曲流河古河道储层构型精细解剖_以孤东油田七区西馆陶组为例_岳大力_百

第15卷第1期2008年1月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)EarthScienceFrontiers(ChinaUniversityofGeosciences,Beijing;PekingUniversity)Vol.15No.1Jan.2008曲流河古河道储层构型精细解剖)))以孤东油田七区西馆陶组为例岳大力, 吴胜和, 谭河清, 余地云, 姜香云, 刘世斌11中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京10224921中国石油化工股份有限公司胜利油田有限公司,山东东营257000112112YueDali1, WuShenghe1, TanHeqing2, YuDiyun1, JiangXiangyun1, LiuShibin211FacultyofNaturalResource&InformationTechnology,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China21ShengliOilfieldCo1Ltd,SINOPEC,Dongying257000,ChinaYueDali,WuShenghe,TanHeqing,etal1Ananatomyofpaleochannelreservoirarchitectureofmeanderingriverreservoir)acasestudyofGuantaoformation,cienceFrontiers,2008,15(1):101-109Abstract:Takingthewest7thblockofGudongoilfield,Shenglipetroleumprovinceasacase,basedonthesedimentarymicrofaciesanalysis,andaccordingtothecore,wellloggingandperformancedata,wehavesys-tematicallyanatomizedthehierarchicalpaleochannelreservoirarchitectureofmeanderingriverreser-voir1Directedbyquantitativemodelofpointbardistributionandbasedonthepositiverhythmofverticalchar-acteristicsandthepeculiaritiesoflargesandstonethicknessandthedistributionclosetotheabandonedchan-nel,wehaverecognizedtwopointbarsinNg522layer1Combiningoutcropandmoderndepositstudy,empiricalformulaforecasting,andanalysisofpairedwells,wehaveestablishedaquantitativearchitecturemodelofin-sideofthepointbar1Guidedbythequantitativemodelandtheresultsofperformancemonitoring,andcon-trolledbylateralaccretionshalebeddingsinsinglewells,wecarriedonthemodelfitting,andaccomplishedtheinnerarchitectureanalysis1Remainingoildistributioninthepointbarhasbeenanalyzedindetail,andthepo-tentialexploitationmeasuresareproposed,thatis,drillinghorizontalwellsonthetopofthepointbar1Theap-plicationoftheanatomyresulttothestudyareahasbroughtaboutgoodeffects1Theresultofthisstudymaybeusedinothersimilaroilfields1Keywords:reservoirarchitecture;remainingoil;pointbar;meanderingriver;Gudongoilfield摘 要:以胜利油区孤东油田七区西为例,在沉积微相研究的基础上,主要应用研究区岩心、测井,动态等资料,对曲流河古河道砂体进行了系统的储层层次构型精细解剖。在点坝定量分布模式的指导下,根据点坝砂体垂向上典型的正韵律、砂体厚度大以及紧邻废弃河道分布等特征,在研究区Ng522单层复合河道砂体内部识别出2个单一点坝。综合露头和现代沉积的研究成果、经验公式预测以及对子井分析,建立了研究区点坝内部构型定量模式,以单井上识别的泥质侧积层作为依据,点坝内部定量模式及动态监测结果作为指导,进行模式拟合,达到系统解剖点坝内部构型的目的。建立了点坝内部泥质侧积层控制的剩余油分布模式,提出了采用在点坝砂体中上部钻水平井的方式开采侧积层控制的剩余油。点坝构型解剖成果在研究区得到了较好的应用效果,而且对类似油田储层精细研究及剩余分布预测都有较好的借鉴作用。收稿日期:2007-11-05;修回日期:2007-12-08基金项目:教育部高等学校博士点专项科研基金项目(2)作者简介:岳大力(1974)),男,讲师,从事储层地质学及油气藏描述科研及教学工作。E-mail:yuedali@1631com

