高孔高渗断鼻构造油藏油水倒置成因分析

2016-12-22程大强陈小琴王梦琪王美思王金凯

特种油气藏 2016年6期

关键词：断块小层油水

程大强，陈小琴，王梦琪，王美思，王金凯

(1.山东科技大学，山东青岛 266590；2.中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552)

高孔高渗断鼻构造油藏油水倒置成因分析

程大强1，陈小琴2，王梦琪1，王美思2，王金凯1

(1.山东科技大学，山东青岛 266590；2.中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552)

饶阳凹陷路6、路27断块主要含油层段具有高孔、高渗特征，构造形态属于断鼻构造，在实际勘探开发过程中出现油水倒置现象。根据油层、油水同层的解释标准差异性，重新确立砂体解释标准；通过小层等时对比性研究，对油砂体性质进行二次解释；结合实际试油资料分析，验证重新解释结果的正确性；研究沉积体系，分析沉积相特征，了解砂体连通性及油气运移性质；分析水体矿化度高低，明确高低部位水体性质及来源。通过综合研究，分析储层原始状态的油水分布规律，解释出油水倒置分布现象的成因，有效地指导油田进一步勘探开发，为精细油藏分析提供依据。

饶阳凹陷；路6断块；路27断块；高孔、高渗；油水倒置；成因分析

0 引言

常规油气成藏理论认为油气总是聚集在圈闭连通储集层的高部位，即在重力分异作用下，构造高部位聚集油气、构造低部位聚集水的“上油下水”分布规律[1-3]，但在中国油田实际勘探开发的过程中，如鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、松辽盆地以及南襄盆地等含油气盆地的油气藏中均出现了油水倒置现象[4]，即在同一个连通的储层构造高、低部位呈现“上水下油”的分布特征。分析研究可知，当储层表现为低渗—超低渗特征或者原油为密度大的稠油条件下，易形成油水倒置现象[5-7]，然而饶阳凹陷路6、路27断块主要含油层段明化镇组下段和馆陶组为高孔、高渗储层，原油为中质高黏原油。根据目前测井资料、储层对比以及动态开发认识来看，存在油水倒置现象。

饶阳凹陷路6、路27断块目前油层动用程度在75%以上，主力油组Ⅰ类油层已全部动用，且采出程度高，水淹严重，油井大部分含水已在90%以上[8-9]。前人对路6、路27断块油水倒置现象的分析，只考虑了含油层砂体的发育状况，含油面积圈定时并未将低产的油水同层考虑在内，油水倒置存在局限性，并未反映出原始储层状态的油水分布特征。因此，通过对油层、油水同层的解释标准差异性，小层等时对比性，试油结果准确性[10]，砂体的连通性以及水体矿化度进行综合研究，分析路6、路27断块中存在的油水倒置现象。通过分析该类油藏油水倒置成因，可以丰富油气成藏及分布理论，同时对指导并提高油气实际勘探开发水平具有十分重要的意义。

1 研究区概况

1.1 地质概况

饶阳凹陷路6、路27断块位于中国河北省沧州市饶阳县内，北为任丘市，南邻献县，西为肃宁县，北距京、津均为240 km。区域构造上主要分布在饶阳凹陷、留路断层和留北断层的下降盘[11-12]。饶阳凹陷是渤海湾盆地冀中坳陷中的一个次级构造单元，位于冀中坳陷中部，是一个东断西超的新生代箕状断陷。研究区位于留路地区的北部，河间洼槽南部，构造形态较为单一，均为断鼻构造。图1为路6、路27断块明化镇组下段III油组(NmxⅢ)顶面构造井位图。

图1 饶阳凹陷路6、路27断块构造

1.2 储层特征及流体性质

饶阳凹陷路6、路27断块钻遇地层自上而下为：平原组(Qp)、明化镇组(Nm)、馆陶组(Ng)。其主要含油层段位于明化镇组下段和馆陶组，其中明化镇组下段分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4个油组，主力开发层系Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ油组又各细分为9个小层；馆陶组分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个油组，主力开发层系Ⅱ和Ⅲ油组又各细分为4个小层。

研究区明化镇组储层孔隙度平均为32.7%，渗透率平均为1 205×10-3μm2；馆陶组孔隙度平均为26.7%，渗透率平均为1 008.6×10-3μm2，储层物性较好。研究区整体属于高孔、高渗储层，一些主力层属于特高孔、特高渗储层[13]。路6断块地面原油密度为0.913 8～0.925 5 g/cm3，平均为0.919 6 g/cm3；20 ℃地面脱气原油黏度为277.87～467.39 mPa·s，平均为372.63 mPa·s；路27断块地面原油密度为0.897 9～0.913 3 g/cm3，平均为0.905 6 g/cm3；20 ℃地面脱气原油黏度为124.13～312.48 mPa·s，平均为218.30 mPa·s。两断块原油属于中质高黏原油[14]。

2 油水倒置成因分析及应用

2.1 油水倒置实例分析

由图1可知，路15-16井较路15-12、路15-2、路15-17井构造位于低部位，未钻遇断层且含油，但高部位井NmxⅢ9小层②号砂体含水。路15-16井组存在油水倒置现象(图2)。NmxⅢ9小层②号砂体平面图中含油区域在实际统计数据绘图中，未将油水同层考虑在内，因此，不能真实反映油水展布特征和单砂体井间油水运移规律。

图2 过路15-22、路15-16、路15-12、路15-2井原始油藏剖面

2.1.1 砂体解释标准差异性

前人建立的路6、路27砂体解释标准(表1)，只参考了Rt、R4、Sw、AC电测曲线对油层、油水同层、水层的相应特征[15-16]，缺乏精确的识别标准。为了提高砂体电测解释标准的准确性，利用电阻比较法对砂体含油性进行定性解释。通过对研究区砂体油、水储集层特征重新进行电测解释研究，从而分析孤立和成片油砂体存在的油水倒置现象成因。

