埕北油田次生底水形成機(jī)制及邊水推進(jìn)特征

蘇彥春

(中海石油(中國(guó))天津公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津塘沽 300452)

埕北油田次生底水形成機(jī)制及邊水推進(jìn)特征

蘇彥春

(中海石油(中國(guó))天津公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津塘沽 300452)

針對(duì)埕北油田的開(kāi)采現(xiàn)狀，分析了埕北油田儲(chǔ)層具有底部巖石顆粒粗、頂部巖石顆粒細(xì)的正韻律特征，大量的產(chǎn)液剖面、吸水剖面和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的測(cè)井資料綜合顯示該油田由于邊水侵入在油層底部形成了次生底水層。探討了次生底水形成的機(jī)理，明確了油藏綜合含水率上升的主要控制因素，并對(duì)邊水推進(jìn)特征進(jìn)行了研究，認(rèn)為該油藏剖面上油層底部邊水推進(jìn)快、水淹嚴(yán)重，平面上邊水體推進(jìn)均勻、沒(méi)有邊水突進(jìn)現(xiàn)象。

渤海灣盆地;埕北油田;正韻律地層;次生底水;邊水推進(jìn)

埕北油田是渤海海域已開(kāi)發(fā)油田中開(kāi)發(fā)效果最好的油田之一[1]，開(kāi)采30多年來(lái)，地層壓力僅下降0.5 MPa，壓力保持水平達(dá)到97.0%，天然地層能量充足，表現(xiàn)出剛性水壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)。目前，油田的地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度達(dá)到42.2%，綜合含水率87.1%，進(jìn)入到高含水開(kāi)采階段。為了繼續(xù)保持該油田的高效開(kāi)發(fā)，達(dá)到“穩(wěn)油控水”的目的，需要明確影響含水率上升的主要地質(zhì)因素。本文從巖石組合特征和粒度變化特征入手，根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料以及多種測(cè)井曲線水淹特征的組合，分析了油層次生底水形成的機(jī)理，為油田開(kāi)發(fā)制定有針對(duì)性的調(diào)整挖潛措施提供指導(dǎo)。

1 油田地質(zhì)特征

埕北油田位于渤海西部海域，距天津市塘沽區(qū)88 km，油田范圍內(nèi)平均水深16.0 m。區(qū)域構(gòu)造上，埕北油田位于埕北低凸起的西端，西-南邊界緊靠埕北凹陷，北面與沙南凹陷相鄰。埕北油田構(gòu)造基底為中生界斷塊潛山，新生界古近系東營(yíng)組地層直接超覆在潛山風(fēng)化面之上，受后期構(gòu)造作用的影響，油田的主體部位拱升，形成較典型的披覆背斜構(gòu)造(圖1)，是油氣富集的有利區(qū)帶。主力油層?xùn)|營(yíng)組二段平均孔隙度為28.8%，平均水平滲透率為1670.0×10-3μm2，孔隙連通性好，具有高孔、高滲的油藏特征。

2 次生底水形成機(jī)制

埕北油田無(wú)水采油期短，當(dāng)油藏投入開(kāi)發(fā)后，在水區(qū)和油區(qū)之間形成一定的壓力降，邊水開(kāi)始內(nèi)侵，水的侵入量與含油邊緣到各生產(chǎn)井的滲濾阻力有關(guān)。當(dāng)油層為正旋回沉積時(shí)，內(nèi)外含油邊緣的滲濾阻力相差更大，易造成邊底水沿底部竄進(jìn)形成次生底水層。

圖1 埕北油田東二段油藏剖面圖

2.1 正韻律地層的產(chǎn)液剖面特征

根據(jù)區(qū)域地震相、巖石粒度和巖石學(xué)分析以及埕北油田6口井的巖心觀察與描述，該油組泥巖顏色以灰綠色為主，顯示濱淺湖環(huán)境，砂體顯示明顯的正韻律特征。正韻律地層底部巖石顆粒粗、頂部巖石顆粒變細(xì)，反映沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件由強(qiáng)變?nèi)酰绑w底部可見(jiàn)沖刷，砂體中上部見(jiàn)板狀交錯(cuò)層理，顯示典型的辮狀河道、河道沙壩層序特征。如B3井在正韻律層序下的產(chǎn)液剖面測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)出底部油層產(chǎn)液量大、水淹程度明顯比上部油層大、水淹速度比上部油層快的特點(diǎn)(圖2)。

2.2 油層底部水淹的測(cè)井特征

隨著埕北油田勘探開(kāi)發(fā)程度的提高，各種測(cè)井、鉆井及巖心分析化驗(yàn)資料日益齊全。利用豐富的常規(guī)測(cè)井資料，結(jié)合區(qū)域沉積微相展布特征及開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)資料，可以有效地研究水淹情況。不同水淹類型的水淹層，其水淹特征和測(cè)井響應(yīng)特征等不同[2]，水淹層自然電位曲線基線偏移，曲線減小幅度增大[3]；地層電阻率隨水淹減小變化，其微電極電阻率幅度差減小[4-5]；水淹層中黏土礦物吸水膨脹致使聲波時(shí)差增大[6]；自然伽馬在水淹層中隨黏土礦物被邊部入侵的水沖走而降低。

