王希賢

(中國石化集團(tuán) 國際石油工程公司 墨西哥子公司，北京 100728)

EBANO油田是墨西哥歷史上的第一個油田，至今已有116年的開發(fā)歷史，是墨西哥石油工業(yè)的搖籃。EBANO油田屬于淺層裂縫-孔隙型泥質(zhì)灰?guī)r稠油油藏。國內(nèi)外學(xué)者對裂縫型碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)研究較多[1-8]，在裂縫識別與預(yù)測[9-10]、裂縫建模[11-13]、裂縫型油藏滲流機(jī)理及有效開發(fā)對策方面[14-20]都形成了較為成熟的技術(shù)方法，推動了裂縫性油藏開發(fā)的長足進(jìn)步。但EBANO油田非均質(zhì)性強(qiáng)，進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段后由于地質(zhì)特征和油氣富集規(guī)律不明，導(dǎo)致油田開發(fā)缺乏決策部署依據(jù)，穩(wěn)產(chǎn)難度極大。

本文綜合巖心、測井、地震、動態(tài)等多方面數(shù)據(jù)，對EBANO油田的地層、構(gòu)造、儲層等地質(zhì)特征開展研究，在此基礎(chǔ)上，分析產(chǎn)能控制因素，明確高產(chǎn)富集規(guī)律及選區(qū)原則，實現(xiàn)井位部署由北部高構(gòu)造向南部低構(gòu)造的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，平均初產(chǎn)是前期井的2.1倍，開發(fā)效果明顯改善，為該油田的后續(xù)開發(fā)和國內(nèi)外同類型油田開發(fā)提供借鑒。

1 油田概況

EBANO油田位于墨西哥合眾國東部，墨西哥灣西岸中部，AMAULIPAS省、SAN LUIS POTOSI省及VERACRUZ省交界處。構(gòu)造位置上屬于Tampico-Misantla盆地Tamaulipas隆起帶，工區(qū)面積1 584 km2(圖1)。

該油田主要目的層為白堊系灰?guī)r地層，埋深在400～750 m，屬淺層裂縫-孔隙型泥質(zhì)灰?guī)r普通稠油油藏。原始地層壓力為6.9 MPa，泡點壓力為3.86 MPa，油平均密度為0.98～1 g/cm3，地面原油粘度平均為45 000 mPa·s，體積系數(shù)為1.07，氣油比為20 m3/m3，總礦化度一般為(3～5)×10-2。

該油田于1901年發(fā)現(xiàn)，1903年投入開發(fā)，可分為兩個開發(fā)階段：第一階段(1903—2008年)為直井開發(fā)階段。產(chǎn)層為上白堊統(tǒng)Ksf層，累積投產(chǎn)359口井，油井產(chǎn)量在1927年達(dá)到峰值，之后進(jìn)入遞減階段。該階段油井以無水采油為主，1982年開始油田產(chǎn)水快速上升，截止到2008年，含水率約40%。第二階段(2008年至今)為水平井開發(fā)階段。產(chǎn)層為上白堊統(tǒng)Ksf和Kan，該階段在油田北部大強(qiáng)度鉆水平井，累積投產(chǎn)188口，投產(chǎn)井改變了油田產(chǎn)量遞減的趨勢，有效控制了含水上升，但平均日產(chǎn)油僅6.16 m3/d，經(jīng)濟(jì)效益差。

2 油藏地質(zhì)特征

2.1 地層特征

鉆井揭示EBANO油田地層自下至上有古生界、中生界(包括三疊系Huizachal組(Th)、侏羅系、白堊系)及新生界。

地層演化可以分為3個主要階段：①晚三疊世至侏羅紀(jì)中期，在結(jié)晶基底上沉積紅色的陸相Huizachal地層，進(jìn)入侏羅紀(jì)早、中期，開始沉積陸相和海相兩種沉積物，代表地層有早侏羅世的Huayacocotla(Jhy)，Rosario(Jry) ，Cahuasas(Jcs)和中侏羅世末期的Tepexic地層，后者完全是海洋沉積，由早期海侵的碳酸鹽和硅質(zhì)碎屑巖組合；②侏羅紀(jì)晚期，工區(qū)范圍內(nèi)地勢沉降，海水面積逐漸擴(kuò)大蔓延，工區(qū)較大范圍內(nèi)沉積了的上侏羅統(tǒng)Kimmeridgiano階，僅工區(qū)東部Salinas_101和Caracol_101井一狹長地帶有基底出露，至Tithoniano階的Pimienta組沉積時期海水面積進(jìn)一步擴(kuò)大，覆蓋全區(qū)，發(fā)育沉積了上侏羅統(tǒng)有機(jī)質(zhì)極其豐富的灰?guī)r地層，為墨西哥灣油區(qū)主要的生油巖Pimienta地層；③白堊紀(jì)，基底繼續(xù)沉降，海侵范圍逐步擴(kuò)大，古海水基本覆蓋全區(qū)并且逐漸加深，連續(xù)沉積了白堊紀(jì)的一系列泥灰?guī)r地層，各層組地層沉積厚度在區(qū)域上也逐漸趨于穩(wěn)定，白堊系共發(fā)育3套儲層(表1)：上白堊統(tǒng)(Ksf和Kan)、中白堊統(tǒng)(Kts)和下白堊統(tǒng)(Kti)。

