趙倫,梁宏偉,張祥忠,陳禮,王進(jìn)財(cái),曹海麗,宋曉威(.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院;.中國(guó)石油天然氣勘探開發(fā)公司)
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砂體構(gòu)型特征與剩余油分布模式
——以哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地Kumkol South油田為例
趙倫1,梁宏偉1,張祥忠1,陳禮1,王進(jìn)財(cái)1,曹海麗1,宋曉威2
(1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院;2.中國(guó)石油天然氣勘探開發(fā)公司)
摘要:以哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地Kumkol South油田為例,通過(guò)對(duì)曲流河、辮狀河和三角洲砂體構(gòu)型特征、開發(fā)效果、剩余油分布特征的對(duì)比研究,提出了不同類型砂體構(gòu)型特征對(duì)剩余油分布的控制模式。辮狀河砂體構(gòu)型特征簡(jiǎn)單,為近水平泥質(zhì)夾層分布的“泛連通體”構(gòu)型模式,水驅(qū)波及較均勻,邊底水推進(jìn)快,高含水期剩余油分布模式為近水平的泥質(zhì)落淤層“垂向遮擋控油模式”;曲流河砂體構(gòu)型特征為廢棄河道和點(diǎn)壩內(nèi)泥質(zhì)側(cè)積層的“半連通體”構(gòu)型模式,注入水主要沿砂體中下部波及,高含水期剩余油分布模式為廢棄河道和泥質(zhì)側(cè)積層“側(cè)向遮擋控油模式”;三角洲砂體構(gòu)型特征復(fù)雜,為側(cè)向與垂向泥巖隔層和泥質(zhì)夾層發(fā)育的“鑲嵌式”構(gòu)型模式,注入水主要沿水流優(yōu)勢(shì)通道波及,波及程度相對(duì)較弱,高含水期剩余油分布模式為泥巖隔層和泥質(zhì)夾層的“復(fù)合遮擋控油模式”。不同類型砂體剩余油分布規(guī)律不同,應(yīng)采取針對(duì)性措施進(jìn)行剩余油挖潛。圖6表3參24
關(guān)鍵詞:三角洲砂體;曲流河砂體;辮狀河砂體;砂體構(gòu)型;水驅(qū)開發(fā)效果;剩余油分布;剩余油挖潛;南圖爾蓋盆地
砂體構(gòu)型特征是控制剩余油分布的重要因素之一,砂巖油藏進(jìn)入高含水開發(fā)階段后,剩余油的分布更加復(fù)雜,地下儲(chǔ)集層砂體構(gòu)型控制的剩余油挖潛已逐漸成為油田開發(fā)調(diào)整的主要目標(biāo)[1]。曲流河、辮狀河、三角洲砂體是陸相含油氣盆地的主要儲(chǔ)集層類型,由于河流負(fù)載能力、沉積物搬運(yùn)沉積方式、沉積環(huán)境水動(dòng)力能量的不同,砂體間的接觸關(guān)系和砂體內(nèi)部的夾層分布模式不同,這些差異直接控制注水開發(fā)過(guò)程中的水驅(qū)波及特征和高含水期剩余油的分布模式[2-3]。
本文以哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地Kumkol South油田為例,通過(guò)分析曲流河、辮狀河、三角洲砂體的成因,對(duì)比不同類型砂體構(gòu)型特征與水驅(qū)開發(fā)效果,在精細(xì)三維儲(chǔ)集層構(gòu)型模型與油藏?cái)?shù)值模擬的基礎(chǔ)上,建立不同類型構(gòu)型特征控制下的剩余油分布模式[4],用于指導(dǎo)不同類型油田的儲(chǔ)集層精細(xì)表征與剩余油挖潛研究。
