河道砂体内部薄夹层识别与剩余油挖潜

姜振海

（中国石油 大庆油田有限责任公司 第三采油厂，黑龙江 大庆 163113）

油田进入特高含水期以后，受长期注水冲刷，原作为开发主力的厚油层，其内部高渗条带已出现严重的低效、无效循环，剩余油主要分布在厚层砂体内的夹层附近，层内薄夹层的精细识别对油田的开发调整具有重要意义[1-7]。然而，目前河道砂体内部薄夹层识别率仍然很低，无法满足调整需求。本文选取具有50年开发历史的大庆长垣油田北二区西部为研究对象，通过对其地质资料精细分析，改进薄夹层识别图版，提高了薄夹层识别率，结合开发调整，实现了剩余油的精细挖潜。

大庆长垣油田北二区西部发育萨尔图、葡萄花和高台子3套油层组，油层埋藏深度900～1 200 m，属于典型的河流—三角洲沉积[8-9]，目前开发方式为水驱、聚合物驱和三元复合驱并存。该区有5口小井距密闭取心检查井，最小井距30 m，最大井距330 m，钻遇储集层类型齐全，取心层位为萨Ⅱ—葡Ⅱ油层，为厚层砂体内部薄夹层的精细识别提供了丰富的地质资料。

1 河道内部薄夹层识别

首先根据5口密闭取心井的地层微电阻率扫描成像（FMI）测井和岩心资料，进行河道内部薄夹层的岩心识别，并综合多资料求取薄夹层的厚度、倾角、岩性、物性、遮挡性、含油性等参数[10-14]。以B井岩心薄夹层识别为例（图1），葡I2小层沉积时期，研究区为泛滥平原相辫状河沉积，该井位于河道砂体上，通过岩心观察，从上至下可识别出12个薄夹层，最薄的2号夹层厚度为1 cm；FMI测井低阻部位可识别夹层9个，最薄的7号夹层厚5 cm；通过常规微电极测井曲线可识别出6个夹层，最薄的6号夹层厚8 cm.在16个河道单砂体内部，共识别出53个岩性薄夹层，作为本文薄夹层特征研究的基础。

图1 研究区B井葡I2小层河道内部薄夹层岩心识别

2 薄夹层特征

通过岩心比对观察与物性测试，研究区53个薄夹层共有5种岩性，其中泥岩夹层6个、粉砂质泥岩夹层8个、泥质粉砂岩12个、含泥粉砂岩夹层23个、泥砾夹层4个。从成因上对其进行分类[15-16]，建立能够定量表征各类薄夹层空间特征的物理参数及识别标准（表1），钻遇薄夹层多为季节性洪水后河道内悬浮细粒沉积物。

在渗透性方面，泥质粉砂岩与含泥粉砂岩具有低渗透性，遮挡阻流能力相对较弱，属于河道砂体内部物性夹层，共35个，约占66%，其余3种具有阻流能力，属于岩性夹层。在平面连续性上，通过对单砂体内部薄夹层遮挡性统计，泥岩和粉砂质泥岩夹层一般是大面积遮挡夹层，泥质粉砂岩夹层一般是局部遮挡夹层，泥砾夹层均属于控制范围较小的阻流夹层，含泥粉砂岩夹层类型较多，但以控制范围较小的阻流夹层多见。

在夹层参数方面，随组成夹层岩石碎屑颗粒增大，夹层倾角逐渐变大，夹层平均厚度变小，反映了沉积环境、水动力强度的变化。一般来说，夹层倾角较小，53个薄夹层中有20个夹层倾角为1°～3°，倾角大于15°的夹层仅为2个；夹层厚度普遍较小，有40个夹层厚度小于10 cm，厚度大于20 cm的夹层仅有4个。

表1 研究区河道砂体内部薄夹层特征

在含油性方面，研究区泥岩夹层不含油，粉砂质泥岩与泥质粉砂岩含油级别在油浸以下，含泥粉砂岩和泥砾夹层含油级别在油迹以上（图2）。

3 薄夹层电性识别图版的改进

从夹层的含油性、物性特征与普通砂岩储集层的区别出发，利用纵向分辨率达0.1 m的微电极测井曲线识别夹层。定义微电极测井曲线回返率为夹层与其紧邻储集层的同类微电极测井曲线半幅点幅值之比，该值可表示地层电性的细微变化。根据研究区目前在用的夹层电性解释标准，砂岩层内微电极测井曲线回返率大于16%的定为夹层，夹层顶、底界面通过曲线半幅点识别。根据该标准，通过岩心观察识别出的53个薄夹层可识别出15个，识别率为28.3%（表2）。从岩性上看，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和含泥粉砂岩夹层由于曲线几乎无回返，识别能力低；从厚度上看，各类岩性厚度大的夹层易识别，厚度小的夹层识别难度大，原图版可识别的平均最小夹层厚度为5.9 cm.

