神泉油田三間房組低阻油藏水淹規(guī)律及其影響因素研究

李龍珂　徐小祥

(1. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 610500；2. 西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 成都 610500)

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神泉油田三間房組低阻油藏水淹規(guī)律及其影響因素研究

李龍珂1徐小祥2

(1. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 610500；2. 西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 成都 610500)

摘要：神泉油田侏羅系油藏屬于典型薄互層狀低阻油藏，已進(jìn)入中高含水開發(fā)階段，亟待探明剩余油分布狀況并進(jìn)行挖潛方案調(diào)整。采用常規(guī)水淹層測井解釋方法和動(dòng)態(tài)分析法，分析神泉油田三間房組的水淹規(guī)律，研究儲(chǔ)層水淹規(guī)律的影響因素。研究表明，儲(chǔ)層物性特征是影響儲(chǔ)層水淹程度的主要因素，構(gòu)造、斷層和注采系統(tǒng)是影響水淹規(guī)律的次要因素。

關(guān)鍵詞：水淹規(guī)律； 物性差異； 影響因素； 低阻油藏； 三間房組

經(jīng)過近18年的注水開采,神泉油田已進(jìn)入中高含水開發(fā)階段。該油田的三間房組地質(zhì)情況復(fù)雜,整個(gè)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較高,部分可動(dòng)油滯留地下[1]，油田采收率較低。目前亟待探明剩余油分布狀況并進(jìn)行挖潛方案調(diào)整。有學(xué)者針對水淹層挖潛進(jìn)行了詳細(xì)研究[2-3], 其研究內(nèi)容主要側(cè)重于測井解釋方法和解釋精度,而對于低阻油藏儲(chǔ)層水淹的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)影響因素的綜合分析不夠深入。本次研究將以神泉油田注水井吸水剖面資料和新老井儲(chǔ)層資料為依據(jù), 重點(diǎn)分析儲(chǔ)層水淹規(guī)律及其影響因素。

1研究區(qū)油藏特征概況

神泉油田構(gòu)造位于吐哈盆地臺(tái)北凹陷西緣、葡北 — 神泉古弧形帶勝南構(gòu)造帶東端，自下而上發(fā)育有侏羅系、白堊系和第三系含油層系。截至目前，神泉油田已探明的含油面積約10.98 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量約1 032.53×104t，可采儲(chǔ)量約275.74×104t。

神泉油田侏羅系油藏屬多層砂巖邊水低阻油藏，其含油層位于三間房組，主要儲(chǔ)層巖性為砂泥巖互層。根據(jù)層序地層的特點(diǎn)，儲(chǔ)層在縱向上可劃分為5個(gè)砂組共13個(gè)小層，發(fā)育程度自上而下變差；砂層主要為薄互層，分層多而薄，連通性差，單砂體厚度為1～14 m，平均厚度為2 m左右。研究區(qū)低阻油層的電阻率值普遍較低，與標(biāo)準(zhǔn)水層相比，電阻率差異較小，電阻率增大率低于2倍，一般在1.5倍左右，油、水層不易區(qū)分[4]。

2水淹規(guī)律研究

2.1注水情況分析

在神1井以東、神105井以南的注水開發(fā)區(qū)域有24口注水井，其中水淹區(qū)有9口注水井。表1所示為三間房組各油層吸水狀況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。神泉油田三間房油藏為薄互層狀低阻油藏, 各砂層組內(nèi)部的非均質(zhì)性較嚴(yán)重。各油層之間存在明顯的吸水性差異：其中S11、S13小層的吸水性較好； S22小層吸水性居中；S3、S4油層的吸水性相對較差。隨著油層深度的加深，平均吸水比和平均日吸水量均降低，其中S11、S13、S22小層的平均日吸水量較大，且平均吸水強(qiáng)度呈雙峰態(tài)(S11和S21小層平均吸水強(qiáng)度最大)。 綜合分析平均吸水比、平均日吸水量和平均吸水強(qiáng)度之后，認(rèn)為 S1層與S2層中上部為主力吸水層，S3層與S4層吸水極少。

