基于含油饱和度主控因素预测圈闭聚油潜力的新方法

王正来

（大庆油田有限责任公司 海拉尔石油勘探开发指挥部，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

海拉尔油田是大庆油田4×107t硬稳产，油气当量重上5×107t战略的重要支撑.贝中油田位于海拉尔盆地贝中凹陷南部，主要开采层系大磨拐河组、南屯组、布达特群共提交探明石油地质储量6.59×107t[1]，是海拉尔油田重要的勘探、开发区块之一.2009年投入开发至今，共动用石油地质储量2.99×107t，未动用比例为54.7%.根据彭建亮等对贝中凹陷南屯组储层特征分析及评价结果[2]，未动用地质储量多为Ⅱ（中等）、Ⅲ（差）类储层，含油饱和度分布连续性差，油水关系十分复杂，开发难度较大[3－5].

有关研究多集中在断陷盆地成藏机制及断裂系统对油水分布控制作用等方面[6－8].芮洪敏等研究贝中地区原油地球化学特征与油源，认为贝中原油具有相同的油源，且主要来自于南屯组地层[9]，属于近油源、自生自储型油藏.付广等研究海塔盆地断裂系统及对油气的控制作用，总结5种断裂控油模式，将断圈划分为二型六类，认为围绕富烃洼陷发育受油源断层控制的圈闭是油气运聚成藏的有利目标区[10].吕延防等研究贝中凹陷油气生成与聚集规律，认为扭动构造带活动时期与油气大规模成藏时间一致，受其间调节断层遮挡，油气多在大断裂附近聚集成藏[11].准确把握断圈含油饱和度分布的主控因素，对指导未开发储量区块有效动用及勘探目标选择具有重要意义.

为加快海拉尔盆地已探明地质储量有效动用，笔者以海拉尔盆地贝中油田南屯组一段储层含油饱和度分布主控因素分析为指导，结合测井精细解释结果及生产动态资料，建立近油源、自生自储型油藏圈闭聚油潜力预测新方法，对储量面积内同类型未开发区块开发井布井潜力进行预测.

1 主控因素

贝中油田属于近油源、自生自储型油藏，全区烃源岩质量好、热演化程度高、生烃量大、聚集量丰富[12].由于油源较近且储层物性极差，油气不具备长距离运移条件[13]，在浮力、毛管力和水动力的共同作用下，主运移通道及烃灶附近圈闭成为油气聚集和油水分异的主要场所.圈闭只有达到一定的闭合高度，油气才具备足够浮力克服毛管阻力，驱替原始储层流体聚集成藏.因此，储层含油饱和度分布主要受油水密度差、油柱高度及储层物性控制.在油源相同条件下，油水密度差变化不大，影响含油饱和度分布主控因素简化为油柱高度和储层物性.

应用贝中油田开发井数据，结合录井及测井解释结果，计算单井油柱高度，以取心井孔隙度、渗透率、饱和度分析，结合多元线性回归等方法计算储层渗透率（K）及含油饱和度（So），建立南一段储层不同渗透率条件下，油柱高度（Ho）与储层含油饱和度关系（见图1）；精度受油柱高度计算精度、渗透率解释模型精度及含油饱和度解释模型精度控制.

由图1可知，储层含油饱和度受油柱高度及储层物性控制作用明显.在相同渗透率条件下，随油柱高度的抬升，储层的含油饱和度单调递增，符合毛管压力曲线特征；在相同油柱高度条件下，不同渗透率储层对应的含油饱和度存在差异，反映储层物性对含油性影响；物性越好，毛管压力越小，油气充注程度越高，储层含油饱和度越高.

