南海B 油田夾層特征及其對剩余油分布影響

薛 成，熊書權，任 飛，侯 凱，李 凡

中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067

引言

經(jīng)過多年生產(chǎn)，B 油田總體進入高采出程度、高含水階段，進一步提高采收率則需深化油藏描述，其重點之一是對儲層內部隔夾層的描述[1-2]。隔夾層發(fā)育增強了儲層內部非均質性，空間分布模式對油田剩余油形成及開發(fā)效果有著重要影響[3-8]。隔夾層受沉積環(huán)境、成巖作用等多種因素影響，使其不穩(wěn)定發(fā)育，空間分布具有較大的隨機性，對此前人利用多種方法如地震屬性、測井資料、巖芯和沉積露頭來識別隔夾層[9-12]。此外，前人還開展了河流、灘壩、濱岸、辮狀河及三角洲相等多種沉積類型中隔夾層成因與分布的研究工作[13-17]，為不同相帶儲層隔夾層研究奠定了地質基礎。

本文以珠江口盆地B 油田發(fā)育的三角洲儲層為研究對象，利用取芯資料、測井資料、地震反演資料及開發(fā)動態(tài)資料，開展儲層內部夾層地質成因與空間展布研究，歸納夾層分布模式，進而分析不同類型夾層對剩余油分布的控制作用，以期指導高含水期油田后續(xù)挖潛與高效開發(fā)。

1 地質概況

B 油田位于珠江口盆地北部拗陷帶珠一拗陷西緣，為一反向斷層控制的斷背斜構造油田（圖1）。油層主要分布于新近系中新統(tǒng)韓江組下部和珠江組，整體上屬于三角洲平原—三角洲前緣沉積相帶[18]?？v向上含油層數(shù)多，各油藏之間發(fā)育有一定厚度的穩(wěn)定泥巖，形成各自獨立的油水系統(tǒng)。儲層巖性主要為細—中粒長石巖屑和巖屑長石砂巖，儲集空間類型為孔隙型，儲層物性較好，總體上屬于低—高孔隙度、中—特高滲透率儲集層。

圖1 珠江口盆地B 油田區(qū)域位置Fig.1 Regional location of B Oilfield in Pearl River Mouth Basin

油田已經(jīng)進入高含水期，儲層較均質的油藏采出程度高，而非均質性較強夾層發(fā)育油藏采出程度較低仍有豐富剩余油，需要進行儲層內部夾層精細研究，挖潛油田剩余油潛力。

2 夾層類型及成因特征

利用研究區(qū)內測井、錄井、巖芯等資料來分析儲層內部夾層特征，認為研究區(qū)發(fā)育泥質夾層、鈣質夾層和物性夾層3 類夾層。

2.1 泥質夾層

泥質夾層是B 油田主要的夾層類型，巖性以泥巖、粉砂質泥巖和泥質粉砂巖為主，可見水平層理或塊狀層理，偶見泥質團塊，主要是由于水動力變弱導致細粒及懸浮物沉積形成（圖2a，表1）。其成因有3 種：（1）短期海侵形成海泛泥巖，其發(fā)育范圍較大，厚度較為穩(wěn)定；（2）河道遷移改道形成的廢棄河道，其發(fā)育范圍受河道遷移強度影響，多為局部發(fā)育，厚度變化較大；（3）洪水期間歇發(fā)育細粒沉積物，垂向上多為斜交地層，厚度相對較薄，分布不穩(wěn)定[19-20]。

表1 B 油田夾層測井識別標準Tab.1 Logging identification standards of different interlayer types in B Oilfield

圖2 3 類夾層測井響應特征Fig.2 Logging response characteristics of three types of interlayers

2.2 鈣質夾層

鈣質夾層巖性主要為生屑細砂巖、鈣質粉砂巖及鈣質細砂巖，可見平行層理、生物擾動層理。鈣質夾層成因主要有沉積成因和成巖成因兩類。沉積成因的鈣質夾層多為處于水動力較強的臨濱或前濱沉積環(huán)境中形成的介殼層，巖芯可見較強生物擾動，且含有垂直生物鉆孔及生物介殼（圖2b，表1）。成巖成因鈣質夾層主要有兩種，一種是沉積物中的鈣質被海水或淡水溶蝕后，高鈣質地層水在一定溫度和壓力下鈣質在儲層中發(fā)生沉積并生成膠結物；另一種是由于壓實作用使泥巖產(chǎn)生有機酸，有機酸進入附近砂巖地層使地層中鈣質發(fā)生溶蝕、膠結、重結晶等成巖作用而形成[21-22]。

2.3 物性夾層

物性夾層巖性主要為含礫粗砂巖、含礫泥質粗砂巖及含礫泥質中細砂巖，地層分選差，向上具有正韻律特征，可見板狀交錯層理、槽交錯層理、沖刷面，成因主要高能水流下河道下切快速充填，河道底部粗粒與泥質物資混雜形成滯留沉積，厚度相對較?。▓D2c，表1）。物性夾層與鈣質夾層區(qū)別主要是地層中泥質或細粒沉積物含量略高，自然伽馬略高，補償密度也略低。

