油田高含水期断层边部剩余油富集规律及挖潜方法——以松辽盆地杏南油田北断块葡萄花油层为例

刘宗堡，闫 力，高 飞，付晓飞，于开春

（1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.大庆油田有限责任公司 第三采油厂，黑龙江 大庆163113； 3.大庆油田有限责任公司 第五采油厂，黑龙江 大庆 163514）

油田高含水期断层边部剩余油富集规律及挖潜方法
——以松辽盆地杏南油田北断块葡萄花油层为例

刘宗堡1，闫 力1，高 飞2，付晓飞1，于开春3

（1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.大庆油田有限责任公司 第三采油厂，黑龙江 大庆163113； 3.大庆油田有限责任公司 第五采油厂，黑龙江 大庆 163514）

针对油田高含水期断层边部剩余油富集规律认识不清和有效挖潜难等问题，以松辽盆地杏南油田北断块葡萄花油层为解剖对象，利用三维地震、测井曲线和生产动态等资料，分析断层边部断砂配置关系、储层砂体发育特征、油层沉积演化序列和单砂体开发动用状况等，得出断层边部剩余油平面富集部位受控于断砂配置关系影响下的单砂体开发动用状况，以及垂向富集层位受控于油层沉积演化序列和储层砂体发育特征控制下的中厚层河道发育层位，建立油田高含水期断层边部剩余油富集规律及定向井挖潜方法，为老油田增储稳产提供有利保障.

断层边部；剩余油富集规律；定向井挖潜；葡萄花油层；松辽盆地

0 引言

我国东部陆上主力油田大部分为复杂断块油田，多表现为断层分割强、岩性变化快、储层非均质性强和剩余油分布复杂等特征，其储量约为我国总开发储量的30%，约为绝对剩余可采储量的40%.经过长期注水开发，油田多数已进入高含水开发后期，由于断层边部钻井少、注采不完善和断层遮挡作用强，造成剩余油富集，成为今后挖潜的重点领域.徐安娜等指出，分析不同类型储层剩余油分布状况及开采动态特征，有利于制定有针对性的油田挖潜方案和宏观决策[1].刘建民等分析河流相储层内部建筑结构和渗流机制，揭示河流相储层沉积模式对剩余油形成、分布的控制作用[2].韩大匡运用地质、开发地震、测井、精细数值模拟等方法，确定剩余油分布状况和钻高效井挖潜方法[3].金强等分析野外露头中断层破碎带特征及大量测井资料，研究断裂带对断块油田剩余油开发的影响[4].剩余油的有效挖潜已经成为世界性热点和难点问

题[5-6].

选取松辽盆地大庆长垣背斜杏南油田北断块葡萄花油层为解剖对象，在井震结合断层校正基础上，通过分析断砂配置关系、储层砂体发育特征、油层沉积演化序列和单砂体开发动用状况等地质因素，总结断层边部剩余油富集宏观部位、垂向层位、微观井区、储量规模和定向井挖潜原则，建立油田高含水期断层边部剩余油富集规律分析方法及定向井挖潜方案，对指导断块油田高效开发具有参考意义.

1 井震结合断层校正

杏南油田构造上位于松辽盆地中央拗陷区大庆长垣杏树岗背斜构造南部，其中北断块葡萄花油层主要包括杏八、杏九区的纯油区和油水过渡区；葡萄花油层顶面整体表现为平缓背斜构造特征，具有北高、西陡和东缓的格局分布特点[7].三维地震精细解释和地震沿层相干切片研究结果表明，葡萄花油层顶面共发育21条正断层，走向主要为北北西向，断距为10～80 m，延伸长度为1～3 km，倾角为40°～60°[8].针对断层平面位置及两盘井网注采关系不准确，基于钻井部位、断点深度和断失层位分析结果，建立正断层定量校正地质模型，内容包括：（1）地震剖面层位追踪、断层组合样式和构造等高线特征控制油层断失层段；（2）测井曲线对比及响应特征标定断点深度；（3）断点深度—断面倾角—两盘海拔高程确定断层平面位置.在断层校正地质模型指导下，修正研究区21条断层中11处，如杏8-4-534井校正前位于断裂带上，校正后位于断层下盘.断层校正在分析断层两盘注采关系、注采井比例和各时间单元注采关系中具有重要作用（见图1）.

