新木油田高含水期剩余油分布規(guī)律

王波，李超煒，朱霖，賈君慶，王曦，楊葉

（中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吉林分公司，吉林 松原 138000）

0 引 言

吉林新木油田位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)扶新隆起帶，儲(chǔ)層孔隙度平均為12.9%；滲透率平均為2.7×10-3μm2，主要為低孔隙度低滲透率儲(chǔ)層，屬于構(gòu)造背景下巖性油藏，油田歷經(jīng)40 多年注水開(kāi)發(fā)，主力目的層均已水淹且相繼進(jìn)入高含水期，綜合含水率均達(dá)90%以上。在開(kāi)發(fā)中主要存在層內(nèi)、層間非均質(zhì)性強(qiáng)，層間產(chǎn)出差異大，區(qū)塊斷層切割嚴(yán)重，井網(wǎng)不完善，含水率上升快，剩余油分布非常復(fù)雜并且側(cè)向挖潛困難等問(wèn)題。油層在注水過(guò)程中發(fā)生的一系列變化均能不同程度反映在測(cè)井資料上，本文針對(duì)研究區(qū)建立了適用的水淹層測(cè)井精細(xì)解釋評(píng)價(jià)方法。在單井水淹層精準(zhǔn)解釋基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了測(cè)井與地質(zhì)油藏開(kāi)發(fā)一體化評(píng)價(jià)剩余油及老井潛力，明確剩余油富集區(qū)，提出潛力層系統(tǒng)挖潛方案，解決了油田挖潛技術(shù)問(wèn)題。

1 高含水期水淹層測(cè)井解釋方法

1.1 水淹層變化特征

油層水淹后，儲(chǔ)層物理特征和測(cè)井響應(yīng)特征均發(fā)生一系列的變化，認(rèn)清這些基本變化特征是水淹層測(cè)井解釋評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。根據(jù)研究區(qū)新井和老井的巖心資料、試油投產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)分析，隨著注水開(kāi)發(fā)時(shí)間的加長(zhǎng)，孔隙度和滲透率總體呈增加趨勢(shì)，油層水淹后地層含油飽和度明顯降低，不同區(qū)域變化程度有所不同。

研究水驅(qū)油電阻率與含水飽和度關(guān)系是油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中用電阻率研究剩余油飽和度的基礎(chǔ)[1-2]。為了研究新木油田不同物性的儲(chǔ)層在不同水淹程度下所表現(xiàn)出的電性特征，設(shè)計(jì)了巖相驅(qū)替試驗(yàn)。圖1為檢查井3塊樣品1-3、10-1和12-2，其孔隙度分別為15.1%、12.8%和11.3%，用礦化度4 792.07 mg/L的注入水（相當(dāng)于油田地層污水）進(jìn)行驅(qū)替，在驅(qū)替過(guò)程中測(cè)量巖樣含水飽和度、電阻率和含水率，得到如圖1所示的電阻率和含水率隨含水飽和度的變化關(guān)系圖。由于該油田注入水和地層水的礦化度差別不大，巖相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中，隨著水淹的加重及含水飽和度的增加，電阻率總體呈下降趨勢(shì)，只是在強(qiáng)水淹階段以后電阻率下降幅度減慢，呈平緩趨勢(shì)，總體呈“L”型、“S”型及幅度極小的“U”型。電阻率下降是新木油田水淹層的主要特征。水洗強(qiáng)度越高，水淹層電阻率越低，因而，可以通過(guò)電阻率降低判斷水淹級(jí)別。

圖1 電阻率和含水率隨含水飽和度的變化關(guān)系圖

污水回注開(kāi)發(fā)的新木油田，油層水淹后電阻率降低，水淹越重電阻率降低越明顯[3-4]。如圖2 （a）所示，老油井M1井4小層深側(cè)向電阻率為25 Ω·m，聲波時(shí)差為300 μs/m，該層壓裂后日產(chǎn)液4.7 t，日產(chǎn)油3.6 t，含水率23.4%。如圖2 （b）所示，水淹井M2井4小層深側(cè)向電阻率為20 Ω·m，聲波時(shí)差為300 μs/m，壓裂4小層，日產(chǎn)液3.6 t，日產(chǎn)油0.5 t，含水率85.6%，含水率明顯升高，油層水淹較重。

