渤海A油田边底水稠油油藏隔夹层研究及应用

2018-10-23李宏远全洪慧

石油地质与工程 2018年5期

汪跃，郑华，李宏远，姜永，全洪慧

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300459）

渤海大部分稠油油田已进入中高含水期，而且边底水油藏所占数目多、储量比例大。隔夹层在边底水油藏开发中可以有效阻挡边底水的推进，延长无水采油期，是影响边底水油藏油井开发效果的关键因素[1–7]。然而油气储层内的泥岩隔夹层一般都比较薄，在实际地震资料上无法有效识别，因此寻求有效的隔夹层识别方法以及精细隔夹层刻画对于油田后期开发具有十分重要的意义。

1 研究区概况

渤海A油田区域构造上位于渤东低凸起北端，属于受边界断层控制的半背斜构造，构造形态较简单，油田内部被次生断层分为断缝区和主体区。含油层段位于明下段Ⅱ油组，地层原油黏度437 mPa·s，同时边底水能力强、储层非均质性较大，属于典型的强边底水非常规稠油油田。储层岩性主要为细–中粗粒岩屑长石砂岩，颗粒分选中–好，磨圆为次圆–次棱状。明下段为河流–三角洲沉积体系，局部发育河道间沉积，受沉积控制，油田整体储层相对比较发育，储层岩心平均孔隙度35.0%，平均渗透率2 467.0×10–3μm2，具有高孔高渗储集物性特征。

渤海A油田有9口井开发目的层为NmⅡ油组上部油层，层间钻遇了厚度不等的泥岩隔夹层，厚0.5～11.5 m（表1），平均4.1 m，主要由灰绿色泥岩隔层和细岩性夹层组成。其中，仅A–3井钻遇的6 m厚泥岩隔夹层才能在地震上识别。其原因主要是泥岩隔夹层相对较薄，地震资料有效带宽较窄（30～60 Hz），高频成份缺失，实际地震资料无法对薄隔夹层有效分辨，故有必要开展隔夹层精细识别研究。

表1 渤海A油田上部油层隔夹层统计

2 基于测井响应分析的隔夹层识别

常规方法无法识别隔夹层，需要充分结合测井及地震资料开展隔夹层精细刻画研究，而以测井响应特征识别井点隔夹层，再结合地震属性资料开展平面井间隔夹层刻画是隔夹层描述技术的重点之一。

图1 渤海A油田明化镇组目的层段连井剖面

按照岩性和物性特征，一般可将隔夹层划分为泥岩隔夹层和物性夹层等，其中，泥岩隔夹层在测井曲线上主要反映为泥岩特征（图1），即自然电位靠近基线，深浅侧向电阻率幅度差明显下降，几乎为零或者很小；伽马曲线回返一般大于40%以上；深侧向电阻率低，基本下降为到泥岩基线附近；声波时差高值；井径曲线明显扩径，泥质隔夹层一般都是由于水动力减弱，细的悬移质沉积而形成的，它的形成与分布主要受沉积环境的控制。泥质隔夹层泥岩厚度2.5～11.0 m，平均5.0 m；物性隔夹层的厚度一般为0.5～2.0 m，平均1.0 m。钻井资料表明，研究区目的层段主要以泥质隔夹层为主。

3 基于地震属性分析的井间隔夹层的描述

在对泥岩隔夹层地震响应特征认识与高品质地震资料分析的基础上，可利用多属性对泥岩隔夹层的空间展布规律进行描述[8–10]。首先在时间域提取了对泥岩隔夹层反映敏感的多种地震属性，波谷个数属性中浅蓝色及弧长属性中红绿色代表了泥岩隔夹层相对发育位置，最大波谷振幅及瞬时相位则可以进一步刻画泥岩隔夹层在平面上的相对变化。通过分析可知，多种地震属性均可以在一定程度上描述泥岩隔夹层分布，各有优势，为此利用多属性聚类技术对多种属性进行聚类分析，得到了统计意义下泥岩隔夹层可能的分布位置，并在此基础上圈定了泥岩隔夹层平面分布范围（图2）。

图2 多属性聚类及泥岩隔夹层分布范围

4 隔夹层分布样式与封隔级别划分

通过对隔夹层纵向分布样式进行分析，将砂体分为四种隔夹层发育区：A式隔夹层发育区，上下砂体为两个完全独立的油水系统，上部砂体射孔与下部砂体无关；B式隔夹层发育区，两期单砂体分别单独作为一个层系进行开发；C式（“剪刀”型）隔夹层发育区，主要体现在不同的河道砂体或同一河道侧向迁移造成的侧切叠置性；D式隔夹层（“双剪刀”型），主要体现在不同的河道砂体摆动或同一河道不同时间下切沉积造成下切叠置性（图3）。

图3 渤海A油田明下段II油组测井相及砂体分布样式

以物性、电性特征为基本参考，结合地质成因和生产井动态响应和20%含水突破时间为划分依据，对隔夹层进行封隔能力级别划分，建立了隔夹层封隔能力划分标准（表2），共划分强遮挡、中遮挡和弱遮挡三种级别。中强遮挡隔夹层主要基于地球物理属性分析的刻画结果及动态响应标准综合识别（表3）；而弱遮挡隔夹层主要是不同期分流河道切割叠置位置形成的物性夹层，主要利用生产井动态响应特征进行识别。

基于地震属性分析对隔夹层进行刻画，同时对隔夹层进行了封隔级别划分，得出了隔夹层分布规律认识：平面上油田范围内表现为高部位和中间部位泥质夹层较发育、低部位夹层欠发育的特征。

表2 隔夹层封隔级别分类

表3 隔夹层动态响应特征

5 隔夹层控制下的剩余油分布规律及应用

5.1 剩余油分布规律

隔夹层控制着流体的垂向渗流，对于油水关系的认识、地下油水运动的分析等都具有很重要的意义，而剩余油分布的研究成为了油田开发中后期提高采收率的关键[11–13]。渤海A油田剩余油分布模式主要呈现单点见水、条带突进、顶部富集、夹层控制的特点（图4）。分析认为，隔夹层控制下的剩余油分布规律主要呈现以下三种类型：①油井间次生底水油藏储层顶部剩余油分布区；②夹层下部未动用剩余油分布区；③过渡带隔夹层控制的局部剩余油分布区（图5）。

图4 渤海A油田剩余油分布模式

图5 渤海A油田明化镇组隔夹层控制下剩余油分布类型

5.2 应用效果

在渤海A油田目的层段泥岩隔夹层平面分布范围的基础上，为了对泥岩隔夹层地震识别研究成果进行评价，以A16H井为例，根据泥岩隔夹层认识及地质油藏数值模拟分析，在隔夹层强遮挡区的下部小层剩余油富集区，进行了调整井井位部署，该井实钻3.5 m厚的泥岩隔夹层，与预测结果相符。在隔夹层分布规律认识的指导下，在渤海A油田部署的A22H井实际生产过程中无水采油期为138天，验证了过渡带夹层控制的局部分布剩余油；A23H和A31H井实际生产过程中无水采油期分别为39天和59天，验证了夹层下部未动用区分布剩余油；A13H井实际生产过程中无水采油期为325天，验证了油井间次生底水油藏储层顶部分布剩余油（图6）。

实际应用表明，利用该识别方法预测的泥岩隔夹层分布范围相对合理，无论是从单井产量还是综合含水上来说，都取得了良好的开发效果，验证了认识的可靠性。