開(kāi)發(fā)區(qū)帶精細(xì)油藏描述及其地質(zhì)意義——以霸縣凹陷岔河集油田為例

張淑娟，孟慶春，王玉忠，許 敏，羅江華

（1.中國(guó)石油華北油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北任丘 062552；2.中國(guó)石油華北油田公司第二采油廠；3.西北大學(xué)地質(zhì)系）

1 開(kāi)發(fā)狀況

岔河集油田位于冀中坳陷霸縣凹陷西側(cè)岔河集構(gòu)造帶，是被斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造，為華北油田典型的復(fù)雜斷塊砂巖油藏。岔河集油田含油層系多，古近系東一段至沙三段均有油層分布，儲(chǔ)層以淺水三角洲沉積為主，微相以分流河道為主，地質(zhì)儲(chǔ)量上千萬(wàn)噸。岔河集油田目前已處于中高含水期，自然遞減逐年增加，地下地質(zhì)情況十分復(fù)雜，調(diào)整挖潛工作的難度越來(lái)越大。因此，按照老油藏開(kāi)發(fā)區(qū)二次開(kāi)發(fā)的需要［1］，開(kāi)展整體油藏精細(xì)描述研究，形成老油藏開(kāi)發(fā)區(qū)整體精細(xì)油藏描述技術(shù)的流程和方法［2－3］，對(duì)描述岔河集油田剩余油分布狀況及規(guī)律，指導(dǎo)該區(qū)復(fù)雜斷塊油藏的二次開(kāi)發(fā)，具有十分重要地質(zhì)意義。

岔河集油田1978年采取300 m井距分?jǐn)鄩K逐步投入開(kāi)發(fā)，1988年產(chǎn)量達(dá)到頂峰；1989年至1995年，岔河集油田進(jìn)行了大規(guī)模的一次井網(wǎng)加密調(diào)整，井距縮小到150～200 m，1995年以來(lái)開(kāi)展了以改善注采結(jié)構(gòu)為目的的“調(diào)水增油”工程；2003年以來(lái)開(kāi)展多種方式穩(wěn)產(chǎn)對(duì)策探索，逐步實(shí)現(xiàn)了油田中后期階段性穩(wěn)產(chǎn)；隨著開(kāi)發(fā)程度的加深及措施的反復(fù)實(shí)施，油田進(jìn)入了產(chǎn)量遞減階段，油水關(guān)系日趨復(fù)雜，改善開(kāi)發(fā)效果的難度越來(lái)越大；岔河集油田目前地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度為30.2%。該油田地質(zhì)條件復(fù)雜，水驅(qū)控制、動(dòng)用程度相對(duì)較低，迫切需要重構(gòu)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高最終采收率，改善油藏開(kāi)發(fā)效果的目的。

2 開(kāi)發(fā)區(qū)帶精細(xì)油藏描述技術(shù)流程

按照岔河集油田二次開(kāi)發(fā)的工作要求，構(gòu)造整體框架與局部精細(xì)相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)整體與重點(diǎn)的統(tǒng)一。整體構(gòu)造格局控制不同區(qū)塊構(gòu)造分布的一致性，約束不同區(qū)塊統(tǒng)層對(duì)比的統(tǒng)一性，為岔河集油田整體評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)；對(duì)重點(diǎn)區(qū)塊開(kāi)展精細(xì)地質(zhì)建模，滿(mǎn)足二次開(kāi)發(fā)方案編制的需要。

以新三維精細(xì)地震采集、全區(qū)統(tǒng)層對(duì)比為基礎(chǔ)，突出研究的整體性［4］，突出動(dòng)靜態(tài)資料的充分結(jié)合，突出精細(xì)地質(zhì)建模與剩余油定量化描述等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，綜合運(yùn)用地震、地質(zhì)、測(cè)井、巖心、分析化驗(yàn)、開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)等資料，對(duì)全區(qū)地層、沉積相、構(gòu)造、儲(chǔ)層及油藏特征進(jìn)行綜合描述［5］，在此基礎(chǔ)上建立三維地質(zhì)模型，利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料及數(shù)值模擬對(duì)剩余油分布進(jìn)行預(yù)測(cè)［6］，并按照二次開(kāi)發(fā)的理念優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方案的編制工作，流程圖見(jiàn)圖1所示。

