应用对子井水淹变化分析沉积韵律对注水效果的影响

孟鹏，申春生

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

应用对子井水淹变化分析沉积韵律对注水效果的影响

孟鹏，申春生

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

沉积韵律是影响砂体内部水淹分布的主要因素，为了研究不同沉积韵律水淹规律及对注水效果的影响，应用某油田大量的侧钻对子井水淹层资料，分析侧钻对子井同一小层水淹层厚度随时间推移的变化，剖析了不同沉积韵律类型对注水开发效果的影响。结果表明，正韵律水淹厚度增长率为0.1 mm/d,储层底部水淹严重，成为注水通道，上部油层很难驱替，注水效果差；均质韵律水淹厚度增长率为146.3 mm/d,储层一旦见水很快造成整个小层被水淹，形成一个不再有驱油能力的注水通道。通过沉积韵律对注水效果影响的认识，为以后优化注水和剩余油分布研究奠定了基础。

对子井；沉积韵律；水淹层；水淹厚度增长率；注水效果

渤海L油田是目前渤海湾最大的油田，储集层为新近系明化镇组下段和馆陶组陆源碎屑岩[1]。沉积相研究表明，馆陶组为辫状河沉积，明化镇组下段为曲流河沉积[2]。储层主要为正韵律河道沉积砂体，其次是均质韵律河道砂体，为高孔、高渗储层，层间非均质性强。纵向上发育13个（L00-L120）油组，其中L00-L40为明化镇组，L50-L120为馆陶组，主力油组为L50、L60、L80、L90和L100（图1）。单井油层厚度比较大，一般120～140 m，含油井段一般500 m。

该油田一区北生产层位为馆陶组，生产方式为大段合采，2003年1月投产，由于该区块边、底水不发育，投产7个月后开始注水开发，为了降低储层非均质性对注水效果的影响，2007年1月转为分注，目前油田已进入中高含水期，注采矛盾逐渐暴露，注水单层突进现象日益明显。该区有大量侧钻井对子井（32口）的水淹层测井解释资料，特别是同一口井在平面上较小范围内（＜100 m）在不同的年份多次侧钻（最多侧钻6次），分析这些侧钻井同一小层水淹层厚度随时间推移的变化，从沉积韵律的角度剖析了不同沉积韵律类型对注水效果的影响。

图1 一区北油层组综合柱状图Fig.1 Synthesis histogram of oil group in north area 1

1 水淹层统计

为了分析水淹层对注水效果的影响，对L油田1区北馆陶组储层进行分类评价，依据储层有效厚度、钻遇率、孔隙度、渗透率和变异系数等参数对各小层进行综合评判，得出综合得分，依据综合得分将馆陶组26个小层划分为3类（表1）。

油层水淹程度主要受砂体厚度、物性、韵律性、砂体内部泥质条带以及油田注水开发时间长短的影响[3]。通过对1区北32口侧钻井120个水淹层进行统计，总结水淹层与储层类型、沉积韵律的关系。

1.1 储层类型与水淹层

在该油田1区北32口侧钻井120个水淹层中，Ⅰ类储层水淹层78个，占65%，Ⅱ类储层水淹层29个，占24%，Ⅲ类储层水淹层13个，占11%。

1.2 沉积韵律与水淹层

在120个水淹层中，正韵律水淹层为73个，占61%，均质韵律为36个，占30%，复合韵律11个，占9%。

2 沉积韵律水淹特征及对注水效果的影响

Ⅰ类储层中L88、L102为正韵律储层，L50、L54、 L62为均质储层，以下结合水淹层分析正韵律（以L102小层为例，井位图见图2a）和均质韵律（以L50小层为例，井位图见图2b）水淹特征及对注水效果的影响。

2.1 正韵律储层水淹层变化

正韵律所反映的沉积环境水动力条件是由强到弱的变化规律，从下到上岩石粒度逐渐变细，物性逐渐变差。由于正韵律油层的高渗透段位于油层底部，造成注入水沿底部快速突进，底部水淹严重，而油层中上部水洗程度较差，剩余油丰富。正韵律水淹厚度小，水淹厚度百分比一般小于50%，平均27%。

