新民油田单砂体精细刻画研究与应用

2016-06-27中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院吉林松原138000

石油知识 2016年3期

关键词：单砂体

姜　楠（中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院　吉林松原　138000）

新民油田单砂体精细刻画研究与应用

姜楠
（中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院吉林松原138000）

摘要：本文主要从时间单元平面沉积微相角度识别单砂体，分析了新民油田开发初、中期地下复杂的砂体平面分布、宏观非均质性及剩余油分布规律。并利用剩余油研究成果对开发效果差、井网不适应的区块开展区块加密调整工作，改善了区块水驱开发效果。

关键词：新民油田；扶杨油层；单砂体；成因地层格架；非均质性

新民油田位于中央坳陷与东南隆起区交接处的扶新隆起带的北坡，属低孔特低渗裂缝性构造岩性油藏。其砂体沉积类型主要为水下分支河道，单个砂体横向岩性变化大，侧变较快，但各个砂体的发育具有相互叠置交错，相互袭夺的发育特征，平面上叠加连片，扶杨油层为其主要开发目的层。新民油田自1990年投入开发，目前油田处于中高含水递减阶段，注入压力不断升高、地层压力保持水平低、产量逐年递减等矛盾日益突出。因此，开展成因单砂体精细刻画及隔夹层研究，了解单砂体目前剩余油分布规律，对研究剩余油分布状况、提高采收率具有重要意义。

1 地层精细划分与对比

测井曲线能很好地反应岩性、物性、含油性及电性间的关系，也可以反应泥质含量、岩性界面及顶底接触关系、旋回性及各井间地层对比的普遍性要求。经过仔细优选，以综合测井曲线中的声波时差（AC）、自然电位（SP）、自然伽马（GR）、2.5视电阻率（R25）作为主要对比曲线，三侧向和微电极作为参考对比曲线；将“系统取心、砂岩发育、层数多、河道砂体多、相对集中、旋回明显、具垂向可分性且钻遇杨大城子最厚”的民31-3井定为分层骨干井，确定全区标准层；同时利用河泛面确定区域标准层，并采用“封闭骨架剖面控制对比”方法进行对比。比对方法有统一性、准确性、不串层、避免错误递扩、降低重复对比工作量等特点。

依照松辽盆地陆相沉积“旋回对比、分级控制、不同相带区别对待”的地层划分与对比原则，按照组—段—砂组—小层—沉积时间单元（单砂体）由大到小的对比层次，宏观上采用旋回对比的方法，逐级进行控制，垂向上最小划分单位为沉积时间单元，将研究区187口新井精细划分为16小层34个时间单元，垂向划分基本达到单砂体级别。

2 单砂体空间接触关系研究

2.1单砂体成因分析与层次划分

单砂体是指自身垂向上和平面上都连续，但与上、下砂体间有泥岩或不渗透夹层分隔的砂体。尽管有一些单砂体中的一部分因无隔层而与邻层相连接，但其内部流体仍大体自成系统，构成独立油藏。扶杨油层细分后的时间单元实质上仍是不同沉积成因单砂体的组合。

2.2隔夹层的类型与识别

根据民31-3等取芯井资料建立了研究区层间隔夹层识别图版。由于研究区新老井的测井系列不同，分别对1998年前后开发井建立了识别图版：1998年前吉林伽马测井系列下的隔层划分标准为吉林伽马＞12API、微电极幅差值＜0.3；1998年后自然伽马测井系列下的隔层划分标准为自然伽马＞110API、微电极幅差值＜0.2。同时研究发现，两种测井系列下的夹层所反映的电性回返规律是相同的，即夹层划分标准为伽马回返程度＞20%、深侧向回返程度＞27%。

2.3夹层类型

通过隔夹层图版来刻画研究区隔夹层，根据该地区的岩心观察结果和隔夹层的岩性、物性特征，可以将研究区内夹层类型划分为泥质夹层、钙质夹层及物性夹层3种。

（1）泥质夹层：多期河道沉积叠加砂岩中泥质夹层代表了一期河道沉积结束到下期河道沉积开始之间短暂的细粒物质沉积。泥质夹层的岩性主要包括泥岩、粉砂质泥岩及部分泥质粉砂岩（图1）。

图1　泥质夹层示意图

（2）钙质夹层：钙质层在研究区复合砂体内部较为发育，形成于局限、浅水、蒸发环境中，尤其是复合砂岩中部含钙，代表了一期河道发育后，原河床水体不流畅，长期处于浅水蒸发环境，形成钙质层。当后期洪水到来时，除已有河床充满水外，原废弃河床再次复活，形成新的浅河道，带来砂质沉积覆盖在钙质层上（图2）。

图2　钙质夹层示意图

（3）物性夹层：均一叠加砂体电测曲线台阶变化形成的夹层是两期河流因气候、物源、流速、输砂量等方面的差别，造成粒径、分选性、储层物性上的差别，反映在微电极和深、浅侧向曲线上出现一个台阶。