圖2 測(cè)井曲線對(duì)比圖

油層水淹后，會(huì)引起自然電位曲線幅度變化、基線偏移[5-6]。當(dāng)井筒中鉆井液礦化度一定時(shí)，自然電位負(fù)異常幅度隨著地層水礦化度的降低而減小。如圖2所示，M2井是2021年新井，與鄰井老油井M1井對(duì)比，M2井的油層水淹后自然電位幅度明顯減小，當(dāng)油層水淹較重時(shí)，自然電位曲線甚至呈現(xiàn)平直特征，有時(shí)還出現(xiàn)正異常幅度。隨著注入水的推進(jìn)，原生水中所溶解的鈾元素容易被離析，并沉淀在巖石顆粒的表面，所以高滲透性的水淹層容易出現(xiàn)高鈾顯示，導(dǎo)致自然伽馬出現(xiàn)高異常值。

1.2 水淹層參數(shù)定量解釋模型

建立區(qū)塊適用的水淹層參數(shù)模型，定量計(jì)算水淹層剩余油飽和度是水淹層測(cè)井描述的核心內(nèi)容，是定量評(píng)價(jià)剩余油的主要依據(jù)[7]。綜合考慮泥質(zhì)含量對(duì)孔隙度的影響，通過(guò)3口取心井256塊樣本巖心分析化驗(yàn)資料，利用聲波時(shí)差、密度曲線與自然伽馬相對(duì)值進(jìn)行二元擬合，求取孔隙度解釋模型。

利用聲波時(shí)差曲線與自然伽馬相對(duì)值，建立計(jì)算孔隙度模型為

式中，?為孔隙度，%；ISH為自然伽馬相對(duì)值；AC為聲波時(shí)差，μs/m；R為相關(guān)系數(shù)。

利用密度曲線與自然伽馬相對(duì)值，建立計(jì)算孔隙度模型為

式中，DEN為補(bǔ)償密度，g/cm3。

利用聲波時(shí)差和巖性密度計(jì)算孔隙度，兩者平均絕對(duì)誤差分別為1.28%、1.16%。

圖3為新木油田取心井滲透率與孔隙度關(guān)系圖。由圖3可以看出，滲透率與孔隙度有較好的相關(guān)性，計(jì)算滲透率可用滲透率與孔隙度單相關(guān)模型。

圖3 取心井滲透率與孔隙度關(guān)系圖

式中，K為滲透率，mD。

計(jì)算的滲透率與巖心化驗(yàn)分析滲透率進(jìn)行對(duì)比分析，相關(guān)性較好，滲透率誤差在一個(gè)數(shù)量級(jí)。

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1.3 求取地層混合液電阻率

注入水進(jìn)入地層驅(qū)替一部分原油的同時(shí)，注入水和原生地層水混合成為混合地層水，混合地層水的電阻率隨水淹程度的不同而不同。實(shí)際應(yīng)用中可以將水淹的地層等效為由原生地層水、注入水、毛細(xì)管束縛水、泥質(zhì)束縛水、油氣、泥質(zhì)以及砂巖骨架組成的一個(gè)體積模型（見(jiàn)圖4）。

圖4 地層等效體積模型及電導(dǎo)率模型

由于砂巖骨架與油氣可以看作是不導(dǎo)電的，則地層電阻可以看作是以上4個(gè)組分混合液并聯(lián)導(dǎo)電的結(jié)果（見(jiàn)圖5）?？紤]區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一系列的公式推導(dǎo)得到式中，Rwz為地層混合液電阻率，Ω·m；Rw為原始地層水電阻率，Ω·m；Rwj為注入水電阻率，Ω·m；Rsh為泥巖電阻率，Ω·m；Sw為含水飽和度，%；Swz為混合地層含水飽和度，%；Swb為束縛水飽和度，%；Vsh為泥質(zhì)含量。

地層導(dǎo)電模型必須要滿足分散泥質(zhì)的印度尼西亞公式

式中，Rt為深探測(cè)電阻率，Ω·m；m、n為巖電參數(shù)。

采用迭代編程法實(shí)現(xiàn)地層混合液電阻率的連續(xù)求取，編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程：讓Sw從Swb向Swz、Swz從Swb向1的順序，以步長(zhǎng)為0.01遍歷，期間必然存在某個(gè)合適的Sw、Swz使式（4）、（5）都成立，此時(shí)的Rwz即所要求解的混合地層水電阻率。

