小集油田斷層封閉性判別方法研究

王海波，王青春，姜家營，危宇寧，劉汝敏

（1．中國石油大港油田公司第三采油廠，河北滄縣061035；2．石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院；3．中國石油遼河油田公司；4．中海油田服務(wù)股份有限公司）

小集油田位于黃驊坳陷孔店構(gòu)造帶南端的小集構(gòu)造帶上，自20世紀(jì)70年代被發(fā)現(xiàn)后，經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，目前已進(jìn)入開發(fā)后期，需要采取注水等開發(fā)手段。然而復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)造成了注水利用率偏低，靠近斷層的注水井注入水水驅(qū)方向不明確，為此，對該油田斷層封閉性研究迫在眉睫。

1 斷層分布情況

小集油田斷層極為發(fā)育（圖1），斷層主要分為四組：控制北側(cè)高壘區(qū)的王27、王1井?dāng)鄬樱瑢π〖瘶?gòu)造不起控制作用；官38井?dāng)鄬雍托?井?dāng)鄬邮切〖瘶?gòu)造的北側(cè)邊界斷層；控制小集構(gòu)造主體的是官161井?dāng)鄬印⒐?38井?dāng)鄬?、?7井?dāng)鄬雍凸?78斷層；小集斷層是小集構(gòu)造的南側(cè)邊界斷層。

圖1 小集油田主要斷層分布

2 斷層原始封閉性判別

2．1 利用砂泥巖對接概率分析斷層的原始封閉性

研究表明，儲集砂巖層與對盤泥巖層對接時，斷層具側(cè)向封閉性；儲集砂巖層與對盤砂巖層對接時，斷層在側(cè)向上可能不具封閉性［1－2］。如果斷層斷距大于砂巖厚度，砂巖層本身被完全錯斷，砂－泥對接的可能性較大；反之可能性較小。

通過對小集油田主要斷層的斷距和長度統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，小集斷層為二級斷層，斷距200～300 m，斷距較大，對于斷層兩側(cè)的砂巖來說，斷開幅度大，對接概率?。黄溆鄶鄬又饕獮槿墧鄬?，斷距小的在20 m左右，大的則達(dá)到400 m，斷距均大于每一斷塊中的砂體厚度。前人研究表明，斷距較大且斷距超過砂體厚度的斷層，在斷層發(fā)生位移錯動時，泥巖涂抹在上、下盤削截砂巖層斷面處形成較薄的泥質(zhì)層，能夠?qū)瘜赢a(chǎn)生封閉［3］，因此，從斷層的規(guī)模上可以看出，小集油田的斷層具有一定的原始封閉性。

2．2 利用斷層兩側(cè)的油水關(guān)系分析斷層的原始封閉性

2．2．1 利用各斷塊原始地層壓力與油水界面分析斷層的原始封閉性

開發(fā)初期，可利用測試資料確定原始地層壓力和油水界面，通過斷層兩側(cè)原始地層壓力和油水界面的關(guān)系，分析斷層的封閉性［4］。通過對小集油田各斷塊原始地層壓力和油水界面的統(tǒng)計(jì)（表1），發(fā)現(xiàn)各斷塊均有獨(dú)立的壓力系統(tǒng)與油水界面，說明各個斷層具有良好的原始封閉性。

2．2．2 利用斷層兩側(cè)地層的原油物性和油田水性質(zhì)分析斷層的原始封閉性

在油氣運(yùn)移過程中，如果油氣水同屬一個構(gòu)造圈閉，則油氣水應(yīng)具有相同的油品性質(zhì)和油田水性質(zhì)，因此，可以通過研究各斷塊的原油物性與油田水性質(zhì)來分析斷層的原始封閉性。小集油田各斷塊地層的原油物性和油田水性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)（表2）表明，各斷塊的平均油層溫度并不相同，脫氣條件下原油黏度差別較大，原油密度與凝固點(diǎn)也有差異，水型雖都為CaCl2型，但地層水的總礦化度與氯離子的含量均不相同。因此認(rèn)為，在油氣的形成與運(yùn)移的過程中，原油與地層水的形成經(jīng)歷了不同的理化環(huán)境，不是同一條件下的產(chǎn)物，由此推斷各個斷層具有原始封閉性。

表1 各個斷塊的原始地層壓力和油水界面

表2 小集油田各斷塊原油物性與水性質(zhì)

