蘇 瑗，周 文、2，鄧虎成，張 娟，雷 濤

(1．油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都理工大學(xué)，四川成都610059;2．成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川成都610059)

塔河1區(qū)三疊系儲(chǔ)層中夾層特征及識(shí)別

蘇 瑗1，周 文1、2，鄧虎成1，張 娟1，雷 濤1

(1．油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都理工大學(xué)，四川成都610059;2．成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川成都610059)

對(duì)于底水油藏而言，分布于油水界面以上的夾層，對(duì)開(kāi)發(fā)中的底水水侵有一定阻礙作用。因此，在底水油藏的控制水侵地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)中，對(duì)夾層的類型和厚度及分布研究十分重要。這里綜合利用測(cè)井、巖心等資料，對(duì)塔河1區(qū)三疊系下油組油藏中發(fā)育夾層類型及特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)夾層可分為灰質(zhì)砂巖夾層、泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層三類。在縱向上，夾層普遍分布在韻律層頂部和油水界面附近;在平面上，各類夾層普遍發(fā)育在1區(qū)構(gòu)造高部位，泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層往往可連成片狀分布。該區(qū)夾層發(fā)育部位生產(chǎn)井見(jiàn)水時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且含水上升速度較慢，這說(shuō)明夾層發(fā)育區(qū)對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中油藏底水錐(直井)進(jìn)和脊進(jìn)(水平井)起到了一定的阻礙作用。

塔河1區(qū)，夾層，底水

1 基本地質(zhì)特征

塔河1區(qū)位于塔里木盆地塔東北坳陷區(qū)沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起南部，是艾協(xié)克南～桑塔木鹽邊構(gòu)造帶上的一個(gè)局部構(gòu)造。該區(qū)西為哈拉哈塘凹陷，東為草湖凹陷(見(jiàn)圖1)。

圖1 工區(qū)位置及構(gòu)造背景Fig．1 Location and structure background of work area

經(jīng)對(duì)該區(qū)物探與鉆探研究表明:塔河1區(qū)揭示的地層，自上而下為第四系到奧陶系。其中，奧陶系中上統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)、志留系、泥盆系和二疊系及侏羅系中上統(tǒng)缺失。作者在文中研究目的層段為三疊系下油組，是一套灰色、灰白色砂礫巖及巖屑長(zhǎng)石砂巖，局部夾薄層泥巖，儲(chǔ)層厚度平均為135 m，埋深約為4 600 m，其砂體平面分布廣、厚度大且較穩(wěn)定。其油藏類型為底水、低幅斷背斜、中～高孔、中～高滲砂巖油藏，已探明含油面積為13.26 km2［2]。塔河三疊系油藏為受構(gòu)造控制的底水油藏，該油藏于1993年6月開(kāi)始試油試采，截止2008年7月底。塔河油田1區(qū)三疊系下油組油藏共有開(kāi)發(fā)井二十四口，日產(chǎn)油水平429 t/d，綜合含水79.8%，平均單井日產(chǎn)油17.8 t/d，采出程度21.72%。據(jù)前人研究，在該地區(qū)三疊系下油組油藏中，夾層普遍發(fā)育。其夾層類型、大小及分布規(guī)律，對(duì)水平井的設(shè)計(jì)、射孔位置選擇，以及控制水侵有重要的作用，是開(kāi)發(fā)中應(yīng)當(dāng)注意的主要問(wèn)題之一。

2 夾層類型

夾層是油層中相對(duì)低滲透或非滲透的部份，即包括注水開(kāi)發(fā)中對(duì)流體起隔擋作用的非滲透層，也包括在一定條件下能夠限制或阻礙流體運(yùn)移的相對(duì)低滲透層。夾層是儲(chǔ)層非均質(zhì)研究中的重要內(nèi)容，其在空間上的展布變化，對(duì)底水油藏的水侵有著重要影響［3]。

根據(jù)巖心、鉆井、錄井等資料的綜合分析可知，塔河1區(qū)三疊系下油組油藏中主要夾層類型可分為:①灰質(zhì)砂巖夾層;②泥巖夾層;③物性?shī)A層(包括泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等)三大類。

(1)灰質(zhì)砂巖夾層。該類夾層主要是由于成巖過(guò)程中灰質(zhì)膠結(jié)致密形成的一類夾層，從巖心上觀察，該類夾層在巖心上分布呈點(diǎn)狀和條帶狀，滴酸起泡，灰質(zhì)含量重。如S41－1井4595.33 m～4 596.07 m取心段為一段灰質(zhì)膠結(jié)砂巖，油氣充注差，幾乎不含油(見(jiàn)圖2)。

圖2 s41－1井，4 591．28 m～4 591．55 m，灰質(zhì)砂巖夾層Fig．2 Wells41－1，4591．28－4591．55m，inter－bedded layers of calcareous sandstone

