用微构造分析的方法精细表征油藏

徐春华，侯加根，杨玉珍，邓 强，唐 衔

(1．江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学与海洋地质调查院，江苏 南京 210007;2．中国石油大学，北京 102249;3．中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

用微构造分析的方法精细表征油藏

徐春华1，侯加根2，杨玉珍3，邓 强2，唐 衔2

(1．江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学与海洋地质调查院，江苏 南京 210007;2．中国石油大学，北京 102249;3．中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

结合实际工作中微构造分析方法在准噶尔盆地储层油藏描述研究中的应用，认为它们在油藏描述中的重要作用体现在以下几个方面：主要在弥补大层段、大等值线间距绘制下难以发现的砂体顶面或底面的微细变化，会发现与原地层构造总趋势一致而局部又不尽相同的微幅度构造或微体差异、在背斜构造－岩性油藏中，通过微局部分析确定更准确的含油边界、经过精细储层微构造分析排除假断层。结合多个区块的生产特征，具体分析了各类微构造对开发的影响，得出了在油藏开发前期和后期尽可能把采油井优先布在正向微构造上，把注水井尽可能布在负向微构造上的认识。对研究区的砂岩、砾岩多个区块储层微构造与油水井生产动态特征分析后进一步提出：油层微结构对油水井生产动态的影响作用是显著的，但不具唯一性。最终得出开发阶段为了精细刻画储层内部单砂体，用微构造分析的方法精细成图是体现研究深度的必要手段。

储层微构造;精细刻画;影响因素;地质意义;新疆克拉玛依

0 引言

随着对油藏研究认识的深入，进一步精细刻画储层内部的细微差异，成为油藏描述工作必须面对的问题。

储层微型构造最早是由胜利油田李兴国于1987年提出的(李兴国，1987)，储层微型构造是指在油田构造背景上油层本身的微细起伏变化所显示的构造特征外部几何形态，幅度差在20m以内。后又作了进一步的精细论述(李兴国，1993)。李兴国进而又把储层微型构造的应用进一步延伸到专门针对油层的研究中(李兴国，1996、2000)，在其2000年的专著《陆相储层沉积微相与微型构造》中，给出油层微构造的定义是：通常以分布范围较大的主力油层顶面和地面高程为准，采用1m～5m小间距等高线用内插法作图体现出的构造称之为油层微构造。

油层微型构造可分为3类：① 正向微型构造：指砂层相对上凸的形状，一般包括小高点、小鼻状构造和小断鼻构造等。② 负向微型构造：指砂层相对下凹形状，如小低点、小沟槽、小断沟和小向斜等。③斜面微型构造：指砂层倾斜形状，常位于正、负向构造之间，也可单独出现，如小斜面和小阶地等。

1 微构造成因及影响驱油机理

油层微型构造成因可分为两种：一种与构造作用力有关，另一种与构造作用力无关。与构造作用力有关的微构造主要是由于受区域构造作用力而形成的局部构造，如断层两盘相对运动时沿断面产生磨擦力，使断面两侧附近岩层拖拽而形成牵引小褶皱，对于不同类型牵引力形成的小褶皱类型也有很大差别，如受拉张应力的作用，沿拉张背斜的上盘易出现负向微构造(逆牵引背斜除外)，在沿断层下降盘常出现正向微构造;受挤压或旋扭形成逆断层时，一般上盘易形成正向微构造，沿断层下降盘常出现负向微构造。与构造作用力有关的微构造是受沉积环境、差异压实和古地形等的影响而形成，如：①河流水道下切作用在早期沉积砂层底面形成下凹冲槽。②在砂层厚部如砂坝核心或砂体叠加，四周泥岩因差异压实作用使砂层相对上凸。③受古地形影响，砂层上倾尖灭形成砂层上抬。

油水井处于不同微构造上其生产特征明显不同，已被国内外多数学者研究证实。一般情况下，正向微构造上的油井造产油量最大，正向微构造见水晚，生产情况较好;负向微构造上的油井产油量最小，见水最早，生产情况最差;斜面微构造上的油井产油量居中，见水时间也居中。

微构造影响油水井生产特征的驱油机理主要表现为：由于受重力分异作用(在微孔中渗流时，油轻易往上聚，水比重大，易往下汇合)的影响，正向微构造上的油井因处于相对较高部位，主要为向上驱油;负向微构造上的油井因处于相对较低部位，主要为向下驱油;斜向微构造上的油井的上方来水为下驱，下方来水为上驱，有利有弊。另外，由于微孔中渗流特征差异，负向微构造油井更易水淹停产。因此，正向微构造较向下驱油的负向微构造有利长期有效生产，正向微构造上的油井控制油层范围大于负向微构造油井，因此可获得更好的产能。