图2 A2ST1井组井位图Fig.2 Well location of A2ST1 well group

表2 A5井区钻井时间及井距统计Table 2 Statistics of drilling time and well spacing of A5 well block

图3 正韵律底部水淹特征图Fig.3 Bottom water flooded characteristics of positive rhythm

图4 A5井区正韵律水淹厚度及百分比柱状图Fig.4 Water flooded thickness and percentage histogram of positive rhythm in A5 well block

如图2a，A5ST1、A5ST3、A5ST4、A5ST5井是A5井的4口侧钻井，侧钻时间、在L102小层相互距离以及距离注水井的距离见表2，距离注水井的距离185～243 m，侧钻井之间最小距离10 m（A5ST4与A5ST5），最大68 m（A5ST1与A5ST3）。从小层对比图上可以看出，L100-102小层为一套复合砂体，沉积韵律为正韵律，其中A5ST3、A5ST4、A5ST5井L102小层底部出现水淹（图3），A5ST3水淹层的厚度为2.9 m，A5ST5水淹层的厚度3.0 m，即从2006年7月25日到2009年9月28日这3年多的时间里A5井区L102小层水淹的厚度从2.9 m增到3.0 m，水淹厚度增长缓慢（图4 a、b），水淹厚度增长率（增加的水淹层厚度/增加的水淹层厚度所用的时间）为0.1 mm/d。L100-102小层上部均有10多米（A5ST3井13.7 m、A5ST5井10.7 m）的油层没有动用。这说明正韵律储层底部水淹严重，成为注水通道，上部油层很难驱替，注水效果差。

2.2 均质韵律储层水淹层变化

均质韵律所反映的沉积环境水动力条件是相对稳定的，层段内岩性和物性相对均质。均质韵律油层水淹后表现为均匀或略偏下的水线推进，水淹厚度较大。随注水时间的推移，均质韵律水淹厚度逐渐增加，最终能达到100%水淹，平均84%；如图5中L50小层为典型的均质韵律均匀水淹型。

图5 均匀韵律水淹特征Fig.5 Water flooded characteristics of homogeneous rhythm

表3 A9井区钻井时间及井距统计Table 3 Statistics of drilling time and well spacing of A9 well block

图6 A9井区均质韵律水淹厚度及百分比柱状图Fig.6 Water flooded thickness and percentage histogram of homogeneous rhythm in A9 well block

A2ST1井2003年9月21日开始注水，A9ST2、A9ST3、A9ST4井是A9井的3口侧钻井（图2 b），侧钻时间、在L50小层相互距离以及距离注水井的距离见表3，距离注水井的距离239～258 m，侧钻井之间的距离最小11 m（A9ST3与A9ST4），最大23 m（A9与A9ST4）。A9ST2与A9ST3在L50小层这2口井相距约17 m，距离注水井A2ST1井的距离均约240 m。A9ST2侧钻时间为2008年7月29日，L50小层底部出现水淹，水淹层厚度为0.9 m，水淹厚度百分比10.7%，A9ST3井2008年9月27日侧钻，此时L50小层已全部水淹，水淹厚度7.9 m（图6a），水淹厚度百分比100%（图6b）。从2008年8月3日到2008年9月27日，水淹层厚度从0.9 m快速增到7.9 m，水淹厚度增长率为146.3 mm/d。

2.3 水淹层厚度变化影响因素分析及对注水效果影响

L50和L102小层均属于I类储层，有效厚度大（＞6 m），钻遇率高（＞80%），平面分布稳定，连通性好（表1、图1），这是I类储层共同的特征。

储层物性是影响水淹层变化的一个主要因素，A9井区L102小层平均渗透率为1 834×10-3μm2，而A5井区L50小层平均渗透率为2 263×10-3μm2，两个小层的物性基本相似（图7）。

