文昌W油田北塊厚層油藏隔夾層展布及其對剩余油分布的影響研究

張磊,潘燕,羅佼,姚意迅,陳建

(中海石油(中國)有限公司 海南分公司,海南 ?？?570312)

隔夾層是儲層中對流體運動能起遮擋作用的非滲透層[1-4],控制著流體的垂向滲流,對于油水關系的認識、地下油水運動的分析以及開發效果的預測都具有很大的意義。油田開發階段,厚層油藏內隔夾層是控制復雜流體運動形式的主要地質因素。文昌W油田主力油組為珠海組二段Ⅵ油組(即ZH2Ⅵ油組),該油組為扇三角洲前緣沉積,儲層厚度大,縱向上為多期砂體疊置,儲層非均質性較強。隨著開發不斷深入,文昌W油田ZH2Ⅵ油組含水上升率逐漸加快,目前已處于中高含水期,亟需對隔夾層開展精細研究,明確隔夾層控油模式及剩余油富集區[5-9],為后續油田挖潛提供理論依據。

1 研究區概況

文昌W油田位于珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部,含油層位為珠海組二段,主力油組為ZH2Ⅵ油組,主要是受斷層以及構造控制的強邊底水驅動油藏,平面上分為北塊和南塊,北塊目前有W1H、W2H1兩口水平井,分別位于斷層兩側生產(圖1)。截至2021年12月31日,W1H井日產油56噸,含水率90%,W2H1井日產油39噸,含水率81%,油田北塊整體為高含水階段,但采出程度為26%,與標定采收率37%仍有較大差距,調整挖潛潛力大?；赯H2Ⅵ油組小層劃分,對油田北塊開展隔夾層研究,分析油藏內部油水關系以及運動方式,厘清剩余油分布規律。

圖1 文昌W油田ZH2Ⅵ油組含油面積

2 隔夾層識別

2.1 隔夾層類型

文昌W油田珠海組二段沉積類型為扇三角洲前緣水下分流河道沉積,隨著水體逐漸加深,砂體厚度逐漸減薄,主力油組ZH2Ⅵ油組縱向上為多期河道砂體疊置,非主力油組為砂泥巖互層。依據巖心、測井等資料對隔夾層進行研究,共劃分為三個類型的隔夾層[10-14]:泥巖為主的泥質隔夾層,砂泥互層形成的物性隔夾層,含鈣高的鈣質隔夾層。泥質隔夾層的泥質含量很高,且質純,在縱向上出現的頻率相對較高。其測井曲線特征為自然伽馬曲線顯示高值,電阻率曲線值顯示低值,密度曲線顯示高值,聲波時差顯示高值?？啥ㄐ悦枋鰹楦哔ゑR、低電阻率、高密度、高聲波時差。物性隔夾層的泥質含量較高,且出現砂泥互層現象,巖性細,含油性可至油斑,性質復雜。其測井曲線特征為自然伽馬曲線顯示高值,電阻率曲線值介于泥巖和鈣質砂巖之間,密度曲線顯示中-高值,聲波時差顯示中-低值?？啥ㄐ悦枋鰹橹匈ゑR、中高電阻率、中高密度、中-低聲波時差。鈣質隔夾層形成于沉積物碳酸鹽的膠結作用、溶解作用等,分布隨機性較強,在縱向上出現的頻率相對較小。鈣質隔夾層導電性差,密度大,其測井曲線特征為自然伽馬曲線顯示低-特低值,電阻率曲線顯示高值(高于或接近油層電阻率值),密度曲線顯示高值,聲波時差顯示低值?？啥ㄐ悦枋鰹榈唾ゑR、高電阻率、高密度、低聲波時差。

2.2 隔夾層成因

隔夾層形成的原因主要分為沉積作用和成巖作用,其中沉積作用細分為分流河道間沉積、洪峰間道內沉積和洪后道內沉積,主要形成的是泥質隔夾層和物性隔夾層;成巖作用為沉積物碳酸鹽膠結作用、溶解作用,主要形成的是鈣質隔夾層(表1)。

