永乐油田葡49区块油水分布特征及控制因素

2022-02-17张明学李金宝王志勇

黑龙江科技大学学报 2022年1期

张明学，李金宝，王志勇

(东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318)

0 引言

永乐油田位于松辽盆地中央坳陷区，跨越大庆长垣和三肇凹陷两个二级构造带，斜坡呈“峰形”[1-2]。由于岩性、微构造及断层等因素的控制，油水关系复杂，许多区块都出现构造高部位含水的现象。葡49区块在永乐向斜的西侧斜坡上，由东向西构造位置逐渐抬高，属于中孔中—低渗油层。葡萄花油层属于下白垩统姚家组一段的下部地层，顶界为一套紫红色、灰绿色泥岩，是盆地标志层[3]。底界以块状绿色泥岩与青山口组顶部接触。

葡49区块储层沉积三角洲前缘呈扇形向南、东在三肇地区散开展布，平均地层沉积厚度在46.0 m左右[4]。葡49区块位于永乐油田西侧，储层类型主要为水下分流河道、前缘席状砂。层序划分在纵向上可分上、中、下3个砂岩组，并进一步划分11个小层。葡I1～5号层为上砂岩组，葡I6～9号层为中砂岩组，葡I10～11号层为下砂岩组[5]。笔者着重研究葡49区块葡萄花油层的成藏机理，弄清油水分布特征及规律，并进一步剖析构造高部位含水的原因，提高油田产量[6-9]。

1 成藏条件

1.1 生、储、盖条件

研究区油源主要来自齐家—古龙凹陷，青一段源岩为区内最重要的源岩[10]。从生油、排油和有效排烃范围来看，葡南地区西部在有效排烃范围之内，区内成藏有利，为油气聚集的有利区，对于油气藏的形成，青山口烃源层提供了丰富、优质的资源基础。

沉积储集体为多种类型圈闭的形成提供了良好的条件。沉积相带具有绕湖相呈环状展布的特点，沉积相带从宏观上控制了储层分布格局，砂体空间分布特征决定了油藏类型和资源分布。以平行盆地长轴方向的西北部沉积体系最为发育，控制了研究区葡萄花油层储层发育。

目前研究区已发现的葡萄花油层含油井绝大多数都集中在有利生油区的三角洲外前缘相。三角洲外前缘相砂体利于油气的聚集，尤其是主体砂砂体较发育、储集层发育且物性好，并楔入生油层中，在其前缘生油层又是盖层，可形成良好的生储盖组合[11]。通过沉积相研究，西北部、北部近物源区，多为分支河道发育区，砂岩呈片状南北向展布，南部以大面积席状砂发育为主，砂体呈零星状发育，含油面积区域绝大部分与砂坝和席状砂微相重叠。油气主要聚集在分支河道及席状砂中，同时相同成因砂体在不同地区含油程度不同。

根据岩心分析结果，储层包括粉砂岩、荧光粉砂岩等多种岩性，并以粉砂岩居多，占39.4%。应用12口井885块岩心分析资料，储层岩性分析统计如图1所示，储层孔隙度φ和渗透率k如图2所示。

图1 岩性分析统计Fig. 1 Statistical of lithology analysis

图2 储层物性统计Fig. 2 Statistics of reservoir physical properties

葡萄花油层孔隙度主要分布在10%～20%之间，平均14.8%，葡萄花油层含油层属于中—低孔、中—低渗储层。

葡萄花油层产状总厚度18.47 m，含油产状以油浸为主，油浸10.79 m，占产状总厚度的58.42%，油斑6.41 m，占产状总厚度的34.70%，油迹1.27 m，占产状总厚度的6.88%。

1.2 油气输导体系

研究区油气疏导通道主要为油源断层和砂体。油源断层具备3个条件：①青一段大量排烃时期主要为明水组末时期，该时期活动的断层很有可能是油源断层；②具有沟通源岩能力的断层，在有效生排烃范围内断层很有可能是油源断层；③主要生排烃时期断层垂向为油源断层。

研究区为一单斜构造，葡186-148井区是单斜构造下的地垒断块，如图3所示，葡186-148构造在EW向由一反向断层和3条顺向断层围限而成，3条顺向断层为油源断层，反向断层为后期活动的调节断层。

图3 葡186-148井区葡萄花油层地震剖面Fig. 3 Seismic profile of Putaohua oil layer in well block Pu186-148

2 油水分布与规律

2.1 油水分布特征

综合测井解释结果和试油解释结果，研究区含油情况垂向上油水分布是以含油、含水油同层和水层为主。葡萄花油层下部单元含油性好于上部单元，具有同一口井含油差异大，相邻单元含油性继承性差的特点。

油气横向分布具有“以空间换取时间”的特点，油气被优先通道拦截，在有限油源条件下，断层下降盘优先成藏。沿断裂走向方向沟通源岩能力不同，单一断裂疏导油气部位具有分段性，只有直接与源岩沟通断裂部位试油井多为高产油层或同层，远离油源断层区或边部油水复杂，试油结论多见水层。