夹层的封隔作用主要取决于夹层的渗透能力，当夹层渗透率小于50×10-3μ m2时，就可以起到封隔作用。但对于封隔作用较差的物性夹层，随着夹层厚度的增大，封隔性能也会不同程度的增强。因此，定量研究其分布规律有重要意义。通常采用夹层频率（F）和夹层密度（D）来衡量：夹层频率指砂层单位厚度内夹层分布的个数，反映储层的分层性；夹层密度指层内非渗透性夹层的总厚度与砂层厚度的比率。

式中：N——层内非渗透性夹层的个数，个；

H——砂层厚度，m；

h——层内非渗透性夹层总厚度，m。

在储集层厚度相近的条件下，F值越高说明层内夹层数越多、储层非均质性越强；D值越高储层非均质性越强（表1）。

表1　民43-8—民南4区块夹层分布密度和分布频

由表1可知，工区夹层频率和夹层密度较大，夹层频率一般在0.3～0.8个/m，夹层密度一般在8%～30%之间。这说明从夹层角度考虑各单砂体层内非均质性较强。

2.4单砂体空间接触关系研究

通过对研究区扶杨油层187口井单砂体的解剖发现，单砂体垂向叠加与平面接触关系主要有孤立式、对接式、切叠式、叠加式（连通式和分离式）4种模式（图3）。

图3　单砂体连通模式图

2.5单砂体配置类型研究

通过对纵向上和平面上各砂体叠置关系多样化与复杂化的研究，总结出研究区单砂体配置类型主要有垂向搭接型、顶蚀叠置型、孤立型以及侧向隔挡型4种（图4）。单砂体的配置类型及空间接触关系研究揭示出新民油田下步井网调整的方向，即依据单砂体研究成果完善注采井网，提高井网对砂体控制程度及砂岩钻余氯等，有利于改善注采关系，提高水驱效果。

图4　民43-8区块单砂体配置类型示意图

2.6单砂体平面分布特征

根据地层精细对比结果，对细分层后的单砂体进行平面成图，分析平面展布规律。研究区扶余油层比较发育，砂体呈条带状分布，砂体延伸方向为南西—北东向，砂岩厚度在30～50m左右，平均钻遇砂岩厚度41.7m。区块中部的民西51-5井附近存在一个低值区，砂岩厚度约20m。

时间单元平面单砂体展布研究揭示，分流河道为单一砂体，主要依据是：①由单砂体剖面图中可判断复合砂体内部多个井的测井曲线具有河道边部特征；②复合砂体内共存在2个高弯度废弃河道，借此来确定单砂体边界。实现了对研究区187口井精细单砂体刻画工作。单砂体宽度多在150～450m，单砂体厚度多在3～5.5m，单砂体宽厚比大多分布在40～80。

2.7单砂体剖面展布特征

通过对研究区187口井单砂体精细划分，以及单砂体平面展布特征研究，进一步研究与分析了单砂体空间展布特征。通过研究区顺物源与切物源的砂体连井剖面划分（图5、图6）发现，扶余油层中有很多时间单元都分布着大片的复合河道砂体，它们构成了扶余油层主要储集体，是研究的重点。研究区在水驱油过程中，注入水优先进入河道，沿河道中轴线突进，之后再向河道两侧扩展，使河道边部储层水驱差、剩余油饱和度较高。河道单砂体顺物源方向连通性好，延伸较远，切物源方向连通性差。

图5　MA井—MB井砂体连通剖面图（切物源）

图6　MC井—MD井砂体连通剖面图（顺物源）

3 单砂体研究在新民油田应用

3.1单砂体划分对剩余油分布的影响

单砂体在平面的接触关系不同影响着剩余油的分布。在区块开发注水过程中，位于单砂体不同部位的注水井，由于注水驱油方向的不同，推进往往不均匀，在物性好的砂体平面易水窜，而其他方向则由于遮挡作用形成剩余油富集区。另外，单砂体的形状及其与井网的关系也直接影响储层的动用情况和剩余油分布特征。除了岩性、物性之外，砂体发育状况和砂体尖灭对剩余油影响也很大，当注水方向垂直于砂体尖灭线或者受砂体遮挡，易形成剩余油分布。

3.2单砂体刻画指导注水

民43-8区块井网格局为两排油井夹一排水井，两排油井间剩余油富集，同时水井间距离较大，油井受效方向单一，井间剩余油得不到有效动用，水驱储量控制程度较低。通过精细刻画该区块单砂体，对该区30条顺物源、切物源方向连井剖面分别进行单砂体精细刻画，完成了研究区隔夹层连井剖面、单砂体连井剖面、区块单砂体内部构型研究。开展19个注采井组栅状图精细刻画，结合沉积微相，对静态注采连通关系进行重新判别，进一步认识了地下井网单砂体注采关系，为区块井网调整提供重要地质依据。经过校对由原剖面视为连通校正为不连通的有68层次，而由原剖面视为不连通校正为连通的有29层次。

通过重建井网结构研究，确定了区块井网调整模式，按照水井排加密，油井排间加密形成线状注水井网。现场井位实施后，井网调整后有效提高了水驱控制程度，大大改善了区块水驱开发效果。