程大強，陳小琴，王夢琪，王美思，王金凱

(1.山東科技大學，山東 青島 266590；2.中國石油華北油田分公司，河北 任丘 062552)

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高孔高滲斷鼻構造油藏油水倒置成因分析

程大強1，陳小琴2，王夢琪1，王美思2，王金凱1

(1.山東科技大學，山東 青島 266590；2.中國石油華北油田分公司，河北 任丘 062552)

饒陽凹陷路6、路27斷塊主要含油層段具有高孔、高滲特征，構造形態(tài)屬于斷鼻構造，在實際勘探開發(fā)過程中出現(xiàn)油水倒置現(xiàn)象。根據(jù)油層、油水同層的解釋標準差異性，重新確立砂體解釋標準；通過小層等時對比性研究，對油砂體性質(zhì)進行二次解釋；結合實際試油資料分析，驗證重新解釋結果的正確性；研究沉積體系，分析沉積相特征，了解砂體連通性及油氣運移性質(zhì)；分析水體礦化度高低，明確高低部位水體性質(zhì)及來源。通過綜合研究，分析儲層原始狀態(tài)的油水分布規(guī)律，解釋出油水倒置分布現(xiàn)象的成因，有效地指導油田進一步勘探開發(fā)，為精細油藏分析提供依據(jù)。

饒陽凹陷；路6斷塊；路27斷塊；高孔、高滲；油水倒置；成因分析

0 引 言

常規(guī)油氣成藏理論認為油氣總是聚集在圈閉連通儲集層的高部位，即在重力分異作用下，構造高部位聚集油氣、構造低部位聚集水的“上油下水”分布規(guī)律[1-3]，但在中國油田實際勘探開發(fā)的過程中，如鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、準噶爾盆地、松遼盆地以及南襄盆地等含油氣盆地的油氣藏中均出現(xiàn)了油水倒置現(xiàn)象[4]，即在同一個連通的儲層構造高、低部位呈現(xiàn)“上水下油”的分布特征。分析研究可知，當儲層表現(xiàn)為低滲—超低滲特征或者原油為密度大的稠油條件下，易形成油水倒置現(xiàn)象[5-7]，然而饒陽凹陷路6、路27斷塊主要含油層段明化鎮(zhèn)組下段和館陶組為高孔、高滲儲層，原油為中質(zhì)高黏原油。根據(jù)目前測井資料、儲層對比以及動態(tài)開發(fā)認識來看，存在油水倒置現(xiàn)象。

饒陽凹陷路6、路27斷塊目前油層動用程度在75%以上，主力油組Ⅰ類油層已全部動用，且采出程度高，水淹嚴重，油井大部分含水已在90%以上[8-9]。前人對路6、路27斷塊油水倒置現(xiàn)象的分析，只考慮了含油層砂體的發(fā)育狀況，含油面積圈定時并未將低產(chǎn)的油水同層考慮在內(nèi)，油水倒置存在局限性，并未反映出原始儲層狀態(tài)的油水分布特征。因此，通過對油層、油水同層的解釋標準差異性，小層等時對比性，試油結果準確性[10]，砂體的連通性以及水體礦化度進行綜合研究，分析路6、路27斷塊中存在的油水倒置現(xiàn)象。通過分析該類油藏油水倒置成因，可以豐富油氣成藏及分布理論，同時對指導并提高油氣實際勘探開發(fā)水平具有十分重要的意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)概況

饒陽凹陷路6、路27斷塊位于中國河北省滄州市饒陽縣內(nèi)，北為任丘市，南鄰獻縣，西為肅寧縣，北距京、津均為240 km。區(qū)域構造上主要分布在饒陽凹陷、留路斷層和留北斷層的下降盤[11-12]。饒陽凹陷是渤海灣盆地冀中坳陷中的一個次級構造單元，位于冀中坳陷中部，是一個東斷西超的新生代箕狀斷陷。研究區(qū)位于留路地區(qū)的北部，河間洼槽南部，構造形態(tài)較為單一，均為斷鼻構造。圖1為路6、路27斷塊明化鎮(zhèn)組下段III油組(NmxⅢ)頂面構造井位圖。

圖1 饒陽凹陷路6、路27斷塊構造

1.2 儲層特征及流體性質(zhì)

饒陽凹陷路6、路27斷塊鉆遇地層自上而下為：平原組(Qp)、明化鎮(zhèn)組(Nm)、館陶組(Ng)。其主要含油層段位于明化鎮(zhèn)組下段和館陶組，其中明化鎮(zhèn)組下段分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4個油組，主力開發(fā)層系Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ油組又各細分為9個小層；館陶組分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3個油組，主力開發(fā)層系Ⅱ和Ⅲ油組又各細分為4個小層。