(2)泥巖夾層。巖性主要為純泥巖發(fā)育段，巖心上相對(duì)穩(wěn)定，有一定厚度，物性條件差，是研究區(qū)內(nèi)封隔條件最好的一類夾層。

(3)物性?shī)A層。研究區(qū)油層中發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等一些過(guò)渡性巖性，該類巖層物性條件相對(duì)較差，可以形成物性?shī)A層。該類夾層受沉積控制，往往與沉積旋回、巖性變化有關(guān)。

圖3為S41－1井在4 589.03 m～4 589.18 m段的取芯，該段巖性為泥質(zhì)粉砂巖，其泥質(zhì)含量增多，物性較差，可作為物性?shī)A層。

3 夾層電性特征及識(shí)別

3．1 夾層電性特征

圖3 s41－1井，4 589．03 m～4 589．18 m，物性?shī)A層Fig．3 Wells41－1，4589．03－4589．18m，inter－beds of physical property

三類夾層具有不同的巖性，其電性特征具有明顯特征，根據(jù)巖心夾層發(fā)育位置歸位到測(cè)井上，其電性特征如下。

(1)灰質(zhì)砂巖夾層在電性上呈現(xiàn)“兩高兩低”的顯著特征，即密度高、電阻率高、聲波時(shí)差低、自然伽瑪?shù)?，如S41－1井在其4 595.33 m～4 596.07 m取心段處為灰質(zhì)砂巖夾層，滲透率在16.22×10－3μm2～25.13×10－3μm2之間;孔隙度為15.17%～16.32%;自然伽瑪偏低，在72.49 API～74.61 API之間，均值為73.33 API;AC值為75.22μs/ft～78.256μs/ft之間，平均值為76.78μs/ft;DEN較高，平均為2.46 g/m3，電阻率較高，分布在1.65Ω·m～1.76Ω·m(見(jiàn)下頁(yè)圖4)。

(2)泥質(zhì)夾層在測(cè)井曲線上反映為高自然伽瑪，自然電位曲線幅度較大。該區(qū)泥巖夾層自然伽瑪在80 API以上，自然電位為正異常，電阻率為高值。

(3)物性?shī)A層在電性特征上一般顯示為高自然伽瑪值，自然電位負(fù)異常不明顯或正異常，物性條件介于儲(chǔ)層和泥巖夾層之間，如圖4中S41－1井4小層頂部發(fā)育的一套泥質(zhì)夾層。

3．2 夾層識(shí)別

綜合巖心上觀察和描述的各類夾層，以及儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)到電性特征進(jìn)行交會(huì)統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)后面圖5)，其中:①聲波時(shí)差可清晰地將儲(chǔ)層與各類夾層區(qū)分開(kāi)，但是三類夾層間聲波時(shí)差的取值范圍相差不大;②自然電位可以將泥巖夾層與其它二類夾層及儲(chǔ)層進(jìn)行區(qū)別，可作為泥巖夾層識(shí)別的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn);③自然伽瑪和電阻率可明確地將夾層和儲(chǔ)層分開(kāi)，可將三類夾層分別區(qū)別開(kāi)來(lái)，為識(shí)別夾層的主要的測(cè)井響應(yīng)特征。通過(guò)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的分析，作者建立了研究區(qū)域三類夾層的劃分標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)下頁(yè)表1)。

通過(guò)對(duì)塔河1區(qū)下油組三疊系各小層的常規(guī)測(cè)井響應(yīng)特征分析，其結(jié)果表明，基于常規(guī)測(cè)井的夾層，識(shí)別結(jié)果理想，電性特征明顯。特別是聲波時(shí)差和電阻率響應(yīng)特征最為突出，在夾層識(shí)別過(guò)程中起著重要的作用。

表1 塔河1區(qū)夾層電性、物性特征Tab．1 Electric property and physical property of inter－beds in Tahe1 area

圖4 S41－1井物性?shī)A層與泥質(zhì)類夾層電性特征Fig．4 Electric property features of petrophysical inter－beds and muddy inter－beds ofwells 41－1

根據(jù)上述三類夾層的巖性、物性及電性特征，可將其作為夾層的判別依據(jù)。通過(guò)測(cè)井解釋的聲波時(shí)差，將儲(chǔ)層與各類夾層進(jìn)行區(qū)分后，再根據(jù)巖性及表1所歸納的電性、物性特征，對(duì)泥質(zhì)夾層、灰質(zhì)砂巖夾層及物性?shī)A層進(jìn)行細(xì)分。

4 夾層分布規(guī)律

對(duì)夾層分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)夾層對(duì)底水錐進(jìn)控制的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)單井識(shí)別夾層分布位置的統(tǒng)計(jì)表明，夾層在縱向上分布呈現(xiàn)如下規(guī)律。

(1)泥巖夾層、物性?shī)A層，主要分布在各小層頂部，處于各個(gè)韻律層或者旋回層的頂部(見(jiàn)下頁(yè)圖6)。該類夾層主要表現(xiàn)在沉積的正旋回頂部，與該區(qū)沉積旋回類型相一致。