儲(chǔ)層水淹后地層水電阻率處于注入水電阻率和原生水電阻率之間，并且水淹越嚴(yán)重，混合地層水電阻率越靠近注入水電阻率。目前新木油田共有5口井20個(gè)樣品進(jìn)行混合地層水電阻率測(cè)試，應(yīng)用該方法對(duì)這20個(gè)樣品進(jìn)行重新計(jì)算，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際處理數(shù)據(jù)差值平均為0.015 35 Ω·m。說(shuō)明此種混和地層水電阻率求取方法較為可靠。

1.4 剩余油飽和度模型

結(jié)合地區(qū)地質(zhì)資料，應(yīng)用不同含油飽和度模型的實(shí)際計(jì)算結(jié)果進(jìn)行效果分析，優(yōu)選新木油田剩余油飽和度計(jì)算模型。通過(guò)多種方法求取飽和度與巖心分析飽和度進(jìn)行對(duì)比，從圖5中可以看出油田取心M3井計(jì)算含油飽和度與巖心分析含油飽和度相關(guān)性較好的是Fertl飽和度模型。

圖5 M3井含水飽和度模型分析圖

2 測(cè)井與地質(zhì)油藏動(dòng)態(tài)一體化研究剩余油分布規(guī)律

新木油田大部分水淹區(qū)塊日產(chǎn)油量較高的井區(qū)含水率均相對(duì)較低，剩余油相對(duì)較豐富，但也有個(gè)別井區(qū)日產(chǎn)油量相對(duì)較低，含水率較高，油層水淹較重。分析區(qū)塊井史資料，雖然主力目的層動(dòng)用程度較高，但個(gè)別井區(qū)由于井網(wǎng)不完善影響或斷層隔擋等仍有一定的剩余油富集，整體區(qū)塊挖潛潛力仍然較大。

2.1 剩余油縱向分布特征

受重力分異作用的影響，巖性、物性相同的儲(chǔ)層，注入水較容易向下驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)層底部的原油。不同沉積砂體、不同韻律儲(chǔ)層的水淹特征不同[8-9]，剩余油縱向分布亦不同。

非均質(zhì)正韻律儲(chǔ)層水淹特征：新木油田區(qū)塊各個(gè)儲(chǔ)層均具有較強(qiáng)的非均質(zhì)特征，呈現(xiàn)不同的沉積韻律，各個(gè)沉積韻律表現(xiàn)的水淹層特征不同，剩余油富集部位亦不同。正韻律油層底部明顯水淹，測(cè)井曲線表現(xiàn)出高自然伽馬，低電阻率，特別是感應(yīng)曲線圓滑且明顯下滑，呈現(xiàn)明顯的水淹特征。

非均質(zhì)反韻律地層水淹規(guī)律：反韻律地層在新木油田比較少見(jiàn)，一般表現(xiàn)為地層從底部到頂部巖石顆粒由細(xì)變粗，巖石物性由差變好，反映當(dāng)時(shí)水動(dòng)力環(huán)境由弱到強(qiáng)。地層水淹后物性好的頂部先見(jiàn)水，隨著水淹程度的增加，地層壓力的增高，受重力分異作用的影響，地層的中下部慢慢水淹，在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為電阻率曲線值降低且曲線圓滑。

非均質(zhì)復(fù)合韻律地層水淹規(guī)律：多次沉積、迭加的儲(chǔ)層厚度較大，層內(nèi)可以細(xì)分為幾個(gè)正韻律和反韻律地層，巖性、物性變化大，反映沉積環(huán)境經(jīng)歷多次水進(jìn)、水退，水動(dòng)力變化過(guò)程較復(fù)雜。地層中下部分的孔滲條件最好，在測(cè)井曲線上可以看出由多個(gè)韻律砂體迭加而成。地層水淹后表現(xiàn)出多樣性，但一般在巖性、物性最好的中下部某一個(gè)韻律地層的某段內(nèi)水淹。

2.2 剩余油平面分布規(guī)律

在單井水淹層精細(xì)解釋前提下，利用測(cè)井與地質(zhì)油藏動(dòng)態(tài)一體化評(píng)價(jià)技術(shù)研究了油田剩余油分布規(guī)律[10-11]，有效指導(dǎo)了老井挖潛。