2.2水淹規(guī)律分析

我們在此運(yùn)用常規(guī)水淹層解釋和動(dòng)態(tài)分析的方法來分析神泉油田三間房組低阻油藏的水淹規(guī)律。

常規(guī)水淹層解釋方法，是根據(jù)常規(guī)測井資料選擇合適的定性方法對水淹層進(jìn)行綜合識(shí)別[5]。針對低阻油藏的特點(diǎn)，通常采用常規(guī)水淹層解釋方法分析水淹層測井曲線的特征：水淹層的GR值略小于油層，水淹層的SP基線有一定偏移；水淹層的AC值明顯大于油層，油層AC下限值為250 μsm，強(qiáng)水淹層AC下限值為275 μsm；儲(chǔ)層電阻率普遍低于8 Ω·m ，油層和水淹層電阻率分界比較明顯，整體分界處電阻率大概為3.5 Ω·m，水淹層的電阻率變化率ξ小于0.18。據(jù)此特征，利用AC-RT和RT-ξ交會(huì)圖對研究區(qū)三間房組水淹層進(jìn)行定性識(shí)別，再根據(jù)巖心分析資料和測井資料建立水淹層測井解釋模型，計(jì)算產(chǎn)水率， 然后對三間房組的水淹層進(jìn)行水淹級別劃分。

表1　三間房組各油層吸水狀況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

動(dòng)態(tài)分析法，是利用油水井在鉆井、試油及生產(chǎn)過程中所錄取的各項(xiàng)生產(chǎn)資料，綜合分析油層縱向上和平面上的油水分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而確定不同的水淹區(qū)域[6]。根據(jù)動(dòng)態(tài)分析得出的水淹層評價(jià)結(jié)論，對各油層的水淹狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表2所示為三間房組各油層水淹狀況分布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?？傮w上看，S3層水淹狀況表現(xiàn)一般；S4 層基本未被水淹，其剩余油最多,是今后挖潛的方向；而S1層上部、S1層下部和S2層的水淹程度最嚴(yán)重。這一結(jié)論將為今后井網(wǎng)的調(diào)整和挖潛工作提供可靠的理論依據(jù)。

表2　三間房組各油層水淹狀況分布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

3水淹規(guī)律的影響因素分析

在了解各油層水淹規(guī)律之后，需要進(jìn)一步分析儲(chǔ)層水淹的影響因素，以便研究高含水期的油水運(yùn)動(dòng)和剩余油分布規(guī)律[7]。油田注水開發(fā)過程中，油層水淹程度的影響因素可分為靜態(tài)因素和動(dòng)態(tài)因素。靜態(tài)因素主要包括油層巖性、物性、非均質(zhì)性、構(gòu)造、斷層、砂體分布和沉積相帶等地質(zhì)因素；動(dòng)態(tài)因素主要包括注采系統(tǒng)、注采強(qiáng)度、注水方式和井網(wǎng)完善程度等開發(fā)因素[8]。本次研究主要根據(jù)神泉油田實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀，對三間房組儲(chǔ)層水淹規(guī)律的影響因素進(jìn)行分析。

3.1靜態(tài)因素的影響

在此分別就巖性、物性、構(gòu)造、斷層等靜態(tài)因素對水淹規(guī)律的影響進(jìn)行分析。

3.1.1巖性

根據(jù)巖心資料，對三間房組41口新井的巖性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層的巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，含少量的泥質(zhì)粉砂巖；巖石類型為長石巖屑砂巖，顆粒分選中等，次棱 — 次圓狀，點(diǎn)式接觸，方解石膠結(jié)。弱水淹層巖性以細(xì)砂巖為主，中水淹層粉砂巖占的比例較大，油層和強(qiáng)水淹層的細(xì)砂巖和粉砂巖所占巖石比例基本相同，且細(xì)砂巖的比例均高于粉砂巖，細(xì)砂巖的物性優(yōu)于粉砂巖。例如，強(qiáng)水淹層的細(xì)砂巖孔隙度為21.2%，滲透率為85.4×10-3μm2；粉砂巖孔隙度為20.8%，滲透率為32.8×10-3μm2。以上現(xiàn)象表明，巖性對儲(chǔ)層水淹有一定影響。

3.1.2物性

理論上，注入水會(huì)先沿著物性較好的油層推進(jìn)，從而導(dǎo)致不同物性的油層水淹程度不同[9]。

對神泉油田侏羅系三間房組取芯井油層的物性樣品進(jìn)行分析： 最小孔隙度為12.40%，最大孔隙度為26.60%，平均孔隙度為20.80%；最小滲透率為2.20×10-3μm2，最大滲透率為2 130×10-3μm2，平均滲透率為230.60×10-3μm2；儲(chǔ)層屬于中孔-中滲儲(chǔ)層，孔隙度和滲透率的級差大(如神1井的S1層，滲透率級差為4 834.10，突進(jìn)系數(shù)為4.87，變異系數(shù)為1.45)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重，而且其物性隨深度的增加而變差。