图1 葡萄花油层正断层校正地质模型Fig.1 The normal fault correction geological model of Putaohua reservoir

2 剩余油富集主控因素

2.1 断砂配置关系

正向构造主体区断层分割剩余油，形成断层边部剩余油差异富集分布特征[9].背斜构造区断砂配置关系表现为断层倾向与地层倾向的匹配样式，研究区断砂配置关系主要表现为4条顺向断层、17条反向断层、2条屋脊式断层和6条反屋脊式断层，分析不同断砂配置关系形成的正向构造圈闭特征（数量、幅度、范围、有效性）及其对剩余油分布的控制作用（见表1），结果表明，剩余油依次富集在反向断层下盘、屋脊式断层下盘、顺向断层上盘和屋脊式断层上盘，其中反屋脊式断层附近只有形成岩性尖灭体和局部微幅度构造，才能形成剩余油.因为研究区主要发育反向断层，同时受大庆长垣背斜构造和葡萄花油层整体储层砂岩发育影响（北部物源北北东向水系），断砂配置关系整体表现为宽缓背斜背景下的高角度相交，所以大型反向断层下盘即为剩余油富集宏观部位（见图2）.

2.2 油层沉积演化序列

油田高含水期中厚层砂体动用程度高，但剩余油富集总量大，尤其在断层边部，由于储层整体动用程度差，使剩余油十分富集[9].杏南油田葡萄花油层属于松辽盆地北部物源远源河控三角洲沉积体系，垂向上细分为7个小层、16个沉积时间单元.

受浅水三角洲沉积期古地形平缓和湖平面频繁升降影响，葡萄花油层垂向上发育多旋回沉积演化序列.葡Ⅰ2—葡Ⅰ3小层发育三角洲分流平原亚相和三角洲内前缘亚相，微相类型主要为陆上中低弯度曲流型分流河道、陆上顺直型分流河道和水下顺直型分流河道，砂体呈中厚层连续枝状或条带状展布；葡Ⅰ12时间单元发育三角洲内前缘亚相，微相类型主要为水下顺直型分流河道和少量河控席状砂，砂体呈中层连续条带状和局部坨状展布；其他时间单元均发育三角洲外前缘亚相，微相类型主要为浪控席状砂和河

口坝，砂体呈中薄层席状、条带状和坨状展布.葡萄花油层浅水三角洲储层沉积特征决定主要控油砂体为基准面旋回升降控制下形成的陆上及水下河道微相；同时，油层中部葡Ⅰ2—葡Ⅰ3小层河道砂体规模大、稳定性好，且中上部多发育稳定侧积泥岩夹层，造成储层非均质性强和开发动用效果差[10]，构成剩余油富集垂向层位.如目前研究区主力油层井网虽然含水率高达91.2%，但产量约占葡萄花油层总产量的86.4%（见图3）.

表1 葡萄花油层剩余油分布特征Table 1 The remaining oil distribution features of Putaohua reservoir

图2 葡萄花油层断砂配置关系Fig.2 The configuration relationship with fault and reservoir of Putaohua reservoir

图3 葡萄花油层储层砂体发育特征Fig.3 The reservoir sandbody develop feature of Putaohua reservoir

2.3 单砂体开发动用状况

杏南油田北断块采用4套井网分层系开发，其中葡萄花油层主要受基础井网（300～400 m不规则面积井网开采主力层位）和三次加密井网（300 m线性井网开采非主力层位）影响.为了分析断层边部剩余油富集微观井区和储量规模，在断砂配置关系和沉积微相绘制基础上，刻画断层边部正向构造区各时间单元剩余油富集范围，并参照地质储量参数对各时间单元剩余油储量和面积进行累加计算.如293断层（反向断层下盘）葡Ⅰ31和葡Ⅰ32时间单元发育大型曲流型分流河道砂体，通过分析井网注采关系、射孔情况、砂体边界和有效驱动范围，发现在293断层边部有大量剩余油富集，采用容积法计算，得出断层下盘各时间单元剩余油总储量为46×104t（见图4），即各时间单元单砂体开发动用状况决定断层边部剩余油富集微观井区和储量规模.

