解 超，范廷恩，范洪軍，肖大坤

(中海油研究總院，北京 100028)

0 引 言

辮狀河儲(chǔ)層是碎屑巖沉積中重要的儲(chǔ)層類(lèi)型，主要包括砂質(zhì)辮狀河和礫質(zhì)辮狀河兩種沉積類(lèi)型。其中，砂質(zhì)辮狀河沉積通常具有較高的寬厚比、孔隙度、滲透率及凈毛比，可作為優(yōu)質(zhì)的油氣儲(chǔ)層[1]。根據(jù)現(xiàn)代沉積和地質(zhì)露頭研究成果[2-5]，發(fā)現(xiàn)砂質(zhì)辮狀河儲(chǔ)層內(nèi)部存在泥質(zhì)隔夾層，這對(duì)該類(lèi)儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生重要影響。在海上油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐過(guò)程中，由于缺乏露頭和充足的巖芯資料支撐，井距又相對(duì)較大(多大于300 m)，所以建立適應(yīng)油田情況的泥質(zhì)隔夾層分類(lèi)方案，預(yù)測(cè)隔夾層展布規(guī)模，并有效指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)，已成為目前海上油田辮狀河儲(chǔ)層研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

砂質(zhì)辮狀河儲(chǔ)層中的泥質(zhì)隔夾層類(lèi)型較多，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也相繼提出各種分類(lèi)方案。Lynds等通過(guò)研究美國(guó)奈厄布拉勒河(Niobrara River)和北盧普河(North Loup River)周邊的大量野外露頭，將辮狀河儲(chǔ)層中的泥質(zhì)隔夾層劃分為水道底部滯留泥、壩間泥、側(cè)積披覆泥、廢棄河道泥和洪泛泥(越岸沉積)5種類(lèi)型[6]；袁新濤等依據(jù)沉積學(xué)及高分辨率層序地層學(xué)原理，在蘇丹Fula油田辮狀河儲(chǔ)層中劃分出廢棄河道泥、壩間泥、心灘落淤泥、越岸沉積4種泥質(zhì)隔夾層[7]；陳仕臻等綜合現(xiàn)代沉積類(lèi)比、水平井資料應(yīng)用等多種手段的分析結(jié)果，將委內(nèi)瑞拉H區(qū)塊辮狀河儲(chǔ)層中的泥質(zhì)隔夾層細(xì)分為泛濫平原泥、心灘落淤泥和廢棄河道泥[8]；楊麗莎等也針對(duì)辮狀河儲(chǔ)層的泥質(zhì)隔夾層類(lèi)型及層次劃分等開(kāi)展了大量研究[9-12]。上述各類(lèi)型劃分方案雖然有所不同，但按成因可將泥質(zhì)隔夾層劃分為洪泛泥、心灘落淤泥和河道內(nèi)部泥3類(lèi)。

本文以渤海L油田館陶組辮狀河儲(chǔ)層為例，充分利用錄井、測(cè)井及地震信息，從測(cè)井響應(yīng)特征分析出發(fā)，綜合應(yīng)用旋回對(duì)比、油水關(guān)系分析等研究手段，以陳仕臻等的分類(lèi)方案[8]為參考，并借鑒相似油田的研究成果，提出適應(yīng)油田實(shí)際的泥質(zhì)隔夾層分類(lèi)方案，以期對(duì)降低油田儲(chǔ)量動(dòng)用風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化井型選擇等起到有效的指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

渤海L油田位于渤海遼東灣南部海域，主力含油層系為新近系館陶組，屬辮狀河沉積，地層厚度795.7～808.6 m，儲(chǔ)層巖性以中—細(xì)粒、細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主。儲(chǔ)層物性好，測(cè)井解釋孔隙度平均為34.2%，滲透率平均為2 361.2×10-3μm2，屬特高孔滲儲(chǔ)層。目前，L油田共有6口鉆井，相鄰井間距為1～3 km，所有井均鉆遇館陶組(圖1)，但僅W2井在館陶組取芯17.1 m，取芯資料十分缺乏。

