洪積扇沉積微相對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的控制作用
——以克拉瑪依油田三3區(qū)克下組儲(chǔ)層為例

孟 飛 （中國(guó)石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)公司，北京100034）

李文海 （中原油田地質(zhì)研究院，河南 濮陽(yáng)457001）

付素英，李長(zhǎng)洪 （渤海鉆探工程公司第一錄井公司，天津300280）

洪積扇沉積微相對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的控制作用
——以克拉瑪依油田三3區(qū)克下組儲(chǔ)層為例

孟 飛 （中國(guó)石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)公司，北京100034）

李文海 （中原油田地質(zhì)研究院，河南 濮陽(yáng)457001）

付素英，李長(zhǎng)洪 （渤海鉆探工程公司第一錄井公司，天津300280）

以克拉瑪依油田三3區(qū)克下組儲(chǔ)層為例，分析了不同洪積扇沉積微相的儲(chǔ)層質(zhì)量差異。研究區(qū)克下組儲(chǔ)層主要發(fā)育扇頂和扇中亞相，扇頂亞相發(fā)育主槽、槽灘和漫洪帶等微相，扇中亞相主要發(fā)育辮流線、砂島和漫流帶微相。利用巖心物性分析資料揭示了不同沉積微相的儲(chǔ)層物性差異，漫洪帶和漫流帶微相物性差，儲(chǔ)層發(fā)育少；有效儲(chǔ)層主要發(fā)育于物性好的主槽、槽灘、辮流線、砂島微相，且主槽、辮流線微相滲透性較好。從滲透率韻律性及非均質(zhì)定量參數(shù)兩個(gè)方面評(píng)價(jià)了主要儲(chǔ)層沉積微相內(nèi)部非均質(zhì)性，主槽非均質(zhì)性最強(qiáng)，槽灘次之，辮流線相對(duì)弱，砂島微相最弱。利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)不同沉積微相油水運(yùn)動(dòng)差異進(jìn)行分析，主槽微相、辮流線微相生產(chǎn)中見(jiàn)效早、早高產(chǎn)、早含水、早水淹；而槽灘微相、砂島微相水線推進(jìn)速度慢，水淹較均勻，含水上升較慢。

洪積扇；沉積微相；儲(chǔ)層物性；非均質(zhì)性；油水運(yùn)動(dòng)；克拉瑪依油田

沉積微相研究是沉積儲(chǔ)層研究的核心內(nèi)容，人們對(duì)河流三角洲相常規(guī)砂巖儲(chǔ)層大量研究揭示，沉積微相往往控制儲(chǔ)層分布的宏觀非均質(zhì)性，如儲(chǔ)層展布、厚度變化、幾何形態(tài)等。以克拉瑪依油田克下組為代表的洪積扇油藏是一類特殊的砂礫巖儲(chǔ)層，前人對(duì)洪積扇沉積模式進(jìn)行了大量探討［1～8］，但由于該類儲(chǔ)層極強(qiáng)的非均質(zhì)性，使得該類儲(chǔ)層沉積微相與儲(chǔ)層質(zhì)量的關(guān)系尚不明晰。因此，以克拉瑪依油田三3區(qū)克下組典型洪積扇砂礫巖油藏為例，對(duì)該類儲(chǔ)層不同沉積微相的儲(chǔ)層質(zhì)量進(jìn)行分析，可以更好地指導(dǎo)該類油藏的開(kāi)發(fā)，對(duì)于洪積扇儲(chǔ)層地質(zhì)研究也是必要的補(bǔ)充。