表1 各類隔夾層成因分類情況

分流河道間成因存在兩種形式:(1)分流河道多期沉積,河道間形成的泥質沉積,形成了泥質遮擋;(2)兩期分流河道垂向加積,河道間下切不明顯,形成的沉積間斷泥質或細粒沉積,形成了泥質垂向遮擋。洪峰間道內沉積是分流河道因氣候、物源、坡降、流速、流量、輸砂量等方面的差別,造成粒徑、分選性、儲層物性上的差別,垂向上形成物性隔夾層。洪后道內沉積主要為分流河道洪峰后,懸移質形成的以泥質、泥粉砂質為主的沉積,分布不穩定,多為泥質隔夾層。沉積物碳酸鹽膠結作用、溶解作用等成巖作用過程中,來自泥巖中的鈣在儲層的泥質團塊附近膠結成巖,使砂巖固結為鈣質砂巖、含鈣砂巖,形成鈣質隔夾層。

2.3 隔夾層定量識別

應用測井曲線形態對泥質隔夾層、物性隔夾層、鈣質隔夾層進行了定性識別,為了進一步準確識別研究區三個類型的隔夾層,以巖心及巖屑錄井資料為基礎,通過測井曲線及測井解釋結論,針對隔夾層建立了孔隙度-滲透率、自然伽馬-密度、聲波時差-電阻率交匯圖版,定量識別不同類型隔夾層(圖2)。

a 孔隙度-滲透率交匯 b 自然伽馬-密度交匯 c 聲波時差-電阻率交匯

根據各種交匯圖版得到不同類型隔夾層的定量劃分標準(表2)。

表2 不同類型隔夾層測井曲線特征劃分表

依據不同類型隔夾層的定量劃分標準,對文昌W油田ZH2Ⅵ油組隔夾層進行識別,ZH2Ⅵ油組主要發育的是泥質隔夾層和物性隔夾層。

根據隔夾層成因分析,結合文昌W油田沉積背景,認為ZH2Ⅵ油組泥質隔夾層和物性隔夾層的形成從模式上有兩種形式:(1)河道間形成的厚而穩定的泥質隔夾層,測井曲線上表現為高伽馬且伽馬曲線較平直;(2)河道邊緣形成的薄且多的物性隔夾層,測井曲線上表現為中伽馬且伽馬曲線齒化明顯。

3 隔夾層空間展布特征

文昌W油田ZH2Ⅵ油組整體砂體厚度較大,根據沉積旋回、油組內部標志層、巖性、電性組合特征從上到下劃分了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2、ZH2Ⅵ-3三個小層,每個小層之間都發育一套較穩定的泥質隔夾層,油層主要集中在ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小層(圖3)。

圖3 文昌W油田ZH2Ⅵ油組小層連井對比

根據油田儲層特點及不同成因的隔夾層控油能力,對于ZH2Ⅵ油組厚層油藏,厚度薄、連續性差、縱向分布多的物性隔夾層對剩余油控制作用有限,厚度較大且連續穩定分布的泥質隔夾層對剩余油控制起主導作用。油田北塊小層之間的泥質隔夾層較厚,分布較穩定,且北塊含油層位為ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2兩小層,因此對ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層空間展布特征開展研究。

3.1 縱向展布特征

文昌W油田北塊目前有W1、W1d、W4三口井縱向上鉆遇并鉆穿ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層,厚度分別為2.8,5.1,13.7 m。海上油田鉆井成本高,區域上鉆井資料較少。對于井資料較少,地震資料品質較好區域,儲層預測主要依靠地震資料。由于地質沉積環境不同,儲層所反映的地球物理特征有較大的差異,通過對文昌W油田井資料統計和地震資料進行分析,優選了疊前地質統計學反演[15]巖性概率體識別了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層縱向上的展布特征。