綜合分析館陶組巖性組合特征及油水分布規(guī)律，參考地震資料，將L油田館陶組劃分為6個(gè)油組(Ⅰ～Ⅵ油組)，其中Ⅳ油組和Ⅴ油組為主力油組，呈“砂包泥”特征，砂巖體積分?jǐn)?shù)較高，平均分別為71.2%和79.0%。Ⅳ油組和Ⅴ油組油藏類(lèi)型為塊狀底水油藏和層狀邊水油藏。雖然兩個(gè)油組均發(fā)育大套厚層砂巖，但其中泥質(zhì)隔夾層的發(fā)育直接影響著油藏內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此，迫切需要準(zhǔn)確描述泥質(zhì)隔夾層特征并預(yù)測(cè)其展布規(guī)模。

2 泥巖成因分類(lèi)

由于沉積、成巖等地質(zhì)作用不同，相應(yīng)形成不同類(lèi)型的隔夾層，并在成因、特征和分布等方面均有所不同。研究結(jié)果表明，渤海L油田館陶組隔夾層主要為泥質(zhì)沉積物，包括隔層和夾層兩大類(lèi)。Ⅳ油組和Ⅴ油組泥巖可細(xì)分為Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)泥巖，具體成因及特征見(jiàn)表1。

2.1 Ⅰ類(lèi)泥巖

Ⅰ類(lèi)泥巖指L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組間泥巖層。該層自然伽馬一般大于90 API，泥巖自然伽馬響應(yīng)特征明顯，自然伽馬曲線(xiàn)呈微齒化箱形；電阻率曲線(xiàn)響應(yīng)程度較強(qiáng)，電阻率一般小于3.5 Ω·m；泥巖厚度多大于6 m，油田范圍內(nèi)各井均可對(duì)比。該層洪泛泥將Ⅳ油組和Ⅴ油組分隔為彼此獨(dú)立的油水系統(tǒng)，以E2Sa井為例，在兩個(gè)油組分別鉆遇不同的油水界面。通過(guò)與已開(kāi)發(fā)證實(shí)的LD油田明化鎮(zhèn)組Ⅱ油組內(nèi)隔層的自然伽馬響應(yīng)類(lèi)比(圖2)，L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組間泥巖自然伽馬響應(yīng)程度更強(qiáng)，表明泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)高，巖性相對(duì)單一。綜合上述分析結(jié)果，L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組間泥巖屬于洪泛泥，平面分布較穩(wěn)定，代表了區(qū)域上規(guī)模較大的洪泛事件。

分類(lèi)方案成因類(lèi)型縱向位置厚度自然伽馬響應(yīng)程度自然伽馬曲線(xiàn)形態(tài)電阻率曲線(xiàn)響應(yīng)程度寬厚比取值范圍(調(diào)研參考值)平面展布范圍預(yù)測(cè)結(jié)果Ⅰ類(lèi)洪泛泥一期沉積旋回的頂部、區(qū)域性事件沉積一般大于6m,最大厚度超過(guò)15m強(qiáng),一般大于90API微齒化箱形Ⅱ類(lèi)漫溢相泥大套河道砂巖的頂部一般大于2m較強(qiáng),多大于80API多套指形疊合較強(qiáng),一般小于3.5Ω·m250～400大于1500m100～200一般大于300mⅢ類(lèi)河道內(nèi)泥單期河道或心灘(壩)砂巖內(nèi)部一般小于2m弱,多分布于60～80API低幅指形較弱,一般大于3.5Ω·m15～100一般小于200m

與相似沉積條件油田的泥質(zhì)隔夾層類(lèi)比結(jié)果表明，L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組間單井揭示的泥巖厚度均高于隔層厚度下限，該洪泛泥層屬于隔層。