F F Craig曾引用 Leverett方程来说明这个问题：

式(1)中，fw为油井产液的含水率(%);K为油层渗透率(μm2);Kro为油的相对渗透率(μm2);Ko为油的有效渗透率(μm2);Kw为水的有效渗透率(μm2);Lo为油的粘度(MPa·s);Lw为水的粘度(MPa·s);μt为总流速(cm/s);∂Pc/∂l为毛细管压力梯度;g为重力加速度(cm/s2);Δρ为油水密度差(g/cm3);α为油层倾角，沿倾角向上流动为正值，向下流动为负值，以水平线为零。

由式(1)可看出，影响fw的各种参数除了sin α值随微型构造的起伏而变化外，在同一油层内其他参数基本不变化。因此，对fw有较大影响微型构造与驱油方向的夹角即sin α值。

根据准噶尔盆地西北缘所钻的老油区检查井岩心分析，大致可以得出剩余油富集与微型构造的起伏而变化，除受油层沉积微相、油层物性及非均质性，开发条件因素影响外，重力分异作用对其也有一定影响的认识。

2 储层微构造研究分析方法的应用

2．1 通过储层微构造研究识别构造上局部微型幅度变化

用微型构造的方法刻画储层，避免了传统的用标准层构造图的大层段、大等值线间距绘制下难以发现的砂体顶面或底面的微细变化，往往会发现与原地层构造总趋势一致而局部又不尽相同的微幅度构造或微体差异(师永民等，2004)。图1所示即是加密等值线间距后识别出的背斜构造上的局部微幅度构造，图1-a为沿背斜长轴方向的剖面，图中A、C点为局部高点，B点为局部低凹处;图1-b中用20m一根的等值线难以识别 A、B、C点的凹凸变化;图1-c中用5m一根的等值线就识别出了A、B、C点的凹凸变化。

图1 背斜构造上的局部微幅度构造图

2．2 砂层微构造研究更精确地核实了背斜岩性油藏油气储量的分布

对于一些岩性、背斜或向斜油藏，利用微型构造分析可以精细刻画砂体边界、含油边界，进而更准确地计算储量(杜启振等，1998)。例如：准噶尔盆地东部的彩南油区彩9井区西山窑组油藏，是一个含油边界受断层(北西、东南边界)和岩性(西南、东北边界)双重控制的缓倾角(2°～3°)断鼻状背斜油藏，目的层段西山窑组层顶部是一段厚10m左右的泥岩，泥岩顶部是一套全区稳定分布的具有区域标志的煤层(图2-a)。原储量计算时，西南、东北部投影叠合的最大外含油边界(按煤线底界和岩性构造双重控制投影)为－1 630m左右，后来储量复算时采用剥去西山窑组层顶部的10m左右厚度的泥岩段后，以砂层顶部为准全区投影叠合最大外含油边界，油水界面未变，使得叠合的最大外含油边界内移，计算出来的储量减少了5%，与油田生产状况对比更符合实际(图2-b、图2-c)。

图2 微幅度构造分析法准确确定彩南油田西山窑组背斜油藏边界

2．3 储层微构造精细分析识别“假断层”

油田开发后期，需要对储层的刻画精细到单砂体，以往常规的单砂层构造作图按分层的顶、底面构造深度成图，是一种对地层的等厚划分模式，有时由于沉积前古地质界面的起伏或主河道的强烈冲蚀下切作用，相距不远的地层厚度变化会很大，以微构造研究为主的微地质界面研究分析方法能够很好地刻画地层沉积的继承性，识别砂体微相变化、岩性边界变化而识别假“断层”等地质现象。

如克拉玛依油田三区检35井区34150井附近的假断层，过去钻井、地震资料对比，为了解释34150井的地层厚度(89．5m)明显大于相邻250m的34154井地层厚度(51．5m)，认为两井之间存在彩虹桥断层。通过三叠系沉积前古地质界面的起伏和主槽下切作用的微幅度分析，参考地震资料揭示，34150井区是靠近北黑油山断层的古沟槽，井曲线显示顺地层倾向方向测井曲线对比关系非常好(图3)。这些迹象表明，由于受到古构造影响，34150井S75层砂体顶面风化壳岩体可能被冲刷，在垂向上显示34150井处于洪积扇体主槽叠置沉积，地层增厚是由于至少3期的主槽水道砂砾岩体叠加所致。由此可知，34150井地层增厚原因为受控于古地形和沉积原因而非断层，故彩虹桥断层实际并不存在。这样，通过剖面上沉积结构分析和绘制S37层内3个单层的平面上微幅度构造图，识别出了“假断层”。

