王東辰

非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(長(zhǎng)江大學(xué))長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100

周宗良，曹國(guó)明

(中石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

劉建

(非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(長(zhǎng)江大學(xué))長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

文明寨油田自1975年開始勘探，經(jīng)過40多年的開發(fā)，總體水驅(qū)開發(fā)效果較好，通過不斷深化研究，形成了極復(fù)雜斷塊油藏精細(xì)描述及配套挖潛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油藏高效開發(fā)。但隨著油田開發(fā)程度的提高，對(duì)地質(zhì)研究和技術(shù)攻關(guān)都提出了更高要求。文明寨油田沉積體系復(fù)雜，儲(chǔ)層變化快、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，并且在長(zhǎng)期注水開發(fā)中，區(qū)塊井筒多次治理，導(dǎo)致剩余油分布零散，認(rèn)識(shí)難度大。以往學(xué)者[1～3]對(duì)該區(qū)塊的研究主要集中在剩余油的開發(fā)上，而關(guān)于沉積相與剩余油分布關(guān)系的研究較少。針對(duì)文明寨油田的地質(zhì)特點(diǎn)，應(yīng)用豐富的巖心、測(cè)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(jìn)而研究剩余油分布特點(diǎn)，為制定文明寨油田下一階段的注采方案、實(shí)現(xiàn)控水穩(wěn)油與提高采收率提供依據(jù)。

1 地質(zhì)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(wèi)7塊，為一個(gè)穹隆構(gòu)造。該構(gòu)造的主體部分是被走向近NE、傾向NW的衛(wèi)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(fā)育且比較復(fù)雜(圖1)。文明寨油田構(gòu)造幅度比較平緩，高點(diǎn)在M1井附近，整體呈西北緩、東南陡的面貌，主力儲(chǔ)層為古近系沙河街組，自上而下依次發(fā)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(qū)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(tǒng)控制[5]。

文明寨油田儲(chǔ)層砂體主要為三角洲前緣亞相，受斷層的活動(dòng)時(shí)期以及活動(dòng)速率的影響，不同時(shí)期物源供給方向有較大差異。沙四段沉積時(shí)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(shí)，西南方向的物源充足；至沙一段沉積時(shí)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(qū)

2 沉積微相特征

2.1 巖石學(xué)特征

據(jù)M1井、M100井、M48井、M49井、W13井共5口取心井的巖心觀察，研究區(qū)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(qū)巖性整體偏細(xì)，一般為粉砂級(jí)；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(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖，長(zhǎng)石石英砂巖較少。石英體積分?jǐn)?shù)60%～84%，一般為70%左右，長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石為主，一般體積分?jǐn)?shù)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(dòng)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(gòu)造類型豐富，發(fā)育板狀交錯(cuò)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(fā)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(qū)發(fā)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(duì)應(yīng)的測(cè)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(qū)水下分流河道以小型為主，有一定的延伸長(zhǎng)度，巖性以粉、細(xì)砂巖為主，向上過渡為粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，河道底部可見沖刷面，層理類型豐富，發(fā)育小型板狀交錯(cuò)層理、平行層理，上部發(fā)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(xì)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(cè)翼及河道前緣，為河道向前推進(jìn)過程中水動(dòng)力減弱形成。研究區(qū)部分層位可見河道漫溢沉積在河道的前方延伸較遠(yuǎn)，平面上的分布形態(tài)與當(dāng)時(shí)氣候條件及物源供給量大小有關(guān)。以粉砂巖為主，分選及磨圓較好，發(fā)育平行層理、沙紋層理及波狀層理。砂體厚度相對(duì)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(qū)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(zhì)粉砂巖。發(fā)育水平層理、波狀層理和沙紋層理。常出現(xiàn)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(jīng)湖浪改造作用，沿岸側(cè)向呈席狀堆積形成的。該微相在研究區(qū)各層位的大片區(qū)域均有發(fā)育，形成于波浪作用較強(qiáng)的沉積環(huán)境中，砂體分布面積廣，厚度較薄，砂質(zhì)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(xì)，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(zhì)粉砂巖，主要發(fā)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(yán)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(qū)發(fā)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(fā)育在席狀砂之間，受到湖水沖洗作用嚴(yán)重，泥質(zhì)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(xì)物質(zhì)的沉積區(qū)，其與湖相泥巖不易區(qū)分，界面不明顯。研究區(qū)的前三角洲泥主要發(fā)育在東南部及南部，為遠(yuǎn)離物源供給的區(qū)域。巖性以灰綠色、棕色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖為主，發(fā)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(fā)育在研究區(qū)的東南部及南部，范圍較小，淺湖亞相的測(cè)井曲線形態(tài)和前三角洲泥微相相似，為低幅齒化線形，兩者不易區(qū)分。