3 油田開發(fā)過程中斷層的封閉性研究

3．1 通過不同斷塊的壓力梯度變化分析開發(fā)過程中斷層的封閉性

通過分析注水開發(fā)前后不同斷塊的壓力變化，分析在整個開發(fā)過程中各斷塊的壓力變化梯度及壓力最終趨勢，判別斷層的封閉性。如果在開采過程中，兩斷塊具有相同的壓力變化梯度且壓力最終趨于一致，則說明斷層不封閉，反之，則斷層具有封閉性。從歷年所測靜壓資料所做的壓力梯度圖（圖2）可以看出，官162斷塊、小9－6斷塊、官938斷塊和官975斷塊四者的壓力梯度不盡相同，其中官975斷塊與官938斷塊的壓力梯度幾乎一致，這兩個斷塊與官162斷塊和小9－6斷塊壓力梯度差異明顯，由此推斷，官975斷塊與938斷塊在開發(fā)過程中斷層的密封性較差，這兩個斷塊與官162斷塊和小9－6斷塊之間在開發(fā)過程中斷層封閉性較好。

3．2 從斷層兩側(cè)的注采對應(yīng)關(guān)系分析開發(fā)過程中斷層的封閉性

如果注水井注水過程中，在斷層異側(cè)的采油井有見效反應(yīng)，則可推測此斷層不具封閉性［4］。選井原則是選取斷塊內(nèi)采油井周圍沒有注水開發(fā)井或注水開發(fā)較晚，利用對側(cè)注水井對其的影響，判斷斷層的封閉性；同樣也可以通過采油井與采油井之間的開采對應(yīng)關(guān)系，來分析斷層封閉性的變化規(guī)律。

通過分析小集油田各個斷塊之間的三級斷層及更次一級斷層兩側(cè)的注采對應(yīng)關(guān)系，分別得出各條斷層在開發(fā)后的封閉性情況。從圖3上可以看出，小13－14井和小13－13井分別位于在斷層的兩側(cè)，從小13－14井的開發(fā)曲線（圖4）上看，它在1993年下電泵后，產(chǎn)油量保持不變有一年多的時間，在1995年8月含水上升較快，但總的產(chǎn)液量未發(fā)生變化，而小13－14周圍并無別的注水井，因此分析小13－13井注水，小13－14井是主要的受益井。通過動態(tài)分析判斷此條斷層不密封。

圖3 小13－13井組構(gòu)造井位圖

用同樣的方法分析該斷塊其它小斷層在開發(fā)過程中的封閉性，均得出了相同的結(jié)論。

3．3 用井間監(jiān)測資料分析開發(fā)過程中斷層的封閉性

所謂井間監(jiān)測，就是在一口注水井中注入一種或幾種示蹤劑，確定一定的對應(yīng)采油井組，對采油井進(jìn)行取樣分析，如果在油井中見到了示蹤劑，則說明油井與水井具有連通性，反之則不連通或兩井之間存在非滲透帶。以小集油田小13－8井組監(jiān)測資料（圖5）為例。小13－8井處在官938斷塊，注水井段為2 825～2 983 m，層位為棗Ⅱ、Ⅲ油組；小13－8－2井處在官975斷塊中，采油井段為2 816．3～3 116．8 m，層位為棗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油組；監(jiān)測資料表明，小13－8井注入示蹤劑后，在小13－8－2井很快見到了示蹤劑，這充分說明了兩個斷塊間的斷層不具封閉性。

圖5 官938與官975斷塊交界井區(qū)構(gòu)造井位圖

由此可見，通過監(jiān)測手段，可以直觀地分析斷層的封閉性，根據(jù)斷層封閉性，確定注水井的控制點(diǎn)，調(diào)整和制定合理的注采開發(fā)方案。

4 結(jié)論

（1）通過研究斷層兩側(cè)砂泥巖對接概率及油水關(guān)系等，能夠判斷斷層的原始封閉性。

（2）通過研究斷層兩側(cè)的壓力梯度變化、注采對應(yīng)關(guān)系、井間監(jiān)測資料等，能夠判斷開發(fā)過程中斷層的封閉性。

（3）小集油田的大斷層如二級斷層和三級斷層均具有較好的封閉性，斷距較小的次級斷層如官938斷塊與官975斷塊間的斷層，在開發(fā)過程中由于注水壓力、斷距規(guī)模等因素的影響，密封性較差；在同一斷塊內(nèi)的小斷層，由于斷距小等因素的影響，均不具封閉性。

［1］趙密福，李陽，張煜，等．?dāng)鄬觾杀P巖性配置關(guān)系及斷層的封閉性［J］．中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，30（1）：7－9．

［2］李文學(xué)，張志堅(jiān)．?dāng)鄬觽?cè)向封閉形成的主控因素［J］．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，29（2）：101－103．

［3］趙密福，李陽，李東旭，等．泥巖涂抹定量研究［J］．石油學(xué)報(bào)，2005，26（1）：60－62．

［4］張吉，張烈輝，楊輝廷，等．?dāng)鄬臃忾]機(jī)理及其封閉性識別方法［J］．河南石油，2003，17（3）：7－10．