图4 293断层下盘葡Ⅰ3小层剩余油分布范围Fig.4 The remaining oil distribution of P I3 sublayer in fault footwall

3 剩余油富集规律及挖潜方法

3.1 富集规律

沉积微相、储层流动单元、微幅度构造和井网注采关系决定剩余油类型、分布规律和富集程度[11-12].通过对杏南油田北断块葡萄花油层断层边部断砂配置关系、储层砂体发育特征、油层沉积演化序列，以及单砂体开发动用状况等剩余油富集地质因素综合分析，得出断层边部剩余油平面富集部位受控于断砂配置关系影响下的单砂体开发动用状况，以及垂向富集层位受控于油层沉积演化序列和储层砂体发育特征控制下的中厚层河道微相.断层边部剩余油富集规律为：（1）断砂配置关系形成的正向构造控制剩余油富集宏观部位；（2）油层沉积演化序列、储层砂体发育特征和储层非均质性影响下的中厚层河道组成剩余油富集垂向层位；（3）注采井网和和射孔情况约束下的时间单元沉积微相开发动用状况决定剩余油富集微观井区；（4）根据多地质参数表征下的各时间单元剩余油面积和储量叠合方法，确定剩余油储量规模，建立分析油田高含水期断层边部剩余油富集规律方法.

3.2 挖潜方法

断层边部剩余油挖潜具有特殊性，如果采用直井挖潜，则范围和钻遇有效厚度有限；如果采用水平井挖潜，则只适合开采个别主力含油层段[13].结合文中剩余油富集规律，提出利用定向井挖潜断层边部剩余油，具有优点：（1）钻遇油层均处于构造高点；（2）沿断层面下方能够找回断失厚度；（3）可增加油层视厚度；（4）穿越断层下盘的所有油层，可以达到补钻多口直井的效果.

以研究区293断层为例（北西走向、平面延伸为5 km、最大断距为97.8 m、平均断层倾角为70°），提出断层边部多靶点定向井设计原则：（1）选取断层，为封闭性好的大型反向正断层下盘；（2）确定方位，垂直物源方向的位置可增加钻遇砂体的成功概率；（3）选取部位，为正向构造发育和开发动用状况差部位；（4）确定方式，为可钻遇最大有效厚度；（5）考虑效益，参照定向井经济效益评价开发.基于定向井设计原则，参照优先钻遇开发动用差的葡萄花油层中部主力含油层位，兼顾钻遇开发动用差的葡萄花油层顶部和底部非主力含油层位，设计2口定向井（见图5），研究利用“多靶点”定向井挖潜断层边部剩余油技术，为类似断块油藏开发提供指导.

图5 葡萄花油层293断层边部定向井位部署Fig.5 The direction well location of 293 fault boundary of Putaohua reservoir

4 结论

（1）基于钻井部位、断点深度和断失层位综合分析方法，建立正断层定量校正地质模型，为准确分析断层两盘和各时间单元井网注采关系提供保障.

（2）断层边部剩余油富集地质因素包括：断砂配置关系影响剩余油富集宏观部位；油层沉积演化序列控制剩余油富集垂向层位；单砂体开发动用状况决定剩余油富集微观井区和储量规模.

（3）总结断层边部定向井挖潜剩余油的优点和原则，分析油田高含水期断层边部剩余油富集规律，并提出定向井挖潜方法，对指导断块油藏剩余油高效开发具有参考意义.

[1] 徐安娜，穆龙新，裘怿楠.我国不同沉积类型储集层中的储量和可动剩余油分布规律[J].石油勘探与开发，1998，25（5）：41-44.

Xu An'na，Mu Longxin，Qiu Yinan.Distribution pattern of OOIP and remianing mobile oil in different types of sedimentary reservoir of China[J].Petroleum Exploration and Development，1998，25（5）：41-44.

[2] 刘建民，徐守余.河流相储层沉积模式及对剩余油分布的控制[J].石油学报，2003，24（1）：58-62.

