辫状河油藏层内非均质性及其对剩余油分布的影响

王春伟，董佑桓，杨 勇，杨向东，陈 鑫

1.中石化经纬有限公司地质测控技术研究院，山东 青岛 266000；

2.山东省煤田地质局第五勘探队，山东 济南 250100；

3.海域泰和（山东）能源科技有限公司，山东 东营 257000

0 引言

据统计，我国约有42.6%的油气储量富集于河流相油藏中，辫状河油藏是河流相油藏的主要的类型之一，主要分布在普遍进入高含水期的东部老油田［1］.目前这些油田都存在储层内部水淹程度差异大，剩余油分布复杂的严峻问题.因此，对于辫状河油藏的研究重点应对其层内的非均质性进行剖析.本文以孔店油田馆陶组为例，研究储层内部的韵律特征、物性差异及夹层展布情况，明确各要素如何影响剩余油的分布规律［2-3］，进而为提高老油田采收率提供依据.

1 油藏地质概况

孔店油田位于河北省黄骅县境内，构造位置为孔店凸起构造带的东北坡，处于歧口、沧东、盐北3个生油凹陷之间，构造面积30 km2，含油面积12.7 km2.新近系馆陶组是孔店油田主力油层，分为馆Ⅰ、馆Ⅱ、馆Ⅲ共3个油组，岩性为灰白色砂岩夹紫红色泥岩，为辫状河沉积（图1）.经过40多年的注水开发，孔店油田目前处于高含水期，剩余油分布零散，储层开发矛盾十分严重.

图1 孔店油田构造位置及馆陶组地质剖面图Fig.1 Tectonic location of Kongdian Oilfield and geological section of Guantao Formation

2 主要沉积作用与层内非均质性

研究区埋藏浅、构造平缓，储层内部的非均质性主要受控于沉积作用［4-5］，辫状河主要沉积单元辫状河道、心滩受控于侧积、垂积、填积和漫积4种沉积作用的影响［6］，见图2.

图2 辫状河主要沉积作用与层内非均质关系Fig.2 Relationship between main sedimentation and intra-layer heterogeneity of braided river

1）垂积作用：水流搬运能力减弱时沉积物逐渐向下沉积，一般表现为正韵律的垂向复合，渗透率差异中等，发育于心滩.不同期次垂积作用之间发育落淤夹层.

2）前积作用：水流搬运能力减弱时沉积物依次向前沉积，一般为正韵律模式，渗透率差异较大，发育于心滩.不同期前积作用之间可发育前积夹层.

3）填积作用：在限制性河道中，由于水动力变化，河流超载沉积物在河道内部充填下来的沉积作用.顶部多为粉砂岩，底部可见泥砾，多为正韵律，渗透率差异大，发育于辫状河道.

4）漫积作用：水流漫出河道而流速降低，沉积物在河道边部沉积下来的作用.沉积间歇性强，为正韵律，粒度和渗透率相差不大，发育于辫状河道.

3 层内非均质性特征

3.1 层内韵律性

通过取心井的岩心及测井解释参数分析，总结得到研究区辫状河的主要沉积单元为辫状河道和心滩分别对应的韵律特征［7-8］.其中辫状河道以正韵律为主，占47%；心滩则主要是复合正韵律，垂向上由2个或2个以上的正韵律叠加组成，单个正韵律之间通过夹层分隔开来，占53%.

3.2 层内渗透率非均质程度

据二次测井解释的结果，研究区孔隙度平均为30.7%，渗透率值平均为670×10-3μm2，属于高孔高渗储层；而渗透率突进系数大多介于2～3之间，变异系数一般介于0.5～0.7之间，属于中等非均质储层.心滩物性好，辫状河道相对差；而辫状河道的渗透率非均质程度略大于心滩（表1）.

表1 辫状河不同微相储层参数表Table 1 Reservoir parameters for different microfacies of braided river

对于疏松的辫状河储层，随着注水时间的推移，在高渗透带强烈水淹渗透率会变大［9-10］，加剧了非均质程度.通过对研究区注水后不同时期的示踪剂资料分析得出，示踪剂监测出的水驱速度由2001年的1.5 m/d上升至2014年的3 m/d，表明了随注水时间推移，井间高渗段渗透率逐步增大的趋势，见图3.

图3 孔店油田馆陶组主力层水驱速度变化图Fig.3 Water drive velocity changes of Guantao Formation in Kongdian Oilfield

3.3 层内夹层

夹层是指位于单砂层内部的非渗透层或低渗透层，有物性夹层、钙质夹层及泥质夹层3种［11-12］.经统计，研究区辫状河储层的夹层以物性夹层为主，约占62%，泥质夹层占31%，钙质夹层最少，只有7%.单个夹层厚度较薄，在0.3～5 m之间，倾角基本都在3°以下，整体发育平缓，见图4.

