石南21井區(qū)頭屯河組油藏儲集層沉積韻律表征及其應(yīng)用

蔣志斌，馮利娟，覃建華，劉文濤，錢川川，羅治形（中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究，新疆克拉瑪依834000）

石南21井區(qū)頭屯河組油藏儲集層沉積韻律表征及其應(yīng)用

蔣志斌，馮利娟，覃建華，劉文濤，錢川川，羅治形
（中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究，新疆克拉瑪依834000）

石南21井區(qū)中侏羅統(tǒng)頭屯河組油藏水淹受儲集層沉積韻律性影響大，正韻律區(qū)域底部水淹強，中上部水淹弱；反韻律區(qū)域整體水淹較強。采用層間滲透率比值法確定劃分儲集層韻律的臨界值，從而查明了油藏正韻律分布區(qū)；通過建立預(yù)測弱水淹油層厚度模型，進一步優(yōu)化井位，降低加密風(fēng)險。所提出的儲集層沉積韻律特征表征方法和弱水淹油層預(yù)測方法可操作性強，經(jīng)新完鉆調(diào)整井驗證符合程度高，可推廣至其他塊狀低滲砂巖油藏。

準噶爾盆地；石南21井區(qū)；頭屯河組；低滲砂巖油藏；韻律性；水淹規(guī)律；剩余油分布

1 研究區(qū)概況

位于陸梁隆起西段夏鹽凸起與三南凹陷交界處的石南21井區(qū)中侏羅統(tǒng)頭屯河組油藏，是一個典型的塊狀低滲透砂巖油藏（圖1），其頂面構(gòu)造為北高南低的單斜，傾角2°~3°.頭屯河組與下伏中侏羅統(tǒng)西山窯組和上覆下白堊統(tǒng)清水河組均為不整合接觸。頭屯河組自上而下劃分為J2t1，J2t2和J2t33個砂層組，主力油層為J2t2砂層組，由上至下可進一步分為和3個砂層。油層平均孔隙度14.9%，平均滲透率16.84 mD，為低孔低滲砂巖儲集層。

圖1 石南21井區(qū)頭屯河組油藏構(gòu)造位置

石南21井區(qū)頭屯河組油藏于2004年采用反九點井網(wǎng)注水開發(fā)，開發(fā)初期前人在注采井網(wǎng)調(diào)整先導(dǎo)試驗等方面做了大量研究[1-5]。但近年油藏含水率上升加快、產(chǎn)量遞減加大，目前采出程度27.4%，含水率65.0%，已進入“雙高”開采階段。前期研究指出，石南21井區(qū)頭屯河組油藏儲集層具有正韻律沉積結(jié)構(gòu)，底部儲集層物性好于中上部，底部剖面動用程度及水淹程度均高于中上部。但2012年完鉆調(diào)整井測井解釋表明，平面上不同區(qū)域儲集層沉積韻律特征與水淹程度差異明顯，儲集層韻律特征與水淹規(guī)律比前期認識更為復(fù)雜。前人從沉積成因入手對油藏韻律特征進行了描述[6-9]，并未對韻律的表征方法及平面分布規(guī)律進行研究。本文嘗試采用層間儲集層滲透率比值表征儲集層韻律特征，并且在此基礎(chǔ)上，提出了適合研究區(qū)弱水淹油層的預(yù)測方法，旨在指導(dǎo)油藏的加密調(diào)整。

2 沉積特征

石南21井區(qū)中侏羅統(tǒng)頭屯河組屬三角洲沉積，主力砂層組J2t2為較大的三角洲前緣砂體，由多期河道砂體與河口壩疊置而成[10-11]，每一期河道砂體的沉積方式不盡相同，主要體現(xiàn)在砂體韻律結(jié)構(gòu)和儲集性的變化上，更多表現(xiàn)為垂向加積與前向加積，其次為側(cè)積。砂體在垂向上互相疊置程度高，以多層式疊置為主，單元之間沒有大的間隙，儲集層內(nèi)偶夾低滲或非滲透鈣質(zhì)與泥質(zhì)砂巖夾層。砂體連續(xù)性好，單層厚度較大而穩(wěn)定。在研究區(qū)多期砂體縱向疊置主要形成正韻律、反韻律和相對均質(zhì)層。