1 研究區(qū)概況

克拉瑪依油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣與扎依爾褶皺帶相接的斷階帶上，是以緩傾單斜背景的斷塊油田［3］。研究區(qū)三3區(qū)克下組油藏位于克拉瑪依油田第三開(kāi)發(fā)區(qū)中部，南、北均有斷裂切割遮擋，東面與三2區(qū)相接。在古生界石炭系基底之上，自下而上依次發(fā)育中生界三疊系的下克拉瑪依組 （T2k1）、上克拉瑪依組 （T2k2）、白堿灘組 （T3b），侏羅系的八道灣組 （J1b）、三工河組 （J1s）、西山窯組 （J2x）、齊古組 （J3q），白堊系的土古魯群 （K1t）等多套地層［1］。主力含油層系為中生界三疊系下克拉瑪依組（簡(jiǎn)稱克下組），平均埋深380～450m，下粗上細(xì)，自上而下劃分為S6和S7兩個(gè)砂層組。S7砂層組為最主要的開(kāi)發(fā)層系，劃分為3個(gè)砂層，自下而上命名為其中砂層進(jìn)一步細(xì)分為3個(gè)單砂層砂層進(jìn)一步細(xì)分為3個(gè)單砂層

三3區(qū)克下組油藏自1956年發(fā)現(xiàn)，1977年上報(bào)一類未開(kāi)發(fā)探明儲(chǔ)量1048×104t，含油面積13.8km2。該油藏1971年采用面積注水井網(wǎng)全面投入開(kāi)發(fā)，1976年開(kāi)始進(jìn)行了大排量高強(qiáng)度注水，1979年進(jìn)入了高含水開(kāi)發(fā)期后，年產(chǎn)油平均以15.4%的綜合遞減下降，含水率快速上升，2003年達(dá)到最大值87%，之后含水率有所下降，目前含水率為83.43%，采出程度21.4%。2010年采油速度僅為0.034%。開(kāi)發(fā)矛盾日益凸顯。

2 沉積微相類型及特征

前人對(duì)克拉瑪依油田三疊系克下組油藏作了大量關(guān)于洪積扇沉積模式的研究工作，認(rèn)為洪積扇沉積分為3個(gè)部分：扇體最上部以片狀漫流垂向加積為主的沉積區(qū)，稱為扇頂；中部為辮狀分支水流活動(dòng)的沉積區(qū)，稱為扇中；下部為交叉點(diǎn)以下地區(qū)，稱為扇緣。每一種亞相又可分成若干種微相［1，2］。分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)克下組S7砂層組主要發(fā)育扇頂和扇中亞相，扇中亞相發(fā)育主槽、槽灘和漫洪帶等微相，扇中亞相主要發(fā)育辮流線、砂島和漫流帶微相。不同沉積微相特征分述如表1所示。

表1 洪積扇沉積微相特征表

2.1 扇頂亞相的沉積微相類型

1）主槽微相 位于扇頂中間部位，頂端針對(duì)山口，呈喇叭形向下展寬，橫斷面呈底微下凸的寬淺槽形，槽內(nèi)布滿流溝。沉積物為一套很厚的砂礫巖，礫巖比達(dá)90%以上，發(fā)育洪積層理。主槽沉積剖面上泥質(zhì)含量以底部最高，向上減少，中上部剖面出現(xiàn)支撐礫巖，自然電位曲線呈大幅度的漏斗形，出現(xiàn) “假反旋回”（圖1）。

2）漫洪帶微相 在扇頂亞相帶內(nèi)地形最高的部位，僅在特大洪水期才接受沉積。巖性為含砂礫泥巖或泥質(zhì)砂礫巖，礫石粒徑很少有大于100mm的，單層厚度僅數(shù)十厘米至數(shù)米，有成層性，見(jiàn)不規(guī)則洪積層理，礫巖巖比小于20%。1m電阻率曲線 （Rlm）呈低阻的平直形態(tài) （圖1）。其下伏礫巖頂部的礫石表面有鐵質(zhì)薄膜，裂解明顯。