Kumkol South油田位于哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地阿雷斯庫(kù)姆坳陷的阿西賽凸起,是1個(gè)大型帶邊底水的背斜砂巖油藏[5-6]。Kumkol South油田發(fā)育多套儲(chǔ)集層:上侏羅統(tǒng)J-Ⅰ—J-Ⅳ層為三角洲前緣沉積(見圖1a),巖性主要為粉砂巖、粉細(xì)砂巖,儲(chǔ)集層平均孔隙度22%~25%,平均滲透率(273~720)×10-3μm2;下白堊統(tǒng)下段的M-Ⅱ?qū)訛檗p狀河沉積(見圖1b),巖性為中粗砂巖、粗砂巖和礫巖,儲(chǔ)集層平均孔隙度28%,平均滲透率813×10-3μm2;下白堊統(tǒng)上段的M-Ⅰ層為曲流河沉積(見圖1c),巖性主要為粉砂巖、細(xì)砂巖和中—細(xì)砂巖,儲(chǔ)集層平均孔隙度26%,平均滲透率745×10-3μm2。油田于1990年實(shí)施分層系注水開發(fā),目前地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度53.3%,綜合含水97.2%。
圖1 不同層系沉積微相平面圖
2.1 三角洲砂體構(gòu)型特征及成因
侏羅紀(jì)斷陷湖盆沉積末期的J-Ⅰ—J-Ⅳ層為大型淺水三角洲沉積,研究區(qū)位置為三角洲前緣亞相,砂體發(fā)育受可容納空間和物源供給變化的控制,具體表現(xiàn)為地層由下至上A/S逐漸增加,水體逐漸變深,分流河道由蛇曲型向直流型轉(zhuǎn)化。同時(shí),湖泊水體的能量不斷增強(qiáng),湖水對(duì)分流河道砂體的改造作用逐漸變大,使改造后的薄層席狀砂分布于條帶狀的水下分流河道間。由于湖盆坡度較小,河道的卸載沉積不發(fā)育,故少見河口壩沉積。由于河流進(jìn)入湖泊后受湖水能量的影響,侵蝕下切作用大大減弱,故不同時(shí)期的河道垂向疊置,橫向切割,砂體間的垂向泥巖隔層和橫向泥巖/泥質(zhì)遮擋層保存程度較好。分流河道在變遷擺動(dòng)過(guò)程中,砂體內(nèi)部形成側(cè)積狀、向心狀和水平狀的泥質(zhì)夾層,并且泥質(zhì)夾層的規(guī)模和傾角逐漸增大,分布頻率和密度不斷增加[7-8]。
三角洲前緣沉積的砂巖與泥巖整體表現(xiàn)為一種鑲嵌式的結(jié)構(gòu)特征,縱向上砂體間的泥巖隔層發(fā)育,厚度一般為1.00~12.00 m,延伸長(zhǎng)度100~5 000 m,垂向上泥巖隔層分布頻率為0.04 條/m。不同期次單砂層間橫向泥巖遮擋層得到較好保留,延伸大于1/2單砂層接觸范圍。同時(shí)砂體內(nèi)部泥質(zhì)夾層發(fā)育,厚度為0.1~0.8 m,延伸長(zhǎng)度為10~100 m。垂向上單砂層間和單砂層內(nèi)部泥質(zhì)夾層的分布頻率為0.30條/m??傮w上,研究區(qū)淺水三角洲砂體構(gòu)型特征復(fù)雜,為側(cè)向與垂向泥巖隔層和內(nèi)部泥質(zhì)夾層發(fā)育的“鑲嵌式”構(gòu)型模式(見圖2a)。
2.2 辮狀河砂體構(gòu)型特征及成因
侏羅紀(jì)沉積末期研究區(qū)整體抬升遭受剝蝕后,進(jìn)入坳陷湖盆發(fā)展階段,白堊紀(jì)初期M-Ⅱ?qū)映练e時(shí)期研究區(qū)氣候濕潤(rùn),可容納空間較小,物源供給充分,A/S比值相對(duì)較低,廣泛發(fā)育辮狀河泛濫平原,沉積了1套厚度為100多米的辮狀河儲(chǔ)集層。在平面上研究區(qū)全部被辮狀河砂體覆蓋,心灘壩寬度與辮狀河道的寬度比約為3∶1,心灘壩與辮狀河道呈現(xiàn)“寬壩窄河道”的網(wǎng)狀分布樣式[9]。由于沉積時(shí)期持續(xù)保持較強(qiáng)的水動(dòng)力和充足的物源供給,辮狀河道頻繁改道,后期砂體在河道改道過(guò)程中對(duì)前期砂體的沖刷作用強(qiáng),橫向上不同類型或不同期次的砂體直接接觸,砂體間的泥巖隔層保留少且厚度薄,辮狀河沉積整體表現(xiàn)為“砂包泥”的砂巖與泥巖結(jié)構(gòu)特征,砂層間泥巖隔層厚度0~5.00 m,延伸長(zhǎng)度50~1 300 m。