图2 研究区葡I2小层不同岩性薄夹层含油级别

表2 图版改进前后薄夹层识别效果对比

利用薄夹层处深侧向、浅侧向电阻率和微电极等的回返率及其最低值，制作交互图版，评价各个图版对于层内薄夹层响应的敏感性，最终优选微梯度回返率和微电位最低值建立层内薄夹层识别图版，即微电位回返最低值不大于13 Ω·m，微梯度回返率不小于5%，重新建立河道砂体内部薄夹层的识别图版（图3）。对比新、老图版的薄夹层识别效果（表2），新图版识别率达到45.3%，提高了17.0%；对不同岩性的薄夹层，新图版对粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和含泥粉砂岩夹层识别能力均有提高，以泥质粉砂岩夹层识别提高最为明显；通过引入曲线最低值标准，对原来由于厚度小导致曲线回返不明显的夹层，新图版的识别能力也得到了提高，可识别的最小厚度降到3.0 cm以下，增加了图版的适用性。

4 薄夹层对剩余油分布的影响

薄夹层具有低渗透性特征，不仅自身含油性低，更可通过遮挡渗流作用导致储集层局部出现剩余油的富集，对油田开发产生影响。

以北二区西部小井距取心井区为例（图4），在平面上，4口取心井与原葡I油层一类油层聚驱井网关系如下，一类油层聚驱井采用五点法面积井网，250 m井距开采，P37井为中心采油井，周围4口井为聚合物驱注入井，5口取心井中，C井和B井位于注采主流线上，C井靠近注入井，B井靠近油井，沉积相类型为河道砂；A井与D井同样位于注采主流线上，沉积相类型为废弃河道，二者取心时间不同；E井位于注采分流线位置，沉积相类型为河道砂。从多层剩余油统计结果看，开采15 a后，主流线新井水洗厚度比例达到92.4%，分流线91.0%，主流线开采效果好于分流线。葡I2小层属于泛滥平原曲流河沉积，主流线水洗厚度比例72.3%，分流线89.5%，分流线开采效果更好，可见由于废弃河道砂内薄夹层更为发育，导致平面非均质性较强，使主流线局部位置受到遮挡，出现剩余油富集现象。

图3 改进的层内薄夹层电性识别图版

D井位于废弃河道上，具有渐弃型废弃河道特征，薄夹层将葡I2小层细分成5个韵律段，每个韵律段储集层物性相似，但驱油效率明显不同，可见不同夹层的阻流作用存在差异。该井低水淹层和未水淹厚度达到45.1%，存在较多剩余油。

综上可知，剩余油纵向上分布于各韵律段夹层附近，平面上分布于薄夹层更为富集的相变处，即夹层集中发育在沉积环境变化位置，识别出夹层即可找到剩余油富集区。

5 具薄夹层的厚油层内部剩余油挖潜

采用改进的层内薄夹层识别图版，在研究区50口开发井的分流河道沉积的萨II7+8小层内，新解释层内夹层207个，平均单井4.1个，比原方法增加夹层115个，平均单井增加2.3个。利用新解释的层内薄夹层，从控制无效注采循环，提高注水波积系数方面入手，实施措施22口井，总结出4大类8种厚油层内部剩余油挖掘方法。

图4 研究区夹层遮挡型剩余油分布状况

（1）稳定型夹层的剩余油挖潜 采取层内细分方式挖掘厚油层顶部剩余油。利用厚油层内大面积遮挡性夹层，把厚油层细分为多个层段，通过分层配产配注，加强中低水淹段的注水量，控制高水淹段注水量，动用厚油层顶部剩余油。实施6口水井，调整后7口受效油井平均日增油1.9 t，综合含水率下降1.7%.

（2）局部稳定型夹层的剩余油挖潜 采取优化3种压裂方式。第一种是选择性压裂，利用高、低渗层吸水能力不同，在压裂液中加入蜡球暂堵剂将高渗层封堵，从而压开低渗层，用于层内具3个以内韵律段的情况；第二种是定位平衡压裂[17]，应用在需要保护薄夹层的高含水井，通过平衡装置只进液不进砂，使高含水层与目的层处于同一压力系统中，夹层得到保护，同时高含水层产生的裂缝得不到支撑，防止压后水淹；第三种是水力喷射压裂，依靠流体力学中的伯努利原理，产生负压效应，引导压裂液仅流向喷射位置，作用范围大，适用于高含水兼具平面矛盾的部位。共实施采油井7口，实施后最低单井日增油3.8 t，平均日增油5.6 t，综合含水率下降1.6%.

（3）无稳定夹层的剩余油挖潜 采用常规工艺无法实现机械分层，导致层内高、低渗部分没有明显的分界，高渗部位快速突进，采取2种方式堵水。一种是利用长胶筒[18]封隔器的胶筒来封堵套管上的炮眼，从而阻断高渗层注入通道，强制注入液进入低渗层，提高注入液利用率；另一种是利用乳化油[19]滞留地层，降低水相渗透率，抑制储集层产水，达到减少采出液的目的。该类型的采油井有5口，实施后平均单井日增油1.0 t，综合含水率下降2.2%.

（4）尚未射孔开发的厚油层 采用优化2种补孔方式挖潜：一种是采油井分步射孔，对于水淹程度低，具有开发潜力的厚油层实施分步射孔，先射开上部低水淹油层；另一种是水力深穿透补孔[20]，针对平面矛盾突出，井网控制不住的砂体，利用高压水射流破岩钻孔原理，增加储集层渗流表面积，挖掘厚油层剩余油。共实施4口井，投产初期最低单井日产油5.3 t，平均单井日产油19.1 t，综合含水率60.0%，补孔后综合含水率下降29.0%.

6 结论

（1）通过多种资料联合分析，明确了泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、含泥粉砂岩和泥砾5种类型薄夹层的成因、渗透性、厚度、倾角等发育特征。通过评价测井曲线对薄夹层响应敏感性，改进了层内薄夹层识别图版，薄夹层识别率提高17.0%，同时降低了厚度对识别率的影响。

（2）通过取心井剩余油分析，明确了薄夹层对剩余油分布的影响，即剩余油纵向上分布于层内各韵律段夹层附近，平面上分布于夹层集中发育的相变位置。利用新识别的层内夹层，针对层内剩余油，总结4种挖潜方式，共实施22口井，增油降水效果明显，累计增油1.58×104t，创经济效益4 100×104元。

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