（1）地質(zhì)構(gòu)造影響形成剩余油富集區(qū)。構(gòu)造高部位易形成剩余油聚集區(qū)：構(gòu)造背景下的斷層巖性油藏，儲(chǔ)層含油性主要受構(gòu)造作用控制，構(gòu)造高部位原始含油性好，注水開(kāi)發(fā)后受注入水波及程度相對(duì)較差，目前仍是較好的產(chǎn)油區(qū)。M17區(qū)塊為該油田的典型示范區(qū)，整體構(gòu)造都是東高西低，區(qū)塊向南、向北延伸，構(gòu)造位置也逐漸變低。高部位含油飽和度也相對(duì)較高，剩余油相對(duì)富集，含油飽和度從東向西呈降低趨勢(shì)。完鉆新井M4井位于區(qū)塊相對(duì)構(gòu)造高部位，投產(chǎn)11、12小層，投產(chǎn)后日產(chǎn)液17.3 t，日產(chǎn)油3.8 t，含水率78%。日產(chǎn)油量較高，說(shuō)明井區(qū)剩余油飽和度較高。

斷層遮擋易形成剩余油富集區(qū)：斷層遮擋往往易形成更好的儲(chǔ)集空間，原始油藏含油性相對(duì)較好，目前由于斷層遮擋作用，注入水波及程度相對(duì)較差，油層水淹相對(duì)較輕，剩余油飽和度較高。新木油田各區(qū)塊目前日產(chǎn)油較高、累產(chǎn)油較多的井區(qū)也大多位于斷層附近，目前井區(qū)內(nèi)井日產(chǎn)油量均在1.0 t以上，最高日產(chǎn)油量達(dá)4.4 t。

（2）儲(chǔ)層有效厚度大的井區(qū)剩余油較多。厚油層中往往分布著若干不連續(xù)的非滲透性薄夾層，這些薄夾層會(huì)對(duì)注入水推進(jìn)過(guò)程中的垂向上竄流起到抑制或隔離作用，使厚油層的某些部位水洗較弱，形成剩余油富集區(qū)。有效厚度大是影響儲(chǔ)層產(chǎn)能的重要因素。因此，對(duì)有效厚度大的未動(dòng)用層或者有效厚度大初次動(dòng)用時(shí)產(chǎn)能較好的層進(jìn)行二次壓裂，仍有望獲得較好的效果。M5井是M17區(qū)塊的一口老井，該井9小層有效厚度為5 m，該層補(bǔ)壓前日產(chǎn)液2.4 t，日產(chǎn)油0.6 t，含水率72%；補(bǔ)壓后日產(chǎn)液8.5 t，日產(chǎn)油3.8 t，含水率55.7%，增油較多，說(shuō)明這類(lèi)儲(chǔ)層是較好的潛力接替層。

（3）井網(wǎng)影響剩余油分布。因油田注采系統(tǒng)不完善，往往會(huì)使油井某一層位的油不能在良好的水驅(qū)條件下開(kāi)采出來(lái)而成為剩余油。油、水井的位置關(guān)系是影響油井水淹程度及快慢的因素之一。該油田不同井網(wǎng)驅(qū)油效果不同，剩余油富集程度也有很大差別。

水井東西向的油井剩余油相對(duì)較少，水井南北向油井水淹相對(duì)較輕，剩余油較多。M6與水井M6-1井近東西向，該油井目前水淹最重，日產(chǎn)液量較高為19.9 t，日產(chǎn)油量相對(duì)較少只有0.1 t。而水井近東西向，偏北、偏南的5口油井目前產(chǎn)液量均相對(duì)較高，日產(chǎn)油量均為0.3 t，水井南北向的油井目前日產(chǎn)油量相對(duì)較高，例如，M7井日產(chǎn)油量高達(dá)1.4 t，M8井日產(chǎn)油量為0.7 t。

二線采油井區(qū)往往剩余油較多。二線油井因距離水井相對(duì)較遠(yuǎn)，且一線油井投產(chǎn)后在該井方向產(chǎn)生泄壓點(diǎn)，從而加快該方向的注入水推進(jìn)速度，導(dǎo)致一線油井水淹，而對(duì)二線油井注入水增量補(bǔ)充作用大于水洗影響，因此，往往在二線油井形成剩余油富集。

