劉喜林，李云鵬，劉宗賓，李紅英，劉斌

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

0 引言

渤海海域A油田是一個(gè)海上大中型油田，構(gòu)造上位于遼西凹陷中段，東側(cè)緊鄰遼西低凸起，是遼西1號大斷層下降盤上的一個(gè)斷塊構(gòu)造［1］，發(fā)育由遼西1號大斷層派生的次級斷層。前期研究認(rèn)為，A油田物源為西北方向單一物源，受北部燕山古隆起影響。隨著油田開發(fā)生產(chǎn)進(jìn)入中后期，日益突出的生產(chǎn)矛盾顯示前期的物源認(rèn)識存在較大局限，一定程度制約了油田開發(fā)。

本文通過重礦物特征、古地貌、均方根屬性的靜態(tài)分析，創(chuàng)新運(yùn)用地層水化學(xué)特征分析雙物源的模式，動(dòng)靜結(jié)合，進(jìn)一步明確了A油田的物源體系，為油田中后期開發(fā)提供有效指導(dǎo)。

1 物源分析

隨著開發(fā)階段不斷深入，地震資料重新處理，測井資料、取心資料等不斷豐富，A油田積累了較為豐富的重礦物和地層水分析化驗(yàn)資料，同時(shí)也具備了古地貌和地震屬性分析的基礎(chǔ)條件，保障了A油田物源體系研究的有效開展。

1.1 重礦物特征

碎屑巖中密度大于2.86 g/cm3的礦物稱為重礦物，它們在巖石中的量很少，一般不超過1%［2］。重礦物能夠較多地保留其母巖的特征，對物源方向的研究可以提供有效支撐［3-6］。根據(jù)重礦物的穩(wěn)定性可以將其劃分為5類（見表1）。

表1 碎屑重礦物穩(wěn)定性

ZTR指數(shù)（鋯石＋電氣石＋金紅石在重礦物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）代表重礦物的成熟度，可以指示物源方向及古地理特征的變化［7］。

通過重礦物ZTR指數(shù)分析，結(jié)合區(qū)域沉積背景，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)存在2個(gè)ZTR相對高值區(qū)（見圖1）：一個(gè)為油田北部A1，A6，A7井區(qū)，另一個(gè)為油田南部A5井區(qū)。綜合推斷，油田北部ZTR相對高值區(qū)物源來自于西北方向燕山古隆起，油田南部A5井ZTR高值區(qū)以西部方向古長灘河為主，西北方向燕山古隆起次之。

圖1 渤海A油田東營組ZTR指數(shù)分布

1.2 古地貌

古地貌單元可簡單地概括為古凸起（隆起）、古坡折帶、古溝谷、古斷層和古凹陷等［8］。在斷陷盆地內(nèi)，洼陷的面積較小，地貌復(fù)雜，具多方向物源，沉積體系發(fā)育和分布更明顯受到地形和物源的控制［9］。A油田東側(cè)緊鄰遼西凸起南段，在東二上段沉積期，古燕山隆起及古長灘河共同控制著研究區(qū)的沉積體系。

一般認(rèn)為，現(xiàn)今地層沉積厚度較大區(qū)域在古沉積期地貌較低，因此沉積厚度法可以很好地反映古地貌。A油田內(nèi)部存在西北、西部2個(gè)方向地層沉積厚度高值區(qū)（見圖2）。在古沉積期，一方面，來自于西北方向燕山古隆起的物源攜帶沉積物，沿著古地貌較低區(qū)域進(jìn)入A油田北部；另一方面，來自西部方向古長灘河的物源攜帶沉積物，沿著古地貌較低區(qū)域進(jìn)入A油田南部。因此，通過地層沉積厚度分析法，認(rèn)為A油田存在西北、西部2個(gè)方向的物源體系。

圖2 渤海A油田古地貌展布

1.3 地震屬性

地震屬性是研究儲(chǔ)層的重要手段［10］。振幅能量類屬性主要反映巖性變化、儲(chǔ)層物性變化、砂體展布及砂層厚度變化等。

對研究區(qū)東二段6個(gè)油組進(jìn)行了均方根屬性研究，振幅大的區(qū)域代表砂體發(fā)育區(qū)，反映在圖上為黃色和紅色區(qū)域（見圖3）。從圖3可以看出：來自西北方向物源區(qū)的沉積物一部分直接進(jìn)入到研究區(qū)，另一部分則沿著遼西1號斷層向北東方向延伸，進(jìn)入A油田北部的沉積中心；來自西部方向物源的沉積物，則直接從油田南部進(jìn)入，與來自西北方向物源區(qū)的沉積物交會(huì)。

圖3 渤海A油田東二段均方根屬性

1.4 地層水化學(xué)特征

含油氣盆地中主要的流體為地層水、石油，地層水占據(jù)地下流體的95%以上［11］。地層水中特定的離子組合可以在一定程度上反映水成因環(huán)境特征，不同的水成因環(huán)境與油氣保存條件有很大的關(guān)聯(lián)［12］。因此可以用變質(zhì)系數(shù)、脫硫酸系數(shù)、氯鎂系數(shù)、溴離子質(zhì)量濃度等地層水特征系數(shù)表征其成因環(huán)境。

1）變質(zhì)系數(shù)也稱為鈉氯系數(shù)，可以推測地層水的成因環(huán)境及相應(yīng)的油氣保存條件［13-14］。油田北部2口井的變質(zhì)系數(shù)均大于南部（見圖4a），說明北部保存條件差于南部。