由于砂體在沉積過(guò)程中的垂向加積作用,砂體內(nèi)部泥質(zhì)夾層幾乎為近水平分布。心灘壩內(nèi)部泥質(zhì)夾層與心灘壩在平面分布范圍和形態(tài)特征方面相近,且壩上沖溝發(fā)育較少,反映洪水期水流能量較小,對(duì)泥質(zhì)夾層改造能力較弱,使泥質(zhì)夾層在平面上穩(wěn)定分布[9]。心灘壩內(nèi)部泥質(zhì)夾層厚度為0.15~0.40 m,夾層頻率為0.06~6.00 條/m;辮狀河道內(nèi)部泥質(zhì)夾層與河道規(guī)模在分布范圍和形態(tài)特征方面相近,但連續(xù)性相對(duì)較差,反映洪水期水流能量較強(qiáng),對(duì)泥質(zhì)夾層改造能力較強(qiáng)。辮狀河道內(nèi)部泥質(zhì)夾層厚度為0.10~0.40 m、夾層頻率為0.08~3.00 條/m。
總體上,辮狀河砂體儲(chǔ)集層構(gòu)型特征簡(jiǎn)單,為近水平泥質(zhì)夾層分布的“泛連通體”構(gòu)型模式(見圖2b)。
2.3 曲流河砂體構(gòu)型特征及成因
下白堊統(tǒng)M-Ⅰ層沉積時(shí)期,盆地沉降幅度增大,物源供給相對(duì)減弱,研究區(qū)廣泛發(fā)育曲流河泛濫平原沉積,發(fā)育2期高彎度曲流河,由于河流能量的不同,第2期河道對(duì)第1期河道的沖刷程度有所差異,2期河道間的泥巖隔層保留厚度不同,厚度為0~8.00 m。在同1期河道內(nèi)發(fā)育5~6個(gè)單一曲流帶,高彎度曲流河頻繁改道,發(fā)生側(cè)向遷移,各曲流河砂體表現(xiàn)為側(cè)向拼接方式,由于河流水動(dòng)力較強(qiáng),砂體間的泥質(zhì)遮擋層不發(fā)育[10-11]。
點(diǎn)壩是曲流河主要的構(gòu)型單元,于曲流河側(cè)向加積過(guò)程中形成,單一點(diǎn)壩厚度4.00~10.00 m,點(diǎn)壩內(nèi)部發(fā)育泥質(zhì)側(cè)積層,厚度0.20~0.50 m,傾角5°~6°,泥質(zhì)側(cè)積層保存在河道砂體中上部,把點(diǎn)壩分成2~4個(gè)側(cè)積體。河流在改道過(guò)程中,形成廢棄河道,廢棄河道上部為泥巖,底部為砂巖,泥巖厚度比例20%~52%,廢棄河道是單一點(diǎn)壩的終止,即點(diǎn)壩的邊界。在洪水期,水流攜帶泥砂漫過(guò)堤岸形成溢岸砂沉積,只在局部井區(qū)發(fā)育,一般沉積厚度0.10~3.00 m,垂直河道方向延伸50~300 m,沿河道方向延伸500~1 600 m,為單期次成因的砂體,內(nèi)部夾層不發(fā)育。
曲流河砂體四級(jí)構(gòu)型包括點(diǎn)砂壩、廢棄河道和溢岸砂等,但主力構(gòu)型單元為點(diǎn)壩砂體,構(gòu)型特征為廢棄河道和點(diǎn)壩內(nèi)泥質(zhì)側(cè)積層的“半連通體”構(gòu)型模式(見圖2c)[12-14]。
圖2 3種不同類型砂體構(gòu)型模式(GR—自然伽馬;SP—自然電位;RLLS—淺側(cè)向電阻率;RLLD— 深側(cè)向電阻率)
通過(guò)以上分析可以看出,研究區(qū)三角洲、辮狀河、曲流河砂體構(gòu)型特征存在明顯差異,包括單砂體在平面和縱向的接觸與疊置關(guān)系,以及單砂體內(nèi)部泥質(zhì)夾層的發(fā)育與分布特征。辮狀河水體能量最強(qiáng)侵蝕下切作用最強(qiáng),導(dǎo)致砂體間垂向隔層與橫向遮擋層局部不發(fā)育,單砂體內(nèi)部夾層近水平分布,構(gòu)型特征最為簡(jiǎn)單。三角洲砂體類型多樣,受湖水能量作用,分流河道的侵蝕下切作用較弱,砂體間垂向隔層與橫向遮擋層均發(fā)育,向湖盆方向,分流河道砂體內(nèi)部依次發(fā)育傾斜狀、向心狀和近水平狀泥質(zhì)夾層,構(gòu)型特征最為復(fù)雜。曲流河水體能量相對(duì)較強(qiáng),侵蝕下切作用相對(duì)較強(qiáng),砂體間垂向隔層和橫向遮擋層局部發(fā)育,受河流側(cè)向遷移作用影響,砂體內(nèi)部發(fā)育分布有限的泥質(zhì)側(cè)積層,構(gòu)型特征的復(fù)雜性介于辮狀河與三角洲之間(見表1)。
表1 不同類型砂體構(gòu)型特征對(duì)比
