衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)*

王山章,張金亮,2,徐淑娟

(1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院,山東青島26610;2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京100875)

衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊儲(chǔ)層非均質(zhì)性評(píng)價(jià)*

王山章1,張金亮1,2,徐淑娟1

(1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院,山東青島26610;2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京100875)

通過(guò)對(duì)衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊鑄體薄片、掃描電鏡以及孔隙度滲透率資料的分析,對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層微觀(guān)非均質(zhì)性,儲(chǔ)層層內(nèi)、層間、平面非均質(zhì)性做了詳細(xì)的研究。認(rèn)為研究區(qū)儲(chǔ)層砂巖以細(xì)砂巖粉砂巖為主,孔喉結(jié)構(gòu)為中孔細(xì)喉;儲(chǔ)層非均質(zhì)性主要受控于沉積作用和成巖作用,層內(nèi)滲透率大部分為反韻律序列,各小層內(nèi)部滲透率的差異性很大,表現(xiàn)為嚴(yán)重非均質(zhì)型;縱向上各小層砂巖密度相差很大,但各井垂向上滲透率差異不大,以非均質(zhì)型居多;平面上儲(chǔ)層非均質(zhì)性主要受沉積相帶平面分布的影響,水下分流河道和河口砂壩沉積非均質(zhì)性較弱,前緣沙席表現(xiàn)為較強(qiáng)的平面非均質(zhì)性。

衛(wèi)城油田;儲(chǔ)層非均質(zhì)性;沉積微相

衛(wèi)城油田地處山東省莘縣與河南省濮陽(yáng)縣交界處,區(qū)域構(gòu)造位置上位于東濮凹陷中央隆起帶北端。衛(wèi)22塊位于衛(wèi)城油田的西北部,是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的斷鼻構(gòu)造,含油面積3.6 km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量468×104t[1-2]。為了進(jìn)一步認(rèn)清儲(chǔ)層層間、層內(nèi)非均質(zhì)程度,為注水開(kāi)發(fā)及挖潛剩余油指明方向,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)22塊的穩(wěn)產(chǎn),本文針對(duì)該地區(qū)主要含油層位沙三下亞段10個(gè)砂組,共計(jì)35個(gè)小層的儲(chǔ)層非均質(zhì)性展開(kāi)研究,以期為油田開(kāi)發(fā)綜合調(diào)整提供依據(jù)。

1 巖石學(xué)特征

圖1 衛(wèi)22塊沙三下亞段砂巖類(lèi)型三角圖Fig.1 Sandstone type map of the lower Es3,wei22 block

衛(wèi)22塊沙三下亞段砂巖的巖性以粉細(xì)砂巖為主,并含少量的中粗砂巖。粒徑Ф值大部分位于2.33～4.85之間。研究區(qū)碎屑巖膠結(jié)類(lèi)型為孔隙～接觸膠結(jié),圓度以次棱角狀為主,分選中等,接觸方式為點(diǎn)接觸～線(xiàn)接觸,結(jié)構(gòu)成熟度中等～高。通過(guò)鑄體薄片觀(guān)察分析,本區(qū)砂巖中石英含量較高,含量為60%～80%,長(zhǎng)石含量10%～25%,巖屑含量2%～15%,成分成熟度較高。根據(jù)成都地質(zhì)學(xué)院分類(lèi)方案[3],砂巖類(lèi)型主要為長(zhǎng)石石英砂巖,并含有少量的長(zhǎng)石砂巖及巖屑長(zhǎng)石砂巖(見(jiàn)圖1)。

2 微觀(guān)非均質(zhì)性

儲(chǔ)層的微觀(guān)非均質(zhì)性是指微觀(guān)孔道內(nèi)影響流體流動(dòng)的地質(zhì)因素,包括三方面內(nèi)容,即孔隙非均質(zhì)性、顆粒非均質(zhì)性和填隙物非均質(zhì)性,研究?jī)?nèi)容主要為孔隙和喉道的大小、連通程度、配置關(guān)系、分選程度以及顆粒和填隙物分布的非均質(zhì)性[4]。

儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)是影響儲(chǔ)集巖滲透能力的主要因素[5],主要指巖石孔隙和喉道的幾何形態(tài)、大小、分布及其相互連通關(guān)系[6]。通過(guò)對(duì)取心井的鑄體薄片及掃描電鏡資料分析,本區(qū)儲(chǔ)層砂巖孔隙類(lèi)型主要為粒間孔和粒內(nèi)溶孔(見(jiàn)圖2),喉道類(lèi)型主要為縮頸型喉道和彎片狀喉道。通過(guò)對(duì)巖石孔隙的圖像分析可知,面孔率分布在3%～25%之間,比表面0.7～1.0,平均孔隙半徑20～50μm,均質(zhì)系數(shù)0.4～0.8,孔喉比3～20,分選系數(shù)6～20,形狀因子2.67～12,配位數(shù)1～4,孔隙喉道的組合類(lèi)型以中孔細(xì)喉為主。砂巖顆粒分選中等,以次棱角狀為主,顆粒非均質(zhì)程度較弱。研究區(qū)砂巖中填隙物主要為機(jī)械成因的泥質(zhì)顆粒及化學(xué)成因的方解石、鐵白云石膠結(jié)物,碳酸鹽膠結(jié)物常以顆粒形式出現(xiàn),充填粒間孔,也發(fā)現(xiàn)局部碳酸鹽顆粒呈嵌晶式膠結(jié),完全充填粒間孔隙,尤其是對(duì)于膠結(jié)物部分充填粒間孔隙及喉道的情況,對(duì)油田中后期的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生較大的影響。

圖2 衛(wèi)22塊沙三下亞段儲(chǔ)層砂巖主要孔隙類(lèi)型及碳酸鹽膠結(jié)現(xiàn)象Fig.2 The main pore types and carbonate cementation phenomenon of reservoir sandstone of the lower Es3,wei22 block

3 儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性

3.1 層內(nèi)粒度序列的韻律性

研究區(qū)沙三下亞段儲(chǔ)層沉積環(huán)境為三角洲前緣,主要微相類(lèi)型有水下分流河道、河口沙壩、濱外沙壩及前緣沙席沉積。河道發(fā)育部位粒度序列一般表現(xiàn)為正韻律;河口沙壩及濱外沙壩發(fā)育部位表現(xiàn)為反韻律;前緣沙席微相沒(méi)有固定的韻律性,既可表現(xiàn)為正韻律,又可表現(xiàn)為反韻律;由于河道的多期次反復(fù)沖刷,各種微相重合疊加,在縱向上又呈復(fù)合韻律?？偟膩?lái)說(shuō),研究區(qū)內(nèi)砂巖粒度序列多為反韻律序列,往往導(dǎo)致巖石物性自下而上變好,注水開(kāi)發(fā)時(shí),往往會(huì)在反韻律厚層的頂部產(chǎn)生剩余油的富集,因此研究區(qū)的潛力層為頂部有穩(wěn)定隔層,射孔段下部有物性?shī)A層的反韻律砂巖。

3.2 層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度

通過(guò)對(duì)研究區(qū)35個(gè)小層儲(chǔ)層砂巖滲透率級(jí)差、均質(zhì)系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、變異系數(shù)的分析表明(見(jiàn)表1),衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊沙三下亞段層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度總體上表現(xiàn)為嚴(yán)重非均質(zhì)型,只有個(gè)別小層如S3,S3,S3,S3小層表現(xiàn)為非均質(zhì)型至嚴(yán)重非均質(zhì)型之間。

表1 衛(wèi)22塊沙三下亞段部分小層層內(nèi)非均質(zhì)參數(shù)Table 1 In-layer heterogeneous parameters of partial sub layers of the lower Es3,wei22 block

各小層滲透率最小值為0.22×10-3μm2,滲透率最大可達(dá)194.78×10-3μm2,因而也導(dǎo)致各小層的滲透率級(jí)差偏大。從各小層均質(zhì)系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)和變異系數(shù)分布中可以看出,S3,S3,S3,S3小層均質(zhì)系數(shù)較大,變異系數(shù)和非均質(zhì)系數(shù)均較小,且層間變化率較小,說(shuō)明其滲透率變化不大,因此注水開(kāi)發(fā)時(shí),驅(qū)油效果好;反之小層均質(zhì)系數(shù)較小,非均質(zhì)系數(shù)較大,變異系數(shù)也較大,說(shuō)明這幾個(gè)小層的非均質(zhì)性較強(qiáng),注水開(kāi)發(fā)式容易造成油層的水淹,驅(qū)油效果較差,在開(kāi)發(fā)時(shí)需要注意這些小層的單層突進(jìn)問(wèn)題。

4 儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性包括層系的旋回性、砂層間的滲透率非均質(zhì)性及隔層分布,它主要受沉積相的控制[7],其非均質(zhì)程度可以通過(guò)砂巖密度、滲透率的變異系數(shù)及突進(jìn)系數(shù)等參數(shù)表征[8]。

4.1 垂向砂巖密度

圖3 衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊沙三下亞段各小層砂巖密度Fig.3 The sandstone density of all sub layers of the lower Es3,wei22 block