Liu Jianmin，Xu Shouyu.Reservoir sedimentary model of fluvial facies and it's control to remaining oil distribution[J].Acta Petrolei Sinica，2003，24（1）：58-62.

[3] 韩大匡.准确预测剩余油相对富集区提高油田注水采收率研究[J].石油学报，2007，32（3）：91-96.

Han Dakuang.Precisely predicting abundant remaining oil and improving the secondary recovery of mature oilfields[J].Acta Petrolei Sinica，2007，32（3）：91-96.

[4] 金强，周进峰，王端平，等.断层破碎带识别及其在断块油田开发中的应用[J].石油学报，2012，33（1）：82-89.

Jin Qiang，Zhou Jinfeng，Wang Duanping，et al.Identification of shattered fault zones and its application in development of fault-block oilfields[J].Acta Petrolei sincia，2012，33（1）：82-89.

[5] 林博，戴俊生，冀国盛，等.河流相建筑结构随机建模与剩余油分布研究[J].石油学报，2007，28（4）：81-85.

Lin Bo，Dai Junsheng，Ji Guosheng，et al.Study on stochastic modeling of architectural element and remaining oil distribution in fluvial facies reservoir[J].Acta Petrolei Sincia，2007，28（4）：81-85.

[6] Jadhawar P S，Sarma H K.Scaling and sensitivity analysis of gas-oil gravity drainage EOR[J].SPE Asia Pacific Oil&Gas Conference（Australia），2008，10：20-22.

[7] 付广群，魏泽钢，郭宏伟，等.杏南油田表外储层特征及开采方式[J].大庆石油学院学报，2003，27（4）：15-17.

Fu Guangqun，Wei Zegang，Guo Hongwei，et al.Off-balance-sheet Xinnan oilfield reservoir characteristics and mining method[J].Journal of Daqing Petroleum Institute，2003，27（4）：15-17.

[8] 韦红，朱仕军，谭勇，等.地震相干切片技术在识别小断层和裂缝中的应用——以川西地区沙溪庙组为例[J].勘探地球物理进展，2009，32（5）：362-364.

Wei Hong，Zhu Shijun，Tan Yong，et al.Application of seismic coherence cube in identification of minor faults and fractures：Case study of Shaximiao formation，western Sichuan[J].Progress in Exploration Geophysics，2009，32（5）：362-364.

[9] 王延忠.陆相水驱油藏断层分割与剩余油富集研究[J].油气地质与采收率，2006，13（2）：78-84.

Wang Yanzhong.Study on fault segmentation and remaining oil enrichment in terrestrial water drive oil reservoirs[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2006，13（2）：78-84.

[10] Miall A D.Architectural-elements analysis：A new method of facies analysis applied to fluvial deposits[J].Earth Science Reviews，1985，22（4）：261-308.

[11] 涂兴万，陈林媛，莫文丽，等.高含水期复杂断块油藏剩余油分布及挖潜[J].西南石油学院学报，2004，26（1）：39-42.

Tu Xingwan，Chen Linyuan，Mo Wenli，et al.High water cut period remaining oil distribution and potential in complex fault block reservoir[J].Journal of Southwest Petroleum Institute，2004，26（1）：39-42.

[12] 任刚，姜振海.基于模糊聚类分析的北二西葡一组流动单元划分及其应用[J].大庆石油学院学报，2011，35（2）：73-77.

Ren Gang，Jiang Zhenhai.Based on the fuzzy clustering analysis of the two line one group division of flow units and its application[J].Journal of Daqing Petroleum Institute，2011，35（2）：73-77.

[13] 周英杰.胜利油田特殊结构井开发技术新进展[J].石油勘探与开发，2008，35（3）：318-329.

Zhou Yingjie.Advances on special structure drilling development techniques in Shengli oilfield[J].Petroleum Exploration and Development，2008，35（3）：318-329.

TE122.2

A

2095-4107（2014）04-0052-07

2014-04-14；

张兆虹

国家自然科学基金项目（41272151）；黑龙江省教育厅科技项目（12521060）

刘宗堡（1982-），男，博士，副教授，博士生导师，主要从事层序地层学与油气成藏机理方面的研究.

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.04.008