3 儲集層韻律特征與水淹關(guān)系

3.1 水淹層判別標準

石南21井區(qū)頭屯河組油藏調(diào)整井水淹后，地層電阻率明顯下降，物性越好，電阻率下降幅度越大，水淹級別越高。前期通過老井過套管電阻率測井建立了油層水淹定量判別標準（表1），并且通過借用鄰近老井相應(yīng)儲集層段地層電阻率、多元回歸地層電阻率和物性擬合地層電阻率3種方法綜合恢復(fù)原始地層電阻率，經(jīng)油藏的加密調(diào)整井驗證，符合程度較高[12]。

3.2 儲集層韻律特征與水淹模式

儲集層的沉積韻律特征往往決定剖面上原油儲量的動用規(guī)律，即決定儲集層水淹規(guī)律。

（1）正韻律儲集層正韻律儲集層水驅(qū)過程中，由于底部物性較好，注入水首先沿底部高滲段推進，重力作用使儲集層底部水洗程度最強；中上部儲集層由于物性較差，注入水推進速度相對緩慢（圖2a），因此中上部未水淹或者弱水淹，剩余油相對富集。該類儲集層垂向非均質(zhì)性強，目前采出程度偏低，剩余可采儲量大。測井解釋表明，正韻律儲集層在研究區(qū)占60%以上，是加密潛力區(qū)。

表1 石南21井區(qū)水淹層定量解釋標準

（2）反韻律儲集層注入水沿高滲段推進速度快，由于研究區(qū)為塊狀砂巖儲集層，內(nèi)部隔夾層不發(fā)育，受重力作用，注入水逐步擴大到下部低滲層段，剖面上儲集層水洗較充分，導(dǎo)致儲集層全井段水淹，剩余油飽和度低（圖2b）；部分夾層發(fā)育的調(diào)整井，儲集層底部受夾層縱向上的遮擋，剩余油相對富集。該類儲集層縱向動用充分，目前采出程度高，剩余可采儲量較小。反韻律儲集層占研究區(qū)20%左右。

（3）相對均質(zhì)儲集層儲集層縱向上相對均質(zhì)，韻律性不明顯，注入水推進相對均勻，儲集層整體動用較充分，該類儲集層發(fā)育區(qū)采出程度最高，剩余可采儲量最小。雖然該類儲集層區(qū)老采油井含水相對較低，但在當(dāng)前采出程度下，水驅(qū)前緣已過油水井中線，采油井與注水井之間往往水洗均勻且水洗程度高，加密調(diào)整風(fēng)險較大，該類儲集層占研究區(qū)20%左右（圖2c）。

圖2 不同韻律儲集層水淹模式

3.3 韻律表征方法

由于正韻律儲集層中上部水淹弱，顯然，正韻律儲集層分布區(qū)是目前油藏加密調(diào)整的潛力區(qū)。

儲集層沉積韻律性與儲集層滲透率比值具有較好的一致性，因此可用滲透率比值來表征不同區(qū)域儲集層的韻律特征。統(tǒng)計新完鉆井儲集層滲透率比值（和儲集層滲透率平均值K1+2與儲集層滲透率K3的比值，記為K1+2/K3）與水淹程度的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，K1+2/K3大于1.5的調(diào)整井儲集層反韻律明顯，整體水淹程度強；K1+2/K3小于1.0的調(diào)整井儲集層為正韻律，中上部水淹程度弱（圖3），K1+2/K3為1.0~1.5的調(diào)整井為相對均質(zhì)韻律，表現(xiàn)為強水淹。