圖1 洪積扇典型測(cè)井曲線特征

3）槽灘微相 是主槽、漫洪帶之間的過(guò)渡帶。巖性以巨粗砂巖、礫巖為主夾薄層泥巖；礫巖巖比70%～90%，分選較主槽有所改善；含泥量稍高，支撐礫巖少見(jiàn)，洪積層理發(fā)育；Rlm中高值，自然電位 （SP）曲線幅度中等，曲線均呈鋸齒狀，旋回性不明顯 （圖1）。

2.2 扇中亞相的沉積微相類型

1）辮流線微相 是主槽在扇中部位的分支，呈幅向散布，一般寬10～50m，深3～5m，最深處在中上部位，向扇緣變淺。沉積物為槽洪攜帶的砂礫，層厚一般為數(shù)米，礫巖巖比70%～90%，粒度中值較扇頂小，分選略好，含泥量有所增加；洪積層理和多層系大型交錯(cuò)層理為主要層理類型；扁平礫石排列顯著，細(xì)層內(nèi)部粒度有韻律性變化；Rlm由多個(gè)小韻律構(gòu)成鋸齒形正旋回形態(tài)，中高阻，SP幅度中等 （圖1）。

2）辮流砂島微相 是辮流線中間或邊上的礫石灘。面積不大，順辮流線走向延伸，沉積物比辮流線沉積細(xì)，礫巖巖比50%～70%；含泥量比辮流線更高，普遍發(fā)育大型交錯(cuò)層理；1m電阻率曲線（Rlm）特征與槽灘近似，但電阻率值和自然電位幅度變小 （圖1）。

3）漫流帶微相 是辮流線間的高部位，只接受漫洪期細(xì)粒懸浮負(fù)載沉積，邊部往往有砂島鑲邊。沉積物為泥質(zhì)細(xì)粉砂巖和細(xì)、粉砂質(zhì)泥巖，?；煊猩倭看至Ｉ昂托〉[石；有塊狀層理及不規(guī)則洪水層理，有時(shí)見(jiàn)根系印痕和植物殘屑；Rlm與漫洪帶相似，幅度更低 （圖1）。

3 沉積微相對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的控制作用

3.1 不同微相儲(chǔ)層物性差異

儲(chǔ)層物性直接影響儲(chǔ)層質(zhì)量的好壞。據(jù)研究區(qū)12口取心井400塊巖心樣品物性分析數(shù)據(jù)，研究了不同沉積微相儲(chǔ)層的物性差異 （表2）。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，漫洪帶、漫流帶微相儲(chǔ)層物性差，平均孔隙度低于10%，平均滲透率低于50×10－3μm2，有效儲(chǔ)層發(fā)育少；有效儲(chǔ)層主要發(fā)育于物性好的主槽、槽灘、辮流線、砂島微相，其平均孔隙度分布在17.8%～20.2%，平均滲透率在 （116.6～277.5）×10－3μm2。主槽、辮流線微相平均滲透率高于槽灘和砂島微相，而砂島和主槽微相平均孔隙度略高于槽灘和辮流線微相。

表2 不同微相物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表 （取心井）

3.2 不同微相內(nèi)部非均質(zhì)性差異

沉積微相內(nèi)部?jī)?chǔ)層物性，特別是滲透率的非均質(zhì)性對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)能、注水效果及采收率都有很大影響。因此，對(duì)主槽、槽灘、辮流線及砂島4種主要儲(chǔ)層微相滲透率非均質(zhì)性進(jìn)行了對(duì)比分析。

從沉積微相內(nèi)部滲透率韻律性上看，研究區(qū)洪積扇儲(chǔ)層主要發(fā)育正韻律、反韻律、跳躍式復(fù)合韻律以及均質(zhì)韻律。通過(guò)巖心和測(cè)井統(tǒng)計(jì)，主槽微相全部為跳躍式復(fù)合韻律，這也是洪積扇特有的韻律特征，其特點(diǎn)是高滲透層段位于礫巖層的中部，向上或向下滲透率均降低，但變化具有跳躍性；槽灘微相正韻律和跳躍式復(fù)合韻律各占一半左右；辮流線微相跳躍式復(fù)合韻律占53%，正、反韻律、均質(zhì)韻律均有發(fā)育；砂島微相以正韻律為主 （占51%），其次為跳躍式復(fù)合韻律 （占38%），其余為反韻律 （表3）。