3 沉積相與剩余油分布關(guān)系

在區(qū)域沉積背景分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個(gè)沉積微相的測(cè)井曲線特征，對(duì)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(duì)重點(diǎn)區(qū)及主力層系的平面沉積微相分布進(jìn)行描述。文明寨油田沙二下亞段、沙三上亞段儲(chǔ)層主要沉積微相為水下分流河道和河道漫溢，此外還發(fā)育席狀砂砂體。筆者主要借助油藏工程方法，運(yùn)用監(jiān)測(cè)資料定性研究沉積相與相控剩余油的關(guān)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(tǒng)計(jì)表

分沉積相帶統(tǒng)計(jì)文明寨油田近5年老區(qū)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(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，文明寨油藏水淹狀況較嚴(yán)重，1～3級(jí)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(jí)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(jí)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(tǒng)計(jì)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(yīng)關(guān)系，統(tǒng)計(jì)213口井的吸水剖面，結(jié)果見表3。

表3 文明寨油田吸水剖面統(tǒng)計(jì)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(shù)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(shù)以小于15m3/(d·MPa)的層為主；席狀砂最小，吸水厚度占21.3%，水驅(qū)動(dòng)用較差，且吸水層主要是低強(qiáng)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(cè)井分層能力可以達(dá)到0.8m，可以對(duì)0.5～0.8m地層進(jìn)行半定量解釋，為文明寨油田含油性評(píng)價(jià)提供了有效工具[8,9]。筆者統(tǒng)計(jì)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(jí)水淹厚度占79.4%，層數(shù)占81.1%；3、4級(jí)水淹及油層厚度占20.6%，層數(shù)占19.0%。河道漫溢微相中，1、2級(jí)水淹厚度占47.1%，層數(shù)占44.7%；3、4級(jí)水淹及油層厚度占52.9%，層數(shù)占55.4%。席狀砂微相中，1、2級(jí)水淹厚度占45.0%，層數(shù)占49.2%；3、4級(jí)水淹及油層厚度占55.0%，層數(shù)占60.8%。從分析情況來看，文明寨油田水下分流河道微相動(dòng)用較好、水淹較嚴(yán)重，剩余油相對(duì)零散，河道漫溢及席狀砂微相動(dòng)用較差，剩余油富集并連片。

上述研究表明：水下分流河道儲(chǔ)量較大，動(dòng)用程度較好，水淹程度高；河道漫溢水驅(qū)狀況中等，剩余油相對(duì)富集；席狀砂動(dòng)用程度差，水淹程度低。

4 結(jié)語

文明寨油田主要發(fā)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(cè)井曲線特征明顯，通過統(tǒng)計(jì)全區(qū)各小層的微相類型，結(jié)合油田監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行研究，結(jié)果表明，沉積微相與剩余油分布關(guān)系密切。對(duì)各個(gè)微相類型砂體提出了相應(yīng)的剩余油挖掘建議，為進(jìn)一步改善油田的開發(fā)效果、提高采收率提供參考。