3.4 表征結(jié)果及驗證

圖3 加密調(diào)整井層間滲透率比值與水淹級別關(guān)系

用上述儲集層滲透率比值表征儲集層韻律特征的方法，計算了全區(qū)600多口新、老井儲集層滲透率比值，繪制了石南21井區(qū)儲集層韻律分布圖（圖4）。韻律分布圖與油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)高度吻合，位于紅顏色區(qū)域的反韻律儲集層調(diào)整井含水普遍較高，反之，位于淡藍色區(qū)域的正韻律儲集層調(diào)整井生產(chǎn)效果較好。

圖4 石南21井區(qū)頭屯河組油藏加密調(diào)整井層間滲透率比值（K1+2/K3）分布

4 弱水淹油層預(yù)測模型的建立

對于優(yōu)選井位，降低調(diào)整風(fēng)險來說，僅僅知道正韻律儲集層的平面分布還遠遠不夠，還必須預(yù)測出正韻律儲集層弱水淹油層厚度，判斷其是否滿足加密調(diào)整界限。

4.1 弱水淹油層敏感參數(shù)確定

剖面物性差異決定剖面上原油儲量的動用程度，剖面上優(yōu)質(zhì)儲集層動用較好，差儲集層動用受到抑制。單井剖面上任一點儲集層水淹程度取決于其滲透率與單井全部儲集層平均滲透率的比值，其值越大，水淹越強，反之，水淹較弱，即

式中Ki——剖面上儲集層任一點的滲透率，mD；

Kave——單井儲集層滲透率平均值，mD；

Km——剖面上儲集層任一點滲透率與單井儲集層平均滲透率的比值。

經(jīng)過研究新井資料發(fā)現(xiàn)，縱向上Km小于1.5的儲集層水淹程度較弱，為弱水淹油層；Km大于1.5的儲集層往往水淹程度較強（圖5）。

4.2 弱水淹油層厚度預(yù)測方法

石南21井區(qū)頭屯河組油藏基礎(chǔ)井網(wǎng)為反九點井網(wǎng)，加密調(diào)整井位于3口老油井與1口老注水井之間，加密調(diào)整井水淹程度受注水井影響大；其儲集層厚度可由鄰近4口老井的儲集層厚度預(yù)測。因此，可通過對周圍老井儲集層厚度與韻律的分析，預(yù)測加密調(diào)整井的弱水淹油層厚度，即

式中Hi——周圍第i口油井砂層弱水淹油層厚度，m；

H水——周圍水井的砂層弱水淹油層厚度，m；

Hnew——加密調(diào)整井砂層弱水淹油層厚度，m.

圖5 石南21井區(qū)頭屯河組油藏調(diào)整井水淹級別與Km的交會圖

4.3 多方法驗證模型

（1）剩余可采儲量分布驗證利用上述模型，最終預(yù)測石南21井區(qū)頭屯河組油藏J2t12+J2t22砂層弱水淹油層厚度主要分布于中1區(qū)（圖6），與前期油藏工程方法計算的剩余可采儲量對應(yīng)較好（圖7）。

圖6 石南21井區(qū)砂層弱水淹油層厚度平面分布

圖7 石南21井區(qū)砂層剩余可采儲量（>7 000 t）分布

（2）完鉆調(diào)整井驗證2014年新完鉆的11口加密調(diào)整井測井解釋平均單井有效厚度為9.3 m.平均單井弱水淹油層厚度為6.8 m，而預(yù)測的平均單井弱水淹油層厚度為6.3 m，平均誤差僅7.4%（表2）。尤其是正韻律儲集層井，預(yù)測誤差普遍低于10.0%，表明本文建立的預(yù)測模型精度高，適于現(xiàn)場應(yīng)用。