上白堊統(tǒng)Ksf(San Felipe)和Kan(Agua Nuava)為工區(qū)的主要儲集層。Kmendez地層為區(qū)域蓋層，這套地層巖性含灰質(zhì)和火山碎屑質(zhì)泥巖致密，區(qū)域上分布非常穩(wěn)定，上覆于Ksf和Kan裂縫油氣藏的上部，作為良好的蓋層對Ksf和Kan裂縫油氣藏的形成起著決定性的作用。

在區(qū)域?qū)有虻貙痈窦艿募s束下，利用巖心、鉆井、測井和地震等資料，按照旋回分級控制原則對EBANO油田主力層Ksf和Kan進(jìn)行了劃分對比。結(jié)果顯示，兩套地層全區(qū)分布，厚度穩(wěn)定，Ksf厚度在150 m左右，Kan平均厚度在180 m左右(圖2)。這主要同本區(qū)構(gòu)造運(yùn)動相關(guān)，侏羅紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動復(fù)雜，受斷裂、剝蝕影響，地層厚度橫向變化大，而白堊紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動相對穩(wěn)定，地層厚度穩(wěn)定。層位劃分為構(gòu)造、儲層、儲量、油藏潛力及其井位部署研究奠定地質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 斷裂特征

EBANO油田斷裂系統(tǒng)受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動的擠壓應(yīng)力作用影響，發(fā)育大量北東-南西向斷層，研究區(qū)為一近南北走向的背斜構(gòu)造，斷裂發(fā)育，呈現(xiàn)北北東向或近南北向展布特征。區(qū)域南、北部斷裂發(fā)育特征明顯不同，北部斷裂級別小，縱向上表現(xiàn)為斷距小、切割層位相對少，平面上表現(xiàn)為延伸距離短；南部斷裂級別大，縱向上表現(xiàn)為斷距大、切割層位多深入基底，平面上表現(xiàn)為延伸距離長(圖2)。

表1 EBANO油田地層發(fā)育簡表Table 1 Summary of the formations in the EBANO oilfield

儲層裂縫以高角度構(gòu)造縫為主。根據(jù)巖心觀察的統(tǒng)計結(jié)果，裂縫密度為0.2～0.8條/m，裂縫多數(shù)是半開啟的，占74%；部分是開啟的，開啟裂縫占22%；少數(shù)是封閉的，完全充填封閉的裂縫占4%。裂縫走向為近南北向，與斷層走向平行，封閉裂縫中的充填物為方解石。裂縫開度0.2～0.6 mm。裂縫發(fā)育受控于構(gòu)造運(yùn)動，是基底構(gòu)造運(yùn)動導(dǎo)致斷層附近上覆地層構(gòu)造變形產(chǎn)生的,裂縫內(nèi)均含油(圖3)，是主要儲集空間之一。

2.3 基巖特征

Ksf和Kan兩套主力含油儲層沉積環(huán)境為海相陸棚邊緣斜坡沉積，水深在500～1 000 m，為相對靜水環(huán)境沉積。掃描電鏡資料顯示，Ksf層基質(zhì)孔隙類型主要有生物體腔孔、鑄模孔、溶蝕孔；Kan層儲集空間主要為生物體腔孔、鑄?？?。其中，顆粒較粗的粒泥灰?guī)r粒間溶蝕孔及生物體腔孔為有效儲集空間。礦物成分包括石英、長石、鈉長石、伊利石/蒙脫石、高嶺石、石鹽、片鈉鋁石(片鈉鋁石的出現(xiàn)表明該區(qū)曾發(fā)生了大量的CO2運(yùn)移)、硅灰石以及方解石，顆石藻和管孔藻很常見，孔喉直徑在1～6 μm的微孔隙非常發(fā)育。菱鐵礦集合體、黃鐵礦、方解石晶體、假六邊形高嶺石和石英等礦物充填在微孔隙中。Kan層孔喉半徑小于1.5 μm左右，可看出鈣質(zhì)超微化石Cn (顆石藻)分布及微孔隙發(fā)育(圖4)。