图3 井、震联合对比识别因沉积导致相邻井砂体厚度的变化差异

2．4 储层微构造对油、水井生产状况的影响

一般说来，剩余油在多孔介质中的渗流，主要受3种作用力：注入水的驱动力、重力和毛管力。储层非均质严重，油水运动规律受多种因素影响，微构造是影响油水运动的因素之一。从微观上讲，油田注水开发后，油层内本身的平衡系统被打破，油层自身的倾斜和起伏会引起油水重力分异，这种情况在高含水期会变得更加复杂。在砂体层内其他条件相同时，重力分异作用会使剩余油从构造低部位向高位聚集。因此，在砂砾岩体微构造的相对高位是剩余油相对富集的有利场所。如果地层倾角、流量、渗透率有助于使重力发生作用，那么注入水会沿着油层段的底部楔入，其结果是正向微型构造区易形成剩余油富集，负向微型构造区易聚集形成高含水区。因此，在密井网注水条件下，在构造很平缓的区域背景下，超低幅度微型构造对油井生产的影响较小，而此时动态因素影响占明显优势，但幅度较大的微型构造，仍对油井生产发挥有利作用。有利微构造上的油井如果和有效厚度大、储层条件好等有利因素结合起来则会产油量高。

微构造按地形的起伏变化一般分为正向微构造、负向微构造和斜面微构造3类。

(1)正向微构造地形：指储层顶部起伏形态与周围地形相比相对较高的地区，根据其形态不同又可分为高点、鼻状或断鼻构造。高点指地形高于周围，而又闭合的微地貌单元，幅度差一般为2m～8m，闭合面积一般为 0．1km2～0．2km2。鼻状构造指地形上相对高于周围，但不闭合的微地貌单元，一般与沟槽微地貌单元相伴生。断鼻构造是指由断层和鼻状构造共同组合而成的微地貌单元，有一定的闭合高度。

(2)负向微构造地形：指储层顶部相对较低的区域，负向微构造主要表现为小低点、小沟槽、小断沟。沟槽为对应于鼻状构造的微地貌单元，其形态与鼻状相对应，只是方向相反，是不闭合的低洼处。

(3)斜面微构造地形：斜面微构造除受局部沉积影响外，一般与区域构造背景有关，其倾向、倾角均与区域背景相一致。

利用微构造分析方法对五三中区克下组、三3+4区克下组几百口油井生产状况进行了分析，可以得出以下认识：处于正向微构造上的油井如果和有效厚度大、储层条件好等有利因素结合起来则会产油量高，见水时间晚，累积产水量高。例如：五三中区克下组5816、5817两口井有效厚度大，且处于构造高部位的局部微鼻状构造，油井初期产量高，累积产油量较高(图4)。三3+4区克下组的8-7井是一个典型代表，它属于微型高点类型，于1965年11月投产，初期产油量高达11．2t，不含水，虽然处于主流线位置，但是在75个月后见水，截至2000年12月，综合含水50．8%，S3-27层单井累积产油14 712t，产水量15 177t，日产油水平均1．5t，后期的调整井 T34020井于2005年6月投产，生产层位为S3-17，属于正向微构造，初期含水仅为18%。从具体实例可以证明，正向微构造井区一般是有利的油气高产区(表1)。

图4 不同类型微构造上的产油井累积产水量与累积产油量曲线图

处于负向微构造上的油井产油量一般较低，油井单井生产差，见水时间短，产水量也较低，见水早，综合含水高。例如，五三中区克下组5834井处于局部微沟槽构造，有效厚度中等，则初期产量低，累积产油量低(图4)。又如，三3+4区克下组4-3井处于负向微构造上，于1982年12月投产，投产时就见水，含水率为86．8%，截止到2006年5月，累积产油752t，累积产水 9 003t，综合含水高达 92．3%;11-2井于1982年9月投产，投产时就见水，含水率为31．2%，截至2006年5月，累积产油2 023t，累积产水40 015t，综合含水高达95．2%。

处于斜面微构造上的油井产油量居中，见水时间、累积产水量等一般次于正向微构造上的油井。例如：五三中区克下组5878两口井处于微斜面构造，产量中等(图4)。分析三3+4区克下组处于斜面微构造的油井也可得出类似认识，如：3379井于1971年9月投产，初期日产油量5．5t，23个月后见水，截至1993年9月，综合含水76．5%。