2.2 油水规律认识

研究区油水分布规律主要有以下3种认识。

认识1：葡186-148井区下部是油气潜力重点层。结合单井综合图和砂体对比图来看(图4、5)，下部砂岩厚度较上部砂岩厚度发育，油气是PI7、PI9、PI10小层的砂岩厚度平均大于其他小层，砂岩多以块状为主，测井曲线呈现低伽马、高电阻测井响应特征。井与井之间砂体连通性较好。以葡186-斜150井为例，测井解释显示下部含油条件好于上部，即下部以油层、油水同层为主，上部则是油水同层和水层，为“下油上水”。储层相对较薄，砂体连井对比同样具有该特征。因此，总体看来，葡186-148井区下部含油好于上部，下部是油气潜力的重点层。

图4 葡186-斜150井油水综合解释Fig. 4 Comprehensive oil-water interpretation of well Pu186-xie150

图5 葡182-斜150-葡182-斜156井砂岩对比Fig. 5 Sandstone comparison of well Pu 182-xie 150-Pu 182-xie 156

认识2：供烃不足是葡186-148井区高含水的关键所在。①受油源断裂、砂体等匹配关系制约，油气被优先通道拦截，断层下降盘优先成藏；②葡186-148井区为多向供烃通道，邻近断层含油富集；③沿断层向东侧同一套砂层，含水率逐渐上升，表明油源供给有限。

认识3：断层与砂体小角度相交，具有局部构造控界、单砂控层的特点。单一圈闭内，油水分布具有“局部构造控界，砂体控层”的聚集特征[12]。即油水平面分布边界受局部构造边界和砂体边界控制，砂体的垂向发育特征控制了油水的垂向分布层位。作为研究区主要储层类型的非主体砂具有侧变性，砂体两侧岩性尖灭，上、下部层间被席间泥岩局部封盖，油气只能在窄带状砂体内向局部构造的高部运移，上倾方向遇到有效遮挡(岩性尖灭、局部构造高点和断层遮挡等)即聚集成藏。

综合上述分析认为，葡186-148井区油气运移属于烃外油气侧向沿断层在低部位优先聚集成藏模式。

3 高部位含水分析

在葡186-148地垒周围区域，构造低部位试油结论均为工业油层或高产工业油层，即地垒断块四周含油条件好。在葡186-148地垒块内，则是高部位的葡186-148井，试油结论为日产25.89 t，而地垒块内构造低部位却呈现出高含水，在该断块投产的开发井中，初期投产采出液含水率超过90%的超过10口井(图6)，呈现出高部位高产水的现象。

图6 葡186-148井区试油分布Fig. 6 Distribution of oil testing in well block Pu186-148

针对高部位高产水的现象，分析其原因有3种：

(1)地垒周围下降盘优先成藏。葡186-148地垒周围下降盘优先成藏，断层下将盘油气充注模式如图7所示。在有限的烃源岩条件下，油气经过三肇凹陷长距离运移至此，消耗了大量的排烃能量，当油气与油源断层接触时，油气充注无选择性，油气分布具有“以空间换取时间”的特点，油气被优先通道拦截，即先充注葡186-148地垒周围下降盘区域，受油水重力分异影响，构造低部位水被油置换出来。当断层上盘与下盘重叠接触时，油气继续向两盘运移，此时，断层下盘与上盘均含油。但由于有限油源条件，油气向横向推进运移，一些构造位置较高的区域，则油气未充注。

图7 断层下降盘油气充注模式Fig. 7 Oil and gas filling mode of fault downcomer

(2)地垒周围反向断层成藏。葡186-148地垒西部反向断层油气充注模式如图8所示。油气经过三肇凹陷长距离运移至构造高部位，油气运移进入孔隙中，将孔隙中的水排除，油必须依靠浮力克服孔隙喉道的毛细管阻力，沿断层运聚成藏。由于晚期构造反转挤压作用，形成反向断层，受断层遮挡与微构造双重作用，反向断层两侧均含油，这就是葡186-148地垒高部位含油的主要原因。

图8 反向断层油气充注模式Fig. 8 Reverse fault oil and gas filling mode

(3)油源断层不同部位垂直断距差异是造成同一断层不同部位葡萄花顶部油水差异的主要原因。由图9可以看出，位于葡186-148地垒东部的油源断层自南向北差异较大，按断层分隔，把该断层分为3段：北部葡168-154井区段、中部葡186-148井区段和南部葡49井区段。平均而言，葡186-148段断层的垂直断距较大，而南部的葡49井区、北部的葡168-154井区段垂直断距较小，其断层上下盘落差小，相比葡186-148井区而言，处于构造低部位，如图10所示，油优先进入该区域，纵向上断层两盘含油相对较好，尤其是在葡49井与葡168-154井区葡萄花油层顶部以含油为主，如图11所示，而葡186-148井区表现为高部位产水。