物性差異是油層水淹規(guī)律的主要影響因素。首先，物性好的油層易被水淹，水淹程度較強(qiáng)，而物性差的油層水淹程度就弱。對神泉油田侏羅系三間房組41口新井的油層、弱水淹層、中水淹層和強(qiáng)水淹層的平均孔隙度與平均滲透率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到孔隙度、滲透率直方圖。圖1所示為神泉油田三間房組孔隙度直方圖。圖2所示為神泉油田三間房組滲透率直方圖。整體上看，油層和弱水淹層的物性相對較差，水淹程度較弱，而物性好的儲(chǔ)層水淹情況比較嚴(yán)重，特別是滲透率較高的儲(chǔ)層水淹情況最嚴(yán)重。

圖1　神泉油田三間房組孔隙度直方圖

圖2　神泉油田三間房組滲透率直方圖

其次，儲(chǔ)層縱向上各油層的物性差異導(dǎo)致吸水或產(chǎn)液產(chǎn)生差異。滲透性差異是影響儲(chǔ)層水淹差異及水淹程度的重要因素，高滲透層吸水及產(chǎn)液的能力較強(qiáng)，易先被水淹。古沉積環(huán)境和水動(dòng)力情況的影響，使得縱向上各油層的物性差異比較大，物性差異表征了油藏的非均質(zhì)性。研究區(qū)域內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)， 注入水會(huì)沿著優(yōu)勢輸導(dǎo)體系驅(qū)替原油。例如S1、S2層物性好，吸水、產(chǎn)液能力較強(qiáng)，水淹比較嚴(yán)重；而S3、S4層物性差，吸水、產(chǎn)液能力差，水淹程度相對較弱。圖3所示為神泉油田各油層孔隙度直方圖。圖4所示為神泉油田各油層滲透率直方圖。

圖3　神泉油田各油層孔隙度直方圖

3.1.3構(gòu)造

在油藏內(nèi)部重力作用下，注入水由構(gòu)造高部位向低部位的采油井推進(jìn)，因此，構(gòu)造低部位最先形成水淹區(qū)并達(dá)到較高的水淹程度[10]。

圖4　神泉油田各油層滲透率直方圖

神泉油田侏羅系油藏構(gòu)造是被較多斷層切割、軸向近東西走向的寬緩穹隆背斜構(gòu)造，圈閉面積約13.3 km2，閉合幅度290 m，高點(diǎn)海拔-2 300 m，地勢為南翼陡、北翼緩。本次研究中對其中3個(gè)斷塊區(qū)內(nèi)具有相對可比性的9口油井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按照所處構(gòu)造高低部位進(jìn)行分類(以注水井作為高低部位的分界線)。在3個(gè)斷塊區(qū)內(nèi)，特別是神2-35井?dāng)鄩K區(qū)和神2-3井?dāng)鄩K區(qū)，各井所處構(gòu)造對水淹規(guī)律的影響特別明顯。例如神2-35井?dāng)鄩K區(qū)內(nèi)的神2-35井S1層上部、S1層下部和S2層為油層，未被水淹，而處于構(gòu)造相對低部位的神2-26井的S1層上部、S1層下部和S2層全部為強(qiáng)水淹層。神6-1井?dāng)鄩K區(qū)內(nèi)的5口井，無論處于構(gòu)造高部位還是構(gòu)造低部位，S1層上部基本上表現(xiàn)為強(qiáng)水淹，S1層下部全部未被水淹。構(gòu)造高部位井的S2層水淹程度較弱，而構(gòu)造相對低部位井的S2層全部為強(qiáng)水淹，這主要是由于層內(nèi)物性差異所造成的。

構(gòu)造對水淹的控制影響相對明顯，構(gòu)造高部位各井水淹情況相對較弱，而構(gòu)造低部位各井水淹程度相對較高。

3.1.4斷層

注水開發(fā)過程中,油水運(yùn)動(dòng)受到斷層的控制。由于斷層兩側(cè)的井網(wǎng)受控制程度相對較低,通常會(huì)在兩側(cè)形成水動(dòng)力滯留區(qū)和剩余油富集區(qū)。同時(shí),封閉性斷層對注入水的推進(jìn)具有封堵作用,使得靠近和遠(yuǎn)離斷層的油層油水分布情況截然不同[11]。

在神泉油田注水開發(fā)區(qū)域內(nèi)，斷層已發(fā)育，其含油構(gòu)造被斷層割裂成大小不等的10個(gè)斷塊。此次研究針對其中4個(gè)斷塊區(qū)內(nèi)具有相對可比性的12口油井，按照各油井至斷層的相對距離進(jìn)行歸類分析。

整體上看，S1層上部物性較好。無論距離斷層遠(yuǎn)近，除了靠近斷層的神2-1井和神5-1井未被水淹，其余井的S1層上部均被水淹，斷層對其影響不明顯。在靠近斷層的7口井中，有6口井的S1層下部未被水淹，僅神5-5井的S1層下部為弱水淹層；而遠(yuǎn)離斷層的5口井，其S1層下部水淹程度均比較嚴(yán)重?？拷鼣鄬拥?口井的S2層全部未被水淹，而神6-1井區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離斷層的神6-1井和神6-2井的S2層分別為弱水淹和強(qiáng)水淹層，神2-5井區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離斷層的神2-5井的S2層為強(qiáng)水淹層。

