渤海河流相油田剩余油形成與分布研究

馬 棟，趙漢卿，楊 明，何 芬，余元洲

(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459)

渤海河流相油田具有儲層厚度薄，砂體橫向連通性差，分布不穩(wěn)定，邊底水較發(fā)育的特點，儲層剩余油的形成原因和分布復(fù)雜。特別是主要依托水平井開發(fā)的油田，難以深入認(rèn)識砂體垂向結(jié)構(gòu)和動靜態(tài)矛盾。通過新增過路井，分析砂巖展布和儲層結(jié)構(gòu)，并結(jié)合地震、測井、鉆井和生產(chǎn)動態(tài)、數(shù)值模擬等動靜態(tài)資料，分析水驅(qū)平面矛盾和層間矛盾的原因，查清影響開發(fā)效果的動靜態(tài)因素，闡述儲層剩余油形成與分布機(jī)理，為后續(xù)開發(fā)治理奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)背景

渤海A油田位于渤海灣盆地黃河口凹陷[1-4]，主力油層全部位于淺層新近系明化鎮(zhèn)組(N1m)，其中明下段V油組1708砂體是A油田的主力油層之一，為曲流河沉積，是該油田開發(fā)得最深的砂體，由于埋深1 700 m以下，地震資料分辨率相對較低，對該砂體儲層結(jié)構(gòu)認(rèn)識尚不清楚，且該砂體主要依托水平井開發(fā)，水平井主要鉆遇儲層的中上部，砂體精細(xì)研究存在困難。利用臨近B油田的8口深層井(目的層為沙河街組(E2s)油層，路過該砂體)(見圖1)，對該砂體的儲層平面展布和縱向結(jié)構(gòu)進(jìn)行更深入的認(rèn)識和更精細(xì)的研究[5-10]。

圖1 1708砂體含油面積

2 開發(fā)狀況分析

1708砂體原油地質(zhì)儲量321×104m3，采用注水開發(fā)，部署4注4采共8口井，除A9井和A12H井注采井組為定向井外，其他3個注采井組均為水平井開發(fā)。2015年年中投入開發(fā)，投產(chǎn)初期發(fā)揮了水平井采油速度高的優(yōu)勢，日產(chǎn)油629 m3，初期采油速度6.3%。

油田投產(chǎn)一段時間后，平面開發(fā)差異明顯，東北一側(cè)A9井、A12H井自噴生產(chǎn)，產(chǎn)量高，平均單井日產(chǎn)油150 m3以上，且?guī)缀醪缓?見圖2)；而南側(cè)A15H井、A16H井卻在投產(chǎn)7～11個月后水快速突破，含水率呈臺階式增長，迅速達(dá)到80%以上，產(chǎn)量快速遞減，平均單井日產(chǎn)油量由見水突破前的100 m3下降到突破后的20 m3(見圖2)。砂體水驅(qū)不均勻，層內(nèi)水驅(qū)矛盾突出，嚴(yán)重影響了油田的開發(fā)效果。

3 砂體展布及內(nèi)部非均質(zhì)性

油田投產(chǎn)后，臨近的B油田陸續(xù)有8口井路過該砂體，這8口過路井分布于砂體的不同部位，為研究該砂體提供了豐富的資料。

圖2 1708砂體采油井生產(chǎn)動態(tài)曲線

為了弄清A9井、A12H井自噴生產(chǎn)能量來源和A15H和A16H含水快速上升的原因，本文對該砂體垂向上、平面上儲層結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致研究，揭示了該砂體的儲層展布規(guī)律和垂向滲透率的變化規(guī)律。

3.1 砂體展布研究

1708砂體為河流相沉積，可細(xì)分為兩期河道，在勘探開發(fā)初期，認(rèn)為兩期河道展布范圍大致相當(dāng)，但一期可達(dá)8～10 m，而二期僅1～4 m(見圖3)。

圖3 1708砂體兩期河道剖面(剖面方向見圖1)

在新增過路井后，對所有井重新進(jìn)行了河道期次劃分(見表1、表2)，發(fā)現(xiàn)一期河道相對較厚，A9井位于相對構(gòu)造高部位，因而自噴(見圖4a)；二期河道除在A28-A12H井區(qū)相對較厚，在其他區(qū)域基本不發(fā)育，A12H井在二期河道生產(chǎn)，縱向上發(fā)育局部氣頂，雙重作用導(dǎo)致A12H井自噴(見圖4b)。

表1 探井及過路井兩期河道期次劃分

表2 開發(fā)井兩期河道期次劃分變化

3.2 儲層內(nèi)部非均質(zhì)性研究

A15H井投產(chǎn)7個月后于2016年年初見水，A16H井投產(chǎn)11個月后于2016年年中見水，且均出現(xiàn)臺階狀快速含水突破。

為了確認(rèn)產(chǎn)出水的來源，對A15H井和A16H井進(jìn)行了多次水樣分析，氯離子化驗結(jié)果表明產(chǎn)出水為地層水，而非注入水，表明其含水來源于地層水(見表3)。

圖4 1708砂體沉積微相及砂巖厚度

結(jié)合相鄰探井BZ34-3-3D井的滲透率測試，其正韻律特征明顯，1708砂體頂?shù)诐B透率級差可達(dá)2～5倍(見圖5)。

圖5 儲層縱向非均質(zhì)性特征

結(jié)合井點測井解釋平均滲透率，可以看出A15H-A16H井區(qū)處于特高滲區(qū)域，其滲透率在(1 000～1 500)×10-3μm2(見圖6)，因而A15H、A16H生產(chǎn)時成為高滲泄壓區(qū)，邊水能量向此供給；滲透率級差等值線圖表明滲透率級差分布在1.5～5，而西南一側(cè)靠近邊水的高級差條帶范圍則在4～5(見圖7)，研究表明是邊水沿高級差條帶向高滲透區(qū)突破形成次生底水，進(jìn)而形成暴性水淹(見圖8)。

圖6 1708砂體滲透率平面等值線圖

圖7 1708砂體滲透率級差平面等值線圖

圖8 邊水突破形成次生底水示意

4 剩余油的形成與分布

在儲層展布和儲層物性研究的基礎(chǔ)上，對該砂體的剩余油開展研究，數(shù)值模擬結(jié)果表明，1708砂體剩余油的形成主要是由于構(gòu)造、邊水、儲層平面和層內(nèi)非均質(zhì)性引起，在平面上，受構(gòu)造和邊水影響西南一側(cè)的邊水快速突破，而在東南一側(cè)構(gòu)造高部位形成了剩余油富集；在砂體層內(nèi)，由于河流相的正韻律和重力作用，導(dǎo)致邊水和注入水沿砂體底部推進(jìn)，形成“油層底部水淹形成次生底水，而中上部剩余油富集”的特征(見圖9)。

圖9 剩余油分布模式

5 結(jié)論與認(rèn)識

(1)1708砂體發(fā)育兩期河道，A9井自噴能量來源于平面上能量供給，而A12井自噴則受平面上能量供給和縱向上局部氣頂?shù)碾p重影響。

(2)A15H和A16H的快速水淹是由于單砂體天然能量低，邊水沿底部高滲透層快速突破到高滲區(qū)形成次生底水。

(3)1708砂體剩余油的形成平面上受構(gòu)造、邊水影響，形成“低部位連片水淹、高部位富集”的分布規(guī)律，層內(nèi)主要受韻律性和重力作用的影響，形成“油層底部水淹形成次生底水，油層中上部剩余油富集”的分布規(guī)律。