(2)灰質(zhì)夾層往往呈點(diǎn)狀局部分布，一般與地層的短暫暴露，地層淡水的滲濾形成灰質(zhì)膠結(jié)有關(guān)。該類成因灰質(zhì)夾層分布零星，不連片，對(duì)地水的錐進(jìn)一般影響不大(見(jiàn)下頁(yè)圖7)。

(3)油水界面附近灰質(zhì)夾層發(fā)育，往往能具有一定的連片性。如圖5(見(jiàn)下頁(yè))中，在二小層頂部附近，是油水界面部位，該處發(fā)育了一套一米多的灰質(zhì)夾層。通過(guò)對(duì)塔河1區(qū)二十九口直井及直導(dǎo)眼井夾層識(shí)別結(jié)果，二十二口井在油水界面附近發(fā)育灰質(zhì)夾層，達(dá)到75%以上，這說(shuō)明與油水界面相關(guān)的灰質(zhì)夾層在塔河1區(qū)三疊系油藏應(yīng)該是一類重要的夾層類型，對(duì)開(kāi)發(fā)具有一定的影響作用，這與過(guò)去對(duì)灰質(zhì)夾層的認(rèn)識(shí)是不同的，應(yīng)該引起重視。

圖5 三類夾層的測(cè)井響應(yīng)交會(huì)圖Fig．5 Log response cross plot of3 types of inter－beds

圖6 各類夾層在儲(chǔ)層中分布位置Fig．6 Distribution of different types of intercalation in reservoir

塔河1區(qū)夾層在平面上分布特征表現(xiàn)為:①泥巖夾層在整個(gè)研究工區(qū)油層內(nèi)部普遍發(fā)育，且平面上因巖性變化，可以過(guò)渡成泥質(zhì)類夾層，使其在平面上能連成一定的分布范圍(見(jiàn)下頁(yè)圖8);②灰質(zhì)砂巖夾層絕大多數(shù)呈零星狀分布，但在油水界面附近，有一套與流體界面相關(guān)的，具有一定連片分布的灰質(zhì)砂巖夾層(見(jiàn)圖8);③油藏內(nèi)夾層累計(jì)厚度分布受構(gòu)造控制，構(gòu)造高部位夾層累計(jì)厚度大，越往低部為夾層累計(jì)厚度變薄(見(jiàn)圖8)。

圖7 塔河1區(qū)過(guò)TK116H—TK110H—TK121H—TK107H—TK104H—S41井三疊系下油組油藏剖面Fig．7 The lower oil assemblage section through wells TK116H－TK110H－TK121H－TK107H－TK104H－S41 of triassic in Tahe 1 area

圖8 塔河1區(qū)三疊系油藏夾層累計(jì)厚度分布和無(wú)水采油期等值線疊加圖Fig．8 Map of distribution of total thickness of intercalation in triassic and water free oil production period contour of the reservoir overlaid

塔河1區(qū)夾層縱橫變化及分布規(guī)律表明:泥巖夾層和油水界面附近灰質(zhì)夾層，是研究區(qū)相對(duì)穩(wěn)定，并且致密程度好的二類重要夾層。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是中后期抑制底水的錐進(jìn)、串進(jìn)等現(xiàn)象，具有重要的作用，是后期進(jìn)行油藏見(jiàn)水綜合治理、分析需要考慮的一個(gè)重要因素。

5 結(jié)論

(1)綜上所述，塔河1區(qū)三疊系下油組各小層內(nèi)部均發(fā)育灰質(zhì)砂巖夾層、泥巖夾層及物性?shī)A層三類夾層。

(2)三類夾層在電性上有明顯區(qū)別:灰質(zhì)砂巖夾層在電性上呈現(xiàn)“兩高兩低”的顯著特征，即密度高、電阻率高、聲波時(shí)差低、自然伽瑪?shù)?泥質(zhì)夾層則反映為高自然伽瑪，自然電位曲線幅度較大;物性?shī)A層一般顯示為高自然伽瑪值、自然電位負(fù)異常不明顯或正異常，物性條件介于儲(chǔ)層和泥巖夾層之間。依據(jù)上述特征，可對(duì)各類夾層進(jìn)行判別。

(3)夾層在縱向上普遍發(fā)育在正韻律層段的頂部和油水界面附近，并且在部份井區(qū)，可以形成一定的分布范圍;在平面上集中分布在研究區(qū)的構(gòu)造高部位。夾層的存在，對(duì)開(kāi)發(fā)后期的底水錐進(jìn)及脊進(jìn)，有著不同程度的阻礙作用，影響了無(wú)水采油期的時(shí)間及含水上升速度。在今后的開(kāi)發(fā)過(guò)程及產(chǎn)量預(yù)測(cè)中，應(yīng)將夾層的影響作用考慮進(jìn)去。參考文獻(xiàn):

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TE 122.3+3

A

1001—1749(2011)02—0207—05

2010－09－02改回日期:2010－11－22

蘇瑗(1985－)，女，河南鄭州人，碩士，專業(yè)研究方向是油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)。