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岳大力,吴胜和,谭河清,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2008,15(1)关键词:储层构型;剩余油;点坝;曲流河;孤东油田中图分类号:TE319 文献标识码:A 文章编号:1005-2321(2008)01-101-09 油田开发后期,传统的沉积微相研究已经不能满足开发的需要,对曲流河储层而言,点坝内部泥质侧积层控制的剩余储量逐渐成为挖潜的主要目标。在曲流河所有成因砂体中,点坝为富砂带,其内部结构最为复杂,由侧积体、侧积层以及侧积面三要素组成。近二十年来,关于点坝内部结构的研究成果大多是在露头和现代沉积中取得的,已发表的研究成果也较多[1-6],A1D1Miall于1985年提出了构型要素分析法,开创了河流相储层构型研究的先河,随后诸多国内学者取得的成果极大地丰富了曲流河的沉积理论[3-6]2 储层构型分析本文储层构型分析采用层次分析、模式拟合及多维互动的研究思路,层次分析即分多个层次对曲流河储层进行解剖,如分为复合河道、单河道和单一点坝以及点坝内部的侧积体层次等。模式拟合是针对地下储层信息较少(井间几无信息)的一种预测思路,即在不同层次的构型模式指导下进行井间预测。所谓多维,是指一维井眼、二维剖面、平面和三维空间;互动则是指在分析过程中,不是单纯地从一维到二维再到三维,而是各维之间相互印证。211 复合河道砂体分布特征复合河道砂体分布是曲流河储层构型分析的第一层次,相当于Miall的5级界面限定的构型单元,研究思路和传统的沉积亚相划分类似,目的是搞清复合河道砂体的分布模式。研究区河道砂体分布模式可分为孤立、单一条带状、交织条带状和连片状砂体四类,整体上河道网状化比较强。其中,孤立河道砂体以土豆状串珠形式镶嵌在泛滥平原背景下,属于小型曲流河侧积点坝。单一条带状河道砂体宽度在100~200m,是在基准面旋回上升的中、晚期,河流的侧向摆动迁移能力逐渐降低的情况下形成的,主要为小型河道。交织条带状河道砂体宽度主要取决于河道侧向迁移的数量,从100~400m不等,一般形成于基准面上升中期,沉积物源供应充足,可容空间与沉积物供给量比值(A/S)较低,河道侧向迁移迅速、改道频繁。连片状河道砂体实际上是河流侧向迁移或游荡性河流导致多期河道砂体侧向组合而成,厚度大,延伸范围广,砂体宽度达1500m以上,为基准面上升早期(A/S比值小)的快速堆积。212 点坝识别方法点坝是曲流河道中最主要的构成单元。识别点坝是下一步点坝内部构型解剖的基础。21211 点坝定量分布模式研究表明,研究区Ng522单层为一个高弯度宽带状曲流河道砂体,已发表的研究成果显示,对于高弯度曲流河,点坝规模与活动河道的宽度具有一定的关系。Leeder收集了107个河流实例,对高弯度[1-2]。但曲流河古河道储层层次构型解剖则由于资料所限而较难开展,所以研究成果鲜见报道。因此,笔者以孤东油田七区西馆陶组为例,探讨古河道储层层次构型解剖方法,加强了构型的层次性及定量化研究,进而总结开发后期曲流河储层的剩余油分布模式,为油田进一步挖潜提供可靠依据。1 油藏地质概况孤东油田区域构造上位于渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷的东北部,为一在中生界潜山背景上发育起来的近南北走向的以新近系馆陶组疏松砂岩为主要储集层的大型披覆背斜构造整装油藏。七区西位于孤东构造的东翼,地层倾角平缓,其北、西、南分别被断层所切割,向东与七区中自然相连;主力油层为馆上段,属于曲流河沉积,油层埋深1180~1445m,含油面积1117km2,地质储量7055@104t,占孤东油田2618%。储层具有高孔高渗、强非均质特征。孤东油田自1986年投入开发以来,针对油田不同开发阶段所暴露的主要矛盾和油田开发的需求,先后进行了多次层系调整以及注采井网调整。整个开发历程可分为4个阶段,即方案实施及产能建设阶段、注水见效及高产稳产阶段、层系井网调整及持续高产稳产阶段、控水稳油、综合治理及三次采油开发阶段。经过20多年的开发,相应地开展了油藏描述、厚油层挖潜、小砂体开发方式等研究,但对开发后期曲流河层次构型控制的剩余油分布状况认识不清,迫切需要开展储层构型精细解剖研究。

