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摘 要:国内东部老油田开发处于高含水开发阶段,储层非均质性成为挖潜主力油层的主要矛盾。夹层空间上改变液流方向,影响厚砂层内剩余油分布。夹层研究已成为老油田开发的关键性技术。本文依据岩心、测井及化验分析资料,从夹层的定义入手,运用砂体叠置等地层层序及地层结构理论,系统研究文东油田沙河街组三角洲前缘夹层成因类型、分布特点和影响剩余油分布特征,提出挖潜意向指导老油田开发。
关键词:文东油田 三角洲前缘 夹层 剩余油 油田开发
一、引言
文东油田含油层位下第三系沙河街组沙二下、沙三上及沙三中砂组,三角洲前缘沉积,属断块层状油气藏,油藏经过三十多年的开发,目前已处于严重高含水后期开发阶段,夹层制约厚砂体剩余油分布。
二、夹层类型及其特征
夹层主要指储集层内部能够对油气的流动、运移或聚集产生作用的不渗透或低渗透条带[1]。
地质上常见夹层包括泥质、物性及钙质等三种类型。文东油田储集层明显存在泥质和钙质两种夹层。
1.泥质夹层
岩性灰色、深灰色泥岩和粉砂质泥岩,厚度1米左右,电测显示声波时差值明显低值,微电极幅度差很小几乎为零,自然伽玛及自然电位均向基线靠近,井径曲线扩径。取心显示孔隙度0~8%,渗透率近乎0~3毫达西。
据岩心描述及测井相等综合分析,泥岩夹层出现频率高,与区域沉积环境密切相关。地史时期处于干旱一半干旱气候,形成于半深湖环境,水下河流末端由于蒸发流量消减,古地形坡度变缓,流速骤减,碎屑物质大量沉积,邻近补给水道区宽而浅的河道向扇体转变并逐渐变成片流,形成了三角洲前缘叠加式朵叶状沉积特征。发育水下分流河道、分流河道间、河口坝、前缘席状砂等4种典型沉积微相。微相类型不同泥质夹层发育特点不同。
1.1水下分流河道相
三角洲前缘形成许多较为稳定的水下河道。岩性中细粉砂岩,总体上砂体粒度相对较粗,具正韵律特征。自然伽马值低,自然电位曲线明显异常。河床中有低角度斜层理、槽状交错层理。厚河道砂体从砂体底部到顶部,呈现多期河道叠加和垂向加积或者退积现象,微分界面多发育泥质夹层。
1.2分流间湾
以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为代表,含较多的菱铁质结核及菱铁质薄层,发育小型砂纹层理夹透镜状砂岩,含大量植物叶片化石,常见生物扰动构造,以水平、波状层理为主。薄互层交互现象明显,泥质夹层常出现在侧积的顶部或者处于与河道迁移相反的方向上。
1.3河口坝
河口坝结构特征表现为由多个反韵律叠置而成的反粒序,地层呈进积现象,主要由平行层理和小型浪成交错层理粉砂岩,交错层理和平行层理细砂岩,并有生物扰动丰富的粉细砂岩构成。电性曲线形态以漏斗状为主。河口坝内夹层较为发育。
1.4前缘席状砂
前缘席状砂分布于河口坝和河道末端前缘。主要由低角度交错层理粉细砂岩、波状交错层理粉砂岩和波状交错层理含泥粉砂岩构成,砂质纯净,自然电位表现以中一低幅指形为主。多为薄砂体,一般不存在夹层。
2.物性夹层
包括较高渗透率砂岩储集层中的低渗透条带,该类夹层的泥质含量也很高,但含有砂、砾,含油性可定位于油斑,性质复杂。一般厚度薄于1m。其测井曲线特征为:微电极曲线介于泥岩夹层和钙质夹层之间,有一定的幅度差,自然电位幅度低,自然伽玛值升高,声波时差值特低等特点。其形成机理可能为短暂的洪水期携带含砾砂粗屑沉积物所致。此类夹层不常见。
3.钙质夹层此类夹层分布随机性强,纵向上出现的频率相对较小,钙质夹层导电性差,密度大,电测曲线具体表现为感应电导一般高于或接近于油层电导值,微电极曲线呈明显的尖峰值,声波时差明显低值,井径曲线无扩径。取心井做压汞法分析,具有较高的排替压力和中值压力。此类夹层多形成水下分流河道的顶部和底部。
