港西油田馆陶组水淹层地质特征

2024-01-29聂芬意

西部探矿工程 2024年1期

李敏，聂芬意，贾晨

（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）

水淹层是一个油田生产术语，指的是在注水驱油的情况下，油层可能被注入水（或者油藏边底水）侵入，发生“水淹”，从而形成“水淹”的油层[1-2]。在国内外大多数长期开采的油田，注水驱油的方式被广泛应用。这种方式通过一定的压力把水注入到含油层的地层中，一方面可以加速油层的采出速度、提高油层的采出程度；另一方面可以保持地下的能量的稳定。但也有一个副作用，那就是可能促使上述水淹层的出现[3-4]。

事实上，水淹层并不是完全的水淹，只是原始油层的一部分含水，该油层依然还有很大的开采价值。但是水淹层的开采面临一个关键问题，那就是水淹层的测井解释与识别。通常情况下，电阻率测井是区分油层和水层最明显的标志之一，油层的电阻率高，而水层的电阻率小。但是被水淹层的电阻率曲线与原始油层上已经有明显的不同，反而与水层有很多相似之处，因此识别起来难度较大[5]。

为研究港西油田馆陶组水淹层的地质特征，本文总结了该区水淹层划分标准、逐一分析水淹层的储层特征、提出了水淹层的分布规律。旨在为这一类型的油层开采提供技术参考。

1 水淹层划分标准

港西油田地理位置位于天津市滨海新区南部的大港油田，构造位置位于黄骅坳陷北大港构造带的西段。主要含油气层系为古近系的馆陶组和明化镇组。自20世纪60年代投入开发以来，该油田已经经历了多年、多期次的注水驱油开采历程，目前主力油气产层馆陶组、明化镇组水淹层均较为发育[6-7]。

前人针对港西油田馆陶组大量测试资料、试油资料，统计了研究区水淹层水淹级别的划分标准（表1）。依据该标准，港西油田水淹层分为弱水淹层、中水淹层、强水淹层。多年的生产实践表明，该划分标准科学有效、适用于港西油田。鉴于目前港西区块处于高含水开发阶段、采油井含水率普遍较高，水淹层之中的弱水淹层（含水饱和度低于50%、含水率低于30%）已然是较优质的油层；在成熟区块现有完备的注采条件下，甚至中水淹层（含水饱和度低于70%、含水率低于80%）也具有相当的开采价值。

表1 港西油田水淹层划分标准[8]

2 水淹层储层特征

油层研究的基础是储层研究，通常是从储层四性着手：岩性、物性、电性（测井曲线特征）、含油气性。含油气特征在前文水淹层划分标准里已提及，因此本文着重介绍前三个特征。

2.1 岩性特征

根据前人基础地质研究，港西油田馆陶组沉积时期，古地形高差大、物源充沛且离研究区较近，在此背景下，馆陶组发育大面积的辫状河沉积。具体微相类型主要为辫状河道、心滩、天然堤、泛滥平原等，天然堤较少发育。馆陶组砂体平面上多以连片状河道砂为主，单砂体厚度一般为6～10m，横向上砂体分布稳定、可追踪4～6个井距。

馆陶组岩性总体较粗，主要为灰白色、黄褐色的含砾砂岩、砂岩；其次为灰色粉砂岩和灰绿色、紫红色泥岩等细粒组分。储层润湿性为弱亲水。岩石胶结物主要为泥质胶结物（含量约19%）、其次为碳酸盐胶结物（含量约5%）。作为新生代地层，馆陶组年代较新、埋藏较浅，成岩作用中的压实作用、胶结作用程度不高，岩石相对较为疏松。颗粒接触类型主要为孔隙接触。馆陶组储层的地质录井的油气显示主要为荧光—油迹。

2.2 物性特征

港西油田馆陶组砂岩孔隙度总体为23%～39%，平均约30%，渗透率值为20～5000mD，平均1500mD，总体为高孔高渗储层。馆陶组纵向上分为四个油组（编号自上而下增大），其中馆二油组非均质性较弱，变异系数小于0.6，极差小于14；馆三油组段非均质性较强，变异系数大于0.8，极差大于20；其余油组非均质性中等。

不同岩性的物性分析表明，随储层岩石泥质含量的减少、物性变好。泥质含量与物性的负相关关系也体现在各微相的物性特征中：各微相的物性从好到差依次为辫状河道、心滩、天然堤、泛滥平原。储层孔隙类型主要为原始粒间孔、偶见次生孔；储层喉道类型主要为片状、其次为弯片状。在纵向上，随埋深的增大、馆陶组储层物性总体变差。

2.3 电性特征

测井曲线特征是分析油气储层的关键特征，因为油气井测井最早是从自然电位、电阻率等电法测井发展起来的，所以在油气勘探开发行业内、通常称测井曲线特征为电性特征。近年来，为推进港西油田水淹层的测井解释工作，在常规油层测井资料解释的基础上，开展了针对水淹层的测井曲线特征研究。

港西油田馆陶组水淹层自然电位曲线通常表现为负异常，这是因为注入水导致了地层水矿化度发生变化，从而引起自然电位偏移。井径测井方面，曲线值有增大特征，原因是储层水淹引起的井眼崩落或者井眼扩径。电阻率测井方面，受低电阻率的注入水的影响，水淹层的电阻率曲线值较低，且水淹作用导致部分电阻率曲线变形；注入水的驱替也使浅侧向电阻率大于深侧向。孔隙度测井方面，中子孔隙度测井曲线值呈增大特征。

多种测井响应特征分析基础上，要充分考虑水淹层的地质录井特征。在注入水一定程度的水洗作用的影响下，水淹层录井油气显示的含油级别较低。在油气层解释工作中，录井油气显示是识别油气的主要标志，正因如此，含油级别较低的水淹层容易被“漏过”。测井曲线特征与录井特征综合起来分析，才能较好地识别水淹层。

3 水淹层分布规律

经过10余口井的总结分析，馆陶组纵向上油层、气层、水层间互出现，没有统一的油水界面、具有多套油水系统。从油层分布与地层水的关系来看，馆陶组油藏主要为边底水油藏。纵向上的分布规律分析表明，研究区馆陶组水淹层的埋深总体小于1500m，具有浅层油层的特征。在辫状河砂体内部，水淹层常常发育于辫状河道砂体的主体部位；结合储层物性分析可知，辫状河道砂体岩石颗粒的粒度较粗、孔隙度和渗透率较高，高孔高渗的储层特征，在注采井网中容易被注入水波及，形成水淹层。

在结合注采井网分布的基础上，开展了研究区水淹层平面分布规律。研究表明，馆陶组水淹层在平面上绝大多数分布于注采井网完善的井区，而且与注入水形成的“水线”主体方向重合率高。也就是说，注采井网的“水线”主体方向的区域，即是水淹层集中分布的区域。

鉴于研究区馆陶组注水开发时间久、油气资源采出程度高、油井含水率高的现实情况，目前的剩余油资源，很大程度是以水淹层的形式存在。因此水淹层的分布预测，对于研究区油气开发部署具有重要指导意义。