L油田巨厚层油藏储层非均质性研究

郑彬 李红英 王欣然 刘玉娟 王立垒

(中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)

储层非均质性，是指在沉积环境、成岩作用和构造作用的影响下，储层形成过程中的空间分布及其属性发生的不均匀变化。非均质性主要体现为渗透率的差异，是地下油气水运动规律及油气最终采收率的主要影响因素。目前储层非均质性研究的主要方法有高分辨率层序地层学方法、储层随机建模法[1-3 ]、非均质综合指数法[4-6 ]和洛伦兹曲线法[7 ]等。

L油田(旅大油田)是渤海湾在开发油田中单层厚度最大的油田，目前尚无成熟的开发经验可供借鉴。受海上油田条件限制，监测资料匮乏，水淹规律复杂，剩余油分布预测难度大。针对此问题，本次研究将通过储层沉积、成岩和构造特征的具体分析，讨论储层非均质性的成因及空间分布，建立相应的储层非均质模式。以测井资料为主，结合岩心资料、动态资料针对储层非均质性进行研究。分析L油田储层非均质性特征及其对剩余油分布的影响，并结合油田开发现状部署调整井，实施剩余油挖潜。

1 L油田地质概况

L油田位于渤海海域，其构造为古潜山背景上发育起来的断裂半背斜构造。油田主要发育辫状河三角洲前缘亚相，发育水下分流河道。此外，受强水动力作业影响，平面上交汇发育多条河道，摆动频繁，呈叠合连片状分布。受沉积相带展布及潜山古地貌的影响，垂向上储层表现为多期砂体叠置，单层最厚处厚度可达69 m。

2 L油田储层非均质性研究

2.1 储层非均质性成因分析

影响储层非均质性的因素主要包括构造因素、沉积因素和成岩因素。在目的层东营组东二下段，渤海湾盆地构造活动趋弱，对储层非均质性影响较小。通过取心井岩心观察及薄片鉴定，发现目的层储层胶结疏松，晶体无变形。同时，可见蠕虫状高岭石，颗粒之间为游离或点状接触，空隙以原生空隙为主，含少量次生空隙。油田储层受早成岩作用的影响，受压实作用、胶结作用、溶蚀作用及整体成岩作用的影响均较弱。图1所示为电镜扫描和铸体薄片。其中，图a、b、c均为L-2井电镜扫描图，1 568.97 m；图d为铸体薄片，颗粒之间呈点状或游离状接触，孔隙发育，以原生孔隙为主，含少量溶蚀孔。

储层非均质性主要受沉积作用的影响，沉积微相对储层非均质性具有控制作用。由于沉积环境及水动力条件不同，隔夹层对非均质性的影响较大。

2.2 储层非均质性分布特征

2.2.1 层内非均质性

渗透率变异系数、突击系数和级差是评价储层层内非均质性的重要参数。储层的韵律性直接决定了砂体渗透率变化特征。L油田主要发育有正韵律、均质韵律、反韵律等3种韵律类型沉积。其中，大部分区域发育正韵律和均质韵律沉积，局部区域发育反韵律沉积。沉积环境与水体能量的大小是沉积韵律形成的最主要影响因素。以L油田10-1区块为例，通过图2观察储层不同韵律性下的孔渗关系。

图1 L-2井电镜扫描和铸体薄片图

图2 L油田10-1区块储层不同韵律性下的孔渗关系

正韵律是典型的河道沉积，其测井曲线表现为“钟”形，粒度和渗透率均呈现从下到上逐渐变小的趋势。正韵律沉积的形成，主要是因为河流初期能量较大，在一定时期内水动力稳定，而后期河流能量逐渐递减，水下分流河道介质携带的物质粒度变小，覆盖在粗粒物质之上所致。

反韵律沉积在测井曲线上表现为“漏斗”形，沉积时期水动力从下到上逐渐增强，渗透率从下到上逐渐变大，韵律顶部和底部的渗透率差异较为明显。研究区中反韵律一般发育于河口坝主体微相中。

均质韵律在测井曲线上表现为“箱”形。均质韵律的存在，说明沉积物质是在水动力条件相对稳定时沉积形成，在层段顶部并没有出现明显的相对高、低渗透带。

通过对L油田61口井渗透率变异系数、突击系数和级差等评价储层层内非均质性的参数分析，可以看出，各小层渗透率变异系数变化范围为0.39～0.54，突进系数变化范围为1.91～2.24，级差变化范围为23.36～38.51。L油田10-1区块II、III油组各小层储层渗透率非均质参数如表1所示。

表1 L油田10-1区块II、III油组各小层储层渗透率非均质参数

油田储层属于辫状河三角洲前缘沉积，沉积时期水动力相对平稳，研究区内以河道沉积为主，砂体的渗透率垂向上差异较小。

2.2.2 层间非均质性

(1) 层间非均质参数。研究表明，L油田分层系数为13.36，砂岩体积分数为26.11%，层间变异系数介于0.09～1.02，突进系数为1.1～3.2，级差为1.36～182，非均质性较强，Ⅲ油组层间非均质性比Ⅱ油组层间非均质性更强。

(2) 隔夹层发育与发布。L油田主要发育泥岩及粉砂质泥岩隔夹层，隔夹层垂向及平面分布特征直接影响油水分布规律。由图3所示L油田隔夹层等值线可见，在平面上隔夹层主要呈现3种分布形态，即土豆状分布、团状分散分布和连片分布。其中，土豆状分布和团状分散分布的隔层主要发育于II油组上部的II-1、II-2、II-3和II-4时期。在这几个时期，由于湖盆水体较浅，且辫状河三角洲前缘不断向湖盆进积，晚期沉积的砂体不断对早期沉积进行冲刷而导致原先沉积的细粒沉积和泥质沉积不复存在，仅在部分井区残留泥质隔层。连片分布的隔层则发育于其他剩余小层间，原先沉积的泥质保留情况较好。