研究區(qū)3類砂體油層1990年投入開發(fā),經(jīng)歷了相似的水驅(qū)開發(fā)歷程,由于受構(gòu)型特征的控制,開發(fā)效果有所差異。根據(jù)油田360余口井的開發(fā)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和生產(chǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)及近年來(lái)完鉆的新井水淹特征資料,對(duì)不同類型砂體開發(fā)效果進(jìn)行對(duì)比(見表2)。
表2 不同類型砂體吸水與水淹狀況統(tǒng)計(jì)
三角洲砂體構(gòu)型特征復(fù)雜,泥質(zhì)夾層發(fā)育,砂體間和砂體內(nèi)部物性變化大,整體非均質(zhì)性最強(qiáng),因此注入水在波及過(guò)程中受到各類泥質(zhì)夾層的遮擋,選擇物性好的儲(chǔ)集層段推進(jìn),容易形成注水優(yōu)勢(shì)通道,水驅(qū)波及程度低,注水井吸水厚度比例43.3%~57.1%。水淹特征表現(xiàn)為局部層段強(qiáng)水淹,平均強(qiáng)水淹層厚度比例9.7%~23.8%,弱水淹層和未水淹層厚度比例高。
辮狀河沉積由于砂體內(nèi)部近水平分布的泥質(zhì)落淤層的存在,并且橫向上砂體間的泥質(zhì)遮擋層不發(fā)育,整個(gè)砂體為泛連通體,砂體內(nèi)部被水平泥質(zhì)夾層分布幾個(gè)滲流單元,各滲流單元間非均質(zhì)性弱。注入水在波及過(guò)程中受側(cè)向遮擋作用小,垂向上受近水平落淤層的遮擋作用,導(dǎo)致由重力引力的底部突進(jìn)作用減弱,因此水驅(qū)波及較為均勻,注水井吸水比較均勻,吸水厚度占射孔厚度的60.3%~85.1%。同時(shí)該類砂體儲(chǔ)集層底水發(fā)育,垂向上單砂體間泥質(zhì)隔層不發(fā)育,辮狀河道砂體泥質(zhì)夾層不發(fā)育,底水容易錐進(jìn),造成油層快速水淹。由于上述兩個(gè)原因,油層整體水淹程度較高,強(qiáng)水淹層的平均厚度較大,并且由于泥質(zhì)夾層發(fā)育的不均,底水錐進(jìn)和注入水突進(jìn)速度有所差異。心灘砂體夾層發(fā)育程度要好于辮狀河道,水驅(qū)波及更均勻,強(qiáng)水淹層厚度比例占51.8%,辮狀河道砂體強(qiáng)水淹層厚度比例占81.7%,水淹程度要高于心灘砂體,多表現(xiàn)為注入水和底水造成的快速暴性水淹。
曲流河沉積以點(diǎn)壩砂體為主要構(gòu)型單元,溢岸砂僅局部發(fā)育。點(diǎn)壩內(nèi)部的泥質(zhì)側(cè)積層主要分布在中上部,下部為半連通體,注入水在波及過(guò)程中受泥質(zhì)側(cè)積層的遮擋,主要沿下部推進(jìn),表現(xiàn)為砂體下部吸水,吸水厚度比例52.6%。下部水淹程度高,中上部弱水淹—未水淹,中強(qiáng)水淹層厚度占60.4%。
三角洲和曲流河砂體邊底水不發(fā)育,含水上升主要受注入水影響,三角洲砂體在注水開發(fā)前期容易形成優(yōu)勢(shì)水流通道,經(jīng)歷了長(zhǎng)期水驅(qū)后逐漸演化成大孔道,而曲流河砂體注入水波及相對(duì)更均勻,優(yōu)勢(shì)水流通道和大孔道的發(fā)育程度都遠(yuǎn)低于三角洲砂體。從含水和采出程度關(guān)系上看(見圖3),三角洲砂體初期含水上升慢,在采出程度20.0%時(shí),綜合含水6.6%~10.8%,當(dāng)采出程度達(dá)到40.0%時(shí),含水快速上升至76.1%~85.5%,目前采出程度47.1%~52.6%,綜合含水93.1%~95.5%。而曲流河砂體注水開發(fā)過(guò)程中含水上升明顯低于三角洲砂體,采出程度20.0%時(shí)綜合含水只有1.3%,當(dāng)采出程度達(dá)到40.0%時(shí),綜合含水35.2%,目前采出程度59.8%,綜合含水93.5%,曲流河砂體開發(fā)效果明顯好于三角洲砂體。辮狀河砂體含水上升受邊底水和注入水雙重影響,并且其砂體間的泥巖隔層不發(fā)育,使底水更容易錐進(jìn)造成油層快速水淹,表現(xiàn)為在開發(fā)過(guò)程中含水上升快。但是由于心灘砂體泥巖夾層發(fā)育程度明顯高于辮狀河道,對(duì)注入水的分流作用和對(duì)底水的遮擋作用都更強(qiáng),因此心灘的含水上升速度明顯低于辮狀河道(見圖4)。如果統(tǒng)計(jì)局部由注入水引起的的油井含水上升狀況,辮狀河砂體含水上升速度要低于曲流河和三角洲砂體。