不同的韻律性導(dǎo)致了沉積微相內(nèi)部滲透率非均質(zhì)的強(qiáng)弱程度不一。對(duì)不同沉積微相測(cè)井解釋內(nèi)部滲透率參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，求取相應(yīng)的滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、級(jí)差等非均質(zhì)參數(shù)。洪積扇儲(chǔ)層各微相非均質(zhì)參數(shù)整體上高于常規(guī)砂巖儲(chǔ)層，屬于強(qiáng)非均質(zhì)性儲(chǔ)層 （變異系數(shù)＞0.7）。主槽微相滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)均為最大，非均質(zhì)性最強(qiáng)；槽灘微相滲透率非均質(zhì)性仍然很強(qiáng)，但弱于主槽微相；辮流線微相滲透率變異系數(shù)1.02，低于主槽和槽灘微相，但其級(jí)差最高；砂島微相各項(xiàng)參數(shù)相對(duì)最低，非均質(zhì)性相對(duì)弱 （表3）。

表3 不同微相滲透率非均質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)表

3.3 不同微相油水運(yùn)動(dòng)差異

不同的沉積微相由于沉積條件、沉積方式的差異導(dǎo)致平面滲流特征變化很大，對(duì)地下油水運(yùn)動(dòng)起到控制作用。由于研究區(qū)內(nèi)的油水井采用全井段射孔投產(chǎn)的方式，所以在實(shí)際應(yīng)用中單井產(chǎn)量按照不同單層的滲流系數(shù) （滲透率（K）×有效厚度（He）/粘度（μ））來(lái)進(jìn)行等比例劈分。對(duì)研究區(qū)277口井、751個(gè)生產(chǎn)層進(jìn)行不同微相生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止2009年1月。采用的表征動(dòng)態(tài)生產(chǎn)指標(biāo)主要包括累計(jì)油水比 （累計(jì)產(chǎn)油量/累計(jì)產(chǎn)水量）、綜合含水 （累計(jì)產(chǎn)水量/累計(jì)產(chǎn)液量）、產(chǎn)油水平 （累計(jì)產(chǎn)油量/累計(jì)生產(chǎn)天數(shù)）（表4）。

表4 單砂層內(nèi)不同微相生產(chǎn)特征統(tǒng)計(jì)表

1）主槽微相油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律 由于主槽微相滲透性高，主槽部位的注水井吸水能力強(qiáng)，12個(gè)吸水層段生產(chǎn)測(cè)試資料統(tǒng)計(jì)揭示平均為4.4m3/（m·d）。較高的滲透性也導(dǎo)致了主槽微相往往初期產(chǎn)量高，中低含水期較短，快速進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期。如3364井于1965年6月21日投產(chǎn)，無(wú)水采油期為2年8個(gè)月，無(wú)水采收率為5.47%，1968年8月見(jiàn)水，一年后含水上升到62.4%，其累計(jì)水油比曲線特征也同時(shí)驗(yàn)證主槽微相具有中低含水期短，快速進(jìn)入高含水期的特點(diǎn)。在主槽內(nèi)部也同時(shí)存在滲透性的差異，如三3區(qū)單層主槽微相內(nèi)部主流線上注水井的吸水強(qiáng)度平均為3m3/（m·d），不在主流線的注水井吸水強(qiáng)度為0.73m3/（m·d）。當(dāng)然這種內(nèi)部差異也同時(shí)表現(xiàn)生產(chǎn)井的見(jiàn)效、見(jiàn)水時(shí)間上，以5－9井組為例，該井1966年5月投注，主流線上的5－10井、6－9井分別在注水后的49.5和68個(gè)月見(jiàn)水，而位于主槽邊部的5－8井和6－8井，則是在84.5和103個(gè)月見(jiàn)水；3020井組，該井1974年10月投注，主流線上的2－1井和3－2井分別在23和34個(gè)月見(jiàn)水，而位于邊部的3－3井54個(gè)月見(jiàn)水。以上充分說(shuō)明主槽微相具有單層突進(jìn)的現(xiàn)象，具備見(jiàn)效早、早高產(chǎn)、早含水、早水淹的特點(diǎn)。

