断块区岩性油藏剩余油分布特征及挖潜方法——以松辽盆地葡北油田葡萄花油层为例

刘宗堡，杨铁军，龚 勋，刘洪涛，刘云燕

（1．东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318； 2．中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083； 3．大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江 大庆 163000； 4．大庆油田有限责任公司 第七采油厂，黑龙江 大庆

163517； 5．大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆 163514）

断块区岩性油藏剩余油分布特征及挖潜方法
——以松辽盆地葡北油田葡萄花油层为例

刘宗堡1，杨铁军2，3，龚 勋1，刘洪涛4，刘云燕5

（1．东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318； 2．中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083； 3．大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江 大庆 163000； 4．大庆油田有限责任公司 第七采油厂，黑龙江 大庆

163517； 5．大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆 163514）

受断层遮挡和断砂配置关系影响，断块区岩性油藏剩余油分布十分复杂．分析葡北油田葡萄花油层正向构造识别、沉积微相解剖、断层侧向封闭性和‘断—砂’匹配样式，认为断块区岩性油藏剩余油主要受“势—断—相”及其匹配关系控制，即断块边部正向断圈和内部微幅度构造高点控制剩余油富集部位；断层侧向封闭性影响剩余油富集程度；浅水三角洲水下分流河道及主体席状砂构成剩余油富集优质储层；断层与砂体匹配样式决定剩余油富集层位．建立4种剩余油类型，提出断块边部遮挡型剩余油钻大斜井，微幅度构造型剩余油钻高效加密直井，河道注采不完善型剩余油钻水平井，席状砂非均质性型剩余油采用油井压裂等挖潜方法．该研究结果对高含水期断块油田高效开发具有指导意义．

断块区；岩性油藏；剩余油；分布特征；挖潜方法；葡萄花油层；葡北油田；松辽盆地

0 引言

我国东部陆上主力油田经过多年开采已经进入开发中后期，剩余油挖潜成为油田持续稳产的关键［1—2］，地下剩余油分布具有“整体分散、局部集中”的特点，因此准确预测储层中剩余油富集部位及进行有效挖潜是高含水期油田注采井网调整的基础和关键［3—4］．松辽盆地葡北油田为高密度断层分割和三角洲前缘薄窄砂体形成复杂的断块岩性油藏，经过近40年开发，已经进入高含水期，这类油藏剩余油的研究主要集中在油藏数值模拟［5］、孔吼结构［6］、水淹状况［7］和储层非均质性［8］等方面，缺少对多元地质因素的综合分析．通过对正向构造识别、沉积微相解剖、断层侧向封闭性和‘断—砂’匹配样式综合分析，笔者总结葡北油田葡萄花油层剩余油富集的主控因素及分布规律，对指导断块区岩性油藏剩余油挖潜具有重要意义．

1 地质概况

葡北油田在构造上位于松辽盆地大庆长垣南部的葡萄花构造北端，西北与高台子构造以向斜相接，东北与太平屯构造以向斜相接，南北长约为31km，东西宽约为12km，整体表现为一个隆起幅度高、构造面积大和倾角平缓的穹窿状背斜（见图1）．葡北油田主要含油层位葡萄花油层PⅠ油层组为松辽盆地北部物源控制下发育的三角洲前缘亚相沉积体系，岩性组合为一套细粒砂岩与灰绿色粉砂质泥岩．自1977年投入开发以来，研究区经历2次井网加密调整，油气累计采出程度为22%，综合含水率大于80%，其中葡萄花油层顶面被8条断层分割，共发育7个油水独立的断块单元，宽缓背斜构造背景下的三角洲前缘砂泥薄互储层和断层交叉匹配构成松辽盆地北部重要的岩性油藏分布区．

2 剩余油形成与分布主控因素

2．1 断块边部正向断圈和内部微幅度构造高点

葡北油田葡萄花油层整体表现为向东西两侧倾没的宽缓背斜，同时受盆地东西向拉张作用影响形成的断层均为正断层，因此葡萄花油层断层与地层配置关系主要表现为顺向断层、反向断层、屋脊式断层、反屋脊式断层和逆牵引断层，断层和地层不同组合样式造成断块边部和内部剩余油分布特征差异较大．分析全区7个独立断块276条断层几何学特征（走向、倾向、断距和延伸长度），以及地层倾向匹配形成的剩余油类型、分布部位、富集程度和挖潜钻井方式，结合圈闭面积、油柱高度、注采井网和动用状况，认为反向断层剩余油最为富集，其次为屋脊式断层、顺向断层和逆牵引断层，反屋脊式断层附近一般很难形成剩余油，确定断块边部正向断圈和内部微幅度构造高点为断块区剩余油富集有利部位（见图2）．