圖3 不同類型砂體采出程度與綜合含水關(guān)系
圖4 不同類型辮狀河砂體含水上升速度
在各類砂體構(gòu)型特征研究的基礎(chǔ)上,分別選擇典型井組采用嵌入式建模方法分級(jí)次建立復(fù)合河道帶、單一河道帶、構(gòu)型單元及其內(nèi)部夾層模型,從而建立3類砂體精細(xì)地質(zhì)模型。首先,構(gòu)建單層砂體與層間隔層模型,將單層間泥巖隔層作為一個(gè)單獨(dú)建模層,以隔層厚度圖為約束建立三維隔層模型;其次,構(gòu)建構(gòu)型單元的分布模型,如辮狀河的心灘壩與辮狀河道分布模型,在單層砂體中,采用基于界面的嵌入式構(gòu)型建模方法,刻畫構(gòu)型單元的空間分布;最后,構(gòu)建構(gòu)型單元內(nèi)部泥質(zhì)夾層分布模型,在構(gòu)型單元分布范圍內(nèi),將泥質(zhì)夾層作為建模目標(biāo),采用基于界面的嵌入式構(gòu)型建模方法,刻畫泥質(zhì)夾層的空間分布[15-19]。在此基礎(chǔ)上分別建立孔隙度、滲透率和含油飽和度模型,并對(duì)模型儲(chǔ)量進(jìn)行擬合,保證模型儲(chǔ)量與容積法計(jì)算的儲(chǔ)量誤差小于3%,各模型參數(shù)如表3所示。
表3 不同類型砂體精細(xì)三維構(gòu)型模型參數(shù)
在上述模型的基礎(chǔ)上開展數(shù)值模擬研究。數(shù)值模擬過(guò)程中,油藏基本參數(shù)、流體與巖石物理特征參數(shù)均采用油田實(shí)際分析測(cè)試數(shù)據(jù),3類砂體采用不同的油水相滲曲線,并且對(duì)油井產(chǎn)油、含水、產(chǎn)液剖面數(shù)據(jù)和注水井的注水量、吸水剖面和壓力等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史擬合,模型單井產(chǎn)油和含水?dāng)M合率達(dá)到95%以上,產(chǎn)液剖面和吸水剖面擬合率達(dá)到80%以上,根據(jù)歷史擬合的結(jié)果,研究不同類型砂體的剩余油分布規(guī)律。
數(shù)值模擬結(jié)果結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析可以看出,在高含水期剩余油整體分散,但仍然有剩余油局部富集區(qū)和富集層,剩余油分布主要受開發(fā)因素(注采井網(wǎng))和地質(zhì)因素(構(gòu)型特征)影響,這里重點(diǎn)討論砂體構(gòu)型特征,特別是泥巖隔層和泥質(zhì)夾層分布模式對(duì)剩余油分布的控制作用,不同的構(gòu)型模式是控制剩余油分布規(guī)律的內(nèi)在因素(見圖5)[5-6,20-24]。
平面上,曲流河砂體剩余油受廢棄河道以及泥質(zhì)側(cè)積層分布的控制明顯,廢棄河道或者泥質(zhì)側(cè)積層的組合分布往往形成相鄰河道砂體之間的滲流屏障,造成局部區(qū)域有注無(wú)采或者有采無(wú)注的注采失衡現(xiàn)象,由于滲流屏障的側(cè)向遮擋作用,在廢棄河道附近,剩余儲(chǔ)量豐度一般較高[24]??v向上,受重力影響,同時(shí)由于點(diǎn)壩中上部泥質(zhì)夾層的側(cè)向遮擋作用,在點(diǎn)壩中上部剩余儲(chǔ)量豐度較大,剩余油富集(見圖5)??傮w上,曲流河砂體水驅(qū)開發(fā)高含水期剩余油分布模式為構(gòu)型單元“側(cè)向遮擋控油模式”。曲流河砂體平均剩余油飽和度30.1%,其中點(diǎn)壩平均剩余油飽和度29.6%,溢岸砂平均剩余油飽和度33.8%。剩余油飽和度呈現(xiàn)明顯的正態(tài)分布特征(見圖6a),剩余油飽和度為20.0%~40.0%的網(wǎng)格占76.5%,剩余油飽和度大于40.0%的網(wǎng)格占到21.3%,主要分布在砂體中上部和廢棄河道附近。剩余油飽和度小于20.0%的網(wǎng)格占2.2%,主要分布在點(diǎn)壩砂體的下部。曲流河砂體剩余油局部富集,具有一定的剩余油潛力。