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图1 孤东油田七区西构造位置图Fig11 Structurallocationofthewest7thblock,Gudongoilfield曲流河进行过研究,提出了计算河流满岸宽度的经验公式(式(1))[7]。分析表明,当河道弯曲度大于117时,满岸深度(近似等于砂体向上变细旋回厚度)和满岸宽度(bankfulwidth)具有较好的指数关系:W=618h1164(1)式中W为满岸河道宽度,m;h为满岸河道深度,m。通过对Ng522单层砂体厚度统计可知,正旋回砂体平均厚度为1012m,从而推算出满岸活动河道宽度为300m左右。Lorenz于1985年在研究单一曲流带宽度与满岸河道宽度关系时,得出以下的关系式[8]:Wm=7144W1101(2)式中Wm为单一曲流带宽度,m;W为满岸河道宽度,m。将式(1)得到的满岸河道宽度代入式(2),可以推算出单一曲流带的宽度为2400m(图2中Wm),研究区点坝沉积与图2类似,故点坝宽度近似等于单一曲流带宽度。本文通过全球卫星照片(GoogleEarth)分析,发现对于曲率大于117的河段,满岸河道宽度与单一点坝长度有较好的正相关关系,并以嫩江月亮泡曲流河段为研究对象,对19个河段的满岸河道宽度和点坝长度进行回归分析,发现两者确实为正相关,且相关性较好(图3,式(3))Wd=018531lnW+214531(3)式中Wd为单一点坝长度,km;W为满岸河道宽度,km。将式(1)得到的满岸河道宽度代入式(3),推算出研究区点坝长度为1430m。图3 满岸河道宽度与点坝长度关系曲线Fig13 Relationofbankfulchannelwidthandthelengthofpointbar图2 现代沉积拉林河西侧点坝分布图Fig12 PointbardistributionofmoderndepositioninthewestofLalinriver为此,可以由地下井资料得到的砂体向上变细的旋回厚度推算河道的满岸宽度,进而预测点坝的宽度和长度,得到点坝的定量模式,并指导研究区点

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坝的识别。21212 点坝的识别标志岳大力,吴胜和,谭河清,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2008,15(1)失了作为地表水通行路径的功能时,原来沉积的河道就变为废弃河道。废弃河道代表点坝的结束,因此,废弃河道部位即为点坝的边界(图2)。根据上述3种识别标志及经验公式确定的点坝规模,可以比较准确地识别出研究区的点坝(共发育2个较大规模的点坝,图5),点坝的识别结果为下一步点坝内部解剖打下坚实基础。213 点坝内部精细解剖在点坝识别的基础上,进行点坝内部精细解剖,主要分析点坝内部侧积体和泥质侧积层的分布,实应用地下井资料识别点坝主要包括3个方面,即沉积层序上的正韵律、砂体厚度大以及紧邻废弃河道分布。(1)点坝砂体垂向沉积层序(点坝的单井解释依据)点坝砂体单井垂向剖面呈明显的正韵律,构成曲流河/二元结构0的主体。点坝砂体最重要的特征是其内部发育侧积体,单井垂向上一个点坝由若干侧积体组成,侧积体之间发育斜交层面的泥质侧积际上是以曲流河点坝侧积体定量模式作为指导,应层,研究区侧积层的单井识别主要依靠微电极曲线。用地下多井资料进行模式拟合的过程。岩电标定结果显示,泥质侧积层位置微电极(微电位、微梯度)曲线回返明显,而自然电位和自然伽马21311 点坝内部构型模式(1)侧积层分布模式。近年来关于点坝内部侧曲线响应不明显,只能作为辅助的电性标志(图4)。积体、侧积层的文献很多,国内外众多学者根据露头(2)点坝砂体厚度分布(点坝范围识别的辅助标和现代沉积建立了多种侧积层分布模式[9-12],一般志)点坝砂体是复合河道内部厚度最大的,因此在砂岩等厚图上一般呈透镜状,可以将此厚度分布特征作为识别点坝的标志。(3)废弃河道(点坝边界的识别标志)河道在演变过程中,整条河道或某一段河道丧点坝砂体内部侧积层呈斜列式分布。研究发现,Ng52单层的A点坝中河道砂顶泥岩相对较厚的条带中,相应的砂岩厚度较薄,河道砂体顶部高程存在差异(一般小于2m),位于滩脊处砂体高程大,位于凹槽处砂体高程相对较小,河道砂顶泥岩厚薄不均,表现为滩脊、凹槽相间分布的模式。2图4 28J266井曲流河点坝垂向正韵律Fig14 Verticalpositiverhythmofpointbar,meanderingriverinthewell28J266

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图5 孤东油田七区西Ng52单层点坝分布图Fig15 PointbardistributionoflayerNg522inthewest7thblock,Gudongoilfield2 (2)侧积层倾向。侧积层是在洪水过后侧积面上的细粒沉积物,卫星照片上众多曲流河现代沉积显示,点坝内部侧积层的侧积方向指向的凹岸(图2)。从研究区Ng522单层点坝分布图可以看出,A点坝的侧积层倾向指向北西,B点坝的侧积层倾向指向南东(图5)。(3)侧积层倾角。侧积层的倾角可以有助于确定两口井的侧积层是否为同一侧积层,对点坝内部构型解剖有重要的指导作用。在研究区存在很多的更新井,与老井距离很近(俗称对子井),一般小于50m,有的甚至不到20m,这样两口井之间同一侧积层比较容易识别,根据两口井侧积层高程差异及井距,可以计算侧积层的倾角,研究中采用标准层顶拉平的方法,消除了后期构造运动对侧积层高程的影响,使得计算得到的侧积层倾角真实可信(图6)。tgH=$h/d(4)式中H为侧积层倾角,(b);$h为两井侧积层高程差,m;d为井距,m。选择研究区对子井30-235与30N235井,两井距离为1318m,同一侧积层在两井的高程差为111

