黃 超
(中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營 257000)
儲層建筑結(jié)構(gòu)分析法,又被稱為儲層構(gòu)成單元分析法,自20世紀(jì)80年代由加拿大沉積學(xué)家Mial提出后[1-2],很快受到沉積學(xué)界和石油地質(zhì)學(xué)界的廣泛關(guān)注。在國內(nèi),也有不少學(xué)者對此進行了大量的研究[3-7]。在對勝利油區(qū)臨盤油田、孤島油田、東辛油田等儲層建筑結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人的研究成果,筆者針對儲層建筑結(jié)構(gòu)研究的幾點應(yīng)用做一下探討。
儲層建筑結(jié)構(gòu)分析法是在對河流相儲層非均質(zhì)性研究的基礎(chǔ)上提出的,因此儲層建筑結(jié)構(gòu)研究最初以弄清儲層的非均質(zhì)性為目的。由于儲層非均質(zhì)性具有層次性[8],因此儲層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)分層次進行研究[6]。目前我國東部老油田的儲層研究已經(jīng)進行到了小層層次,更高層次的單砂體和成因砂體是儲層建筑結(jié)構(gòu)研究的目的層次。儲層建筑結(jié)構(gòu)是儲層非均質(zhì)性較深層次的研究[9]。
在儲層建筑結(jié)構(gòu)研究中,儲層由相對獨立且相同等級的的不同結(jié)構(gòu)要素組合而成。不同類型的結(jié)構(gòu)要素物理性質(zhì)(如孔隙度、滲透率、含油飽和度、孔隙結(jié)構(gòu)等)不同,通過研究不同建筑結(jié)構(gòu)要素空間組合模式和接觸關(guān)系,進一步了解儲層的非均質(zhì)性。
臨盤油田某區(qū)館3段為淺水辮狀河三角洲沉積,由廣泛發(fā)育的辮狀河流注入淺水湖泊形成。在巖心分析的基礎(chǔ)上,主要依據(jù)測井曲線特征,共識別出了三種結(jié)構(gòu)要素:水下辮狀河道、河間沉積、前緣席狀砂(圖1)。水下辮狀河道是陸上辮狀河在水下的延伸,其沉積砂體厚度最大,物性最好。河道間沉積可以是由于水下河道的改道而被保存下來的沉積物,也可以是洪水期河道漫溢或決口沉積物,或者隨著河流的向前進積,使前緣席狀砂加厚而成。該沉積物的厚度較水下辮狀河道砂體薄,物性次之。前緣席狀砂由先期形成的水下分流河道、河口壩等砂體被較強的波浪改造,發(fā)生橫向遷移并連接成片而形成,前緣席狀砂厚度最薄,物性最差。砂體間的接觸關(guān)系和連通情況是儲層非均質(zhì)性研究的主要內(nèi)容。當(dāng)主河道-主河道接觸時,結(jié)構(gòu)要素間連通,主河道-河間沉積、主河道-前緣席狀砂及河間沉積-前緣席狀砂接觸時,連通性較差,甚至不連通。
圖1 臨盤油田某區(qū)Ng33儲層建筑結(jié)構(gòu)平面圖
儲層的細(xì)分對比是油田開發(fā)工作的基礎(chǔ),傳統(tǒng)的儲層劃分把儲層劃分為含油層系、油層組、砂層組、小層、單砂層。這種劃分主要是從地層學(xué)的角度進行儲層單元劃分的。目前,油田開發(fā)區(qū)關(guān)于沉積微相、儲層非均質(zhì)性、油藏描述、井網(wǎng)與層系調(diào)整等工作的基本對象就是以單砂層為研究單元。
從單砂層的角度考慮,能否進一步實現(xiàn)垂向劃分越細(xì),平面上也能夠劃分越細(xì)的目的?答案是否定的。因為單砂層本身就是由不同成因砂體組成的,進一步的細(xì)分所涉及的主要是沉積學(xué)的問題,而不是地層學(xué)的問題。所以說,儲層的細(xì)分對比,不單純是一個地層學(xué)問題,劃分的越細(xì),所涉及的沉積學(xué)問題越多。把這一問題解決得比較好的理論和方法是儲層建筑結(jié)構(gòu)研究。
儲層建筑結(jié)構(gòu)研究要求將單砂層劃分成多個成因砂體(建筑結(jié)構(gòu)要素),研究不同成因砂體在空間上的組合特征。因此,在地層對比中,首先依據(jù)測井曲線特征,并結(jié)合沉積背景、鉆遇砂體的位置、成因及沉積相模式,確定單井單砂體的結(jié)構(gòu)要素類型。然后依靠曲線的相似性以及沉積旋回本身的特征和結(jié)構(gòu)要素的空間展布特征綜合考慮、逐井分析,最終實現(xiàn)全區(qū)對比。