圖5 不同類型砂體剩余油分布模式
圖6 不同類型砂體高含水期剩余油飽和度分布頻率直方圖
平面上,在強(qiáng)邊底水和注入水雙重作用下,辮狀河砂體剩余油的分布明顯受辮狀河道和心灘的網(wǎng)狀分布形態(tài)影響,辮狀河道剩余儲(chǔ)量豐度較小,而心灘砂體剩余油儲(chǔ)量豐量相對(duì)較大。縱向上,心灘砂體近水平的泥質(zhì)夾層對(duì)注入水以邊底水的垂向遮擋作用較強(qiáng),剩余油主要布在規(guī)模較大的泥質(zhì)夾層附近。辮狀河道內(nèi)部泥質(zhì)夾層不發(fā)育,受底水錐進(jìn)和注入水沿底部突進(jìn)影響,剩余油主要分布在砂體中上部注入水和邊底水未波及區(qū)域。總體上,辮狀河砂體高含水期剩余油分布模式為構(gòu)型單元“垂向遮擋控油模式”。辮狀河砂體平均剩余油飽和度21.7%,其中心灘儲(chǔ)集層平均剩余油飽和度24.7%,辮狀河道平均剩余油飽和度17.1%。從剩余油飽和度分布來(lái)看,剩余油飽和度主要分布低飽和度區(qū)間,剩余油飽和度小于20.0%的網(wǎng)格占到46.8%,其他飽和度分布區(qū)間的比例均小于6.0%,剩余油飽和度大于40.0%的網(wǎng)格只占26.4%(見圖6b),主要分布在規(guī)模較大的泥質(zhì)夾層或者泥巖隔層附近。整體上辮狀河波及均勻,剩余油飽和度整體較低,剩余油潛力小。
三角洲砂體在水驅(qū)開發(fā)過(guò)程中,注入水波及在平面上和垂向上均受到砂體間泥巖隔層、構(gòu)型單元間泥質(zhì)遮擋層和砂體內(nèi)部泥質(zhì)夾層的影響,注入水主要沿砂體內(nèi)和砂體間的優(yōu)勢(shì)通道波及,剩余油分布相對(duì)更為復(fù)雜。在平面上,不同構(gòu)型單元均有剩余油富集區(qū)??v向上,不同構(gòu)型單元均有剩余油富集層??傮w上,三角洲砂體高含水期剩余油分布模式為構(gòu)型單元“復(fù)合遮擋控油模式”。三角洲砂體平均剩余油飽和度38.3%,其中水下分流河道儲(chǔ)集層平均剩余油飽和度37.4%,前緣席狀砂體平均剩余油飽和度40.9%。從剩余油飽和度分布來(lái)看,剩余油飽和度主要分布在中—高飽和度區(qū)間,剩余油飽和度大于40.0%的網(wǎng)格占到72.8%,主要分布在受泥質(zhì)夾層、泥巖隔層遮擋,注水未波及或者波及比較弱的區(qū)域。其他飽和度分布區(qū)間的比例均小于6.0%,剩余油飽和度小于20.0%的網(wǎng)格只占10.6%,低含油飽和度網(wǎng)格主要位于砂體底部的高滲帶上。整體上三角洲砂體剩余油潛力較大(見圖6c)。
曲流河砂體采出程度59.0%,剩余油潛力較小,辮狀河受強(qiáng)邊水作用,水淹速度較快,采出程度45.0%,剩余油雖具有一定潛力,但由于水驅(qū)開發(fā)過(guò)程中受泥質(zhì)夾層和廢棄河道側(cè)向和垂向遮擋控制,在遮擋層附近注入水無(wú)法波及,剩余油局部富集,并且砂體間泥巖隔層不發(fā)育,無(wú)法實(shí)施分層注水開發(fā),這兩類砂體一方面在剖面上實(shí)施注水井調(diào)剖,減少注入水沿單層砂體內(nèi)部的高滲條帶突進(jìn),從而改善剖面動(dòng)用狀況。另一方面在平面上增加注水井點(diǎn),改變液流方向,通過(guò)增加水驅(qū)波及面積挖掘剩余油潛力。三角洲砂體整體采出程度49.0%,并且剩余油分布復(fù)雜,層間和平面都存在剩余油富集區(qū),剩余油挖潛方式多樣。首先,砂層間泥巖隔層具有一定的厚度且分布范圍大,一方面可以通過(guò)增加注水井點(diǎn),提高平面波及系數(shù)。其次,由于垂向上砂體間泥巖隔層具有一定的厚度,且分布范圍較大,具備分層注水條件,可以實(shí)施分層注水,減少?gòu)?qiáng)水淹段吸水量,增加弱和未水淹段吸水量,提高縱向水驅(qū)波及系數(shù)。第三,可以在注水未波及的剩余油飽和度大于60.0%的剩余油集中分布區(qū)域?qū)嵤┚植烤W(wǎng)加密,提高井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)量的控制程度。