图1 油柱高度与含油饱和度关系Fig.1 Relationship between oil column height and oil saturation

2 预测模型

2.1 储层含油性

油柱高度与储层物性控制近油源、自生自储型油藏含油饱和度分布.通过主控因素参数求取，建立与储层含油性的函数关系，确定不同储层物性条件下，形成一定含油饱和度的油柱高度，即可定量预测圈闭聚油潜力.结合不同渗透率下油柱高度与含油饱和度关系，建立贝中油田南屯组一段两类主要储层（低渗透储层1×10－3μm2＜K＜10×10－3μm2）、中渗透储层10×10－3μm2≤K＜100×10－3μm2）油柱高度与含油饱和度关系式，即

根据贝中油田岩心分析结果，贝中油田南一段储层油水层含油饱和度界限为55%.应用建立的关系式，确定不同渗透率条件下，形成纯油层的最小油柱高度界限.当储层渗透率在（10～100）×10－3μm2之间，油柱高度大于19.0m，或当储层渗透率在（1～10）×10－3μm2之间，油柱高度大于45.9m时，油气具备足够浮力克服毛管压力，驱替原始地层水，进行油水分异，可在储层顶部形成纯油层；当油柱高度小于这一界限值时，油水分异不充分，储层多以同层或水层为主.

图2 油柱高度与单井日产油量关系Fig.2 Relationship between oil column height and single well daily oil production

2.2 初期产能

油柱高度与储层物性控制储层含油饱和度分布，对这类油藏开发井初期产能也应具有一定控制作用.

应用贝中油田开发井动态数据及储层参数精细解释结果，建立不同渗透率条件下，单井油柱高度与初期日产油量（Qo）关系（见图2）；精度受动态数据采集精度、油柱高度计算精度及渗透率解释模型精度控制.

由图2可知，油柱高度与初期日产油量呈正相关，随油柱高度的抬升，单井初期日产油量显著增加，但相关性与规律性较差.通过细分储层渗透率等级，在不同储层物性条件下，油柱高度与初期日产油量之间显示较好的相关性.在相同油柱高度条件下，由于储层物性差异，单井初期日产油量相差2～6t.

通过曲线拟合，建立贝中油田低渗透储层（1～10）×10－3μm2、中渗透储层（10～100）×10－3μm2油柱高度与单井初期日产油关系式，即

应用关系式（3～4），已知储层物性及单井油柱高度，可定量计算单井初期日产油量.

2.3 预测方法

未开发圈闭依靠探井、评价井岩心分析数据；可得到储层物性数据；但仅依靠探评井信息，无法得到圈闭内不同位置的油柱高度.由圈闭概念可知，圈闭幅度（H）是圈闭最高点至溢出点之间的距离，圈闭幅度并不能代表油井的油柱高度.准确计算单井油柱高度，需要得到圈闭形状、圈闭面积、圈闭短轴半径长度、单井到圈闭最高点之间的水平投影距离、地层倾角等参数，且不同圈闭，参数发生变化，建立公式适应性不强.圈闭内油井的平均油柱高度（¯Ho）仅与圈闭幅度相关，受其他参数影响较小.

通过平均油柱高度与圈闭幅度关系，应用关系式（1～4），计算储层平均含油饱和度及平均单井初期产能.希55－51、希53－61断块圈闭构造见图3.

图3 希55－51、希53－61断块圈闭构造（单位：km）Fig.3 Xi55－51、Xi53－61fault block trap geotectonic map（unit：km）

希55－51断块圈闭是贝中油田面积较大的圈闭之一，西北部和东南部被断层切割，北部近NS向延伸的大断层控制该断块的发育，整体西北高东南低.南一段油层以中渗透（10～100）×10－3μm2储层为主，圈闭幅度为180m，圈闭面积为1.69km2，共有油水井38口，平均单井油柱高度为82.5m.希53－61断块圈闭位于希55－51断圈东部，南一段油层以低渗透（1～10）×10－3μm2储层为主，圈闭幅度为110 m，圈闭面积为0.72km2，共有油水井14口，平均单井油柱高度为43.5m.