圖2 EBANO油田斷裂分布Fig.2 A map showing the fault distribution in the EBANO oilfield

圖3 EBANO油田SCL380井Kan組巖心照片F(xiàn)ig.3 A photograph showing the cores of the Kan Formation in Well SCL380,EBANO oilfield

巖心觀察表明，基質(zhì)普遍含油(圖3)，但非均質(zhì)性強(qiáng)，在縱向和橫向上都有明顯變化。平面上斷裂附近因裂縫發(fā)育使溶蝕作用加強(qiáng)，改善儲層物性，基質(zhì)儲層含油性更好。縱向上，Kan層較Ksf層沉積時水動力強(qiáng)，粘土礦物含量少，粗顆粒成分多，基質(zhì)發(fā)育較大孔隙，基質(zhì)物性好，相應(yīng)的含油性也更好。

3 油氣富集與產(chǎn)能控制因素

綜合地質(zhì)研究及生產(chǎn)動態(tài)分析認(rèn)為，斷層、構(gòu)造、裂縫是EBANO工區(qū)油氣富集高產(chǎn)的主控因素，同一構(gòu)造帶內(nèi)基質(zhì)有效儲層厚度對油井產(chǎn)能也有影響。

圖4 EBANO油田Kan層掃描電鏡照片F(xiàn)ig.4 Scanning electron micrographs of the Kan Formation in the EBANO oilfielda. Cacalilao-3001井，埋深527.4 m，伊利石/蒙脫石、高嶺石、以及方解石等；b. Gulf-2A井，深932.7 m，鈣質(zhì)超微化石(顆石藻)分布及微孔隙發(fā)育

3.1 斷層

含油氣盆地的斷裂構(gòu)造是決定油氣分布的重要因素。斷層既能作為油氣運(yùn)移的通道，又能作為遮擋體形成斷層圈閉，同時斷層帶周圍裂縫的發(fā)育可改善致密儲層的儲集物性。

油氣能否沿斷層進(jìn)行垂向和斜側(cè)向的運(yùn)移，還取決于斷層的活動期與成藏期的配置關(guān)系。一般來說，在油氣運(yùn)移期已經(jīng)停止活動的斷層，特別是停止活動時間較長的斷層，在多數(shù)情況下都有較好的封閉性，對油氣運(yùn)移起封堵作用；相反，在油氣大規(guī)模運(yùn)移期仍強(qiáng)烈活動的斷層，一般來說在縱向上常常具有開啟性，油氣沿斷裂深部向淺部運(yùn)移，在淺層適當(dāng)圈閉聚集成藏。油氣沿斷層向上運(yùn)移的過程是間歇性的，當(dāng)斷層活動時，油氣運(yùn)移；當(dāng)斷層不活動時，油氣沿斷層的運(yùn)移便受到限制。

EBANO油田主力烴源巖為上侏羅系地層，地質(zhì)歷史上存在兩次油氣生成運(yùn)移高峰，第一次進(jìn)入生油的高峰期是在始新世早期，第二次生油高峰期是在漸新世的晚期，并且一直延續(xù)到現(xiàn)在。工區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列深切入基底的斷裂，并且與油氣運(yùn)移成藏期配置關(guān)系良好，侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)持續(xù)活動，白堊紀(jì)期后趨于穩(wěn)定，停止活動。油氣沿深切斷裂向上運(yùn)移，至白堊系有利儲集層后聚集成藏，形成下生上儲的次生油藏；白堊系為低孔特低滲儲層，油氣橫向主要沿裂縫運(yùn)移，運(yùn)移距離短，選擇性充注在斷層周邊裂縫帶及物性好的基質(zhì)儲層，在斷裂帶附近成藏。

油氣運(yùn)移的主要通道是斷層和裂縫，斷層的大小決定了油氣運(yùn)移的規(guī)模，裂縫的發(fā)育和分布決定了油氣平面展布特征。

3.2 局部構(gòu)造

EBANO油田西北部構(gòu)造位置高，油藏埋藏淺，上覆蓋層薄，保存條件差，距離白堊系與第三系剝蝕面近，遭受一定程度的大氣淡水淋濾及氧化作用；此外，工區(qū)內(nèi)白堊系油藏油源來源于深部地層，構(gòu)造高部位油氣運(yùn)移距離長，在運(yùn)移過程中生物降解、分異作用等都可使原油稠化，因此原油性質(zhì)差，原油粘度高；向東南區(qū)隨埋深增加，原油粘度逐漸變低。

