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    基于河型演變模式的單一成因砂體對比研究

    2014-11-28 05:34:34束青林叢國林
    油氣地質(zhì)與采收率 2014年4期
    關(guān)鍵詞:流河辮狀河砂層

    束青林,肖 斐,叢國林

    (1.中國石化勝利油田分公司,山東東營257001;2.勝利油田森諾勝利工程有限公司,山東東營257000)

    孤島油田為大型整裝稠油疏松砂巖披覆背斜構(gòu)造油氣藏,館上段為主要含油氣儲層,屬于河流相沉積。該油田歷經(jīng)天然能量、常規(guī)水驅(qū)和化學驅(qū)開發(fā),現(xiàn)處于特高含水期開發(fā)階段,砂體側(cè)向非均質(zhì)性及其控制的剩余油分布逐漸成為研究重點[1-4]。

    在河流沉積層序演化過程中,不同類型河流之間相互疊置,而且不同成因砂體也相互疊置[5-9]。近年來,筆者通過研究現(xiàn)代河流沉積發(fā)現(xiàn),在河流的不同河段或不同發(fā)育時期,由于河流負載、流量變化不同,加上沉積時期地貌、巖性、大地構(gòu)造及環(huán)境條件的不同,河道形式會呈現(xiàn)不同變化;由于河道側(cè)向遷移,不同位置垂向演化不同,在沉積層序演化過渡階段,不同成因砂體交互出現(xiàn)[10-14]。據(jù)此,在孤島油田中一區(qū)油井井間距和水井井間距為75 m、注采井距為150 m的密井網(wǎng)條件下,開展了利用河型演變模式指導曲流河、辮狀河單一成因砂體對比和拼接關(guān)系研究,以期為特高含水期層內(nèi)剩余油分布規(guī)律研究提供依據(jù),并將其用于礦場實踐,通過指導井網(wǎng)調(diào)整流場轉(zhuǎn)向,以進一步提高水驅(qū)及化學驅(qū)采收率。

    1 河型演變模式

    河流相沉積體系包括網(wǎng)狀河、曲流河和辮狀河,據(jù)此建立了辮狀河—曲流河(模式A)、曲流河—辮狀河(模式B)、辮狀河—網(wǎng)狀河(模式C)、網(wǎng)狀河—辮狀河(模式D)、網(wǎng)狀河—曲流河(模式E)和曲流河—網(wǎng)狀河(模式F)共6種河型體系縱向疊置演變模式(圖1),每種演變模式具有相似的特征、水動力條件和沉積環(huán)境。其中,模式A是由辮狀河向曲流河演變,最為普遍;模式F是由曲流河向網(wǎng)狀河演變,演變條件是河岸抗沖性增強、河道比降減小。

    孤島油田館上段自下而上發(fā)育Ng6—Ng5,Ng4—Ng3和Ng1+2共3套砂層組、34個小層。其中,Ng6—Ng5砂層組為辮狀河沉積,Ng4—Ng3砂層組為曲流河沉積,而Ng1+2砂層組則有曲流河和網(wǎng)狀河沉積2種觀點。但是,筆者通過研究河型演變發(fā)現(xiàn),研究區(qū)位于鄰海三角洲地區(qū),海平面上升,符合曲流河向網(wǎng)狀河的演變條件;并且植被由稀少變得茂盛,也有利于網(wǎng)狀河流發(fā)育,故認為Ng1+2砂層組為網(wǎng)狀河沉積。研究區(qū)自下而上由辮狀河沉積(Ng6—Ng5砂層組)向曲流河沉積(Ng4—Ng3砂層組)過渡,頂部(Ng1+2砂層組)出現(xiàn)網(wǎng)狀河沉積,分別對應河型演變模式A和模式F。沉積體系的演化并不完全是漸變的,由于河道側(cè)向遷移,不同位置垂向演化不同,在沉積層序演化過渡階段,不同成因砂體交互出現(xiàn)。