表2 石南21井區(qū)調(diào)整井儲集層厚度統(tǒng)計

表2 石南21井區(qū)調(diào)整井儲集層厚度統(tǒng)計

井號實鉆厚度（m）中強—強水淹層厚度（m）J2t22J2t1誤差（%）備注2實鉆弱水淹層厚度（m）預(yù)測弱水淹層厚度（m）SNT6304 SNT6344 SNT6363 SNT6384 SNT6025 SNT6268 SNT6361 SNT6483 SNT6230 SNT6405 SNT6365平均12.5 7.5 9.0 10.0 9.0 9.0 10.5 7.5 8.5 9.5 9.0 9.3 3.0 0.0 0.0 0.0 3.0 5.0 0.0 1.5 3.0 3.0 2.5 1.9 0.0 0.0 0.0 2.5 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 3.0 0.0 0.7 9.5 7.5 9.0 7.5 6.0 3.0 10.5 6.0 5.5 3.5 6.5 6.8 8.8 7.0 8.3 7.9 5.6 3.3 9.2 5.5 5.1 2.6 6.3 6.3 7.4 6.7 7.8 -5.3 6.7 -10.0 10.2 8.3 7.3 25.7 3.1 7.4相對正韻律相對正韻律相對正韻律相對均質(zhì)韻律相對均質(zhì)韻律相對反韻律相對正韻律相對正韻律相對正韻律相對反韻律相對正韻律

5 結(jié)論和認識

（1）沉積韻律性是石南21井區(qū)頭屯河組油藏水淹規(guī)律的主控因素，研究確定了2種水淹模式，即底部水淹模式和全井段水淹模式，正韻律儲集層區(qū)域具備調(diào)整潛力。

（2）統(tǒng)計表明，K1+2/K3小于1.0多為正韻律結(jié)構(gòu)，K1+2/K3大于1.5多為反韻律結(jié)構(gòu)，介于二者之間為相對均質(zhì)韻律。

（3）利用Km值，建立了弱水淹油層預(yù)測模型，在當(dāng)前采出程度下，Km等于1.5為儲集層中強水淹與弱水淹的界限，中上部Km小于1.5的儲集層水淹較弱。應(yīng)用此方法預(yù)測弱水淹油層的平面、剖面分布，與油藏工程方法計算的剩余可采儲量分布一致，表明該模型較為可靠。

（4）本文提出的儲集層沉積韻律表征方法和弱水淹油層預(yù)測方法可操作性強，經(jīng)新完鉆調(diào)整井驗證符合程度高，可推廣至其他塊狀低滲透砂巖油藏。

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Characterization of Reservoir Rhythm and Application to Toutunhe Reservoir of Shinan?21 Well Block in Junggar Basin

JIANG Zhibin,FENG Lijuan,QIN Jianhua,LIU Wentao,QIAN Chuanchuan,LUO Zhixing
(Research Institute of Exploration and Development,XinjiangOilfield Company,PetroChina,Karamay,Xinjiang 834000,China)

The water?flooded rules in Toutunhe reservoir of Shinan?21 well block in Junggar basin are greatly influenced by reservoir rhythm.The bottom of positive rhythm zone is heavily water?flooded,the middle?upper part is weakly water?flooded,while the reverse rhythm area is overall heavily water?flooded.In order to find the reservoir area of positive rhythm with less water?flooded risk,the method of interlayer permeability ratio was adopted to confirm the critical value for reservoir rhythm classification,so that determine the positive?rhythm reservoir distribution area.Also,the model for prediction of the weakly water?flooded reservoir thickness was developed to further optimize the well locations and reduce the risk of adjustment.The methods for characterization of reservoir rhythm and prediction of weakly water?flooded reservoir thickness are of high probability and good agreement with the new adjustment wells,and can be applied to other massive sandstone reservoirs with low permeability.

Junggar basin;Shinan?21 well block;Toutunhe reservoir;rhythm;watered?out rule;remained oil distribution

TE112.221

A

1001-3873（2015）03-0288-05

10.7657/XJPG20150307

2014-12-17

2015-03-18

蔣志斌（1981-），男，四川內(nèi)江人,工程師，碩士，油氣田開發(fā)，（Tel）0990-6867814（E-mail）jiangzb66@petrochina.com.cn.