以成因分析為指導(dǎo)，對(duì)泥巖平面展布范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)大量的辮狀河沉積相關(guān)文獻(xiàn)和資料調(diào)研結(jié)果，篩選出可借鑒的辮狀河泥巖展布規(guī)模認(rèn)識(shí)[7,10-12](表2)。選取寬厚比作為預(yù)測(cè)參數(shù)[13-14]，對(duì)各類(lèi)泥巖平面展布范圍進(jìn)行推測(cè)，并建立L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組泥巖剖面展布模式(圖3)。研究結(jié)果表明，Ⅳ、Ⅴ油組間洪泛泥厚度大，展布范圍廣，寬厚比取值范圍為250～400，厚度多大于6 m，在L油田全區(qū)穩(wěn)定分布，平面展布范圍大于1 500 m。

2.2 Ⅱ類(lèi)泥巖

Ⅱ類(lèi)泥巖指L油田W3井和W1D井館陶組Ⅳ油組上部泥巖層。巖性以綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾黃色細(xì)砂巖，整體呈“泥包砂”特征。泥巖自然伽馬響應(yīng)程度較強(qiáng)，自然伽馬多大于80 API，反映泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較高，自然伽馬曲線(xiàn)呈多套指形疊合；電阻率曲線(xiàn)響應(yīng)程度與Ⅰ類(lèi)泥巖類(lèi)似，電阻率一般小于3.5 Ω·m；泥巖厚度一般大于2 m，井間具有一定的穩(wěn)定性。綜合上述分析結(jié)果，W3井和W1D井館陶組Ⅳ油組上部泥巖屬于漫溢相泥，主要出現(xiàn)于小規(guī)模的局部洪泛末期，起初高能水流攜帶細(xì)粒沉積物漫出主河道，后隨著水體能量減少以及細(xì)粒物質(zhì)沉積而形成。單井沉積旋回中，一般位于大套河道砂巖的頂部。

表2 辮狀河泥巖規(guī)模調(diào)研成果Tab.2 Investigated Results of Braided-river Mudstone Scales

圖2 泥巖自然伽馬與厚度交會(huì)圖Fig.2 Crossplot Between Natural Gamma and Thickness of Mudstones

與相似沉積類(lèi)型油田類(lèi)比結(jié)果表明，W3井、W1D井館陶組Ⅳ油組上部泥巖與類(lèi)比油田隔層特征相似，但整體上厚度相對(duì)較小，自然伽馬響應(yīng)程度也稍弱(圖2)，因此，該漫溢相泥屬于夾層。

借鑒洪泛泥規(guī)模分析方法，對(duì)漫溢相泥平面展布范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，W3井和W1D井館陶組Ⅳ油組上部漫溢相泥厚度較大，縱向發(fā)育較集中，橫向具有一定的穩(wěn)定性，寬厚比取值范圍為100～200，單層厚度多大于2 m，平面展布范圍一般大于300 m。

2.3 Ⅲ類(lèi)泥巖

圖4 Ⅳ、Ⅴ油組泥巖單井沉積旋回Fig.4 Single Well Sedimentation Cycle of Mudstones Between Ⅳ and Ⅴ Oil Formations

Ⅲ類(lèi)泥巖指L油田E2Sa井、E4井館陶組Ⅴ油組內(nèi)部泥巖及W2井館陶組Ⅳ、Ⅴ油組內(nèi)部泥巖。泥巖自然伽馬響應(yīng)程度弱，自然伽馬為60～80 API，自然伽馬曲線(xiàn)呈低幅指形，回返不明顯；電阻率曲線(xiàn)響應(yīng)程度較弱，電阻率一般大于3.5 Ω·m。綜合上述特征，該類(lèi)泥巖屬于河道內(nèi)泥，單井沉積旋回中多位于單期河道或心灘(壩)砂巖內(nèi)部(圖4)。在辮狀河道發(fā)育和演化過(guò)程中，河道內(nèi)發(fā)育零星的側(cè)積披覆泥，伴隨河道的暫時(shí)廢棄，也局部發(fā)育厚度較小的廢棄河道泥；同時(shí)，受水動(dòng)力變化影響，心灘砂體頂部披覆薄層落淤泥，厚度一般小于1 m。雖然理論上心灘落淤泥橫向展布范圍較廣，但由于泥巖厚度很薄，后期水動(dòng)力條件增強(qiáng)，所以地質(zhì)條件下心灘落淤泥的橫向連續(xù)性較差，分布相對(duì)局限。從成因上看，上述3種類(lèi)型泥巖均為河道內(nèi)泥，均屬于夾層，平面展布不穩(wěn)定，且以物性?shī)A層為主。