2）氯鎂系數(shù)是反映地層水濃縮變質(zhì)作用強(qiáng)弱的重要化學(xué)參數(shù)。氯鎂系數(shù)大，地層水封閉性好，濃縮變質(zhì)作用強(qiáng)，反之則濃縮變質(zhì)作用弱，地層封閉性差［15］。由圖4b可以看出，油田南部5口井的氯鎂系數(shù)明顯大于北部，說明南部濃縮變質(zhì)作用強(qiáng)于北部，地層封閉性也好于北部。

3）脫硫酸作用在缺氧環(huán)境中進(jìn)行，脫硫系數(shù)越小，揭示其地層保存條件越好，故脫硫系數(shù)可作為一種還原環(huán)境指示，對判別油氣保存條件具有一定意義［16］。油田北部2口化驗(yàn)井脫硫酸系數(shù)要大于油田南部5口井（見圖4c），因此，南部地層封閉性要好于北部。

4）溴離子質(zhì)量濃度受沉積環(huán)境和蒸發(fā)濃縮控制，隨地層變老、蒸發(fā)濃縮作用的增強(qiáng)有增大的趨勢［17］。北部地層水溴離子質(zhì)量濃度明顯小于南部（見圖4d），因此，北部蒸發(fā)濃縮作用差，受淺層水滲入影響導(dǎo)致溴離子質(zhì)量濃度低，而南部蒸發(fā)濃縮作用強(qiáng)，溴離子質(zhì)量濃度高。

北部受遼西1號大斷層影響，易受淺層水影響，地表水、淺層水可通過大斷層滲入，導(dǎo)致礦化度降低；南部保存環(huán)境則相對較好，蒸發(fā)濃縮作用較大。因此，地層水化學(xué)特性系數(shù)很好地反映了油田北部和南部存在2套沉積體系。

2 儲(chǔ)層沉積模式及在生產(chǎn)中的應(yīng)用

綜合重礦物組合特征、古地貌、均方根屬性及地層水化學(xué)特征，刻畫了渤海A油田物源體系，確定了油田物源為西北方向燕山古隆起及西部方向古長灘河雙物源模式。通過沉積模式分析，油田發(fā)育南、北區(qū)2個(gè)辮狀河三角洲沉積的朵葉體，朵葉體之間發(fā)育不交會(huì)、弱交會(huì)、疊置3種模式（見圖5）。

東二下段Ⅲ油組沉積期，北部物源的朵葉體規(guī)模較小，與南部朵葉體弱交會(huì)；東二下段Ⅱ油組沉積期，北部物源的朵葉體發(fā)育規(guī)模較大，南部物源的朵葉體發(fā)育規(guī)模萎縮，2個(gè)朵葉體不交會(huì)；東二下段Ⅰ油組沉積期，北部與南部的朵葉體發(fā)育規(guī)模均變大，2個(gè)朵葉體弱交會(huì)；東二上段Ⅲ油組沉積期，南部物源的朵葉體發(fā)育規(guī)模較大、延伸距離較遠(yuǎn)，與來自北部物源的朵葉體在南部疊置；東二上段Ⅱ油組沉積期，北部物源的朵葉體萎縮，南部發(fā)育規(guī)模變大，2個(gè)朵葉體不交會(huì)；東二上段Ⅰ油組沉積期，油田北部物源的朵葉體發(fā)育規(guī)模變大，與油田南部物源的朵葉體在油田南部疊置。

圖4 渤海A油田東二上段Ⅲ油組地層水特征系數(shù)與礦化度關(guān)系

圖5 渤海A油田東二段沉積模式

在新的沉積模式指導(dǎo)下，A油田的調(diào)剖見到了良好效果。 A22 井為注水井， 周邊 A15，A24，A26，B10，A27及A23井為采油井，生產(chǎn)層位均位于東二上段Ⅲ油組。A15井調(diào)剖前產(chǎn)油量25 m3/d，含水率89.0%；A24井調(diào)剖前產(chǎn)油量39 m3/d，含水率90.0%。2017年6月，通過A22井調(diào)剖，A15，A24井受效明顯。A15井含水率降低4.0%，日增油10 m3；A24井含水率降低2.0%，日增油8 m3，實(shí)現(xiàn)了降水增油。

通過新的沉積模式可以看出（見圖6）：A22，A15及A24井位于同一沉積朵葉體的分流河道上，因此在調(diào)剖時(shí)取得良好的效果；而A26，B10，A27和A23井位于油田南部、北部2套物源方向的分流河道疊置處，且主要生產(chǎn)油層來自于南部物源方向的河道砂體，因此調(diào)剖并沒有見效。

圖6 渤海A油田東營組東二上段Ⅲ油組沉積微相

3 結(jié)論

1）渤海A油田進(jìn)入開發(fā)中后期，通過對油田重礦物特征、古地貌及均方根屬性的靜態(tài)分析，創(chuàng)新運(yùn)用地層水化學(xué)特征分析雙物源模式，明確了A油田存在西北、西部2個(gè)方向的物源，北區(qū)主要受燕山古隆起控制，南區(qū)主要受古長灘河控制。

2）油田發(fā)育2個(gè)辮狀河三角洲朵葉體，其在不同沉積期發(fā)育規(guī)模、延伸方向不斷變化，并且存在不交會(huì)、弱交會(huì)、疊置3種沉積模式。應(yīng)用該沉積模式指導(dǎo)調(diào)剖，解決了油田開發(fā)生產(chǎn)中不斷加劇的矛盾，取得了良好的開發(fā)效果，對海上大中型油田甚至陸上大中型油田中后期的深度挖潛，均有重要的指導(dǎo)意義。

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