表1 不同微构部造位的油井生产特征统计

对克拉玛依油田三3+4区克下组近400口油、水井生产状况进行了分析，并统计了单砂层内不同微构造上油井的生产特征，可发现类似五三中区克下组的规律，正向微构造部位的油井初期产量高，见水晚，综合含水上升慢，生产寿命较长，生产情况最好，斜面微构造上的油井生产状况次之，负向微构造上的油井产油量最差。

2．5 识别储层微型构造是油藏调整的基础

实践证明，局部有利的微型构造往往是剩余油的富集区，通过油藏的微型构造研究可找到油藏调整挖潜的潜力区，例如，通过精细成图在克拉玛依油田七中东区后期调整时，曾通过七中东克下组油藏层的微型构造研究确定A区和B区是剩余油富集区，最后加密钻井和补孔调整后证明是下一步挖潜的目标区。

3 结语

(1)储层微构造是在区域应力背景下受局部应力作用或受沉积条件的控制而形成的，在油田开发后期，有必要对油藏进行进一步精细刻画时，微构造的作用才凸现出来，因此，对储层单砂体进行精细刻画时，微型构造对油藏的影响作用应逐渐引起重视。

(2)微型构造分析方法避免了传统的粗框架内层状模型分析方法易引起研究对象粗化的弊端，凸显了研究对象局部范围内微细程度的变化。在油田开发后期，通过对储层单砂体的微型构造刻画精细，是预测剩余油潜力区的一个重要方法。

(3)根据微构造对砂砾岩储层油井的生产状况的影响规律研究，在油田开发后期，进行钻加密调整井或老井增产挖潜剖面上进行射孔调剖时，或选择油井上层位调剖射孔时，或下大泵或电泵增产时，尽可能优先考虑把井位选在正向微构造上，这样可以使油井保持增产和稳产，适当避免油井的高含水或延缓减少注水的突进。总之，微型构造研究提供了一项更为细致的地下地质信息，可增强油田开发中的自觉性，减少盲目性，提高老井增产挖潜的效果。

杜启振，刘泽容．1998．胜坨油田微型构造研究［J］．石油大学学报：自然科学版，22(6)：31 －33．

李兴国．1987．油层微型构造对油井生产的控制作用——以胜坨、孤岛油田为例［J］．石油勘探与开发，14(2)：53－59．

李兴国．1993．对油层微型构造的补充说明［J］．石油勘探与开发，20(1)：82 －90．

李兴国．1996．油层微型构造新探［J］．石油勘探与开发，23(3)：80 －86．

李兴国．2000．陆相储层沉积微相与微型构造［M］．北京：石油工业出版社．

师永民，霍进，张玉广．2004．陆相油田开发中后期油藏精细描述［M］．北京：石油工业出版社．

吴富强，柳硕林，赵培松，等．2010．云南东川地区播卡矿田沉积环境初探［J］．地质学刊，34(3)：238 －243．

On measurement of reservoir characterization by micro structure analysis

XU Chun-hua1，HOU Jia-gen2，YANG Yu-zhen3，DENG Qiang2，TANG Xian2

(1．Geochemistry and Marine Geological Survey，East China Geological Exploration Bureau of Nonferrous Metals，Jiangsu Province，Nanjing 210007，China;2．China University of Petroleum，Beijing 102249，China;3．Exploration and Development Institute of Xinjiang Oilfield Branch，PetroChina，Karamay 834000，Xinjiang)

Since the idea of micro structure was brought up，it has been widely used．In combination with application analysis of micro structure in the description of reservoir in Zhungar Basin，pointed out its important functions in the description of reservoir;to recover the subtle changes on the top surface and basal bottom of the sandy body;to find some micro range structures and micro differences identical to the general trend of the original strata structure but varied locally;to determine more accurate oil bearing borders through micro local analysis in anticline structure-lithologic reservoir;to exclude false fault through micro structure analysis on fine reservoir．The authors discussed the influence on development of reservoir by micro structures in combination of production properties of several blocks，identified the influence of micro structure of oil layers on the dynamic state of oil and water wells．

Microtectonics of reservoir;Fine description;Affecting factors;Geological significance;Karamay，Xinjiang

P618．130．2;P542

A

1674－3636(2011)04－0369－06

10．3969/j．issn．1674-3636．2011．04．369

2011－05－26;编辑：陆李萍

徐春华(1968—)，男，高级工程师，博士，从事海洋地质与油气地质综合研究，E-mail：xuchunhua196811@yahoo．com．cn