通過(guò)對(duì)Kumkol South油田曲流河、辮狀河和三角洲砂體構(gòu)型特征、開發(fā)效果、剩余油分布特征的對(duì)比研究,提出了不同類型砂體構(gòu)型特征對(duì)剩余油分布的控制模式。辮狀河砂體構(gòu)型特征簡(jiǎn)單,為近水平泥質(zhì)夾層分布的“泛連通體”構(gòu)型模式,水驅(qū)波及較均勻,邊底水推進(jìn)快,高含水期剩余油分布模式為近水平的泥質(zhì)落淤層“垂向遮擋控油模式”;曲流河砂體構(gòu)型特征為廢棄河道和點(diǎn)壩內(nèi)泥質(zhì)側(cè)積層的“半連通體”構(gòu)型模式,注入水沿砂體中下部波及,高含水期剩余油分布模式為廢棄河道和泥質(zhì)側(cè)積層“側(cè)向遮擋控油模式”;三角洲砂體構(gòu)型特征復(fù)雜,為側(cè)向與垂向泥巖隔層和泥質(zhì)夾層發(fā)育的“鑲嵌式”構(gòu)型模式,注入水主要沿水流優(yōu)質(zhì)通道波及,波及程度弱,高含水期剩余油分布模式為泥巖隔層和泥質(zhì)夾層的“復(fù)合遮擋控油模式”。
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(編輯 張敏)
Relationship between sandstone architecture and remaining oil distribution pattern:A case of the Kumkol South oilfield in South Turgay Basin, Kazakstan
ZHAO Lun1, LIANG Hongwei1, ZHANG Xiangzhong1, CHEN Li1, WANG Jincai1, CAO Haili1, SONG Xiaowei2
(1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China;2.CNODC, CNPC, Beijing 100034, China)
Abstract:Taking the Kumkol South oilfield in South Turgay Basin, Kazakstan as an example, this article summarizes the controlling pattern of different types of sandstone architecture on remaining oil distribution through examining architecture characteristics,development effect and remaining oil distribution characteristics of meandering river sandstone, braided river sandstone and delta sandstone.The braided river sandstone has simple architecture which is extensive connecting body with horizontal mud-interlayers.The water flooding sweeps evenly and the edge-bottom water drives quickly in braid river sandstone.And the remaining oil distribution pattern of