3 實(shí)例應(yīng)用

針對(duì)岔河集油田開(kāi)發(fā)區(qū)帶地質(zhì)特點(diǎn)，突出研究的整體性，先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)常規(guī)技術(shù)相結(jié)合，重構(gòu)油藏地質(zhì)模型，取得重大突破，為整體再評(píng)價(jià)和二次開(kāi)發(fā)提供扎實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 開(kāi)發(fā)區(qū)帶精細(xì)油藏描述研究技術(shù)流程

3.1 突出研究整體性，開(kāi)發(fā)區(qū)帶取得突破性認(rèn)識(shí)

3.1.1 旋回對(duì)比實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)區(qū)統(tǒng)層

以經(jīng)典層序地層學(xué)和高分辨層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，在多級(jí)旋回控制下，通過(guò)識(shí)別不同級(jí)次地層單元界面，建立骨架對(duì)比剖面，在標(biāo)準(zhǔn)層和輔助標(biāo)志層的控制下，井震結(jié)合、動(dòng)靜結(jié)合進(jìn)行多井地層單元的劃分與對(duì)比，并進(jìn)行空間閉合，進(jìn)而建立高精度、全區(qū)統(tǒng)一的單砂層地層格架。首次實(shí)現(xiàn)岔河集油田南北統(tǒng)層；對(duì)岔河集南部地區(qū)的東營(yíng)組與沙河街組的分層界線重新追蹤識(shí)別，改變了原沙一上段油層分布狀況的認(rèn)識(shí)，為岔南區(qū)深層油藏整體評(píng)價(jià)提供了研究基礎(chǔ)。

依據(jù)統(tǒng)一的油組小層劃分方案，完成岔河集油田1307口井對(duì)比。小層個(gè)數(shù)由155個(gè)減少到121個(gè)；岔南區(qū)東二段底界上提了50～80 m，東三段底界上提了80～140 m。原小層劃分方案對(duì)比認(rèn)為原分層方案中岔南沙一段貧油，油層主要發(fā)育在東三Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油組；區(qū)域統(tǒng)層和地層精細(xì)對(duì)比后，東營(yíng)組界限上移，改變了原認(rèn)識(shí)，沙一上段仍有油層發(fā)育，并與岔中區(qū)出油層段基本相當(dāng)，而目前岔南區(qū)鉆穿此層位的井很少，有區(qū)域整體評(píng)價(jià)的潛力。

3.1.2 精細(xì)構(gòu)造解釋微調(diào)斷裂結(jié)構(gòu)

整體構(gòu)造研究的技術(shù)流程是在單井精細(xì)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)區(qū)域連井骨架剖面進(jìn)行標(biāo)定的核對(duì)、檢查。在構(gòu)造解釋的不同階段，應(yīng)用不同參數(shù)的相干體、傾角體和方位角體從空間和平面上檢查和驗(yàn)證斷層的合理性，進(jìn)而指導(dǎo)斷裂的平面和剖面組合。在全區(qū)均勻分布的合成地震記錄基礎(chǔ)上建立空間速度場(chǎng)，進(jìn)而進(jìn)行變速成圖，最后得到區(qū)域構(gòu)造圖。

完成含螺段（東二段II油組頂）、東三段III油組頂、箱狀高阻頂（東三III油組中部）、東三段Ⅳ油組頂、沙一上段I油組頂、沙一上段II油組頂、沙一下段頂界共7個(gè)層位精細(xì)構(gòu)造解釋?zhuān)娣e360 km2，縱向跨度1000余米，解釋精度40 m×40 m。研究區(qū)構(gòu)造有三種區(qū)域規(guī)模的構(gòu)造樣式（走滑花狀背斜構(gòu)造、斷壘斷鼻、滾動(dòng)背斜）；7種斷層的剖面樣式（反Y字、Y字、復(fù)Y字、X型、帚狀、階狀、叉狀）；5類(lèi)平面的組合方式（梳狀、反梳狀、岔I型、岔II型、帚狀）。利用最新采集的地震資料對(duì)構(gòu)造及斷裂進(jìn)行了精細(xì)解釋、刻畫(huà)，不同級(jí)別的斷裂控制作用不同：岔河集構(gòu)造帶一級(jí)斷裂控制著區(qū)域構(gòu)造格局，二級(jí)斷裂控制著隆凹格局，三級(jí)斷裂控制著油藏分布，四級(jí)斷裂使油藏進(jìn)一步復(fù)雜化。根據(jù)新老構(gòu)造對(duì)比可知：構(gòu)造分布形態(tài)、走向基本一致，但是面積、局部高點(diǎn)、斷裂細(xì)節(jié)發(fā)生部分變化。