图1 葡北油田构造位置Fig．1 Structure location of Pubei oilfield

图2 葡萄花油层断层与地层配置关系Fig．2 The configuration relationship with fault and stratigraphic of Putaohua reservoir

2．2 断层侧向封闭性

葡北油田开发早期发现葡32号断层两侧窜水，随着后期注水压力的增加，其他井区也出现断层渗漏现象，表明断层侧向封闭性对断块区剩余油富集程度具有重要影响．葡萄花油层储层类型为砂泥薄互层的三角洲前缘亚相沉积，断距规模小，因此断层侧向封闭类型为岩性对接和泥岩涂抹．同一地区断层封闭的油柱高度受控于断裂带内SGR（页岩断层泥比率）值［9］．采用Traptester软件，选取葡北油田两断块边界断层定量评价侧向封闭性，首先建立断层的三维构造框架模型；然后计算断裂的构造属性值（深度、倾角、走向和断距）及封闭属性（岩性对接和SGR值）（见图3）．为确定断层的临界注水压力，指导断块区开发调整，建立断层面某点SGR值与该点可支撑的最大烃柱高度的函数关系：

图3 断层SGR封闭属性Fig．3 The fault sealing property of SGR

式中：AFPD为断面两侧压力差；h为断层面某点支撑的烃柱高度；SGR为断层面某点断层泥比率；c为与深度有关常数；ρw为油藏中水的密度；ρo为油藏中油的密度；g为重力加速度；d为与地质条件有关常数．

统计14条断层附近105口开发井注水压力、实际过断层面压差、可支撑最大过断层面压差（通过SGR值计算）和临界注水压力，建立葡北油田葡萄花油层断裂侧向封闭失效包络线及函数关系（见图4）．由图4可以看出：4条断层注水压力接近临界突破压力，建议维持或适当降低相应断层面注水压力；3条断层注水压力远小于临界压力，建议逐渐增大相应断层面注水压力．

2．3 水下分流河道及主体席状砂

沉积微相时空展布控制储层岩性、物性及非均质性的平面和垂向变化，进而影响剩余油空间分布特征［10—11］．松辽盆地葡萄花油层沉积时期水体很浅，地形平缓，受湖平面频繁波动影响，低水位期河道向前快速推进，形成大量顺直型分叉的分流河道砂体，高水位期水下分流河道继承性保存，受水体浅、物源供给强和波浪改造弱影响，在分流河道末端及两侧形成小面积稳定的席状砂和漫流砂．26个时间单元沉积微相揭示：葡萄花油层主要发育河控浅水三角洲前缘亚相沉积，微相类型以水下分流河道和各类席状砂为主，较少发育河口坝、决口扇和天然堤等微相．这种宽缓背斜控制下的河控薄窄砂体受南北向断层分割，形成复杂的断块岩性油藏，其中水下分流河道和主体席状砂微相储层物性和平面连通性好，构成油气富集的优质储层，砂体走向以近南北向为主，与断块边界断层小角度相交．由于断块边部断层多为继承性活动的同生断层，表现为早期多条小断层为逐渐分段生长、链接形成，造成断层分段生长点为分流河道有利通过部位，并且受断层侧向遮挡和砂体发育影响，构成剩余油富集区（见图5）．

图4 断裂侧向封闭失效包络线Fig．4 The lateral sealing failure envelope of fault

图5 葡萄花油层不同水位期沉积微相Fig．5 The different water—level period sedimentary microfacies of Putaohua reservoir