表1 路6、路27断块砂体解释标准

(1) 路15-16井组砂体定性解释。在砂体含油性判断中，若岩性相同，含水砂岩微电极系视电阻率测井曲线幅度、正幅度差均略小于含油砂岩；砂岩含油性越好，差别越明显；若砂岩含泥质较多，含油性变差，幅度和幅度差均降低。路15-12井在实际生产中NmxⅢ9小层②号砂体未射孔，NmxⅢ8小层①号砂体射孔，以路6、路27断块砂体解释标准和油水砂体微电极特征为基础，结合NmxⅢ8小层①号砂体的电性特征，故将NmxⅢ9小层②号砂体由水层二次解释为油水同层，反应出砂体原始状态的油水性质。

运用高分辨率层序地层对比技术，以基准面旋回转换面为优选时间地层对比位置建立相应的时间—地层格架[17-19]。路15-16井组地层横向分布较稳定，可连续追踪且对比性强。由砂体曲线测井解释对比可知，路15-12、路15-2、路15-17井NmxⅢ 9小层②号砂体原始储层状态均为油水同层(图3)。

图3 路15-16井组NmxⅢ 9小层②号砂体解释对比

(2) 路15-16井组试油分析验证。根据电性特征判断储层原始含油水状态存在不确定性，为了进一步确定电性判别解释结论结果的正确性，对比了路15-16井组NmxⅢ9小层②号砂体实际射孔情况(图3)，并根据射孔数据进行产油现状分析验证(表2)。

表2 路15-16井组NmxⅢ 9小层②号砂体射孔数据

1998年4月射开构造低部位的路15-16井NmxⅢ9小层②号砂体进行合采，2012年6月射开构造高部位的路15-2井NmxⅢ9小层②号砂体进行单采，且现阶段处于稳定高产中。构造低部位的路15-16井油水运移关系对后期射开的路15-2井油水运移规律影响甚微。路15-2井NmxⅢ9小层②号砂体试油结果为油水同层，说明电测定性解释结论正确。

2.1.2 路15-16井组砂体连通关系判断

明化镇Ⅲ油组9小层为研究区的主力油层，其沉积体系为曲流河沉积，物源方向主要来自西北方向，供应量相当充足。沉积具有明显的二元结构，具有向上变细的正韵律性，底层河床亚相发育，顶层泛滥平原泥质发育[20]。砂体总体厚度大，平均厚度在5.3 m以上，最大厚度达8.9 m。主要发育一条河道，沿物源方向从西北向东南发育，砂体分布范围广，发育了天然堤、决口扇、河漫滩和边滩4种沉积微相，整体上呈带状展布，其中边滩沉积微相发育面积大，天然堤、决口扇也较为发育[21-22]。路15-16井组为同一期河道沉积，主要发育边滩微相，没有泥质条带隔挡，砂体连通性好，有利于油气运移。

2.1.3 路6断块水体矿化度

复杂断鼻构造油藏中，断层对油气分布起到了重要控制作用。油气富集主要取决于断层封闭性，断层附近砂体高部位水层、油水同层的高度反映了断层封闭的相对性及其与储集层渗透率级差之间的相对关系[23]。断层附近的路15-2、路15-17井水体矿化度较低，路15-12、路15-16井水体矿化度依次升高，即水体矿化度在高部位为低值而在低部位为高值。可见，砂体高部位和低部位地层水的性质不同，高部位地层水为渗入水或其他层系地层水通过断层注入砂体中形成。

2.2 油水倒置现象分析结果

通过综合研究，对路15-16井组NmxⅢ9小层②号砂体进行了二次解释，分析路15-16井孤立油砂体油水倒置现象成因，并根据识别结果重新绘制出路15-16井组NmxⅢ9小层②号砂体含油面积图及其油藏剖面示意图(图4)。

图4 路15-16井组NmxⅢ 9小层②号砂体含油面积图及油藏剖面示意图

2.3 油水倒置分析结果实际应用

由路15-2井开采曲线可知(图5)，2012年6月在NmxⅢ9小层②号砂体处对其进行射孔单采，截至2015年7月，累计产油已达到0.473 3×104t，且现阶段仍处于稳定生产中。根据路15-16井组油水倒置分析结果，路15-2、路15-12、路15-17井原始储层状态均为油水同层。对比路15-2井的开采现状，路15-12、路15-17井也应有较为丰富的储量，具有一定的开采价值。因此，在油田后期开发的过程中，建议在NmxⅢ9小层②号砂体处对路15-12、路15-17井进行射孔开采。油水倒置成因分析结果可有效指导油田后期的生产开发，具有十分重要的实际应用意义。

图5 路15-2井开采曲线

3 结论

(1) 饶阳凹陷路6、路27断块主力含油层段明化镇组下段和馆陶组储层具有高孔、高渗的特征，原油属于中质高黏原油且油品性质较差，存在油水倒置现象。

(2) 针对“上水下油”的油水分布特征，通过对油层、油水同层的解释标准差异性，小层等时对比性，试油结果准确性进行综合研究，将原始解释出的水层重新解释为油水同层，即反映出原始储层状态的油水分布特征；结合砂体的连通性以及水体矿化度分析，判断出砂体连通性好，明确高部位地层水是在高孔、高渗储层特征下通过断层注入的渗入水或其他层系地层水。

(3) 明确油水倒置现象成因，根据油水倒置分析结果可有效地指导油田后期实际生产开发，丰富油气成藏及分布理论。

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