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岳大力,吴胜和,谭河清,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2008,15(1)m/h,平均速度达2109m/h(图7)。图7展示了该层渗透率平面分布状况,可知渗透率值大小不能很好的解释渗流速度的差异。图中油井31-294井渗透率较高,29-306井对31-294井是沿高渗带注水,但渗流速度只有0194m/h;而油井31-314在解剖图6 对子井计算侧积层倾角及间距的模型Fig16 Themodelofspaceoflateralaccretionshalebeddingsbycouplewells区内渗透率并不太高,29-306井对其注水渗流速度却为2152m/h。推测点坝内部侧积层的分布对注水有较大的控制作用,29-306井与31-294井中间可能有泥质侧积层遮挡,致使渗流速度减慢。分别做29-306井~31-294井和29-306井~31-314井的剖面(图8、9),由图可知,29-306中上部射孔,31-294井全射孔,中间有两个侧积层遮挡,两口井只有部分对应,而且注入水逆侧积层倾向运动,合理地解释了两井间渗流速度慢的现象。而29-306井与31-314井之间射孔层位对应较好,无侧积层遮挡,且顺侧积层倾向注水,因此渗流速度大。同理,对其他注采井连井剖面侧积层的展布及注采对应关系进行逐个分析,示踪剂监测的渗流速度有效地指导了点坝内部精细构型解剖。在点坝整体格架控制下,以单井侧积层的识别结果为依据,以点坝的定量模式为指导(侧积层倾向北西,侧积层倾角3~5b,单一侧积体水平宽度200m左右,侧积层间距70m左右),示踪剂监测结果作为约束,对目标区进行精细解剖,建立了点坝内部侧积体和侧积层的分布模型(图10)。解剖结果再现了点坝内部泥质侧积层的空间分布特征,即侧积层向侧积方向(指向废弃河道)倾斜分布,一般延伸到河道砂体2/3处,点坝砂体表现为明显的/半连通体0特征。m,计算得到侧积层的倾角为416b,推测研究区侧积层倾角为5b左右。(4)侧积层间距。侧积层的间距为两个平行侧积层与砂体顶面的交点间距离。同样可以用对子井资料推算侧积层的间距。由图6可知,侧积层的间距与井上这两个侧积层所夹的侧积体的厚度和侧积层倾角有关系。由式(5)可以求出侧积层的间距。$L=$H/tgH(5)式中$L为侧积层间距,m;$H为侧积体厚度,m;H为侧积层倾角,(b)。并且应用对子井30-235井和30N235井来计算,侧积体厚度为4m,侧积层倾角为416b,由式(5)得到该井组两侧积层的间距为50m。通过对全区的侧积体统计发现,保存完整单一侧积体的厚度一般为3~6m,大部分在4m左右;侧积层倾角为3~5b,由此可确定研究区的侧积层的间距为50~130m,大部分为70m左右。21312 典型井区点坝内部解剖实例以上述点坝内部定量模式为指导,以井资料为依据,借助于生产测试和动态分析结果,采用模式拟合的思路对Ng52单层的点坝进行精细解剖。由于该研究区点坝规模大,全区精细解剖存在较大困难,本文选择贯穿整个点坝A的长剖面进行分析,得到点坝A内部发育13个侧积体,再对资料丰富的重点井区进行精细构型解剖。在对全区点坝沉积特点及内部泥质夹层格架得到清楚认识后,选择示踪剂监测资料丰富的两个井组作为目标区进行点坝内部构型解剖。目标区位于A点坝的主体部位,有各类井91口,测井资料齐全,其中主力油层Ng522单层采油井17口,从1986年6月已开始陆续投产;注水井11口,从1987年4月开始注水,目标区目前以300m@150m井网行列式注水。1995年5月29日开展过两个井组(25-2306井、29-306井)的化学示踪剂监测,监测结果表明,8口生产井均见到示踪剂,最大速度可达到218823 点坝内部剩余油分布规律及挖潜措施 前人在曲流河储层亚相及微相规模的剩余油分布方面取得了大量研究成果[13-15],本文重点探讨点坝内部泥质侧积层对剩余油分布的控制作用。点坝砂体表现为明显的正韵律特征,底部渗透率较高且连通,顶部相对低渗,再加上泥质侧积层的遮挡,导致点坝侧积体中上部剩余油富集,可以采用在注采井之间靠近点坝砂体上部钻水平井的方式挖潜曲流河点坝中上部的剩余油,胜利、大庆油田均有成功的实例[16],如研究区7P11井是在周围直井含水95%以上的情况下完钻的,位于点坝砂体上部(射孔井段

