文昌A油田隔夾層分布及其對開發(fā)效果的影響

商建霞，劉登麗，袁凌榮，歐振能

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司, 廣東湛江 524057)

文昌A油田隔夾層分布及其對開發(fā)效果的影響

商建霞，劉登麗，袁凌榮，歐振能

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司, 廣東湛江 524057)

文昌A油田ZJ2-1U油組經(jīng)過多年開采目前已進入中高含水期，控水穩(wěn)油是當(dāng)前面臨的生產(chǎn)難題。針對該油田井網(wǎng)不規(guī)則、井點資料少但三維地震數(shù)據(jù)品質(zhì)高的特點，充分利用密閉取心井資料以及伽馬、聲波、中子等測井資料，首先從密閉取心井識別隔夾層，然后從取心井標(biāo)定非取心井，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對非取心井隔夾層進行識別；繼而采用沉積相控及伽馬反演數(shù)據(jù)體約束下井震結(jié)合方式，運用序貫指示方法預(yù)測隔夾層在井間及三維空間的分布；最后，動靜態(tài)結(jié)合，從隔夾層角度揭示對開發(fā)效果的影響，為剩余油挖潛及提高油田采收率提供依據(jù)。

珠江口盆地；文昌A油田；ZJ2-1U油組；隔夾層分布

1 油田概況

文昌A油田位于中國南海珠江口盆地珠三坳陷瓊海凸起上，主力油組之一的珠江組二段1U油組(即ZJ2-1U油組)屬海相濱岸沉積，構(gòu)造完整平緩，為一北東向長軸背斜構(gòu)造，縱向上細(xì)分為三個小層，自下而上水體變淺，下部砂泥混合坪發(fā)育，上部砂坪發(fā)育，油藏類型屬于構(gòu)造控制的層狀邊水油藏，屬邊水驅(qū)動。經(jīng)過多年開采，目前該油田含水高達(dá)89%，處于高含水期開采階段；受隔夾層影響，單井產(chǎn)能表現(xiàn)出差異性，隔夾層分布認(rèn)識程度對于油藏下步調(diào)整挖潛有重要影響。

本文針對海相油田井網(wǎng)不規(guī)則且井點資料少的現(xiàn)狀，主要結(jié)合新鉆的密閉取心井資料及三維地震體數(shù)據(jù)來對隔夾層分布進行精細(xì)刻畫，從而為改善油田開發(fā)效果提供精細(xì)地質(zhì)模型。

2 隔夾層井點識別

隔夾層研究一直是油藏開發(fā)領(lǐng)域研究的重點內(nèi)容之一，同時也是儲層非均質(zhì)性研究的難點[1-2]。針對文昌A油田主力油層ZJ2-1U油組儲層特點及開發(fā)特征，根據(jù)一口密閉取心井A井(圖1)以及常規(guī)取心井巖心資料，按照巖性、物性特征，結(jié)合測井電測響應(yīng)特征，將隔夾層劃分為泥質(zhì)、鈣質(zhì)、物性三大類。

泥質(zhì)隔夾層巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為“三高兩低”的特點，即高伽馬、高聲波時差、高中子，低電阻率、低密度，泥質(zhì)含量大于30%。

鈣質(zhì)隔夾層在本油組較發(fā)育，巖性以鈣質(zhì)砂巖為主，測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為“三低兩高”，即低伽馬、低中子、低聲波時差，高密度、高電阻，在本目的層內(nèi)鈣質(zhì)夾層密度大于2.32 g/cm3，聲波時差小于100 μs/ft，中子小于26%。

物性隔夾層以泥質(zhì)粉砂巖為主，其孔隙度、滲透率均很低，測井解釋結(jié)果為干層，其厚度較小，側(cè)向連續(xù)性差。

對于非取心井的隔夾層識別，采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法應(yīng)用巖性識別中，實際上就是把鉆井取心分析及相關(guān)測井信息的對應(yīng)關(guān)系作為已知樣本，通過已知樣本的學(xué)習(xí)獲得識別模式，從而對未知井的巖性進行預(yù)測分析。本次根據(jù)取心井識別結(jié)果來標(biāo)定非取心井，最終實現(xiàn)非取心井巖性評價的目的[3-5]。在Petrel地質(zhì)建模軟件中，優(yōu)選巖性特征響應(yīng)明顯的伽馬、聲波、中子三種測井曲線進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別，并將巖性分為四類(圖2)，采用聚類分析的方法[5]，將該判別結(jié)果推廣到其他所有非取心井，實現(xiàn)了油田內(nèi)各井點的巖性識別。聚類分析得出的巖性結(jié)果與測井解釋出的儲集層相一致。根據(jù)聚類分析結(jié)果，井點鉆遇各類隔夾層分布特征如下：