braid river sandstone is the vertical blocking pattern controlled by the horizontal mud-interlayers at the high water cut stage.The meandering river sandstone is a half connecting body with abandoned channels and the lateral accretion mud-interlayers, so the injected water sweeps through the middle and lower parts of point bar sandstone, and its remaining oil distribution pattern is the horizontal blocking pattern controlled by abandoned channels and the lateral accretion mud-interlayers.The delta sandstone has a complex architecture of mosaic structure with abundant horizontal and vertical mud-interlayers and mud-interbeds, in which the injected water sweeps along preferential path, with low sweeping efficiency, and the remaining oil distribution pattern is the complex blocking pattern controlled by horizontal and vertical mud-interlayers and mud-interbeds.The results show that different techniques should be used to enhance the remaining oil recovery because of the different remaining oil distribution patterns in different kind of sand bodies.
Key words:delta sand body; meandering river sand body; braided river sand body; sandstone architecture; water flooding development effect; remaining oil distribution; remaining oil development; South Turgay Basin
中圖分類號(hào):TE345
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1000-0747(2016)03-0433-09
DOI:10.11698/PED.2016.03.14
基金項(xiàng)目:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重大專項(xiàng)(2011E-2506)
第一作者簡(jiǎn)介:趙倫(1970-),男,重慶南川人,中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院高級(jí)工程師,主要從事油藏描述、油氣田開發(fā)方面的研究工作。地址:北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào),中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院中亞俄羅斯研究所,郵政編碼:100083。E-mail:zhaolun@cnpcint.com
收稿日期:2015-06-23 修回日期:2016-03-25