通過(guò)對(duì)該區(qū)112口井的小層數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)表明S3小層砂巖密度較大,達(dá)到55%以上,說(shuō)明這些小層砂體比較發(fā)育,并且主要發(fā)育水下分流河道和河口砂壩微相,砂體的橫向連續(xù)性較好;而小層砂巖密度較小,均小于20%(見(jiàn)圖3),說(shuō)明砂巖的整體厚度較薄,并且這些小層層內(nèi)砂體不發(fā)育,主要發(fā)育厚度較大,分布穩(wěn)定的層間隔層,這在一定程度上對(duì)層間非均質(zhì)性產(chǎn)生較大影響,同時(shí)也將隔層上下的油層分成相對(duì)獨(dú)立的滲流單元,有利于分層注水開(kāi)發(fā)。總體上各砂組之間的小層砂巖密度較小,而砂組內(nèi)部小層砂巖密度相對(duì)較大,從圖3中可以看出,砂體在縱向上的分布具有很大的差異性。

4.2 層間滲透率非均質(zhì)程度

表2為衛(wèi)城油田衛(wèi)22塊沙三下亞段儲(chǔ)層部分單井層間非均質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),綜合表中數(shù)據(jù)可以看出:滲透率平均值最小為W22-59井,其值為1.75×10-3μm2,最大值為W3-9井,其值為63.85×10-3μm2;級(jí)差最小的為W135井,其值是3.01,最大的為WN115井,其值為409.9;突進(jìn)系數(shù)最小的為W135井,其值為1.28,最大值為W110井,其值為6.6;變異系數(shù)最小的為W119井,其值為0.24,最大的為W18-5井,其值為1.48。在對(duì)單井突進(jìn)系數(shù)統(tǒng)計(jì)中,突進(jìn)系數(shù)范圍為1.28～6.6,其中大于3的井占總數(shù)的34.62%,介于2～3的井占總數(shù)的40.38%,小于2的井占總數(shù)的25%;變異系數(shù)范圍為0.24～1.48,其中大于0.7的井占總數(shù)的38.46%,介于0.5～0.7之間的井占總數(shù)的41.35%,而小于0.5的井占總數(shù)的20.19%。綜上可以看出衛(wèi)22塊沙三下亞段儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性大部分屬于非均質(zhì)型,占總數(shù)的40%左右,其次為嚴(yán)重非均質(zhì)型,相對(duì)均質(zhì)型的占20%左右。通過(guò)孔隙度滲透率的垂向分布圖(見(jiàn)圖4,圖5)可以看出,近物源方向(圖中左邊),由于砂體比較發(fā)育,孔隙度滲透率的垂向變化比較小,非均質(zhì)程度較低;遠(yuǎn)離物源方向,砂體不發(fā)育,并有較厚隔層出現(xiàn),孔隙度滲透率級(jí)差及變異系數(shù)都很大,表現(xiàn)為嚴(yán)重非均質(zhì)型。

圖4 W64～W22-32井孔隙度分布剖面Fig.4 The porosity distribution profile about well W64～W22-32

表2 衛(wèi)22塊沙三下亞段部分井層間非均質(zhì)參數(shù)Table 2 Interlayer heterogeneous parameters of partial wells of the lower Es3,wei22 block

圖5 W64～W22-32井滲透率分布剖面Fig.5 The permeability distribution profile about well W64～W22-32

5 儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性

平面非均質(zhì)性包括砂體的平面分布形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性以及砂體內(nèi)孔隙度、滲透率的空間變化,其主要受沉積相帶的控制[9]。

5.1 各小層鉆遇率特征

通過(guò)對(duì)衛(wèi)22塊各井砂體鉆遇率分析表明,S3X11,小層鉆遇率均在80%以上,顯示出很好的連通性,其中四砂組整體連通性都很高,具有很好的儲(chǔ)集性能;小層鉆遇率普遍較低,都小于40%(圖6),其平面非均質(zhì)性最強(qiáng)。總體來(lái)看,各小層鉆遇率主要受沉積因素影響,水進(jìn)時(shí)砂體沉積減少,小層也基本位于沉積的最大湖泛時(shí)期。

圖6 衛(wèi)22塊沙三下亞段各小層鉆遇率Fig.6 The drilling ratio of all sub layers of the lower Es3,wei22 block

圖7 衛(wèi)22塊S3小層孔隙度平面分布圖Fig.7 The porosity plane distribution map of the layer S3,in w22 block