图3 L油田隔夹层II-4、III-3小层顶等值线图

2.2.3 平面非均质性

(1) 砂体钻遇率。受沉积作用影响，L油田各小层砂体钻遇率差异较大。其中，II-8、III-8小层砂体钻遇率分别为44%、45%，钻遇率低；其他各小层砂体钻遇率均高于70%，如II-2小层砂体钻遇率最高，达到了97%。沉积早期砂体沉积范围较小，连通性差；沉积晚期砂体全区连片分布，连通性好。

(2) 储层物性平面变化特征。以测井解释成果为基础，用岩心数据校正储层物性参数。研究结果表明，L油田平面孔隙度平均值相差不大，变化范围为19.7%～28.2%。L油田II-1小层中孔隙度等值线呈西北 — 东南方向展布，分布较均匀。其孔隙度最高可达32%，最低可至19%，平均约27.5%。大范围内的孔隙度均高于25%，这些区域属于高孔区。从图4所示II-1小层物性及沉积微相展布来看，该层渗透率分布与孔隙度等值线分布特征大致相同。但是，同一层的渗透率变化较大，渗透率一般介于145×10-3～3 477×10-3μ2m，平均渗透率为1 453.2×10-3μ2m，这些区域属于高渗区。同时，II-1小层沉积微相显示，储层物性在垂直河道方向上变化较大，而沿河道主流线上的变化则相对较小；其中，孔隙度、渗透率与砂层厚度正相关，并与沉积微相有很好的对应关系，与沉积相分布特征基本一致。L油田沉积微相是造成各油组、小层中物性差异的主要原因。

2.3 非均质性对剩余油分布的影响

2.3.1 层内非均质性的影响

L油田各小层渗透率变异系数变化范围为0.39～0.47，突进系数变化范围为1.91～2.08，层内非均质性较差，对剩余油分布影响较小。剩余油主要受重力作用的影响，砂体下部水淹特征明显，剩余油主要富集于砂体顶部。如图5所示，A44井1小层及C4井1小层属于均质韵律，注入水主要受重力作用的影响，底部水淹程度较强，剩余油在顶部富集[8]。

2.3.2 层间非均质性的影响

厚层油藏层间非均质性主要表现在隔夹层的分布形态上，剩余油受隔夹层影响而分布较零散。L油田自下而上水动力条件依次增强，砂体多期叠置相互切割，层间泥质隔夹层保存条件较差，隔夹层分布范围存在局限性[11]。

稳定隔夹层和不稳定隔夹层对水淹规律的影响有所不同，如图6所示。对于层间存在稳定泥质隔夹层的注采井组，夹层将厚油层细分为多个流动单元，夹层上下水淹程度差异明显，且夹层上部水淹程度较强。如A16(注水井)井组，1、2小层之间隔夹层分布形态比较稳定，调整井C4井的水淹状况显示为多段水淹，夹层上部为强水淹，2小层为顶部薄层为弱水淹，下部为未水淹。这说明稳定隔夹层阻挡了注入水的纵向窜流。

不稳定隔夹层的延伸范围小，其阻挡注入水的能力较弱。在重力作用的影响下，注入水下窜，不稳定隔夹层越多，油水运动及其分布规律就越复杂。以A36井组为例，A36井1小层底部发育泥质隔夹层，至C7井处夹层缺失。1小层注入水受重力作用影响，1小层底部和2小层顶部驱替效果最好，均为强水淹。

L油田层间油水运动规律主要受层间隔夹层非均质性及重力作用的共同影响，各小层顶部普遍存在剩余油，且河道边缘区域层间夹层中有相对稳定发育的剩余油富集。

2.3.3 平面剩余油的分布

L油田平面非均质性主要受沉积相带控制，主河道物性好于河道边缘，河道边缘好于河口坝，河口坝好于席状砂沉积。油田水下分流河道发育，沿分流河道方向非均质性弱于垂直河道方向，因此沿水下分流河道方向，注入水推进较快，易形成“注水通道”。在这种注采井网模式下，生产井初期具有较高产能，然见水后含水率快速上升。因此，这种情况不利于油田高效开采目标，且注水通道造成注入水沿河道方向无效循环，使得河道侧向的剩余油富集。

综上所述，受储层非均质性影响，L油田剩余油主要分布在厚层顶部、隔夹层下部及分流河道边缘物性相对较差区域。经过多年注水注聚开发，油田已形成优势孔道，现井网挖潜难度较大。为了改善油田开发效果，提高最终采收率，计划在油层顶部部署水平井，在物性较差区域加密定向井。部署方案为，6口定向井挖潜河道边缘及物性较差区域，6口水平井挖潜厚油层顶部剩余油。预测净增油量约65×104m3，提高动用储量采收率约1.4%。

3 结 语

L油田储层非均质性主要受沉积作用的影响，成岩作用和构造作用对其影响较小。沉积微相是L油田储层非均质性主控因素，垂向上河道主体、河道边缘坝主体、席状砂非均质性依次增强。平面上水下分流河道主体的平面非均质性较边缘稍弱，坝主体的平面非均质性较坝缘稍弱，席状砂部位的平面非均质性较弱。受储层非均质性影响，油田剩余油主要分布在厚层顶部，隔夹层底部及分流河道边缘等平面物性较差区域。