參考洪泛泥規(guī)模分析方法，對(duì)河道內(nèi)泥平面展布范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)。河道內(nèi)泥厚度多小于2 m，預(yù)測(cè)寬厚比取值范圍為15～100，平面展布范圍一般小于200 m，平面分布局限，井間不可對(duì)比。

3 開(kāi)發(fā)應(yīng)用與成效

3.1 降低儲(chǔ)量動(dòng)用風(fēng)險(xiǎn)

為更好地編制L油田開(kāi)發(fā)方案，充分考慮泥巖成因分類(lèi)對(duì)開(kāi)發(fā)策略的影響，合理部署井位，科學(xué)動(dòng)用儲(chǔ)量。以E4井館陶組Ⅳ油組為例，E4井油底下推控制儲(chǔ)量，主要集中在E4井館陶組Ⅳ油組。根據(jù)測(cè)井響應(yīng)特征分析結(jié)果，Ⅳ、Ⅴ油組間為Ⅰ類(lèi)泥巖，屬于隔層，縱向上可分隔上、下兩套油水系統(tǒng)，因此，對(duì)E4井館陶組Ⅳ油組油底下推控制儲(chǔ)量提出風(fēng)險(xiǎn)，在E4井含油范圍之外部署一口注水井——A4井(圖5)，落實(shí)控制儲(chǔ)量，有效降低了油田儲(chǔ)量動(dòng)用風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 E4井Ⅳ油組頂部斜穿水平井布井示意圖Fig.6 Sketch Map of Horizontal Wells Inclined to the Top of Ⅳ Oil Formation in Well E4

3.2 優(yōu)化井型選擇

對(duì)于L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組，河道內(nèi)泥發(fā)育頻率較高。不同厚度的河道內(nèi)泥對(duì)水平井布井模式的影響有所不同。泥巖厚度越大，越有利于水平井平行層部署。但對(duì)于E4井館陶組Ⅳ油組內(nèi)部薄夾層，厚度僅為1 m左右，推薦部署單排斜穿水平井，采用頂部斜穿的布井方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而有利于縱向儲(chǔ)量動(dòng)用及單井可采的優(yōu)化(圖6)。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)以泥巖成因分析為基礎(chǔ)，根據(jù)測(cè)井響應(yīng)特征，將渤海L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組泥巖分為洪泛泥、漫溢相泥和河道內(nèi)泥。洪泛泥屬于隔層，平面展布穩(wěn)定性好；漫溢相泥屬于夾層，在局部范圍內(nèi)具有一定平面連續(xù)性；河道內(nèi)泥屬于夾層，平面展布穩(wěn)定性差。

(2)以寬厚比為衡量參數(shù)，預(yù)測(cè)不同成因類(lèi)型泥巖平面展布規(guī)模，建立L油田館陶組Ⅳ、Ⅴ油組泥巖剖面展布模式。結(jié)果表明，泥巖平面展布規(guī)模與該類(lèi)泥巖厚度大致呈正相關(guān)關(guān)系，泥巖厚度越大，寬厚比取值越大，平面展布范圍越廣。

(3)L油田館陶組模型表征及開(kāi)發(fā)應(yīng)用結(jié)果表明，泥巖成因分類(lèi)方案可有效規(guī)避儲(chǔ)量動(dòng)用風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)開(kāi)發(fā)井型的合理選擇和部署具有積極作用。

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