3.1.3 沉積微相研究精細(xì)刻畫(huà)儲(chǔ)層砂體分布

由24口單井微相分析表明，岔河集油田沙河街至東營(yíng)時(shí)期發(fā)育有湖泊相、扇三角洲相、淺水三角洲相及曲流河相，主力油層段為淺水三角洲相。岔河集油田Ed1～Es3層沉積微相劃分相標(biāo)志統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)三角洲平原亞相主要發(fā)育于Ed2Ⅰ油組，三角洲前緣亞相主要發(fā)育于Ed2Ⅲ、Ed3和Es1。原沉積相認(rèn)識(shí)：岔河集地區(qū)Es1s至Ed為湖盆萎縮期河流相沉積，Ed2I時(shí)期水體變深，發(fā)育濱淺湖相沉積；河道、邊灘為主要儲(chǔ)層。而本次沉積相認(rèn)識(shí)：Es1sⅡ至Ed2Ⅲ油組，發(fā)育淺水三角洲，平面上Es1s段發(fā)育大面積平原亞相；Ed3和Ed2段前緣亞相大面積發(fā)育；Ed2Ⅱ油組發(fā)育濱淺湖；Ed2Ⅰ油組發(fā)育淺水三角洲；Ed1x油組發(fā)育曲流河，其水下分流河道為主要儲(chǔ)層。

以Ed3Ⅲ油組先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)為例介紹沉積相帶分布特征。Ed3Ⅲ油組沉積時(shí)期，試驗(yàn)區(qū)由于處于湖盆水體加深的坡折帶，仍然以淺水三角洲前緣向?yàn)I淺湖過(guò)渡為主，但整體表現(xiàn)為三角洲前緣分流河道砂體比較發(fā)育，在試驗(yàn)區(qū)的東部和南部一線則為濱淺湖亞相沉積為主，發(fā)育有規(guī)模大小不等的灘壩砂體。Ed3Ⅲ13小層：該小層分為兩個(gè)單砂層，下部的單砂層砂體比較發(fā)育，以三角洲前緣水下分流河道為主，由試驗(yàn)區(qū)西北方向進(jìn)入，向東和東南方向延伸，一共發(fā)育4－5個(gè)分支體，呈朵狀，局部發(fā)育小型的河口砂壩。上部單砂層三角洲前緣水下分流河道明顯后退，規(guī)模變小，水進(jìn)特征明顯，發(fā)育3－4個(gè)分支，呈鳥(niǎo)足狀，而在試驗(yàn)區(qū)東部和東南部，則發(fā)育了7個(gè)規(guī)模較小的灘砂體，砂體延伸方向與物源方向大致垂直。

3.1.4 測(cè)井精細(xì)評(píng)價(jià)提升儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)

岔河集油田平面差異大、縱向上井段較長(zhǎng)，不同深度地層水礦化度變化趨勢(shì)不同，開(kāi)發(fā)時(shí)期長(zhǎng)，因此在建立解釋圖版時(shí)，平面上分岔北、岔中、岔南建立；縱向上分層位建立；空間上分時(shí)期建立水淹圖版，得出岔河集油田水淹層測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)。

重新對(duì)岔南區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，共386.8 m／183層解釋結(jié)果發(fā)生變化。解釋升級(jí)的層有282.4 m／140層，其中水層升級(jí)油層的有64.0m／30層，油水層、差油層升級(jí)油層的有218.4 m／110層。解釋降級(jí)的層有104.4 m／43層，油層降為水層26.6 m／13層，差油層或油水同層降為水層77.8m／30層，降級(jí)層主要位于Ed1～Ed2I，為局部分布的高阻水層。根據(jù)試油及試采、投產(chǎn)資料，結(jié)合剩余油監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用水淹后自然電位曲線基線偏移現(xiàn)象，分層位建立了Ed3層位、Es1層位水淹層解釋圖版，根據(jù)曲線特征、圖版以及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，共解釋水淹層274層。