2）槽灘微相油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律 該相帶注水井吸水能力差，采油井的初期產(chǎn)量低，見(jiàn)效晚，見(jiàn)水晚，無(wú)水期采油量小，含水上升較慢。如3350井單層的槽灘微相是單采層，生產(chǎn)初期產(chǎn)純油1.1t/d，26個(gè)月見(jiàn)水，見(jiàn)水后一直維持在中低含水階段，97個(gè)月后含水為65.4%。槽灘部位的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)普遍穩(wěn)定，在主槽部位接近高含水的情況下，槽灘部位的含水依然很低，如4－11井，處于槽灘部位，4－11井投產(chǎn)初期日產(chǎn)僅為2.18t，注水見(jiàn)效后，保持在日產(chǎn)8t左右，投產(chǎn)9年來(lái)含水微量?？梢钥闯霾蹫┪⑾嗨€推進(jìn)速度慢，較為均勻，油層處于中、弱水淹級(jí)別。

3）辮流線油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律 辮流線的油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律與主槽微相比較相似。辮流線部位的注水井吸水能力較強(qiáng)，并且位于主流線的注水井吸水強(qiáng)度明顯大于非主流線；采油井一般初期產(chǎn)量高、無(wú)水期和低含水期短，然后快速進(jìn)入高含水期。如3389井，主要生產(chǎn)單層的辨流線砂體，該井初期產(chǎn)量為5.2t，無(wú)水采油期僅為21個(gè)月，低含水期為18個(gè)月，中含水期為38個(gè)月，進(jìn)入高含水期47個(gè)月后高含水關(guān)井。統(tǒng)計(jì)23口井，其中19口井含水率大于90%。T34020井密閉取心資料顯示驅(qū)油效率大于50%，剩余油飽和度在45%～55%之間，屬于水洗階段。

4）砂島微相油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律 砂島的油水運(yùn)動(dòng)特征與槽灘類似，初期產(chǎn)量不高，有充沛的注水井提供能量的話，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)并且產(chǎn)量較見(jiàn)效期增加，如7－4井處于砂島部位，水井3006井、3018井都在主流線上，能量補(bǔ)充充沛，因此7－4井生產(chǎn)穩(wěn)定，投產(chǎn)96.5個(gè)月以來(lái)，日產(chǎn)2.3t，含水不到10%。T34020井密閉取心顯示為見(jiàn)水階段，水淹程度弱，驅(qū)油效率小于40%。

4 結(jié) 論

1）克拉瑪依油田三3區(qū)克下組儲(chǔ)層為洪積扇沉積，發(fā)育扇頂亞相的主槽、槽灘和漫洪帶微相，以及扇中亞相的辮流線、砂島和漫流帶微相。漫洪帶和漫流帶微相物性差，有效儲(chǔ)層發(fā)育少；有效儲(chǔ)層主要發(fā)育于物性好的主槽、槽灘、辮流線、砂島微相，且主槽、辮流線微相滲透率滲透性較好。

2）開(kāi)發(fā)過(guò)程中，扇頂亞相內(nèi)，主槽微相物性好，非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致生產(chǎn)中見(jiàn)效早、早高產(chǎn)、早含水、早水淹；而槽灘微相非均質(zhì)性相對(duì)弱，水線推進(jìn)速度慢，較為均勻，含水上升較慢。扇中亞相與扇頂亞相相類似，辮流線微相水淹快但不均勻；砂島水淹慢，水淹程度低。這對(duì)指導(dǎo)同類型油藏開(kāi)發(fā)有重大實(shí)際意義。

［1］張紀(jì)易.克拉瑪依洪積扇粗碎屑儲(chǔ)集體 ［J］.新疆石油地質(zhì)，1980，1（1）：33～53.

