港西油田明化镇组水淹层特征*

2021-07-12唐鑫萍

科技创新与应用 2021年18期

李敏，唐鑫萍

（1.中国石油大港油田公司第五采油厂，天津 300280；2.中国石油大港油田公司勘探开发研究院，天津 300280）

油层在投入开发后，可能被生产注入水或者油藏边底水侵入，发生水淹作用，从而形成水淹层[1-2]。为保持地下油藏压力的稳定、保持采油井充足的产液量，油田在投产后，通常在采油井的周边井进行注水，形成注采井网[3-4]。这种“注水采油”的措施为油田补充地层能量、提高采油井产量发挥了重要作用[5-7]。但与注水措施伴生的水淹作用对原始油层有一定的改造作用，引起原始油层物性、电性、含油气性等一系列特征的变化。因此，原始油层的识别标准不能准确识别已经被“改造后”的水淹层，需要对水淹层特征进行系统的分析，明确其识别标志。也正因如此，在油气层评价过程中，容易漏过或者误判该类油层。

随着近年来各个油田的油气资源开发利用程度不断提高，必须有效动用剩余油气资源才可形成产能接替，保持油田的稳产，而水淹层是剩余油气资源中一个现实领域。因此，明确水淹层特征是目前油田开发工作需要解决的一个紧迫问题。

1 地质背景

港西油田为大港油田公司所管辖，位于天津市滨海新区南部。油田构造位置处于黄骅坳陷北大港构造带西部，故名港西油田。其主要油气产层为新近系馆陶组、明化镇组。明化镇组地层主要为曲流河相沉积，储层类型主要为曲流河河道形成的砂岩、粉砂岩。该组油藏开采于上世纪60年代，至今已有50余年，具有采油井含水率高、可采储量采出程度高的特征，剩余油气资源开发动用难度大[8-9]。与常规油层相比，水淹层开发利用较晚，还有很大潜力，但针对性的研究较少，因此水淹层的研究成为了该区石油地质攻关的重点内容。本文从港西油田明化镇水淹层的岩性特征、孔渗特征、测井曲线特征入手，开展水淹层特征及分布规律分析。

2 水淹层特征

2.1 岩石学特征

明化镇组储层类型主要为细砂岩、粉砂岩，其次为粗砂岩，少数含砾不等粒砂岩，胶结物以泥质为主，由于年代较新、且埋深较浅，压实作用程度、胶结作用程度均较低，岩石较为疏松。其中水淹层岩性以细砂岩、中砂岩为主，具有分选好、结构成熟度高的特征。该组砂体平面上多呈透镜状分布，分布范围有限，厚度差异大，非均质性较强。岩屑录井资料分析表明，储层油气显示以荧光-油迹为主。岩性和油气显示具有一定相关性，砂岩厚度较大时、油气显示较好，反之较差；泥质含量较少时、油气显示较好，反之较差。

岩石矿物成分分析表明，水淹层砂岩平均胶结物含量为28.3%，其中泥质胶结物占总胶结物含量比例的86.4%，钙质含量占比约8.1%。泥质胶结物含量与埋深有关，自上而下泥质胶结物含量呈下降趋势。泥质胶结物内部的黏土矿物分析表明，矿物类型有伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙混层等，其中高岭石呈“分散状”充填在粒间孔隙中，伊利石呈“搭桥状”在孔隙内中形成“伊利石桥”，伊蒙混层、蒙脱石、绿泥石则在颗粒表面呈薄膜吸附状分布。统计分析表明，黏土矿物以伊蒙混层、高岭石为主，伊蒙混层平均占比为73.8%，高岭石平均占比为14.3%。伊蒙混层中，蒙脱石的混层平均占比为81.2%。

2.2 物性特征

岩石孔渗测试资料表明，明化镇组砂岩储层孔隙度介于9.2%～42.5%之间，平均孔隙度为33.2%；孔喉平均半径7.56μm；渗透率变化范围较大，总体介于10×10-3μm2～7500×10-3μm2之间，平均渗透率约500×10-3μm2，储层物性具有中高孔、中高渗特征。

