南翼山油田下油砂山組Ⅴ油組儲(chǔ)層非均質(zhì)性及對(duì)油氣分布的影響

劉乾乾，羅賀元

（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響油田注水開(kāi)發(fā)的最終采收率，是儲(chǔ)層研究和油藏描述中不可缺少的一個(gè)重要內(nèi)容。通過(guò)研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性，揭示出研究區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層的物性特征，有利于清楚地認(rèn)識(shí)油水分布規(guī)律，開(kāi)展地層對(duì)比、沉積微相研究，對(duì)指導(dǎo)油田合理開(kāi)發(fā)具有重要意義［1-5］。選取南翼山油田下油砂山組Ⅴ油組為研究對(duì)象，綜合利用巖心分析、測(cè)井解釋等相關(guān)資料，分析儲(chǔ)層宏觀(guān)非均質(zhì)性特征以及對(duì)油氣分布的影響，為下一步油藏挖潛、難采儲(chǔ)量的動(dòng)用、單井產(chǎn)量的提高以及油田穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)提供技術(shù)保障。

1 地質(zhì)背景

南翼山油田位于柴達(dá)木盆地西北方向，行政隸屬青海省海西州茫崖鎮(zhèn)。區(qū)域構(gòu)造屬于西部坳陷區(qū)茫崖凹陷區(qū)南翼山背斜帶上的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造，走向大致為北西—南東向。南翼山油田西北為紅溝子和小梁山構(gòu)造，東北為尖頂山構(gòu)造，南部為鹽灘和油泉子構(gòu)造，西部為咸水泉和干柴溝構(gòu)造［6-8］（圖1）。

圖1 南翼山油田地理位置

南翼山油田Ⅰ油組-Ⅴ油組地層屬于新近系上新統(tǒng)油砂山組，其中Ⅰ油組-Ⅳ油組屬于上油砂山組，研究層段Ⅴ油組屬于下油砂山組，主要由碳酸鹽巖和碎屑巖兩大類(lèi)巖石混積組成。Ⅴ油組8口井巖心描述分析資料證實(shí)，Ⅴ油組巖性主要為灰質(zhì)泥巖、泥巖、藻灰（云）巖和泥晶灰?guī)r，夾少量砂質(zhì)泥巖、顆?；?guī)r等；3口井53塊薄片鑒定結(jié)果表明，Ⅴ油組儲(chǔ)層巖性主要以碳酸鹽巖類(lèi)為主，大致可以分為三類(lèi)：顆?；?guī)r、藻灰（云）巖、泥晶灰（云）巖，還發(fā)育有少量含灰質(zhì)的粉砂巖?？紫抖戎导蟹植荚?%～15%，儲(chǔ)層孔隙度跨越低孔、中孔兩個(gè)級(jí)別，整體上屬于低孔隙度儲(chǔ)層；滲透率值集中分布在0.01×10-3～10.00×10-3μm2，整體上屬于特低滲儲(chǔ)層。

南翼山油田Ⅴ油組共劃分為9個(gè)砂組，細(xì)分為53個(gè)小層（部分未鉆穿），文中主要研究Ⅴ4、Ⅴ5、Ⅴ6、Ⅴ7、Ⅴ10、Ⅴ14、Ⅴ17、Ⅴ25、Ⅴ26、Ⅴ28等22個(gè)主力小層，也是研究區(qū)主要產(chǎn)油小層。

2 儲(chǔ)層非均質(zhì)性特征

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層分布及內(nèi)部各種屬性在三維空間上的不均一變化，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于儲(chǔ)層非均質(zhì)性的研究理論和方法是根據(jù)裘懌楠（1987）等人的成果，分別從宏觀(guān)非均質(zhì)性（層內(nèi)、層間和平面非均質(zhì)性）和微觀(guān)非均質(zhì)性展開(kāi)研究。儲(chǔ)層的非均質(zhì)性是絕對(duì)的、普遍存在的，且儲(chǔ)層內(nèi)部各種屬性之間相互制約，對(duì)油氣分布影響很大［9］。