［2］張紀(jì)易.粗碎屑洪積扇的某些沉積特征和微相劃分 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，1985，3（3）：75～85.

［3］新疆油氣區(qū)石油地質(zhì)志編寫(xiě)組.中國(guó)石油地質(zhì)志 （卷十五）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.

［4］劉敬奎.克拉瑪依油田礫巖儲(chǔ)層的研究 ［J］.石油學(xué)報(bào)，1986，7 （1）：39～49.

［5］劉順生，胡復(fù)唐.洪積扇礫巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性及非均質(zhì)模型 ［J］.新疆石油地質(zhì)，1993，14（4）：350～356.

［6］關(guān)維東.對(duì)洪積扇儲(chǔ)集體的幾點(diǎn)新認(rèn)識(shí) ［J］.新疆石油地質(zhì)，1992，13（1）：49～54.

［7］徐春華，孫濤，宋子齊，等.應(yīng)用粒度分析資料建立洪積扇沉積環(huán)境判別模式——以克拉瑪依油田七中東區(qū)克拉瑪依組為例 ［J］.新疆地質(zhì)，2007，25 （2）：187～190.

［8］胡復(fù)唐.略論克拉瑪依油田開(kāi)發(fā)基本經(jīng)驗(yàn)——紀(jì)念克拉瑪依油田勘探開(kāi)發(fā)40周年 ［J］.新疆石油地質(zhì)，1995，16（3）：242～249.

The Control of Diluvial Fan Sedimentary Microfacies on Reservoir Quality

MENG Fei，LI Wen－h(huán)ai，F(xiàn)U Su－ying，LI Chang－h(huán)ong（First Author's Address：China National Oil and Gas Exploration and Development Company，Beijing100031，China）

By taking the reservoirs of lower Karamay Formation in Block－3of Karamay Oilfield as an example，the differences in the reservoir quality of sedimentary microfacies in the different diluvial fans were analyzed.In the reservoirs of the lower Karamay Formation，the subfacies of and middle fan were mainly developed，while in top fan subfacies，the microfacies of main channel，sabsascess and sheetflood belt were developed，and in the middle fan subfacies，the microfacies of braided streamline，sand island and overflow belt were developed.By the analysis of core physical properties，it revealed the differences in reservoir physical properties of different sedimentary microfacies，and explained that the microfacies physical properties of sheetflood and overflow belts were poor，reservoirs were less developed and the effective reservoirs were mainly developed in the microfacies of good－property channels，sabscess，braided streamline and sand island while the permeability of main channels and braided streamline microfacies was well.As far as the two quantitative parameters of permeability rhythmicity and heterogeneity were concerned，the inner heterogeneity of sedimentary microfacies in the dominant reservoirs were evaluated，and it was considered that the heterogeneity of main channel was the strongest，sabscess was the next，the braided streamline was relatively weak and the sand island was the weakest.Dynamic production data were used to analyze oil－water movement differences in different sedimentary microfacies.The result shows that the production of microfacies in main channel and braided streamline has the features of early production，early yield，early water production and early flooding，whereas the advanced speed of water line in the microfacies of sabscess and sand island is slow，the water－out extent is more uniform and the water content is risen slowly.

diluvial fan；sedimentary microfacies；reservoir physical property；heterogeneity；oilwater movement；Karamay Oilfield

TE122.2

A

1000－9752（2011）06－0161－05

2011－04－21

孟飛 （1966－），男，1990年大慶石油學(xué)院畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的工作。

［編輯］ 宋換新