以上現(xiàn)象表明，斷層具有一定的遮擋作用，且在斷層附近存在注入水波及不到的區(qū)域。斷層對水淹的控制作用表現(xiàn)得相對明顯，靠近斷層的井水淹程度較弱，而遠(yuǎn)離斷層的井水淹程度相對較高。

3.2動(dòng)態(tài)因素影響

工區(qū)僅有注采系統(tǒng)的相關(guān)資料，其他資料欠缺，故在此主要分析注采系統(tǒng)這一動(dòng)態(tài)因素的影響。注采系統(tǒng)對水淹規(guī)律的影響主要通過注采井比、注采井距和完善控制程度來反映[12]。神泉油田注采井距為10m×30m，注采井?dāng)?shù)比為0.3，累計(jì)注采比為0.66，油井欠注。在注采系統(tǒng)不夠完善、離注水井遠(yuǎn)且單向受效或受效方向少的地區(qū)，水淹程度較低；而注采系統(tǒng)相對完善、離注水井近且多向受效的部位，水淹程度較高。表3所示為三間房組部分注采井網(wǎng)的完善程度與水淹程度。建議在井距較大的區(qū)域加鉆部分注水井，或者將高含水、生產(chǎn)能力低下的生產(chǎn)井轉(zhuǎn)為注水井，逐步完善注采井網(wǎng)[13]。

表3　三間房組部分注采井網(wǎng)的完善程度與水淹程度

另外，注水方式對水淹狀況有一定影響。研究區(qū)主要采用合注的注水方式，易造成高滲儲(chǔ)層注水單層突進(jìn)，從而在滲透性相對較好的S1、S2層形成局部強(qiáng)水淹層[14]。在后期的開發(fā)過程中，可利用分層注水的手段，控制局部水淹程度，提高水驅(qū)油效率。

4結(jié)語

根據(jù)研究區(qū)注水井吸水剖面資料和新老井儲(chǔ)層動(dòng)靜態(tài)資料,結(jié)合常規(guī)水淹層解釋方法和動(dòng)態(tài)分析法分析三間房組的水淹規(guī)律。結(jié)果表明：在物性好、厚度大、連通性好的S1與S2層，水淹情況較為嚴(yán)重；在物性相對較差、厚度小、連通性差的S3與S4層，水淹程度較弱。

儲(chǔ)層水淹程度受到儲(chǔ)層巖性、物性、構(gòu)造、斷層和注采井網(wǎng)等因素的綜合影響。在三間房組，儲(chǔ)層物性是控制儲(chǔ)層水淹程度的主要因素，物性好的層段，水淹程度嚴(yán)重；巖性對水淹程度有一定影響，構(gòu)造和斷層對水淹的控制影響相對明顯，構(gòu)造低部位和遠(yuǎn)離斷層的儲(chǔ)層段水淹程度嚴(yán)重；注采井網(wǎng)完善程度和注水方式是儲(chǔ)層水淹規(guī)律的次要影響因素。

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Study on the Water-Flooded Rule and Its Controlling Factors of Sanjianfang Formation in Shenquan Oilfield

LILongke1XUXiaoxiang2

(1. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China；2. School of Mechatronic Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)

Abstract:The Jurassic reservoir of Shenquan oilfield is a typical thin-interbedded and low resistance reservoir, and it currently entered middle-high water cut period, so it is urgent to find the remaining oil and tap the reservoir potential. This paper comprehensively utilizes the combination method of the conventional well logging interpretation of water flooded layer and the dynamic analysis to get the water-flooded rule of Sanjianfang formation in Shenquan oilfield; at the same time, the influencing factors of the water-flooded reservoir are analyzed. Its results show that characteristics of reservoir physical property is the main factor to control the degree of water-flooded reservoir; structure, fault and injection-production system are the secondary factors of the water-flooded rule.

Key words:water-flooded rule; difference of physical properties; influencial factors; low resistance reservoir; Sanjianfang formation

收稿日期：2015-09-16

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“四川盆地油鉀兼探的地球物理評價(jià)方法研究”(41372103)；國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“四川三疊紀(jì)古特提斯海盆鉀分布、評價(jià)研究”(2011CB403002)

作者簡介：李龍珂(1989 — )，男，陜西興平人，西南石油大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)闇y井解釋評價(jià)。

中圖分類號(hào)：P618

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1980(2016)02-0001-04