2.1 層內(nèi)非均質(zhì)性特征

2.1.1 滲透率非均質(zhì)性

儲(chǔ)層各項(xiàng)非均質(zhì)參數(shù)從不同側(cè)面反映出儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度［10］，通過(guò)綜合考慮滲透率變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、綜合系數(shù)三個(gè)參數(shù)，并結(jié)合Ⅴ油組儲(chǔ)層的非均質(zhì)性實(shí)際情況對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)性進(jìn)行分析研究。研究發(fā)現(xiàn)，Ⅴ油組層內(nèi)非均質(zhì)性整體較強(qiáng)，各層段非均質(zhì)程度略有差異，滲透率為0.011×10-3～220.950×10-3μm2，平均為2.832×10-3μm2；滲透率變異系數(shù)為1.358～4.028，平均為2.418。

2.1.2 夾層分布特征

研究區(qū)主要分布泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層，各級(jí)夾層數(shù)量有限，發(fā)育不穩(wěn)定，統(tǒng)計(jì)Ⅴ油組37個(gè)小層的夾層發(fā)育情況發(fā)現(xiàn)，只有9個(gè)小層發(fā)育夾層，且不同小層間夾層發(fā)育情況差異較大。

2.2 層間非均質(zhì)性特征

2.2.1 砂體密度和分層系數(shù)

采用砂體密度和分層系數(shù)來(lái)定量表征垂向上砂體的發(fā)育情況和疊置規(guī)律。砂體密度小且分層系數(shù)越大，則層間非均質(zhì)性越強(qiáng)［11-12］。研究發(fā)現(xiàn)，Ⅴ油組砂體密度為0.15～0.62，分層系數(shù)為0.40～1.96，各層之間存在差異，其中Ⅴ4、Ⅴ5、Ⅴ6、Ⅴ11、Ⅴ20等小層砂體密度較小，同時(shí)分層系數(shù)較大，層間非均質(zhì)性較強(qiáng)。

2.2.2 層間隔層分布特征

南翼山油田Ⅴ油組層間泥質(zhì)隔層主要發(fā)育于湖盆內(nèi)上下相鄰兩期較大規(guī)模碳酸鹽巖沉積的間斷期，厚度較厚，各主力小層平均隔層厚度大于3.00 m，平面上一般呈席狀連續(xù)穩(wěn)定分布，封堵流體能力較強(qiáng)。從表1可以看出，Ⅴ6-Ⅴ7、Ⅴ10-Ⅴ11、Ⅴ34-Ⅴ35小層層間隔層厚度較大，平均厚度約5.00 m，封隔流體能力較好；Ⅴ7-Ⅴ8、Ⅴ26-Ⅴ27、Ⅴ33-Ⅴ34小層間隔層厚度較小，平均厚度約2.00 m，封隔流體能力相對(duì)較差。

表1 Ⅴ油組主力小層間隔層厚度

2.3 平面非均質(zhì)性特征

南翼山油田Ⅴ油組為淺湖與半深湖的交替沉積，平面上以高低能顆粒灘、灰坪和泥坪沉積微相發(fā)育較多，其次為云坪微相，砂坪微相僅局部可見(jiàn)，多數(shù)層位在區(qū)內(nèi)中部集中發(fā)育顆粒灘沉積，由顆粒灘中心向外圍相變?yōu)榛移夯蚰嗥撼练e，部分層位在區(qū)內(nèi)中央沉積云坪，向周邊過(guò)渡為灰坪或泥坪。儲(chǔ)層展布呈北西—南東方向連片狀特征，儲(chǔ)層延伸方向與南翼山構(gòu)造延伸方向一致。以Ⅴ6小層沉積微相與滲透率疊合平面分布為例，滲透率在平面上的分布主要與沉積微相和儲(chǔ)層展布特征相關(guān)，顆粒灘微相發(fā)育區(qū)域滲透率相對(duì)較高，而灰坪或泥坪發(fā)育區(qū)域滲透率相對(duì)較低；平面上滲透率大致由中心向四周逐漸變差（圖2）。

圖2 Ⅴ6小層沉積微相與滲透率疊合平面分布

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響

3.1 層內(nèi)非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響

3.1.1 韻律影響

韻律受垂向上粒度的變化所影響，儲(chǔ)集巖的分選性越好，粒度與孔滲之間的正相關(guān)關(guān)系就越明顯［13-14］。研究區(qū)分選好的顆粒灘微相形成的正韻律下部、反韻律上部和復(fù)合韻律中部等，儲(chǔ)集巖的孔隙度和滲透率都較高，巖心上可見(jiàn)油浸、油斑顯示，但對(duì)Ⅴ油組油氣分布影響較小。