研究區(qū)明化鎮(zhèn)組儲層孔隙度平均為32.7%，滲透率平均為1 205×10-3μm2；館陶組孔隙度平均為26.7%，滲透率平均為1 008.6×10-3μm2，儲層物性較好。研究區(qū)整體屬于高孔、高滲儲層，一些主力層屬于特高孔、特高滲儲層[13]。路6斷塊地面原油密度為0.913 8～0.925 5 g/cm3，平均為0.919 6 g/cm3；20 ℃地面脫氣原油黏度為277.87～467.39 mPa·s，平均為372.63 mPa·s；路27斷塊地面原油密度為0.897 9～0.913 3 g/cm3，平均為0.905 6 g/cm3；20 ℃地面脫氣原油黏度為124.13～312.48 mPa·s，平均為218.30 mPa·s。兩斷塊原油屬于中質(zhì)高黏原油[14]。

2 油水倒置成因分析及應用

2.1 油水倒置實例分析

由圖1可知，路15-16井較路15-12、路15-2、路15-17井構造位于低部位，未鉆遇斷層且含油，但高部位井NmxⅢ9小層②號砂體含水。路15-16井組存在油水倒置現(xiàn)象(圖2)。NmxⅢ9小層②號砂體平面圖中含油區(qū)域在實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)繪圖中，未將油水同層考慮在內(nèi)，因此，不能真實反映油水展布特征和單砂體井間油水運移規(guī)律。

圖2 過路15-22、路15-16、路15-12、路15-2井原始油藏剖面

2.1.1 砂體解釋標準差異性

前人建立的路6、路27砂體解釋標準(表1)，只參考了Rt、R4、Sw、AC電測曲線對油層、油水同層、水層的相應特征[15-16]，缺乏精確的識別標準。為了提高砂體電測解釋標準的準確性，利用電阻比較法對砂體含油性進行定性解釋。通過對研究區(qū)砂體油、水儲集層特征重新進行電測解釋研究，從而分析孤立和成片油砂體存在的油水倒置現(xiàn)象成因。

表1 路6、路27斷塊砂體解釋標準

(1) 路15-16井組砂體定性解釋。在砂體含油性判斷中，若巖性相同，含水砂巖微電極系視電阻率測井曲線幅度、正幅度差均略小于含油砂巖；砂巖含油性越好，差別越明顯；若砂巖含泥質(zhì)較多，含油性變差，幅度和幅度差均降低。路15-12井在實際生產(chǎn)中NmxⅢ9小層②號砂體未射孔，NmxⅢ8小層①號砂體射孔，以路6、路27斷塊砂體解釋標準和油水砂體微電極特征為基礎，結合NmxⅢ8小層①號砂體的電性特征，故將NmxⅢ9小層②號砂體由水層二次解釋為油水同層，反應出砂體原始狀態(tài)的油水性質(zhì)。

運用高分辨率層序地層對比技術，以基準面旋回轉(zhuǎn)換面為優(yōu)選時間地層對比位置建立相應的時間—地層格架[17-19]。路15-16井組地層橫向分布較穩(wěn)定，可連續(xù)追蹤且對比性強。由砂體曲線測井解釋對比可知，路15-12、路15-2、路15-17井NmxⅢ 9小層②號砂體原始儲層狀態(tài)均為油水同層(圖3)。

圖3 路15-16井組NmxⅢ 9小層②號砂體解釋對比

(2) 路15-16井組試油分析驗證。根據(jù)電性特征判斷儲層原始含油水狀態(tài)存在不確定性，為了進一步確定電性判別解釋結論結果的正確性，對比了路15-16井組NmxⅢ9小層②號砂體實際射孔情況(圖3)，并根據(jù)射孔數(shù)據(jù)進行產(chǎn)油現(xiàn)狀分析驗證(表2)。

表2 路15-16井組NmxⅢ 9小層②號砂體射孔數(shù)據(jù)

1998年4月射開構造低部位的路15-16井NmxⅢ9小層②號砂體進行合采，2012年6月射開構造高部位的路15-2井NmxⅢ9小層②號砂體進行單采，且現(xiàn)階段處于穩(wěn)定高產(chǎn)中。構造低部位的路15-16井油水運移關系對后期射開的路15-2井油水運移規(guī)律影響甚微。路15-2井NmxⅢ9小層②號砂體試油結果為油水同層，說明電測定性解釋結論正確。