圈闭幅度与其内部油井的平均油柱高度存在线性关系.若油源充足，那么平均油柱高度与圈闭幅度相关，与圈闭半径、面积等参数无关，即

应用不同物性条件下油柱高度与含油性之间的关系式（1），得到贝中油田形成油层的最小圈闭幅度界限：对于低渗透储层（1～10）×10－3μm2，形成油层的最小圈闭幅度界限为115.6m；对于中渗透储层（10～100）×10－3μm2，形成油层的最小圈闭幅度界限为41.5m（见表1）.

表1 贝中油田不同渗透率圈闭幅度与储层流体性质关系Table 1 Beizhong oilfield relationship between trap amplitude and fluid properties

2.4 方法验证

希13断块，圈闭幅度为190m，单井油柱高度为45～120m，平均油柱高度为86.2m，初期平均单井日产油为5.85t，含水率为17.5%.该圈闭南一段为低渗透储层，应用关系式（5～6）计算平均油柱高度为87.0m，初期日产油为5.5t，储层平均含油饱和度为69.3%，产出液以纯油为主.希43－53断块，圈闭幅度为120m，单井油柱高度为23.7～87.6m，平均油柱高度为61.0m，初期平均单井日产油为2.7t，含水率为47.1%.该圈闭南一段为低渗透储层，应用关系式（5～6）计算平均油柱高度为55.0m，初期日产油为2.6t，储层平均含油饱和度为59.1%，产出液主要为油水同出特征（见表2）.

通过贝中油田开发圈闭动静态数据统计知，应用平均油柱高度计算平均单井日产油量及储层含油性范围与实际动静态数据吻合，建立的关系式及方法准确性得到验证.

3 预测实例

贝中油田作为近油源、自生自储型油藏，具有满凹含油的趋势[14]，但富油气凹陷中并非所有的油气聚集都有开采价值，寻找含油饱和度分布的主控因素及分布规律，是在油气聚集单元内寻找有利“甜点”区的关键.

运用相干体切片、等时切片、瞬时频率、瞬时相位时间切片与剖面等方法重新识别断层，并运用立体可视化方法验证断层走向与平面组合关系，落实贝中油田南一段顶面储量范围内未投入开发的构造圈闭12个.落实的圈闭均为断圈，由单条或多条断层相交而成，圈闭面积为0.03～0.51km2，圈闭幅度为12.5～216.0m.应用圈闭幅度与平均油柱高度及初期日产油关系式（3～6），对聚油潜力进行定量预测（见表3）.预测结果显示，圈闭1平均油柱高度为99.0m，预测投产初期平均单井日产油为5.5t，圈闭2平均油柱高度为58.0m，预测投产初期平均单井日产油为3.0t，均具有较好的开发效果.

表2 贝中油田希13、希43－53圈闭参数及动静态信息Table 2 Beizhong oilfield Xi13and Xi43－53trap parameter calculation and dynamic ＆static information

图4 贝中油田南一段未开发圈闭顶面构造（单位：km）Fig.4 Beizhong oilfield the first member of Nantun formation undeveloped trap top geotectonic map（unit：km）

表3 贝中油田南一段未开发圈闭潜力预测数据Table 3 Beizhong oilfield the first member of Nantun formation undevelopment trap potential prediction data

4 结论

（1）圈闭幅度与储层物性控制近油源、自生自储型油藏含油饱和度分布，在物性相同条件下，含油饱和度分布仅与圈闭幅度相关，受其他参数影响较小.

（2）形成一套近油源、自生自储型油藏圈闭潜力预测方法，提出油层的最小圈闭幅度概念，确定贝中油田的最小圈闭幅度界限值：当10×10－3μm2≤K＜100×10－3μm2时，圈闭幅度界限为41.5m；当1×10－3μm2＜K＜10×10－3μm2时，圈闭幅度界限为115.6m.

（3）圈闭幅度与储层物性控制储层含油饱和度分布，通过选取典型断块建立圈闭幅度与油柱高度的关系，能够简便、有效定量预测圈闭聚油潜力及开发潜力，可推广至乌尔逊油田同类型油藏，具有较好应用前景.

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