图4 辫状河储层层内夹层分布图Fig.4 Distribution of interlayers in braided river reservoir

按照层内夹层的空间分布面积，可以将夹层划分为稳定夹层和不稳定夹层［13］.考虑孔店油田的生产实际，厚度大于0.4 m，横向延伸超过3个井距，在平面及剖面上分布稳定的层内夹层，对油水的运移可以起到有效遮挡作用，可以定为稳定夹层，其他为不稳定夹层［14-15］.利用测井、岩心资料对研究区240个井点进行夹层的识别，认为心滩的稳定夹层发育程度高（占61%），而辫状河道不稳定夹层为主（占75%）.

4 层内非均质性对剩余油分布的影响

4.1 井点层内非均质性

对于非均质程度较高的储层，注入水先沿着高渗带突进，使得注入水波及系数变小［16-17］.而针对辫状河储层，高渗段一般位于单个正韵律的下部，储层底部水洗严重，顶部剩余油富集［18-19］.夹层在储层内部形成渗流屏障，对储层内流体有明显的隔档作用.孔1024井单个韵律层上部粒度细、渗透率低，下部粒度粗、渗透率高，造成各个韵律层底部水淹程度较高，驱油效率较高，顶部注入水波及较少，驱油效率低.上韵律层顶部驱油效率只有5%～35%，底部驱油效率达到30%～55%；下韵律层顶部驱油效率只有25%～60%，底部驱油效率达到50%～70%（见图5）.

图5 井点层内非均质对剩余油分布的影响Fig.5 Influence of in-layer heterogeneity on remaining oil distribution in well

4.2 井间层内非均质性

对于采油井，夹层的隔档作用导致储层内局部的驱替效果变差；对于注水井，它又能增大注入水的波及体积［20］.根据辫状河储层层内非均质特性与注采井的配置关系，可以分成以下4种类型（见图6）.

图6 井间层内非均质对剩余油分布的影响Fig.6 Influence of interwell in-layer heterogeneity on remaining oil distribution

1）注水井和采油井均对应心滩（如实例①③，模式a）：该类型约占39%，油井单位储层厚度年均单井产油量为129 t.注入水沿单个韵律底部突进，多段水淹，单个韵律的顶部和夹层的底部由于注入水波及不到，剩余油富集，总体上水淹厚度小，夹层控制的剩余油多，挖掘潜力大.

2）注水井对应辫状河道而采油井对应心滩（如实例②③，模式b）：该类型约占22%，该类油井单位储层厚度年均单井产油量为145 t.注水后油水运动规律复杂，若夹层在垂向上分布位置偏上，注入水波及不到夹层以上的区域，形成剩余油富集区；若夹层在垂向上分布位置偏下，注入水沿夹层攀升，会有一定的水驱效果.总体上开发效果较差，潜力较大，剩余油仍是富集在单个夹层的下部.

3）注水井对应心滩而采油井对应辫状河道（如实例①④，模式c）：该类型约占28%，该类油井单位储层厚度年均单井产油量为226 t.由于夹层的存在，注入水分段推进，加上储层厚度的变化，相对高部位的注入水对相对低部位储层形成范围较大的水洗，水驱效果好，剩余油较少.

4）注水井和采油井均对应辫状河道（如实例②④，模式d）：该类型约占11%，该类油井单位储层厚度年均单井产油量为165 t.该类型具有一般正韵律的水驱特点，注水后注入水沿整个储层底部快速突进，水淹厚度较小，到开发后期形成底部水淹强烈、顶部剩余油富集的特点.

5 结论

1）研究区主要发育垂积作用、前积作用、填积作用以及漫积作用4种沉积作用，不同的沉积作用控制着辫状河道、心滩两种主要沉积单元内部的非均质性.

2）研究区辫状河储层非均质程度中等.两种主要的沉积单元中，辫状河道以正韵律为主，物性相对较差，虽然也发育薄夹层，但以不稳定夹层为主；心滩则主要是复合正韵律，物性相对较好，稳定夹层发育程度高.

3）研究区井点层内非均质性对剩余油分布的影响主要体现在储层底部水洗严重，顶部剩余油富集；而井间层内非均质性对剩余油分布的影响则主要是注水井对应心滩而采油井对应辫状河道时注水后注入水的波及体积变大，剩余油较少.注水井和采油井均钻遇心滩与注水井对应辫状河道、采油井对应心滩注水后水淹厚度小，剩余油较多.