距離水井遠(yuǎn)、附近油井少的井區(qū)有一定剩余油。例如ME3、ME+3井東西向雖各有1口水井，但距離較遠(yuǎn)，這2口油井目前日產(chǎn)油分別為1.64 t、1.51 t，含水率分別為85%、88%，仍具有較高的產(chǎn)油量。其北部及南部油井則較密，目前含水率較高，日產(chǎn)油量較少。

水井注水量影響井區(qū)剩余油分布。M128區(qū)塊為新木油田的重點(diǎn)挖潛區(qū)塊，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期注水開(kāi)發(fā)，目前已進(jìn)入高含水期，其北部井區(qū)累注水較少，周?chē)途郛a(chǎn)油較少，目前部分井日產(chǎn)油較高。如M+1井3小層周?chē)⑺肯鄬?duì)較少，目前該井日產(chǎn)液1.9 t，日產(chǎn)油0.3 t，含水率82.9%；M12井目前日產(chǎn)液6.1 t，日產(chǎn)油1.0 t，含水率67.1%，其周?chē)⑺恳膊桓?。目前井區(qū)均有較好的剩余油富集。

3 潛力層建議及挖潛效果

利用建立的適用于新木油田的測(cè)井解釋方法，2020—2022年間解釋完成新調(diào)整井232口，統(tǒng)計(jì)投產(chǎn)142口井456層，符合395層，解釋符合率為86.6%。在新木油田低孔隙度低滲透率高含水期剩余油評(píng)價(jià)研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行919口老井復(fù)查研究。結(jié)合區(qū)塊開(kāi)發(fā)動(dòng)、靜態(tài)資料，詳細(xì)掌握井區(qū)儲(chǔ)層動(dòng)用情況，考慮構(gòu)造和注采井網(wǎng)關(guān)系的影響，分析油層水淹程度，進(jìn)行油田各個(gè)區(qū)塊潛力層評(píng)價(jià)研究，提出183口井挖潛建議方案。

如圖6所示，M10井是M17區(qū)塊2004年開(kāi)發(fā)的老油井，按照區(qū)塊老井復(fù)查認(rèn)識(shí)成果提出該井的4小層和6小層具有很好的潛力，措施前日產(chǎn)液0.7 t，日產(chǎn)油0.6 t，含水率為14.3%。為了提高單井產(chǎn)油量，于2021年對(duì)4小層和6小層采取二次壓裂措施增油，措施后日產(chǎn)液15.1 t，日產(chǎn)油1.6 t，含水率89.4%，日增油1.0 t，累計(jì)增油已達(dá)890.0 t，取得較好的挖潛效果。目前新木油田采取建議措施126口井，累計(jì)增油2.06×105t，為新木油田老井挖潛提供了很好的測(cè)井技術(shù)支持。

圖6 M10井測(cè)井曲線對(duì)比圖

4 結(jié) 論

（1）采用測(cè)井與地質(zhì)油藏開(kāi)發(fā)一體化技術(shù)評(píng)價(jià)新木油田低孔隙度低滲透率高含水期剩余油分布規(guī)律。儲(chǔ)層縱向上主要分布在非均質(zhì)性較強(qiáng)、物性較差的層段；橫向上分布在構(gòu)造高部位、斷層遮擋區(qū)、儲(chǔ)層有效厚度大的井區(qū)、原始含油飽和度較高的井區(qū)及井網(wǎng)不完善區(qū)，包括水井南北向井區(qū)、二線采油井區(qū)、距離水井較遠(yuǎn)井區(qū)、采油井較少的井區(qū)、注水量較少井區(qū)等。

（2）利用建立的水淹層測(cè)井精細(xì)解釋方法對(duì)新木油田232口新井進(jìn)行處理解釋?zhuān)y(tǒng)計(jì)投產(chǎn)142口井456層，符合395層，符合率為86.6%。水淹層測(cè)井精細(xì)解釋為油田高含水期剩余油分布研究奠定了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。

（3）提出的潛力層措施挖潛取得較好的效果。在新木油田高含水期剩余油分布研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行近3年919口老井復(fù)查研究，提出183口井挖潛建議方案，實(shí)際應(yīng)用中效果較好。目前采取措施126口井，累計(jì)增油2.06×105t，為油田老井挖潛做出貢獻(xiàn)。