2．4 断层与砂体匹配样式

断块区不同类型砂体与断层配置关系控制剩余油空间分布位置和富集程度．由于葡北油田葡萄花油层微幅度构造和断层特征具有较好继承性，所以影响时间单元内剩余油富集的主要因素为葡萄花油层主要储油砂体分流河道和席状砂的平面展布特征．分析不同构造背景下断层、砂体的匹配关系、组合特征和剩余油分布特征，建立断块区4类7亚类剩余油富集样式，结合井网注采关系，认为反向断层分流河道型剩余油圈闭面积最大、油柱高度最高，且在全区最发育，为断块区最好的剩余油类型；然后依次为正向断层分流河道型剩余油、分流河道微幅度型剩余油、分流河道注采不完善型剩余油、席状砂正反向断层遮挡型剩余油、席状砂微幅度构造型剩余油和席状砂非均质性型剩余油（见表1）．

表1 葡萄花油层断层与砂体匹配控样式Table 1 The configuration type with fault and sandbody of Putaohua reservoir

3 剩余油类型及富集部位

沉积微相揭示单砂体内部油水渗流单元及储层非均质性，与注采井网、开发过程结合，可较好地分析剩余油类型及富集部位（层位及部位）［12—13］．在断砂匹配关系和微幅度构造特征分析基础上，识别断块区断层边部遮挡、微幅度构造高点、河道注采不完善和席状砂非均质性4类剩余油．断层边部遮挡型剩余油是指在断层与河道砂体对接的位置，由于井网不规则或断层的遮挡造成在断层边部剩余油富集，并且由于构造有利，断层上升盘一侧剩余油更为富集．微幅度构造高点型剩余油是指在开发至高含水阶段时，在微型的构造突起部位由于注入剂波及不到而形成剩余油富集，一般分布范围较小．河道注采不完善型剩余油是指由于三角洲前缘分流河道砂体规模窄小且在井间长距离穿过，造成局部注采井网不完善而形成剩余油富集．席状砂非均质性型剩余油是指由于席状砂内部受厚度、距离河道远近和波浪改造作用影响，物性变化较大，局部井区水波及不到和动用程度差的剩余油富集（见图6）．

结合葡萄花油层各时间单元砂岩有效厚度、井网控制程度、压裂、补孔等分析，刻画研究区4类8个剩余油富集井区，提取相关储量参数，计算剩余油储量为440万t．

图6 剩余油类型及富集部位Fig．6 The remaining oil type and enrichment site

4 不同类型剩余油挖潜措施

针对断块区不同类型剩余油分布特征，采用不同钻井方式挖潜［14—15］．（1）针对断块边部遮挡型剩余油，首先根据断层与地层配置关系进行构造选区（初选）；然后结合油层有效厚度落实具体井区；再依据各单元有效厚度、断层侧向封闭性、沉积微相和储层动用状况设计大斜井挖潜．（2）对于微幅度构造型剩余油，主要参考主力单元微幅度构造特征、沉积微相和注采关系钻高效加密直井．（3）水平井具有泄油面积大、开采井段长等优势，可以将多个条带状展布的分流河道型剩余油砂体串起来，改善储量动用状况，提高采收率．对于河道注采不完善型剩余油钻水平井．（4）席状砂微相内的剩余油以成片分布型为主，由于物性差，注水很难见效，导致动用较差，采用油井压裂，增油效果明显．对于席状砂非均质性型剩余油采用油井压裂．

5 结论

（1）松辽盆地葡北油田断层区岩性油藏剩余油形成与分布受控于不同构造背景下的断层与砂体配置关系：正向构造控制剩余油富集部位；断层侧向封闭性影响剩余油富集高度；优质储层构成剩余油富集单元；断砂匹配样式决定剩余油富集层位．

（2）在断砂匹配关系、微幅度构造和储层动用状况分析基础上，建立断块区岩性油藏断层边部遮挡、微幅度构造高点、河道注采不完善和席状砂非均质性4种剩余油类型，对断块边部遮挡型剩余油钻大斜井，对微幅度构造型剩余油钻高效加密直井，对河道注采不完善型剩余油钻水平井，对席状砂非均质性型剩余油采用油井压裂．

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TE122．2

A

2095—4107（2013）04—0032—07

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．04．005

2013—04—27；编辑：张兆虹

黑龙江省教育厅科技项目（12521060）

刘宗堡（1982—），男，博士，副教授，主要从事层序地层学与油气田开发地质方面的研究．