3.1.5 精細(xì)儲(chǔ)層研究量化油砂體儲(chǔ)量

岔河集油田儲(chǔ)層巖性以長(zhǎng)石巖屑粉砂質(zhì)細(xì)砂巖為主，其次為含灰長(zhǎng)石巖屑粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖及含泥粉砂巖。儲(chǔ)層以中孔中滲為主，油層潤(rùn)濕性大都為弱親水或親水。岔河集油田不同斷塊的平均空氣滲透率為（29～464）×10－3μm2，有效滲透率為（24～228）×10－3μm2，孔隙度在17%～27%之間。

從油層厚度分布來(lái)看，平面上中部地區(qū)油層最發(fā)育，其次為東部地區(qū)，西部地區(qū)油層發(fā)育最差，油層厚度較薄。縱向上油層分布集中在Ed2Ⅲ～Ed3Ⅳ油組，含油井段長(zhǎng)，分布零散。平均單井鉆遇Ⅰ＋Ⅱ類(lèi)有效厚度為29.0m／14.6層，平均單層厚度1.99 m；其中Ⅰ類(lèi)油層19.2 m／9.3層；油層有效厚度多數(shù)集中在1～3 m；厚度占61.8%，層數(shù)占72.1%。從油砂體分布來(lái)看，油砂體規(guī)模較小，94.70%的含油面積小于0.1 km2，含油面積大于0.1 km2的油砂體僅32個(gè)，個(gè)數(shù)占5.3%，儲(chǔ)量占24.03%。

總之，岔河集油田油砂體規(guī)模較小，油層分布受構(gòu)造巖性雙重控制作用明顯，油層厚度分布不均、連片性差，受構(gòu)造及巖性雙重影響。

3.2 應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，建立整體三維地質(zhì)模型，量化剩余油分布

3.2.1 精細(xì)三維地質(zhì)建模

由于岔河集油田開(kāi)發(fā)區(qū)帶油層垂向跨度大，平面范圍分布廣，斷層間交切關(guān)系復(fù)雜等地質(zhì)特點(diǎn)，先建立“三角網(wǎng)格”的斷層模型，再在 “角點(diǎn)網(wǎng)格”層面模型中直接插入“三角網(wǎng)格”的階梯化的斷層，即：采用三角網(wǎng)格計(jì)算方法及斷層全部或部分階梯化的方法，完成復(fù)雜構(gòu)造整體建模。由此，形成了開(kāi)發(fā)區(qū)帶整體油藏地質(zhì)建模的思路和技術(shù)方法，取得了技術(shù)突破。

整體油藏的斷層框架建模以新三維精細(xì)地震解釋成果為基礎(chǔ)，突出了研究的整體性，以地震解釋斷面為依據(jù)，地質(zhì)分層斷點(diǎn)作為約束點(diǎn)，進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，共建立了137條斷層模型。整體地質(zhì)建模平面面積約120 km2，垂向跨度為東一段～沙一段，模型平面網(wǎng)格步長(zhǎng)為50 m×50 m，垂向1 m。通過(guò)三維地質(zhì)建模，理順斷層空間組合關(guān)系、單井分層對(duì)比、斷點(diǎn)歸位等工作，已修改斷點(diǎn)352口井483個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使斷點(diǎn)與斷面相吻合，使整體構(gòu)造斷層組合更加合理，進(jìn)一步落實(shí)了整體構(gòu)造格局，為油藏整體評(píng)價(jià)和油藏精細(xì)數(shù)值模擬打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2.2 量化剩余油分布

綜合利用剩余油監(jiān)測(cè)法、精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬等方法研究，得到每個(gè)小層的剩余油量及平面分布。總體而言，主要的剩余油縱向上以Ed3Ⅱ、Ed3Ⅲ 油組為剩余油分布的主體，剩余地質(zhì)儲(chǔ)量均超過(guò)百萬(wàn)噸，剩余油主要有3種潛力類(lèi)型：

（1）井網(wǎng)未控制的滯留型和邊角型：這類(lèi)剩余油主要存在于主力油層中，一般在砂體的邊角部位，或者在構(gòu)造的邊角部位，由于砂體的變化，或構(gòu)造的遮擋作用，易造成井網(wǎng)控制不住而形成剩余油。

