厚度、幅度、形狀、接觸關(guān)系、次級(jí)形態(tài)等測(cè)井響應(yīng)關(guān)系[8-10]。

(1) 單滲砂層能量厚度代表小層各儲(chǔ)集砂體優(yōu)勢(shì)微相帶測(cè)井曲線(xiàn)的幅度、形態(tài)和延伸厚度(沉積時(shí)間),集中反映相應(yīng)優(yōu)勢(shì)微相帶最大水動(dòng)力因素作用產(chǎn)生的沉積能量。

(2) 幅度反映砂體形成能量大小,反映砂體垂向序列巖性、粒度、儲(chǔ)滲性及泥質(zhì)含量等沉積特征的變化,如自然電位減小異常幅度反映單滲砂沉積能量強(qiáng)弱,自然伽馬減小幅度也反映沉積砂泥質(zhì)變化強(qiáng)度。

(3) 形態(tài)指單滲砂曲線(xiàn)基本變化,反映單滲砂層沉積能量相對(duì)穩(wěn)定或變化形態(tài),如箱形表示沉積能量較大且均質(zhì)單滲,鐘形表示沉積能量由強(qiáng)到弱呈正向單滲,漏斗形表示沉積能量由弱到強(qiáng)呈反向單滲,指形、菱形表示沉積能量弱強(qiáng)交替的薄差砂層或砂泥互層邊遠(yuǎn)砂體。

(4) 接觸關(guān)系指單滲砂體底頂界面曲線(xiàn)變化,其底頂分別表示砂體沉積初期及終期微相變化特征。

(5) 次級(jí)形態(tài)主要指曲線(xiàn)的平滑度、齒中線(xiàn)、包圍線(xiàn)形狀,它們不同程度提供砂體沉積能量變化,比如齒中線(xiàn)水平表示薄差砂層沉積能量均勻呈交替性變化。

當(dāng)鉆井位于單滲砂側(cè)翼或邊梢時(shí),其測(cè)井曲線(xiàn)與基本曲線(xiàn)形態(tài)有相對(duì)較大變化。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)具有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)解釋人員來(lái)說(shuō),它們?nèi)匀豢梢匀娣治鲈u(píng)價(jià)單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶特征。

該區(qū)目的層段發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂有利儲(chǔ)集砂體微相,不同微相類(lèi)型受沉積環(huán)境、巖性及單滲砂層發(fā)育特征部位影響,單滲砂層沉積能量、相變特征及差異明顯。該區(qū)水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂單滲砂層微相具有各自?xún)?yōu)勢(shì)的水動(dòng)力因素、沉積速率、物源供應(yīng)條件及特征,它們控制著儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征變化,反映出測(cè)井曲線(xiàn)具有足夠的單滲砂層能量厚度、曲線(xiàn)延伸幅度、平滑度及特有的接觸關(guān)系、次級(jí)形態(tài)。這種有利單滲砂層微相形成的最大水動(dòng)力因素作用及其微相標(biāo)志特征集中反映為單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相測(cè)井響應(yīng)基本形態(tài)特征?？梢岳脺y(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)提取單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶沉積能量厚度變化信息,利用它們?cè)谏皩映练e時(shí)間跨度內(nèi)垂向疊置演化的各單滲砂層厚度確認(rèn)辮狀河三角洲前緣亞相各種不同類(lèi)型主體和非主體儲(chǔ)集砂體有利微相帶演化特征、規(guī)模及其范圍[8-12]。

2 單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相標(biāo)準(zhǔn)