研究區地震剖面上各小層地球物理響應特征明顯,同相軸連續性好,小層追蹤對比好。疊前地質統計學反演巖性概率體剖面主要反應砂巖、泥巖特征,從反演剖面可知,井點鉆遇砂巖、泥巖與反演剖面響應特征吻合性好,ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層響應特征明顯,研究區內該套泥質隔夾層縱向上展布連續穩定。

3.2 平面展布特征

文昌W油田隔夾層主要受沉積作用影響,3個小層主要發育水下分流河道沉積,隨著水體逐漸加深,河道逐漸變小,但整體砂體發育,各小層沉積相似性較高(圖4)。從沉積微相平面圖可知,研究區位于扇三角洲前緣水下分流河道中部,砂體展布較穩定,相應的泥質隔夾層展布也較穩定,順著物源方向泥質隔夾層厚度增大?；趯Ω餍映练e微相的認識,在井點鉆遇隔夾層數據的約束下,通過疊前地質統計學反演建立地震屬性與隔夾層的對應關系,得到ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層平面展布圖(圖5),可以看到平面上該套泥質隔夾層較發育,特別是在研究區內廣泛發育且厚度較大。

4 隔夾層對剩余油分布影響

文昌W油田北塊ZH2Ⅵ油組投產初期為底水驅動的厚層油藏,通過對ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層進行研究發現,該套泥質隔夾層空間上展布穩定且連續,將ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小層細分為兩個相對獨立的油藏,其中ZH2Ⅵ-1小層為邊水驅動油藏,ZH2Ⅵ-2小層為底水驅動油藏?；谛觿澐纸Y果,結合W1H、W2H1兩口水平井實鉆情況,W1H、W2H1兩口井均未鉆遇ZH2Ⅵ-2小層。

綜合以上分析認為,文昌W油田北塊ZH2Ⅵ油組在目前生產井網下,ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層控油模式[16-18]如圖6所示。在該控油模式下,ZH2Ⅵ-2小層屬于相對獨立的底水驅動的未開發油藏,剩余油富集;ZH2Ⅵ-1小層屬于邊水驅動的已開發油藏,邊水沿構造線推進,局部沿高滲通道突進,高部位剩余油富集。

5 應用效果

根據隔夾層研究成果,文昌W油田北塊ZH2Ⅵ油組ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層空間上展布穩定且連續,將ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小層細分為兩個相對獨立的油藏。在目前生產井網下,ZH2Ⅵ-1小層高部位、ZH2Ⅵ-2小層為未開發油藏,剩余油富集。因此利用W2H1井側鉆一口水平井W2H2井挖潛ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2小層剩余油,預測初期日產液130噸,日產油80噸,含水率38%。該井實施后,初期日產液175噸,日產油108噸,含水率38%,實施效果好。

6 結論

(1)文昌W油田識別出泥質隔夾層、物性隔夾層和鈣質隔夾層3種類型,ZH2Ⅵ油組主要為沉積作用形成的泥質隔夾層和物性隔夾層。對于ZH2Ⅵ油組厚層油藏,厚度薄、連續性差、縱向分布多的物性隔夾層對剩余油的分布影響有限,厚度較大且分布穩定的泥質隔夾層對剩余油的分布起主導作用。

(2)基于井點資料、地震資料以及動態資料,綜合疊前地質統計學反演剖面、動態認識以及沉積模式,認為文昌W油田北塊ZH2Ⅵ油組3個小層的泥質隔夾層較發育,重點刻畫了ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層,研究表明研究區內該套泥質隔夾層連續且穩定發育。

(3)ZH2Ⅵ-1、ZH2Ⅵ-2層間泥質隔夾層將2個小層劃分為2個相對獨立的油藏,總結了隔夾層的控油模式,在該控油模式下,認為ZH2Ⅵ-2小層為相對獨立的底水驅動的未開發油藏,剩余油富集;ZH2Ⅵ-1小層為邊水驅動的已開發油藏,邊水沿構造線推進,局部沿高滲通道突進,高部位剩余油富集。