    圖1 河型體系縱向疊置演變模式

    2 沉積特征

    孤島油田館上段以復合正韻律和正韻律沉積為主。在Ng6—Ng5砂層組沉積時期,由于辮狀河河流順流增生沉積,心灘發(fā)育,交替出現(xiàn)河間灘地、河道充填與河道砂壩。底部為含礫砂巖,向上變?yōu)橹猩皫r、細砂巖、泥巖,常缺少粉砂巖,二元結(jié)構(gòu)不明顯,下部河道沉積砂層厚度大,上部溢岸沉積泥巖厚度較薄。在Ng4—Ng3砂層組沉積時期,由于曲流河河流側(cè)向增生沉積,點壩發(fā)育,在河流側(cè)向運動中,底流運動強度逐漸減弱,使得點壩下部沉積相對較粗,向上由中、細粒漸變?yōu)榧毶皫r、粉砂巖至泥巖,粒序連續(xù),屬于典型的二元結(jié)構(gòu)。在Ng1+2砂層組沉積時期,網(wǎng)狀河河道變窄,在穩(wěn)定的河道帶間,發(fā)育廣闊的洪泛平原和泛濫盆地,廣泛分布泥巖,可見大植物化石,平面上砂體組成了順直到彎曲相互聯(lián)接的網(wǎng)狀河道。

    孤島油田館上段作為一個長期基準面旋回,可容空間與沉積物供給量比值較高,可劃分為6個中期旋回,自下而上依次為 Ng65,Ng64—Ng63,Ng62—Ng53,Ng52—Ng44,Ng43—Ng35和 Ng34—Ng33,均包括1個上升半旋回和1個下降半旋回,為1個完整的基準面旋回。在旋回轉(zhuǎn)換點,砂體最為發(fā)育。在每個上升半旋回,主要發(fā)育河道砂體,其不但大范圍分布,且橫向疊加連片;在每個下降半旋回,主要發(fā)育泛濫平原和溢岸砂體,由于河道發(fā)育較少,砂體分布相對局限。

    3 單一成因砂體對比

    曲流河成因砂體的研究方法是:根據(jù)河流相儲層分布特點,采用旋回對比、分級控制的對比思路,利用標志層附近等高程對比、河道疊置砂體細分對比、河道砂體下切對比、側(cè)向相變對比4種地層對比模式,采取標志層頂?shù)讎?、分級控制、三維閉合的方式,建立順物源和切物源方向等時地層格架;根據(jù)廢棄河道、河道砂體頂面層位高程差異、不連續(xù)河間沉積、河道砂體規(guī)模差異性4種邊界識別標志,將經(jīng)驗公式法與小井距法相結(jié)合,以柵狀圖的表現(xiàn)形式,對單一曲流帶邊界點,按照相似標志相連接的原則,合理組合,由點到線、由線到面,建立精細的單一成因砂體平面模型和三維空間分布模型。研究表明,連片狀復合曲流帶為復合點壩疊置形成;交織條帶狀復合曲流帶點壩局部發(fā)育,為多個簡單曲流帶側(cè)向拼接而成;在斜交或正交廢棄河道方向,側(cè)積層向廢棄河道方向傾斜,且呈傾斜分布;在平行廢棄河道方向,側(cè)積層基本水平分布。例如中一區(qū)GD1-11-J11井區(qū)Ng33(1),以往認為該井區(qū)是大面積的復合曲流帶砂體分布區(qū),砂體連通性好;通過開展單一成因砂體識別研究,認為該井區(qū)發(fā)育9條斷續(xù)分布的廢棄河道,使得原先的大面積河道砂體分割成多個砂帶,由于廢棄河道物性較差,對流體滲流有側(cè)向遮擋作用,沿著河道砂帶的走向,形成流體滲流的高滲透帶(圖2)。

    圖2 GD1-11-J11井區(qū)Ng33(1)復合曲流帶廢棄河道平面分布

    采用同樣研究思路,解剖辮狀河成因砂體。首先研究復合河道垂向演化和平面分布特征,再采用砂頂相對深度法識別心灘,合理組合井間近水平展布的落淤層。由于不同級次、不同期次砂體疊加,且河道擺動頻繁,心灘砂體與辮狀河道砂體之間通過側(cè)積面或者侵蝕面相互疊切、連通,夾層垂向連續(xù)性差,多呈交錯分布;平面分布不穩(wěn)定,多呈孤立的土豆狀或窄條帶狀。