3.1.2 夾層影響

Ⅴ油組夾層分布連續(xù)性較差，僅個(gè)別小層發(fā)育，且橫向延伸范圍較?。ㄖ挥?～3個(gè)井距），部分夾層橫向逐漸過(guò)渡成為隔層，對(duì)油氣分布影響很小（圖3）。

3.2 層間非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響

研究表明，Ⅴ油組層間非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響主要表現(xiàn)在層間隔層的分隔和遮擋作用，而砂地比和分層系數(shù)對(duì)Ⅴ油組油氣整體分布影響較小。研究發(fā)現(xiàn)，Ⅴ油組小層平均隔層厚度大于3.00 m，平面上一般呈席狀連續(xù)穩(wěn)定分布，封堵流體能力較強(qiáng)（表1）。靠近砂組分界處的小層附近存在一個(gè)分布穩(wěn)定、具有一定厚度的泥巖隔層遮擋油水，使其上下臨近的小層具有形成主力產(chǎn)層的潛力，對(duì)油氣在縱向上的分布起著主要控制作用（圖3）。

圖3 V油組油藏連井剖面

3.3 平面非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響

3.3.1 儲(chǔ)層平面展布

南翼山Ⅴ油組儲(chǔ)層平面展布特征從根本上受沉積相控制，不同沉積相類(lèi)型的展布特征不同，加上局部微構(gòu)造的影響，造成較為強(qiáng)烈的平面非均質(zhì)性，對(duì)油氣分布影響較大。研究區(qū)含油儲(chǔ)層主要為顆粒灘沉積微相，顆粒灘儲(chǔ)層呈不規(guī)則帶狀或片狀分布，儲(chǔ)層厚度大，連續(xù)性好，平面非均質(zhì)性弱（圖4）。部分小層內(nèi)部的灰坪儲(chǔ)層呈透鏡狀、土豆?fàn)?，?chǔ)層尖滅迅速，厚度小，連續(xù)性較差，平面非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致油氣分布零散，油水關(guān)系復(fù)雜，形成了不同的油水界面［15-16］。

圖4 Ⅴ6小層沉積微相與油砂體疊合平面分布

3.3.2 物性平面分布

南翼山Ⅴ油組儲(chǔ)層物性平面分布主要受沉積相和巖相控制，物性平面非均質(zhì)性對(duì)油氣分布的影響主要表現(xiàn)為儲(chǔ)層平面內(nèi)油氣充注的不均一。油氣的充注過(guò)程表現(xiàn)為充注動(dòng)力和充注阻力的相互作用和相互影響，首先油氣會(huì)優(yōu)先充注儲(chǔ)層內(nèi)部阻力小的部位，即物性好、滲透率極差小的部位（圖5）。研究區(qū)顆粒灘物性普遍較好，油氣充注阻力很小，且干層發(fā)育較少，含油層連片分布；灰坪和云坪則相反，物性較差，油氣充注阻力較大，導(dǎo)致油氣充注不均勻，含油層常呈零散狀分布。

圖5 Ⅴ6小層油砂體與孔隙度疊合平面分布

4 結(jié)論

（1）南翼山油田Ⅴ油組層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性整體較強(qiáng)，各小層之間略有差異，滲透率整體變化幅度較大；Ⅴ油組儲(chǔ)層層內(nèi)夾層發(fā)育不穩(wěn)定，連續(xù)性差，厚度較薄，整體上對(duì)Ⅴ油組油氣分布影響較小。

（2）隔層分布的穩(wěn)定性直接影響開(kāi)發(fā)效果和對(duì)流動(dòng)單元的認(rèn)識(shí)［17］，研究表明，南翼山Ⅴ油組小層平均隔層厚度大于3.00 m，平面上一般呈席狀連續(xù)穩(wěn)定分布，封堵流體能力較強(qiáng)，對(duì)油氣在縱向上的分布起著主要控制作用。

（3）研究區(qū)Ⅴ油組儲(chǔ)層平面展布特征和物性平面分布從根本上受沉積相的影響和控制。研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)I類(lèi)優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層主要為高、低能顆粒灘微相，物性較好，且滲透率級(jí)差小，儲(chǔ)層厚度大，連續(xù)性好，油氣充注均勻，干層少，含油連片。