泥質(zhì)隔夾層在本油組底部發(fā)育一套全區(qū)穩(wěn)定分布的泥質(zhì)隔層，總厚度1.76～5.43 m。油組內(nèi)部泥質(zhì)夾層不發(fā)育。

圖1 文昌A油田密閉取心井A井巖心綜合圖

圖2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖性聚類分析

鈣質(zhì)夾層在本目的層內(nèi)密度大于2.32 g/cm3，聲波時差小于100 μs/ft，中子小于26%。根據(jù)井點鉆遇情況統(tǒng)計：ZJ2-1U-1小層夾層頻率為0.48～1.42個/m，夾層頻數(shù)為1～3個，夾層總厚度為0.48～3.07 m；ZJ2-1U-2小層夾層頻率為0.41～3.02個/m，夾層頻數(shù)為1～4個，夾層總厚度為0.70～3.02 m；而ZJ2-1U-3小層不發(fā)育，僅在1、A4和A10井有單層分布，厚度為0.45～1.4 m。總體來說，縱向上1、2小層鈣質(zhì)夾層較發(fā)育，3小層鈣質(zhì)夾層不發(fā)育。物性夾層僅在ZJ2-1U-2小層較為發(fā)育，鉆遇層數(shù)可達(dá)5層，但單層厚度不大；而在ZJ2-1U-1、ZJ2-1U-3小層不發(fā)育，僅有局部井點鉆遇，且厚度小于1 m。

3 隔夾層井間分布預(yù)測

文昌A油田位于中國南海西部海域，井資料少,三維地震資料品質(zhì)高，勘探開發(fā)具有“高投入、高風(fēng)險、高科技”的特點[6]。預(yù)測井間儲層在三維空間變化需要充分利用豐富的地震資料。應(yīng)用地震資料預(yù)測儲層分布的優(yōu)勢在于橫向上的空間采樣提供遠(yuǎn)離井身儲層空間變化的信息[7-8]，彌補有限井資源的不足。由于自然伽馬反映的是不同巖石的自然放射性，與巖石在生產(chǎn)過程中所處的物理化學(xué)條件有關(guān)，因此自然伽馬常作為劃分砂泥巖的有效依據(jù)。隨機性建模中的序貫指示模擬方法在巖相建模時可以模擬復(fù)雜各向異性的地質(zhì)現(xiàn)象及連續(xù)性分布的極值，又可以忠實硬數(shù)據(jù)(如井?dāng)?shù)據(jù))，還可以方便地把地震資料等軟數(shù)據(jù)加入到模擬中[9-10]。

綜合以上兩種認(rèn)識，本次建立隔夾層三維模型的具體思路是：在建立構(gòu)造模型及沉積相模型基礎(chǔ)上，在沉積相控及伽馬反演數(shù)據(jù)體約束下采用井震結(jié)合的方式，運用序貫指示方法預(yù)測隔夾層在三維空間的分布。

在使用伽馬反演體進行約束建模之前首先要進行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，通過測井?dāng)?shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)交匯圖分析，兩者相關(guān)系數(shù)高于0.8，說明伽馬反演數(shù)據(jù)體協(xié)同建模具有可行性，且伽馬反演體數(shù)據(jù)與巖性有較好的匹配關(guān)系。

對伽馬反演結(jié)果進行分析表明，其展示的砂體與模型中對砂體的預(yù)測情況較符合，比較準(zhǔn)確地預(yù)測出了泥質(zhì)、鈣質(zhì)夾層條帶發(fā)育的特點，但地質(zhì)模型中所刻畫的砂體分辨率較地震反演更高(圖3)。根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果，各類夾層特征如下：