南北原油粘度差異大導(dǎo)致產(chǎn)能差異大。南部原油粘度低(2.1×104mPa·s),油井平均單井初產(chǎn)高、高產(chǎn)井比例大：平均初產(chǎn)64.28 m3/d；55%大于15.9 m3/d；北部原油粘度高(1.2×105mPa·s)，平均產(chǎn)能低、低產(chǎn)井比例較高：平均初產(chǎn)7.12 m3/d；僅有1.6%大于15.9 m3/d。

3.3 裂縫

裂縫既是有利的儲集空間，也大大提高了油氣滲流能力，控制油氣富集高產(chǎn)。但在EBANO工區(qū)，裂縫在空間上的分布規(guī)律復(fù)雜，不同井區(qū)、不同深度、不同層位，裂縫發(fā)育程度均有差異，主要受花狀斷裂和巖性兩點因素雙重控制。

工區(qū)南部較北部花狀斷裂多，級別大，且泥質(zhì)含量低，裂縫帶更發(fā)育。油井生產(chǎn)特征也表明，初產(chǎn)、累產(chǎn)均較高Ⅰ類井主要分布在南部裂縫發(fā)育帶；北中部油井鉆遇儲層的泥質(zhì)含量相對較高、離散裂縫和微裂縫發(fā)育，Ⅰ類井較少，以初產(chǎn)、累產(chǎn)均相對較低的Ⅱ類油井為主(圖5)。

圖5 EBANO油田南北區(qū)斷裂差異及其與Ⅰ類井、Ⅱ類井分布關(guān)系Fig.5 The fault pattern difference between the north and south,and its relationship with the distribution of Type Ⅰ and Type Ⅱ wells in the EBANO oilfield

3.4 基巖厚度

油氣運(yùn)移成藏過程中，選擇性優(yōu)先充注厚度大、離油源近的儲層，同一構(gòu)造帶，厚度大、累產(chǎn)高。Internacional-11D井與Mexican_Gulf-49井對比，兩口井構(gòu)造位置相同，裂縫發(fā)育程度類似，同期投產(chǎn)，但I(xiàn)nternacional-11D井基質(zhì)有效儲層厚度29 m，Mexican_Gulf-49井厚度6 m，盡管初期產(chǎn)能Internacional-11D井低于Mexican_Gulf-49井，只有46 bbl/d，但穩(wěn)產(chǎn)時間近80年，累產(chǎn)304 MMbbls，遠(yuǎn)高于Mexican_Gulf-49井。

綜合前述研究，EBANO油田高產(chǎn)富集規(guī)律可歸結(jié)為“斷層控成藏、構(gòu)造控油性、裂縫和基巖厚度控產(chǎn)能”，即，斷層控制成藏，斷層周邊裂縫帶及物性好的基質(zhì)儲層充注好，油氣富集。裂縫既是有利的儲集空間，也大大提高了油氣滲流能力，控制了油氣富集高產(chǎn)，此外，同一構(gòu)造帶內(nèi)基質(zhì)儲層厚度大油井產(chǎn)能大。

4 目標(biāo)區(qū)優(yōu)選及井位部署

依據(jù)油藏地質(zhì)特征和油氣高產(chǎn)富集規(guī)律研究，確定了EBANO油藏選區(qū)要滿足4大原則：(1)斷裂破碎的裂縫發(fā)育帶；(2)井控程度低；(3)周邊井具有較高產(chǎn)能；(4)目前含水率低。

基于這一認(rèn)識，提出南部裂縫破碎、原油粘度低，是下一步開發(fā)井位部署的主要方向，建議井位部署由北部轉(zhuǎn)向南部。

根據(jù)研究建議，2013—2015年，南部完鉆井49口，平均初產(chǎn)是前期井的2.1倍，單井初產(chǎn)大于6 m3/d井比例由2013年前的69%提高到100%；生產(chǎn)6到5年后，至2019年9月單井年累計產(chǎn)量依然是前期井的1.8倍。

5 結(jié)論

1) EBANO油田油藏類型為裂縫-孔隙型灰?guī)r稠油油藏，主力層為上白堊統(tǒng)Ksf和Kan層，Ksf厚度在150 m左右，Kan平均厚度在180 m左右。

2) 斷裂系統(tǒng)受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動影響，南北差異大。北部斷裂級別小、斷距小、切割層位少、延伸距離短；南部斷裂級別大、斷距大、切割層位多、延伸距離長。

3) 儲層儲集空間主要為基質(zhì)孔隙和裂縫。儲層基質(zhì)含油，但非均質(zhì)性強(qiáng)。平面上，斷裂附近含油性好；縱向上，Kan層含油性好。

4) 斷層、構(gòu)造、裂縫和基巖厚度是EBANO油田油氣富集高產(chǎn)的主控因素。