2.1.2 路15-16井組砂體連通關系判斷

明化鎮(zhèn)Ⅲ油組9小層為研究區(qū)的主力油層，其沉積體系為曲流河沉積，物源方向主要來自西北方向，供應量相當充足。沉積具有明顯的二元結構，具有向上變細的正韻律性，底層河床亞相發(fā)育，頂層泛濫平原泥質(zhì)發(fā)育[20]。砂體總體厚度大，平均厚度在5.3 m以上，最大厚度達8.9 m。主要發(fā)育一條河道，沿物源方向從西北向東南發(fā)育，砂體分布范圍廣，發(fā)育了天然堤、決口扇、河漫灘和邊灘4種沉積微相，整體上呈帶狀展布，其中邊灘沉積微相發(fā)育面積大，天然堤、決口扇也較為發(fā)育[21-22]。路15-16井組為同一期河道沉積，主要發(fā)育邊灘微相，沒有泥質(zhì)條帶隔擋，砂體連通性好，有利于油氣運移。

2.1.3 路6斷塊水體礦化度

復雜斷鼻構造油藏中，斷層對油氣分布起到了重要控制作用。油氣富集主要取決于斷層封閉性，斷層附近砂體高部位水層、油水同層的高度反映了斷層封閉的相對性及其與儲集層滲透率級差之間的相對關系[23]。斷層附近的路15-2、路15-17井水體礦化度較低，路15-12、路15-16井水體礦化度依次升高，即水體礦化度在高部位為低值而在低部位為高值。可見，砂體高部位和低部位地層水的性質(zhì)不同，高部位地層水為滲入水或其他層系地層水通過斷層注入砂體中形成。

2.2 油水倒置現(xiàn)象分析結果

通過綜合研究，對路15-16井組NmxⅢ9小層②號砂體進行了二次解釋，分析路15-16井孤立油砂體油水倒置現(xiàn)象成因，并根據(jù)識別結果重新繪制出路15-16井組NmxⅢ9小層②號砂體含油面積圖及其油藏剖面示意圖(圖4)。

圖4 路15-16井組NmxⅢ 9小層②號砂體含油面積圖及油藏剖面示意圖

2.3 油水倒置分析結果實際應用

由路15-2井開采曲線可知(圖5)，2012年6月在NmxⅢ9小層②號砂體處對其進行射孔單采，截至2015年7月，累計產(chǎn)油已達到0.473 3×104t，且現(xiàn)階段仍處于穩(wěn)定生產(chǎn)中。根據(jù)路15-16井組油水倒置分析結果，路15-2、路15-12、路15-17井原始儲層狀態(tài)均為油水同層。對比路15-2井的開采現(xiàn)狀，路15-12、路15-17井也應有較為豐富的儲量，具有一定的開采價值。因此，在油田后期開發(fā)的過程中，建議在NmxⅢ9小層②號砂體處對路15-12、路15-17井進行射孔開采。油水倒置成因分析結果可有效指導油田后期的生產(chǎn)開發(fā)，具有十分重要的實際應用意義。

圖5 路15-2井開采曲線

3 結 論

(1) 饒陽凹陷路6、路27斷塊主力含油層段明化鎮(zhèn)組下段和館陶組儲層具有高孔、高滲的特征，原油屬于中質(zhì)高黏原油且油品性質(zhì)較差，存在油水倒置現(xiàn)象。

(2) 針對“上水下油”的油水分布特征，通過對油層、油水同層的解釋標準差異性，小層等時對比性，試油結果準確性進行綜合研究，將原始解釋出的水層重新解釋為油水同層，即反映出原始儲層狀態(tài)的油水分布特征；結合砂體的連通性以及水體礦化度分析，判斷出砂體連通性好，明確高部位地層水是在高孔、高滲儲層特征下通過斷層注入的滲入水或其他層系地層水。

(3) 明確油水倒置現(xiàn)象成因，根據(jù)油水倒置分析結果可有效地指導油田后期實際生產(chǎn)開發(fā)，豐富油氣成藏及分布理論。

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編輯 王 昱

20160527；改回日期：20160910

國家自然科學基金“水淹油環(huán)地下儲氣庫高速注采過程中損失氣賦予規(guī)律及表征方法研究”(51504143)；山東省自然科學基金“砂巖地下儲氣庫高強度注采過程中損失氣的賦存規(guī)律及表征方法研究”(ZR2014DP012)

程大強(1990-)，男，2014年畢業(yè)于山東科技大學地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)為該校地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士研究生，主要研究方向為石油地質(zhì)。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.06.023

TE122.1

A

1006-6535(2016)06-0102-05