图7 L50、L102小层渗透率厚度柱状图Fig.7 Permeability histogram of L50 and L102 layer

图8 各油组分注量百分比柱状图Fig.8 Percentage histogram of oil group separate injection amount

注水强度是影响水淹层厚度变化的另一个主要因素，A2ST1井组分注后，共分3段（L50、L60-90、L100油组）注水。从图7可以看出，L50油组的分注量百分比最低为20%，L100油组的分注量最大为42%（图8）。

通过以上分析，储层厚度及平面分布、储层物性和注水强度均不是造成正韵律和均值韵律水淹层厚度变化差异较大的主要原因。

造成这种油水分布的主要原因是：在渗透率非均质性、油水黏度窜流及重力分异作用等影响下，注入水沿油层底部高渗透率段突进，见水段含水饱和度快速增长，水相流动阻力迅速下降，故注入水总是沿这条高含水饱和度段推进，难于向上扩展，水淹厚度增长很慢[4]。当渗透率级差越大，非均质性越严重，底部水淹越明显。故正韵律沉积在注水开发中多以底部水淹、单层突进、水淹厚度小、水淹程度差异大为特征，该类油层总体开发效果较差[5-6]。油层顶部水洗程度差，剩余油相对较多，可部署水平井挖潜[7-8]。均质韵律油层水淹速率快、水淹厚度百分比大主要是由于储层内部颗粒分选相对均匀，粒度中值及上部和下部物性变化不大[9]，层内渗透率均匀，水淹比较均匀，随注水时间推移，最终能100%水淹。均质韵律储层一旦见水很快造成整个小层被水淹，形成一个不再有驱油能力的注水通道，影响了注水效果。

3 结论

1）渤海L油田在合注阶段，厚度大、分布稳定、连通性好、物性好的I类储层首先被水淹。

2）水淹层厚度变化主要跟沉积韵律有关，正韵律储层层内水淹程度低，平均27%，上部油层很难动用，底部水淹严重，成为注水通道，造成低效的注水，对于顶部剩余油较丰富的正韵律小层可以考虑水平井顶部挖潜；均质韵律储层虽然驱油效果好，但是一旦见水很快造成整个小层被水淹，形成一个不再有驱油能力的注水通道，影响了注水效果。

3）渤海L油田含油井段长，而且是大段合采合注，层间非均质性强，一旦水淹形成注水优势通道，含水很快上升，需要进一步开展细分层系开发研究。

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[2]申春生，罗宪波，孟鹏，等.渤海L油田小层对比研究[J].中国海上油气，2012，24（增刊1）：97-100.

[3]王拥军，王炯，吴海忠，等.高含水期水淹层细分解释研究[J].国外测井技术，2006，21（1）：33-38.

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（编辑：严骏）

Analysis on influence of sedimentary rhythm on water injection effect by application of water flooded layer change in twin wells

Meng Peng and Shen Chunsheng
（Bohai Oilfield Research Institute,Tianjin Branch of Cnooc Ltd.,Tianjin 300452,China）

∶Sedimentary rhythm is a primary factor to control the distribution of water flooded zones in sand.In order to research wa⁃ter flooded rule of different sedimentary rhythm and influence on water flooded effect,applied water flooded data of side-tracked twin wells were applied to analyze the thickness changing with time of the same water flooded layer in side-tracked adjacent-wells and the effect of water flooded development in different sedimentary rhythm.The results showed the growth rate of water flooded thickness of positive rhythm is 0.1 mm per day,reservoir watered seriously in bottom and became the injection channel,upper res⁃ervoir was difficult to flood,the water injection effect is poor;the growth rate of water flooded thickness of homogeneous rhythm is 146.3 mm per day,reservoir was flooded quickly in whole layer once was break by water,formed the injection channel without oil displacement no longer.Through the influence of sedimentary rhythm on water injection effect,laying a foundation for optimizing water injection and research on remaining oil distribution in the future.

∶twin wells,sedimentary rhythm,water flooded layer,the growth rate of water flooded thickness,bottom water-flooded type,water flooded thickness percentage

TE341

A

2014-12-30。

孟鹏（1972—），男，硕士，工程师，油气田开发地质。