5.2 砂體內(nèi)孔隙度和滲透率的平面非均質(zhì)性

研究區(qū)滲透率和孔隙度的高值基本在西南部和中部地區(qū)連片分布或以局部土豆?fàn)钚问匠霈F(xiàn)?？紫抖葷B透率平面分布特征與平面沉積微相展布有著密切的聯(lián)系,水下分流河道和河口沙壩是的主要儲(chǔ)集砂體,水下分流河道孔隙度值大于14.5%,滲透率值大于15.2×10-3μm2,物性最好,河口沙壩物性次之。由于二者的連片分布,因此這部分砂體的非均質(zhì)程度較弱。前緣沙席在研究區(qū)也有大面積分布,孔隙度為7%～11.5%,滲透率(0.6～5.2)×10-3μm2,厚度較薄,并含有較多的泥質(zhì)夾層,非均質(zhì)性較強(qiáng)。然而砂體連片程度高的地區(qū)其平面非均質(zhì)性不一定就很弱,如在碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育的地區(qū),孔隙度滲透率的非均質(zhì)性都相對(duì)較強(qiáng),因此認(rèn)清平面非均質(zhì)性將對(duì)于提高驅(qū)油效率,增加產(chǎn)能有很大的意義。

圖8 衛(wèi)22塊S3小層滲透率平面分布圖Fig.8 The permeability plane distribution map of the layer S3,in w22 block

6 結(jié)論

(1)衛(wèi)22塊沙三下亞段砂巖的砂巖類(lèi)型主要為長(zhǎng)石石英砂巖,并含有少量的長(zhǎng)石砂巖及巖屑長(zhǎng)石砂巖。巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主,碎屑巖膠結(jié)類(lèi)型為孔隙～接觸膠結(jié),圓度以次棱角狀為主,分選中等,接觸方式為點(diǎn)接觸～線(xiàn)接觸,結(jié)構(gòu)成熟度中等～高。孔隙類(lèi)型主要為粒間孔和粒內(nèi)溶孔,喉道類(lèi)型主要為縮頸型喉道和彎片狀喉道。

(2)衛(wèi)22塊沙三下亞段儲(chǔ)層層內(nèi)砂巖粒度及滲透率序列多為反韻律序列,在序列下部注水開(kāi)發(fā)會(huì)取得較好的效果;儲(chǔ)層層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性較嚴(yán)重,整體表現(xiàn)為嚴(yán)重非均質(zhì)型,如小層,非均質(zhì)性很強(qiáng),開(kāi)發(fā)時(shí)要注意合理加密井網(wǎng),以解決層內(nèi)矛盾;儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性相對(duì)較弱,大部分屬于非均質(zhì)型,并且層間基本都有比較穩(wěn)定的隔層,進(jìn)一步認(rèn)清層內(nèi)砂體的連通性及層間封堵性差的隔層,實(shí)施細(xì)分開(kāi)采,降低層間干擾,是下一步開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵;儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性主要受沉積相帶的影響,平行物源方向,砂體平面的連續(xù)性較好,尤其是在砂體的軸向附近,非均質(zhì)性很弱,開(kāi)發(fā)時(shí)容易造成水淹,要注意及時(shí)調(diào)剖堵水,提高注水效率。

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Reservoir Heterogeneity Evaluation of Wei 22 Block in Weicheng Oilfield

WANG Shan-Zhang1,ZHANGJin-Liang1,2,XU Shu-Juan1
(1.College of Marine Geo-Science,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;2.College of Resources Science&Technology,Beijing Normal University,Beijing 100875,China.)

Based on the data of thin section,SEM photos,porosity and permeability,this paper focuses on a detailed study of micro heterogeneity,in-layer heterogeneity,interlayer heterogeneity and plane heterogeneity about the reservoir of wei22 block,weicheng oilfield.The result shows that feldspar-quartz sandstone is the main rock type in this region,with medium pore and fine throat.The reservoir heterogeneity is mainly controlled by sedimentation and diagenesis.Most of in-layer permeability is anti-rhythm sequence.The permeability is so different among each sub layer,and shows as serious heterogeneity.The sand density of each sub layer differs greatly on vertical,but the permeability of each well has little difference and most is heterogeneous type.The plane heterogeneity is greatly influenced by the planar distribution of sedimentary facies.The heterogeneity of underwater distributary channel and river mouth bar is weak relative to that of sheet sand.

weicheng oilfield;reservoir heterogeneity;sedimentary facies

TE122.2

A

1672-5174(2011)03-075-06

2010-03-26;

2010-09-14

王山章(1986-),男,碩士生。E-mail:ytqxwsz@126.com

責(zé)任編輯 徐 環(huán)