(1)平面上鈣質(zhì)夾層厚度高值區(qū)呈帶狀分布，其中一條沿北東-南西展布，向兩側(cè)有減薄的趨勢，另一條沿東西向展布，向兩側(cè)有減薄的趨勢。結(jié)合沉積相來看，砂坪相鈣質(zhì)夾層發(fā)育；整體來說，平面零星分布，橫向分布不穩(wěn)定，但單井均有鉆遇。

(2)物性夾層主要分布于砂坪微相中，側(cè)向連續(xù)性較差，平面呈零星分布，不穩(wěn)定，分布范圍有限。

(3)泥質(zhì)夾層總體不發(fā)育，厚度較小；在構(gòu)造高部位厚度較小，向邊部厚度增大。

4 隔夾層分布對開發(fā)效果的影響

(1)隔夾層對油井含水上升的影響。隔夾層分布是單井含水上升規(guī)律的影響因素之一。A10井位于構(gòu)造邊部，且處于油水過渡帶上，含水上升速度較緩，每采出10 000 m3原油的含水變化率為0.31%；而A4井位于構(gòu)造高部位，處于純油區(qū)內(nèi)，含水上升卻較快，每采出10 000m3原油的含水變化率為0.5%。從隔夾層分布角度分析，A10井處夾層較發(fā)育，夾層層數(shù)7個，夾層密度42.6%，其中鈣質(zhì)夾層厚度4.4 m，且鈣質(zhì)夾層橫向穩(wěn)定，對縱向上底水錐進有較好的阻隔作用；平面上則由于儲層薄，有效厚度僅5 m，物性差，邊水推進速度較慢，因此含水上升比較緩慢。而A4井則相反，儲層較厚(13.8 m)，平面有優(yōu)勢物性通道，縱向上隔夾層不發(fā)育，這樣在邊底水共同作用下，含水上升較快。

圖3 過三口井地質(zhì)模型中巖性識別剖面(近東西向)

(2)隔夾層模型對數(shù)值模擬結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn)，建立隔夾層精細(xì)地質(zhì)模型可以提高歷史擬合符合率。仍以A10井為例，以前模型考慮隔夾層等因素不足，物性模型不能體現(xiàn)儲層非均質(zhì)性，導(dǎo)致數(shù)模中生產(chǎn)數(shù)據(jù)難以擬合，而本次根據(jù)儲層非均質(zhì)性的新認(rèn)識，建立了相應(yīng)精細(xì)地質(zhì)模型，并在其控制下建立屬性模型，從而提高了歷史擬合符合率。

(3)基于隔夾層精細(xì)地質(zhì)模型的剩余油分布預(yù)測。數(shù)值模擬結(jié)果表明，受到隔夾層分布的控制，剩余油分布具有以下特征：平面上儲層非均質(zhì)性弱，剩余油分布主要受構(gòu)造、井網(wǎng)控制，其中東區(qū)構(gòu)造頂部剩余油富集；縱向上層內(nèi)儲層非均質(zhì)強，剩余油分布受隔夾層控制。

5 結(jié)論與認(rèn)識

(1)根據(jù)密閉取心資料，結(jié)合測井電性、物性特征，在取心井上識別出三類隔夾層：泥質(zhì)隔夾層、鈣質(zhì)夾層、物性夾層。

(2)對于非取心井的隔夾層識別，主要是根據(jù)取心井識別結(jié)果來標(biāo)定，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對非取心井隔夾層進行識別。在Petrel地質(zhì)建模軟件中，優(yōu)選巖性特征響應(yīng)明顯的伽馬、聲波、中子三種測井曲線進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別，并將巖性分為四類，采用聚類分析的方法，將該判別結(jié)果推廣到其他所有非取心井，實現(xiàn)了對油田范圍內(nèi)各井點的巖性識別。

(3)針對海相井點資料少但地震資料品質(zhì)高的特征，在構(gòu)造模型及沉積相模型建立基礎(chǔ)上，井間隔夾層分布預(yù)測采用井震結(jié)合的方式，在沉積相控及伽馬反演數(shù)據(jù)體約束下，運用序貫指示方法實現(xiàn)。

(4)基于隔夾層精細(xì)地質(zhì)模型的油藏數(shù)值模擬及剩余油分布預(yù)測在實際生產(chǎn)中應(yīng)用效果良好。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)06-0095-04

2015-05-27

商建霞,工程師,1986年生,2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)地質(zhì)研究。

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