開(kāi)展單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶研究中,自然電位、自然伽馬、聲波、中子、密度、電阻率測(cè)井響應(yīng)對(duì)該地區(qū)單滲砂層微相特征反映都十分敏感。自然電位減小系數(shù)及幅度延伸曲線(xiàn)形態(tài)反映單滲砂層沉積能量及能量厚度強(qiáng)弱;自然伽馬減小系數(shù)及幅度延伸曲線(xiàn)形態(tài)反映單滲砂層巖性及砂泥質(zhì)變化程度;聲波、中子、密度、電阻率測(cè)井曲線(xiàn)幅度及幅度縱向延伸(厚度)與形態(tài)也反映單滲砂層沉積能量厚度和水動(dòng)力因素作用。它們組合起來(lái)反饋單滲砂層重要成因標(biāo)志和水動(dòng)力因素作用,圈定有利沉積微相帶[12-14]。通過(guò)該區(qū)三間房組水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂沉積微相單滲砂層相變特征差別對(duì)比,利用沉積體系中相標(biāo)志特征和單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶概念特征,分析單井相序、剖面微相特征和測(cè)井分析解釋所反映的單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶成果,建立起該研究區(qū)精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相帶標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。

表1 單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相標(biāo)準(zhǔn)

圖1為該區(qū)中部wx3-f17井J2S11、J2S12層2 208.0～2 265.0 m井段利用單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相標(biāo)準(zhǔn)在目的層段評(píng)價(jià)劃分出4個(gè)有利沉積微相帶。其中第3層段單滲砂層能量厚度10.5 m,測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)呈較大幅度及縱向延伸厚度鐘型特征,反映出淺水辮狀河道前緣水下分流河道主體微相砂體展布;第4層段單滲砂能量厚度7.3 m,測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)呈次大幅度及縱向延伸厚度漏斗型特征,反映河道前緣河口壩次主體微相砂體展布;第1層段單滲砂層能量厚度4.5 m,測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)呈較小幅度及厚度鐘型反映席狀砂非主體微相砂體展布;第2層段低滲透率砂層厚度1.5 m,測(cè)井響應(yīng)呈細(xì)小幅度及厚度指型反映遠(yuǎn)砂非主體微相薄差砂層特征,有效識(shí)別出目的層段時(shí)間跨度內(nèi)河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂等多個(gè)不同有利微相單元儲(chǔ)集砂體在垂向上疊置演化特征。

圖1 wx3-f17井J2S11、J2S12層2 208.0～2 265.0 m井段單滲砂層精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相圖

3 有利沉積微相帶展布及剩余油分布

采用單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相標(biāo)準(zhǔn),利用各種測(cè)井信息提取不同能量厚度的單滲砂層信息控制和分析各目的層段砂體時(shí)間跨度內(nèi)河道及河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂有利沉積微相單元在垂向上疊置演化規(guī)律,即代表層點(diǎn)水下分流河道及河口壩最大單滲砂層測(cè)井參數(shù)編制主體微相帶圖件,而代表層點(diǎn)席狀砂、遠(yuǎn)砂次大單滲砂層測(cè)井參數(shù)編制非主體微相帶圖件。利用單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶分別制作三間房組J2S2、J2S3各期垂向疊置演化有利微相單元平面展布圖,以主體微相規(guī)模和范圍91.8%～72.9%為最大(水下分流河道占75.5%～67.5%,河口壩占16.3%～5.4%);非主體微相占8.2%～27.1%為較小(席狀砂占6.1%～17.1%,遠(yuǎn)砂占2.1%～10.0%)。它們中反映砂體成因類(lèi)型和發(fā)育程度最好的水下分流河道及河口壩有利微相位置往往是油藏主力油層分布范圍,其形成的河道正向單滲、河道正向疊置滲水淹模式成為已動(dòng)用油層剩余油挖潛的主要目標(biāo)。而反映砂體成因類(lèi)型和發(fā)育程度相對(duì)較差的席狀砂、遠(yuǎn)砂較為有利微相位置則主要為油藏非主力油層分布范圍,形成的河道邊梢席狀砂滲、遠(yuǎn)梢遠(yuǎn)砂滲水淹模式成為未動(dòng)用或基本未動(dòng)用油層剩余油挖潛目標(biāo)[14-17]。