儲層微構(gòu)造是儲層頂面或底面的起伏變化特征,是反映儲層特征的一個重要參數(shù)。微型構(gòu)造控制著油氣的運移和聚集,直接影響著油氣的分布。傳統(tǒng)的微構(gòu)造研究以整個連續(xù)的儲層為單位,在僅有測井資料的情況下,需要首先勾繪出砂巖分布區(qū),標(biāo)出井點的深度,通過插值法畫出儲層的構(gòu)造形態(tài),然而此種方法存在一些弊端。它沒有擺脫“層狀模型”的束縛,使砂體結(jié)構(gòu)、形態(tài)粗化嚴(yán)重(圖2)。
圖2 河流相儲層粗化砂體結(jié)構(gòu)模型建立示意圖
某種結(jié)構(gòu)要素本身的分布及要素間各類滲流屏障(泥質(zhì)隔夾層、鈣質(zhì)膠結(jié)帶、河床底部泥礫滯留沉積層以及不同成因砂體間的物性界面、微地質(zhì)界面等),宏觀上對地下流體運動具有顯著的控制作用。單一結(jié)構(gòu)要素應(yīng)是目前井間可對比最小的控制流體相對獨立運動的砂體單元。從這一點上講,微型構(gòu)造研究應(yīng)深入到單一的結(jié)構(gòu)要素,刻畫單一結(jié)構(gòu)要素的層面起伏變化[10],以單一結(jié)構(gòu)要素為單元進行微構(gòu)造研究是十分必要的,而且其意義也是相當(dāng)重大的。
在用容積法進行儲量計算時,通常將同一油氣層視為一個整體,按層求取統(tǒng)一儲量計算參數(shù)進行儲量計算。但是,同一油氣層不同部位的有效孔隙度、有效厚度、含油飽和度等各不相同,甚至差別很大[11],以結(jié)構(gòu)要素為單位,分別求出不同結(jié)構(gòu)要素的儲量計算參數(shù),會得到更加精確的儲量值。
以臨盤油田臨23塊館三段第3小層兩個單砂層的儲量計算為例,該單砂層共識別出3種結(jié)構(gòu)要素:水下辮狀河道、河間沉積、前緣席狀砂。利用容積法計算儲量時,若參數(shù)以單砂層為單位取平均值(表1),儲量的計算結(jié)果難免會與實際值有較大的誤差。若分結(jié)構(gòu)要素進行儲量計算參數(shù)的選取,計算各結(jié)構(gòu)要素的儲量,最后求得同一單砂層內(nèi)各結(jié)構(gòu)要素儲量的總和,得到的結(jié)果會更接近于實際(表2)。
表1 統(tǒng)一參數(shù)的儲量計算
結(jié)構(gòu)要素控制著儲層中的油水運動,通過對精確到結(jié)構(gòu)要素后的地質(zhì)模型和動態(tài)資料的綜合分析,可以更精確地預(yù)測剩余油富集區(qū)。由于不同結(jié)構(gòu)要素的物理性質(zhì)差別很大,因此相同注水強度下,驅(qū)油效率會有所不同。新立村油田永8斷塊主要為三角洲前緣沉積,共識別出河口壩、水下分流河道兩種結(jié)構(gòu)要素。通過該塊的密閉取心井永8-斜檢1井的剩余油飽和度、驅(qū)油效率及水淹狀況的分析結(jié)果 可知(圖3),ES271、ES272小層較薄,厚度在3 m以下,為水下分流河道要素,平均剩余油飽和度均在55%左右,驅(qū)油效率均為19%,水淹級別屬于弱見水級別,ES265小層厚10 m,為河口壩要素,平均剩余油飽和度50%,驅(qū)油效率26%,水淹程度以見水和水洗級別為主。儲層厚度較薄、物性相對較差的ES271、ES272小層剩余油飽和度高,驅(qū)油效率低,潛力較大。
表2 分結(jié)構(gòu)要素的儲量計算
圖3 永8-斜檢1井水淹剖面
(1)地下儲層由相對獨立且相互平等的結(jié)構(gòu)要素組成,通過對結(jié)構(gòu)要素物理性質(zhì)、組合模式及接觸關(guān)系的研究,可以幫助分析儲層的非均質(zhì)性。
(2)儲層建筑結(jié)構(gòu)研究是解決單砂層以上級別地層對比的有效途徑。
(3)以單一結(jié)構(gòu)要素為單位進行微構(gòu)造研究和儲量計算,意義重大。
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