三、三角洲前缘夹层地层结构机理
夹层形成是微观沉积所致,是4级沉积旋回内的次级沉积,但从层序学方面来论,夹层实际上也是一种层序界面,我们平常所谈的夹层只不过仅是五级层序界面而已[7]。Mail等人对三角洲前缘储层的层序界面进行精细研究[2],认为3~4级界面是砂层组及沉积时间单元重要界面。5级界面是单砂体内的次级时间单元界面,代表了侧向或顺流加积界面,其分布面积较大。三角洲前缘储层中的夹层主要是沿着4-5级界面分布的。在同一砂体内,沿着4级界面分布的夹层的厚度更大、面积更大一些;而沿着5级界面分布的夹层厚度薄、面积较小。以泥质夹层作为层组单元的界面识别标志,对文东油田厚层主力砂体以夹层为界面划分时间地层微单元,运用高分辨率层序地层学建立等时地层格架及该区厚砂体微层叠置模式。
三角洲前缘水下分流河道和河口坝微相在该区发育。水下分流河道多被5级层序界面细分为2~5次级单砂体,垂向上呈现退积、加积及进积等三种叠置模式,其5级界面岩性相对较纯,多为泥质,具有高自然伽马、高声波时差、低密度、低电阻率的特征。次级砂体间的有序叠置,与准层序垂向叠置模式一致,其叠置模式及韵律特征反映水退、水进等沉积规律。河口坝微相多被5级层序界面细分为2~3次级单砂体,垂向上次级砂体叠置复合进积及反韵律特征。
四、夹层对剩余油的控制
1.前积砂体反韵律泥质夹层对剩余油的控制
前积砂体泥质夹层是三角洲前缘水下分流河道内常见的夹层,分流河道随季节更替不断的发生迁移,河道内沉积物也会随之发生侧迁,泥质夹层常常形成于河水流速变缓的凹岸,此种夹层常影响储层的动用开发,存在夹层的地方也常是剩余油富集的地方。油田开发初期,无注水井,文A井采油,整个油藏能量降低,边水附近文B井及文C井压力系数分别降为0.63、0.5,边水入侵,水沿夹层上部流动,反韵律地层上部严重水淹,夹层下部未水淹。
2.正韵律内夹层对剩余油的控制
正韵律地层夹层不发育,容易形成底部水淹,而反韵律地层与此相反。夹层发育的砂层,受储层物性及水重力双重地质作用,正反韵律水淹变得复杂了。总之,夹层对正韵律和反韵律影响较大,而对均质模型也即加积型储层相对较小。
文A井、文B井厚砂体呈正韵律,下部夹层发育,文C井注水,注入水沿夹层上部流入,致使厚地层正韵律顶部水淹。
五、夹层在剩余油挖潜中的技术应用
挖潜来看, 结合沉积相及剖面夹层的分布特征,厚油层内上部夹层宜采用水平井和堵水技术来挖潜,中部夹层宜采用不稳定注水方法来挖潜,下部夹层宜采用调剖、堵水等技术来挖潜。
六、结论
1.泥质夹层呈高自然伽玛,物性夹层自然伽玛呈中高值,声波时差值小,钙质夹层低自然伽玛,微电极呈现高值。
2.水下分流河道内夹层发育,河道的顶低多发育钙质夹层。
3.泥质夹层多是4~5级层序界面,水下分流河道内泥质夹层与次级砂体符合进积、加积和退积及侧积叠置模式,粒度上呈现正反及复合韵律特征,河口坝内则呈现进积和反韵律特征。
4.夹层控制层内剩余油的分布,结合生产实际及地质储量动用狀况,实施水平井技术及堵水调剖等其他开发技术。参考文献[1]《双河油田扇三角洲前缘沉积微相特征及剩余油分布》李广超《石油天然气学报》2006年2月 第28卷 第1期。[2]《油藏描述方法原理》徐守余.石油工业出版社.北京,2005.4.132-140[3] 陆相碎屑岩储层隔夹层成因、特征及其识别。[4] 浅水粗粒辫状河三角洲沉积微相特征与油气产能的关系[5] 准噶尔盆地钙质夹层成因及层序地层学意义[6] 退积型扇三角洲高分辨率层序地层学研究[7] 油气田开发地质学/戴启德,黄玉杰主编.-东营:石油大学出版社,1999.12:178-182作者简介:冯坤茂 男 37岁 籍贯:河南内乡中原油田勘探开发科学研究院非均质项目室 石油地质硕士 工程师。