圖2 wx3-t02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

圖2為該區(qū)wx3-t02井J2S23層2 290.0～2 307.0 m井段河道正向疊置滲水淹層評(píng)價(jià)成果。該層段由地層界面分隔形成疊置復(fù)合韻律層,在疊置層中部相對(duì)低滲透率段形成層間干擾層,自然電位、自然伽馬減小幅度偏小,雙感應(yīng)電阻率增高,聲波時(shí)差、中子值降低,密度值升高。經(jīng)該復(fù)合韻律層中部層間差異層2 297.3～2 301.0 m井段射孔,日產(chǎn)液11.2 t,日產(chǎn)油4.9 t,含水56.0%,證實(shí)河道疊置韻律層中的層間差異層處于中水淹,具一定剩余油分布富集潛力。

圖3為該區(qū)wx3-f29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(shí)例。其下部11號(hào)層河道均質(zhì)滲水淹模式,測(cè)井響應(yīng)砂體滲透性高,注入水在該層段水線(xiàn)推進(jìn)快,水驅(qū)波及厚度和范圍大,測(cè)井解釋上部較強(qiáng)水淹、下部強(qiáng)水淹層。上部10號(hào)層席狀砂滲水淹模式,測(cè)井響應(yīng)砂體滲透性低,注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中,受下部河道高滲層間干擾,注入水首先沿高滲11號(hào)砂層推進(jìn),10號(hào)席狀砂層整體處于未水淹狀態(tài),測(cè)井解釋為未水淹層。經(jīng)11號(hào)河道砂層頂部2 389.0～2 396.0 m井段射孔,日產(chǎn)油0.5 t,日產(chǎn)水1.2 m3,含水73.1%;10號(hào)席狀砂層2 375.0～2 382.0 m井段射孔,日產(chǎn)油7.4 t,日產(chǎn)水0.1 m3,含水1.9%,有效證實(shí)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。

圖3 wx3-f29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

4 結(jié) 論

(1) 提出單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶概念精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相的方法,利用砂層沉積時(shí)間跨度內(nèi)垂向疊置演化的各單滲砂層能量厚度,確認(rèn)出辮狀河三角洲前緣各種不同類(lèi)型主體和非主體儲(chǔ)集砂體微相帶規(guī)模和演化特征,克服薄差砂層疊置演化劃分河道、河口壩主體骨架砂體微相帶的失誤,避免了河道邊遠(yuǎn)梢席狀砂、遠(yuǎn)砂微相砂體的漏失。

(2) 文中單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶實(shí)際上是單滲砂層能量厚度與測(cè)井響應(yīng)曲線(xiàn)的匹配和表征,以它們各自足夠的單滲砂層厚度反饋有利儲(chǔ)集砂體微相帶儲(chǔ)層重要成因標(biāo)志和最大水動(dòng)力因素作用結(jié)果,使其測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)、幅度、特征和數(shù)據(jù)大小分別匹配并集中反映各自單滲砂優(yōu)勢(shì)微相儲(chǔ)集砂體沉積能量、相變特征與差異,準(zhǔn)確合理利用和開(kāi)發(fā)單滲砂層有利儲(chǔ)集相帶。

(3) 通過(guò)目的層段單滲砂層能量厚度、自然電位減小系數(shù)、自然伽馬減小系數(shù)、聲波時(shí)差、密度、中子孔隙度、深側(cè)向、深感應(yīng)電阻率和巖性、物性資料建立單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶精細(xì)評(píng)價(jià)有利沉積微相標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確提取單滲砂層優(yōu)勢(shì)微相帶沉積能量、測(cè)井參數(shù)信息及有利沉積微相展布特征。列舉出注水開(kāi)發(fā)中主體微相河道疊置層間差異層與非主體微相席狀砂層受河道高滲層間干擾造成的剩余油分布層段,為該區(qū)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和篩選不同類(lèi)型已動(dòng)用油層及未動(dòng)用油層剩余油分布提供了可靠依據(jù)。

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