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图7 示踪剂监测区渗流速度及渗透率分布Fig17 Permeabilityanddarcyvelocitydistributionintracermonitoringarea图8 29-306~31-294井剖面侧积层分布Fig18 Thesectiondistributionoflateralaccretionshalebeddingsbetweenthewells29-306-31-294图9 29-306~31-314井剖面侧积层分布Fig19 Thesectiondistributionoflateralaccretionshalebeddingsbetweenthewells29-306-31-314位于解剖区内A点坝第5个侧积体),周围的注水井和采油井只在砂体下部注采对应,砂体上部由于侧积层的遮挡无注采对应关系,剩余油富集,该水平井投产一年以后含水不到80%,日产量稳产在10t左右,接近周围直井单井产量的5倍,生产效果非常好,可见通过点坝内部构型精细解剖,可以有效指导曲流河点坝内部泥质侧积层控制的剩余油的进一步挖潜。4 结论通过井资料统计得到的砂体向上变细的旋回厚

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岳大力,吴胜和,谭河清,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2008,15(1)图10 七区西Ng52层A点坝重点井区构型栅状显示Fig110 ArchitectureanatomyresultofkeywellsgroupofpointbarAoflayerNg522inthewest7thblock2顶部2/3处,从而点坝砂体表现为明显的/半连通体0特征,为建立点坝内部剩余油分布模式提供了可靠的地质依据。指出了曲流河点坝内部剩余油分布规律及挖潜方向,由于泥质侧积层的遮挡,剩余油主要富集于点坝及侧积体中上部,采用在注采井之间靠近点坝上部钻水平井的方式开采点坝内部的剩余油将会收到较好的效果,研究区水平井7P11井为一成功挖潜点坝内部剩余油的实例。图11 七区西Ng52层水平井7P11井区构型栅状显示Fig111 ArchitectureanatomyresultofHorizontalwell7P11groupoflayerNg522inthewest7thblock[1] ecturalelementsanalysis:anewmethodoffaciesanalysisappliedtofluvialdeposits[J].EarthScienceReviews,1985,22(2):261-308.[2] logyoffluvialdeposits[M].Berlin,He-idelberg:SpringerVerlag,1996:75-178.[3] oductiontoreservoirmodelsofpointbarfa-cies[M].Beijing:PetroleumIndustryPress,1991:23-35(inChinese).[4] MaSZ,ositionalmodel,3-Darchitectureandheterogeneousmodelofpointbarinmeanderingchannels[J].ActaSedimentologicalSinica,2000,18(2):241-247(inChinese).[5] YinYY,WangGJ,onthelateralaccre-tionbodytypeofthemeanderingriverpointbarreservoirs[J].PetroleumExplorationandDevelopment,1998,25(2):37-40(inChinese).[6] JiaoYQ,YanJX,LiST,ecturalunitsandheterogeneityofchannelreservoirsintheKaramayForma-tion,outcropareaofKaramayoilfield,Junggarbasin,north-westChina[J].AAPGBulletin,2005,89(4):529-545.2References:度推算出满岸河道宽度,进而推算出点坝的长度和宽度,并用于指导研究区点坝的识别;总结了曲流河点坝的三种识别标志,即沉积层序上的正韵律(点坝的单井解释依据)、砂体厚度分布(点坝范围识别的辅助标志)以及紧邻废弃河道分布(点坝边界的识别标志)。在点坝识别的基础上,进行点坝内部精细解剖,综合曲流河野外露头与现代沉积的研究成果,然后应用经验公式、对子井以及示踪剂监测等资料确定侧积层定量分布模式,即A点坝侧积层倾向北西,侧积层倾角3~5b,单一侧积体水平宽度200m左右,侧积层间距70m左右,定量模式指导了研究区点坝内部构型精细解剖,解剖结果再现了点坝内部泥质侧积层的空间分布特征,即侧积层向侧积方向(指向废弃河道)倾斜分布,一般延伸到距河道砂体

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