明化镇组水淹层物性普遍较好，孔隙度一般大于30%、渗透率一般大于300×10-3μm2，具有高孔、高渗特征。分析表明，水淹层砂岩孔隙类型以原始粒间孔为主、次生孔较少发育；喉道类型主要为片状、弯片状、管束状喉道。

明化镇组岩石物性有两个特点，一是随埋深的增大，物性呈变差趋势；二是随泥质含量的减少，物性呈变好趋势，即泥质含量与物性呈负相关关系。从砂岩渗透率与泥质含量关系分析中可见，随着泥质含量的增加，渗透率值由高到低下降，且下降趋势较明显、下降幅度较大。可见，本区储层物性受泥质含量的影响较大。

2.3 测井曲线特征

测井曲线特征可以反应储层岩性、物性、含油性等。港西油田的开发实践和测井研究表明，明化镇组砂岩一般埋深较浅、岩性较细、地层水矿化度低，具有典型的浅层储层特征。对于以细砂岩、中砂岩为主的水淹层储层而言，自然电位曲线通常表现为较明显的负异常，且随着泥质含量的增加，自然电位曲线负异常的幅度减小；但事实上明化镇组也有很多储层自然电位曲线反映不明显。自然伽马曲线通常情况下可以很好地指示泥质含量，但港西油田储层局部存在一定含量的放射性矿物铀，受其影响，储层具有相应的自然伽马高异常值。因此港西油田明化镇组储层岩性的识别，单一用自然电位曲线、或自然伽马曲线均存在缺陷，须二者结合起来使用。同时，电阻率对于岩性变化也有较明显的响应，一般而言，泥质成分的电阻率为低值，砂岩骨架电阻率为高值，因此随岩石泥质含量的增加，电阻率值降低，因此可结合电阻率值进行岩性的识别。

测井综合评价表明，港西油田明化镇组典型水淹层岩性测井响应为：自然电位具有明显异常值；井径测井曲线值变大，这一特征与水淹作用引起的井眼崩落、井眼扩径有关。水淹层电阻率测井响应为：电阻率曲线值明显降低，部分电阻率曲线变形，鉴于水的电阻率明显低于油，水淹作用引起电阻率降低的特征不难解释。水淹层孔隙度测井响应为：中子孔隙度测井（图中简称中子测井）曲线值增大，声波时差测井曲线与密度测井曲线变化不明显（图1）。

图1 港西油田X-6-6井水淹层测井曲线特征

另外，港西油田明化镇组地质录井分析表明，水淹层录井显示的含油级别有一定程度的降低，在进行综合解释时，必须注意这一特征，防止漏过水淹层。

3 水淹层分布规律

国内外大量的地质研究和生产实践表明，水淹层并不代表全层无潜力，与之相反，明确水淹层的分布规律，对于预测剩余油分布具有重要意义。

港西油田20余口井的总结分析表明，平面上，水淹层主要分布在注采井网完善的井区；新开发的区块或者注采井网不完善的区块较少出现；水淹层的剩余油气，主要分布在注入水“水线”的主要方向。因此注采井网精细的注入水“水线”方向分析，对于明确水淹层分布规律，具有指导意义。

纵向上，港西油田明化镇组水淹层主要分布在埋深小于1400m的井段，具有浅层水淹层的特征；在砂体内部，水淹层常见于正韵律砂岩储层的中下部；分析认为，港西油田明化镇组正韵律砂岩储层体主要形成于河道沉积相，该类砂体的中下部的岩性往往具有分选好、结构成熟度高的特点，物性通常为高孔隙度、高渗透率。说明物性好的高孔高渗储层容易被水淹，形成水淹层。由此可见，水淹层的分布与岩石学、沉积相等沉积要素有较大的关系。