3 夾層展布特征

在建立不同夾層測井識別標準基礎上，對研究區(qū)內已有鉆井資料進行夾層類型識別，從平面和垂向上分析儲層內夾層空間展布特征。

3.1 夾層平面展布特征

基于上述夾層判斷標準，通過精細地層對比，結合夾層鉆遇率、厚度等特征，將夾層平面展布分為零星發(fā)育式、局部連片發(fā)育式及全區(qū)發(fā)育式（圖3）。

圖3 B 油田不同類型夾層平面展布Fig.3 Planar distribution of different interlayer types in B Oilfield

3.1.1 零星發(fā)育式

零星發(fā)育式夾層在研究區(qū)內零星分布，大部分區(qū)域不發(fā)育（圖3a，表2），多為鈣質或物性夾層，泥質夾層一般不發(fā)育，鈣質夾層多為成巖成因，高鈣流體或泥巖產(chǎn)生有機酸在儲層內局部沉淀形成鈣質膠結物，物性夾層為局部河道底部滯留沉積。

表2 B 油田不同類型夾層分布特征Tab.2 Distribution characteristics of different interlayer types in B Oilfield

3.1.2 局部連片發(fā)育式

局部連片發(fā)育式夾層在研究區(qū)內局部連續(xù)分布，部分區(qū)域不發(fā)育（圖3b，表2），在研究區(qū)內3 類夾層均有發(fā)育，泥質夾層多為在砂體沉積過程中間歇期水動力變弱形成的泥質落淤層，局部區(qū)域因后期砂體沉積沖刷。

3.1.3 全區(qū)發(fā)育式

全區(qū)發(fā)育式夾層在研究區(qū)內連續(xù)分布，幾乎所有井均可鉆遇，多呈席狀分布，連續(xù)性較好（圖3c，表2）。這類分布多為泥質夾層，砂體沉積過程中間歇期水動力變弱形成泥質落淤層，后期砂體沉積對泥質落淤層改造較少而形成。

3.2 夾層垂向展布特征

油田層間差異大，相對較均質儲層內部夾層為單一類型夾層，即零星發(fā)育式、局部連片發(fā)育式或全區(qū)發(fā)育式夾層中的一種夾層，非均質性較強儲層內部夾層為復合類型夾層，即垂向上發(fā)育多套夾層。

3.2.1 單一類型夾層

全區(qū)發(fā)育夾層發(fā)育穩(wěn)定，易于分析夾層垂向展布規(guī)律，本文以河口壩砂體層內穩(wěn)定發(fā)育的泥質夾層為例來進行分析。

在平行物源方向上，中下部河口壩砂體B24 井處泥巖含量增大，沉積相帶由河口壩主體逐漸發(fā)育為河口壩側緣，隨著物源供給充足后期河口壩砂體向海前積式發(fā)育，中上部河口壩砂體沉積相帶由河口壩側緣逐漸發(fā)育為河口壩主體（圖4a）。

沉積間歇期形成的泥質夾層披覆在下部河口壩砂體上，由于后期河口壩砂前積發(fā)育對泥質夾層有一定的侵蝕作用，使得泥質夾層在向海方向厚度逐漸變薄。泥質夾層向海盆方向有低角度傾斜，根據(jù)計算夾層相對河口壩砂巖傾角約在0.2°～0.5°。

在垂直物源方向上，剖面中河口壩砂體沉積相帶為河口壩主體，下部砂體呈現(xiàn)底平頂凸的上凸狀，上覆沉積泥質夾層分布穩(wěn)定厚度變化小，泥質夾層整體上平行地層發(fā)育，在河口壩主體部位砂體增厚使泥質夾層略有上凸（圖4b）。

圖4 河口壩砂體內部夾層垂向展布圖Fig.4 Vertical distribution of interlayers in mouth-bar sandbody

3.2.2 復合類型夾層

零星發(fā)育復合式夾層，儲層相對較均質，多為河道砂體，測井曲線呈箱型，垂向上儲層內發(fā)育多套鈣質夾層或物性夾層，厚度薄且不連續(xù)發(fā)育。局部連片復合式夾層，儲層非均質性較強，為水動力變弱環(huán)境下的河道砂體側緣、河口壩砂體側緣、遠砂壩砂體，垂向上層內發(fā)育一套或兩套局部連片泥質夾層，并且伴有厚度較薄的零星發(fā)育鈣質夾層或物性夾層。全區(qū)發(fā)育復合式夾層，儲層有一定非均質性，為多期疊置的河道砂體或河口壩砂體，垂向上層內發(fā)育一套全區(qū)發(fā)育的泥質夾層，上下兩期砂體內部發(fā)育厚度薄的零星鈣質夾層或物性夾層。

4 夾層對剩余油分布影響

海上油田多由水平井生產(chǎn)，夾層是影響生產(chǎn)效果和剩余油分布的主要因素[23-24]，而連續(xù)型和不連續(xù)型隔夾層對儲層內流體具有不同的封隔能力[25]，結合過路井的測井曲線和水平井的生產(chǎn)動態(tài)情況，分析6 種不同類型夾層影響下的剩余油分布特征。