    結(jié)合注采對應關(guān)系,建立了4種成因砂體拼接類型,即單一河道內(nèi)部(注采井位于單一河道)、河道—河道(注采井位于不同的單一河道,河道砂體側(cè)向相接)、河道—廢棄河道—河道(注采井位于不同的單一河道,中間有廢棄河道遮擋)、河道—溢岸—河道(注采井位于不同的單一河道,中間由溢岸砂體連接)。根據(jù)示蹤劑測試資料,成因砂體側(cè)向拼接關(guān)系不同,其注采連通性是有差異的。單一河道內(nèi)部與河道—河道2種河道砂體拼接類型,示蹤劑見效時間快,砂體連通性較好;河道—廢棄河道—河道和河道—溢岸—河道2種河道砂體拼接類型,由于廢棄河道、溢岸砂體遮擋,示蹤劑見效時間慢,砂體連通性較差。在砂體連通性較差部位,由于過水倍數(shù)較低,導致特高含水期層內(nèi)剩余油富集。如在聚合物驅(qū)后,老井GD1-0-4的含水率為96.5%,井組采出程度為52%,因套管發(fā)生變形報廢后,新鉆了 GD1-0-X41井,由于Ng33(1)廢棄河道遮擋(圖3),Ng33(1)剩余油富集,因此,GD1-0-X41井投產(chǎn)后,初期產(chǎn)油量為11.6 t/d,含水率為77.2%。

    圖 3 GD1-0-4 井區(qū) Ng33(1)成因砂體平面分布

    4 結(jié)束語

    通過河流相儲層河型演變研究,建立了6種河型演變模式,確認孤島油田Ng1+2砂層組為網(wǎng)狀河沉積;在河流相儲層河型演變模式指導下,開展了曲流河、辮狀河單一成因砂體三維多視角對比、識別,建立單一成因砂體平面和空間分布模型;結(jié)合注采對應關(guān)系,建立了4種成因砂體拼接類型,其注采連通性存在差異,主要控制了特高含水期層內(nèi)剩余油分布,在廢棄河道、溢岸砂體遮擋部位剩余油富集,據(jù)此指導了孤島油田中一區(qū)Ng3聚合物驅(qū)后井網(wǎng)調(diào)整非均相復合驅(qū)先導試驗項目(采收率挑戰(zhàn)60%)井網(wǎng)調(diào)整方案設(shè)計,實現(xiàn)轉(zhuǎn)變液流方向,調(diào)整流場,從而進一步提高原油采收率。

    [1] 孫煥泉.聚合物驅(qū)后井網(wǎng)調(diào)整與非均相復合驅(qū)先導試驗方案及礦場應用——以孤島油田中一區(qū)Ng3單元為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2014,21(2):1-4.

    [2] 陸雪皎,王友啟,魏翠華,等.聚合物驅(qū)后二元復合驅(qū)油藏的層系調(diào)整——以孤東油田七區(qū)西為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2014,21(2):25-28.

    [3] 王鳴川,朱維耀,董衛(wèi)宏,等.曲流河點壩型厚油層內(nèi)部構(gòu)型及其對剩余油分布的影響[J].油氣地質(zhì)與采收率,2013,20(3):14-17.

    [4] 張本華.曲流河儲層構(gòu)型中廢棄河道的識別及其分布模式——以孤島油田館上段為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2013,20(3):18-21,25.

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    [9] 王隨繼,任明達.根據(jù)河道形態(tài)和沉積物特征的河流新分類[J].沉積學報,1999,17(2):240-246.

    [10] 陸先亮,束青林,曾祥平.孤島油田精細地質(zhì)研究[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005:1-26.

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    [12] 李陽,李雙應,岳書倉,等.勝利油田孤島油區(qū)館陶組上段沉積結(jié)構(gòu)單元[J].地質(zhì)科學,2002,37(2):219-230.

    [13] 王夕賓,鐘建華,薛照杰,等.孤島油田館(1+2)砂層組沉積模式及其對剩余油分布的控制[J].石油大學學報:自然科學版,2004,28(6):16-20.

    [14] 陳清華,劉池陽,李琴.勝利油區(qū)孤島油田新近系輔助標志層研究[J].地層學雜志,2003,27(1):46-49.

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