（2）注采不完善型：這類(lèi)剩余油在油田分布很廣，主要是由于砂體發(fā)育規(guī)模小，形狀不規(guī)則或者砂體的邊角部位和構(gòu)造形成的三角部位，以及由于儲(chǔ)層巖性變化形成土豆?fàn)钣蜕绑w，這些油砂體分布范圍小，物性差，鉆遇井點(diǎn)數(shù)少，不能形成注采對(duì)應(yīng)，這部分剩余油也是主要的研究目標(biāo)。

（3）未動(dòng)用油層型：這類(lèi)剩余油主要是在目前井網(wǎng)條件下，雖然有采油井控制，但由于各種原因未射孔的部位。

4 地質(zhì)意義

4.1 進(jìn)一步挖潛剩余油潛力

針對(duì)存在的剩余油類(lèi)型分別采取相應(yīng)措施挖潛。井網(wǎng)未控制的滯留型和邊角型：處于斷層上升盤(pán)受斷層控制的油砂體仍存在構(gòu)造高點(diǎn)，結(jié)合目前大角度斜井技術(shù)，可鉆遇較多的油層，獲得較好的調(diào)整效果；注采不完善型：這部分剩余油可通過(guò)鉆加密井，進(jìn)一步完善井網(wǎng)及注采調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高效水驅(qū)；未動(dòng)用油層型：可進(jìn)行補(bǔ)開(kāi)射孔挖掘潛力。2012年岔河集試驗(yàn)區(qū)新鉆試驗(yàn)井2口，目前日產(chǎn)油3.7 t，累積產(chǎn)油420 t。油水井措施14口，累積增油1622 t。

4.2 實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)建產(chǎn)一體化

整體構(gòu)造模型的建立控制不同區(qū)塊構(gòu)造分布的一致性，約束不同區(qū)塊統(tǒng)層對(duì)比的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了岔河集油田統(tǒng)一分層、整體斷層框架的合理性以及構(gòu)造層面的合理性，將“整體性”貫穿研究全過(guò)程，完成的岔河集油田整體油藏?cái)鄬涌蚣苣Ｐ汀⒂徒M頂面整體構(gòu)造模型，進(jìn)一步理順岔河集油田整體地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，為岔河集油田整體評(píng)價(jià)提供完整的構(gòu)造模型。落實(shí)滾動(dòng)評(píng)價(jià)有利目標(biāo)20個(gè)，標(biāo)定18口評(píng)價(jià)井位其中C71斷塊新增石油地質(zhì)儲(chǔ)量上百萬(wàn)噸，新建產(chǎn)能近十萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)一體化。

5 結(jié)論

針對(duì)華北油田復(fù)雜斷塊地質(zhì)條件，通過(guò)對(duì)岔河集油田近兩年的整體精細(xì)油藏描述工作的探索，突出以構(gòu)造帶描述為背景的油藏精細(xì)描述，做到了點(diǎn)面結(jié)合，使得構(gòu)造描述更趨于合理化；突出凹陷沉積背景下的描述和研究，研究油藏的砂體展布預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層物性變化、物源方向等均與大的沉積環(huán)境、沉積背景相結(jié)合，做到了局部服從整體。主要認(rèn)識(shí)如下：

（1）建立了整裝油田開(kāi)發(fā)區(qū)帶精細(xì)油藏描述研究技術(shù)流程，有效指導(dǎo)了華北油田復(fù)雜斷塊油藏的勘探和開(kāi)發(fā)，具有較好的應(yīng)用前景。

（2）形成了復(fù)雜斷塊油藏整裝油田開(kāi)發(fā)區(qū)帶地質(zhì)建模的技術(shù)流程和方法，其技術(shù)突破必將為華北油田在復(fù)雜斷塊規(guī)模實(shí)施“二次開(kāi)發(fā)”提供技術(shù)借鑒。

（3）復(fù)雜斷塊油藏整體建模的核心技術(shù)難點(diǎn)是構(gòu)造模型的建立，采用三角網(wǎng)格計(jì)算及斷層全部階梯化的方法，有效解決了斷層間復(fù)雜的交切關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了岔河集試驗(yàn)區(qū)整體精細(xì)地質(zhì)模型。在建立整體模型時(shí)，先從主要斷層著手，再加入次要斷層，提高工作效率。

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