4.1 零星發(fā)育夾層的剩余油分布

零星發(fā)育夾層多有一定滲透性，邊底水可以緩慢穿過該類夾層，但水錐進速度較緩慢，同時底水可發(fā)生繞流進入水平生產(chǎn)井，由于夾層厚度薄、分布范圍小，該類夾層對邊底水阻擋作用不明顯，生產(chǎn)效果基本不受夾層影響，井周邊基本沒有剩余油（圖5a）。

圖5 夾層對剩余油分布的控制模式Fig.5 The control mode of interlayers to remaining oil distribution

4.2 零星發(fā)育復合式夾層的剩余油分布

儲層內部發(fā)育多套零星夾層，該類夾層對底水起到一定阻擋作用，減緩底水錐進速度。水平井初期生產(chǎn)效果較好，有一段時間的無水采油期，見水后含水率較快上升，中后期提液產(chǎn)量未有明顯上升，生產(chǎn)效果略好于零星發(fā)育夾層中的井，含水率上升相對緩慢，井周邊基本沒有剩余油（圖5b）。

4.3 局部連片發(fā)育夾層的剩余油分布

局部連片發(fā)育夾層分布范圍多在含油面積一半以上，能夠有效阻擋底水錐進，底水只能通過夾層不發(fā)育部位進入生產(chǎn)井。受該類夾層影響，夾層上部地層形成類似邊水驅動，水平井初期生產(chǎn)效果較好，有一段時間的無水采油期，見水時間較慢，含水率緩慢上升。由于類邊水驅動地層能量傳導較慢，提液空間有限，中后期提液產(chǎn)量保持相對穩(wěn)定，可以采出夾層下部部分油，但夾層下部動用程度相對較低，剩余油相對富集（圖5c）。

4.4 局部連片復合式夾層的剩余油分布

儲層非均質性較強，層內發(fā)育多套夾層，水平井多位于夾層上部生產(chǎn)，見水時間較慢，含水率緩慢上升，地層能量傳導較慢，底水無法錐進，后期提液生產(chǎn)效果有限，產(chǎn)量逐步下降，生產(chǎn)效果差于局部連片發(fā)育夾層中的水平井，含水率略低，產(chǎn)量也偏低。后期夾層上部已全部動用，而夾層下部油層動用程度低，剩余油富集（圖5d）。

4.5 全區(qū)發(fā)育夾層的剩余油分布

全區(qū)發(fā)育夾層在油田內均有發(fā)育，滲透性差能夠有效阻擋底水錐進，夾層將儲層分隔成上下兩部分。受該類夾層影響地層形成邊水驅動，水平井初期生產(chǎn)效果較好，有一段時間的無水采油期，見水后含水率快速上升，產(chǎn)量逐步下降，中后期提液產(chǎn)量也未有明顯上升。夾層上部油層已經(jīng)全部動用，井周邊基本沒有剩余油，下部油層未動用，剩余油富集（圖5e）。

4.6 全區(qū)發(fā)育復合式夾層的剩余油分布

水平井位于夾層上部儲層，儲層有一定非均質性，層內發(fā)育零星夾層對底水上升一定阻擋作用，初期生產(chǎn)效果較好，有一段時間的無水采油期，見水后含水率穩(wěn)步上升，產(chǎn)量逐步下降，生產(chǎn)效果略好于全區(qū)發(fā)育夾層中的井，含水率上升相對緩慢。夾層下部油層未動用，剩余油富集（圖5f）。

總體上來看，隨著油田內夾層展布范圍變大，生產(chǎn)井無水采油期變長，含水上升速度變慢，采出程度變高，但隨著儲層非均質性變強，層內發(fā)育多套夾層，生產(chǎn)效果變差，采油量下降，采出程度變低，其中，局部連片夾層和全區(qū)發(fā)育夾層及其復合式夾層下部剩余油相對富集。

5 結論

（1）根據(jù)夾層巖性特征和測井響應，將研究區(qū)內夾層分為3 種類型，即泥質夾層、鈣質夾層及物性夾層。其中，泥質夾層是儲層內主要夾層類型，發(fā)育規(guī)模多樣，鈣質夾層和物性夾層多不穩(wěn)定發(fā)育，規(guī)模相對較小。

（2）平面上夾層分布模式分為零星發(fā)育式、局部連片發(fā)育式及全區(qū)發(fā)育式等3 類，研究區(qū)內零星發(fā)育式和局部連片發(fā)育式較多，全區(qū)發(fā)育式相對較少；垂向上展布類型分為單一類型和復合類型兩類，夾層相對地層有低角度（0.2°～0.5°）傾斜。

（3）發(fā)育有零星發(fā)育夾層及零星發(fā)育復合式夾層油藏動用程度高，基本沒有剩余油。發(fā)育有局部連片夾層、局部連片復合式夾層、全區(qū)發(fā)育夾層和全區(qū)發(fā)育復合式夾層的油藏在夾層下部剩余油相對富集，是油田開發(fā)后期挖潛重要方向。