圖2 埕北油田B3井正韻律層序及產(chǎn)液剖面測(cè)試圖

根據(jù)A19和A23等油井的飽和度測(cè)井解釋結(jié)果，上部油層含油飽和度一般較高，而下部油層水淹較嚴(yán)重、含油飽和度較低，底部油層表現(xiàn)為強(qiáng)水淹。

2.3 次生底水形成機(jī)理

正韻律地層底部層段滲透率相對(duì)較高，邊水沿高滲透的低部位突進(jìn)較快， 底部水淹嚴(yán)重，含水率上升快；上部巖性較差，滲透率相對(duì)較低，水淹程度低。正韻律地層邊部水表現(xiàn)為下偏的水線推進(jìn)，水淹程度上輕下重，與地層正韻律沉積相符合。埕北油田東營(yíng)組油藏投入開(kāi)發(fā)后，內(nèi)含油邊緣向高部位推進(jìn)，在油藏的底部形成一個(gè)油水界面傾斜的次生底水層(圖3)。

圖3 埕北油藏強(qiáng)邊水形成次生底水層示意圖

油藏?cái)?shù)值模擬結(jié)果顯示：埕北油田II油組邊底水均勻推進(jìn)，從低部位向高部位逐漸推進(jìn)，油水界面附近的井見(jiàn)水早、水淹嚴(yán)重、綜合含水率高；高部位井見(jiàn)水時(shí)間一般相對(duì)較晚，水淹程度低。從埕北油田II油組CBB9～CBB20連井切面剩余油剖面分布特征圖(圖4)可以看出，水淹方向?yàn)閺挠退缑嫦蚋卟课煌七M(jìn)。實(shí)際動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析表明，CBB9井、CBB2井處于同一水淹級(jí)別內(nèi)；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析表明，兩口井的見(jiàn)水時(shí)間相差不大，于1987年4月見(jiàn)水；CBB1井于1988年6月見(jiàn)水；CBB20井見(jiàn)水最晚，見(jiàn)水時(shí)間為1989年7月。

圖4 埕北油田II油組連井切面水侵剖面分布特征

3 油藏邊水推進(jìn)特征

3.1 油藏水體壓力分析

埕北油田天然邊水能量充足，原始地層壓力16.6 MPa，2013年8口井測(cè)試的地層壓力平均值16.1 MPa，地層壓降較小。以埕北油田的測(cè)壓數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)水體大小進(jìn)行了敏感性分析。在模擬水體大小的過(guò)程中，隨著水體體積的增大，地層壓力進(jìn)一步上升，當(dāng)水與油的體積之比為120倍左右時(shí)，模型計(jì)算壓力與實(shí)際地層壓力接近。這類大水體的邊水能量使埕北油田表現(xiàn)出邊水剛性水壓驅(qū)動(dòng)類型的特征，是油田開(kāi)發(fā)效果最好的一類驅(qū)動(dòng)類型，最終采收率最高可達(dá)到60%。

埕北油田是一個(gè)具有氣頂和邊水的構(gòu)造層狀油藏，水油體積比較大。開(kāi)發(fā)初期，由于構(gòu)造高部位油井受邊水影響較小，隨著油田開(kāi)采時(shí)間增長(zhǎng)，地層壓力下降，邊水逐漸向油田內(nèi)部推進(jìn)。在平面上，邊水推進(jìn)較為均勻，沒(méi)有邊水突進(jìn)的現(xiàn)象，平面波及系數(shù)高，目前油藏平面波及系數(shù)高達(dá)100%。

3.2 邊水推進(jìn)特征

埕北油田在平面上邊水推進(jìn)較均勻，沒(méi)有邊水突進(jìn)現(xiàn)象，不同開(kāi)發(fā)階段其邊水推進(jìn)速度不同(圖5)。低含水階段，邊水推進(jìn)速度較慢；進(jìn)入中含水階段后，邊水推進(jìn)速度逐漸加快；進(jìn)入高含水階段后，邊水推進(jìn)速度進(jìn)一步加快，油井已全部見(jiàn)水。在縱向上，自下而上邊水推進(jìn)逐漸減弱，符合正韻律油藏特點(diǎn)。油田目前的平均含水率為87.13%。

圖5 埕北油藏不同開(kāi)發(fā)階段綜合含水率變化對(duì)比

4 結(jié)論

(1)埕北油田地層能量充足，投入開(kāi)發(fā)后在水區(qū)和油區(qū)之間形成壓力降，邊水內(nèi)侵，當(dāng)油層為正旋回沉積時(shí)，內(nèi)外含油邊緣的滲濾阻力大，造成邊底水沿底部竄進(jìn)形成次生底水層。

(2)埕北油田剖面上在油層底部次生底水導(dǎo)致底部水淹嚴(yán)重，含水率上升快；在平面上邊水推進(jìn)較均勻，沒(méi)有邊水突進(jìn)現(xiàn)象。

[1] 蔣維軍，溫哲華，姜晶，等.埕北油田高含水后期穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)研究與實(shí)踐[J].鉆采工藝，2013，36(4)：64-66.

[2] 王乃舉.油田開(kāi)發(fā)測(cè)井技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社，1995：103-109.

[3] 宋子齊，何羽飛，孫寶佃，等.文 15 塊沙三上段油層水淹模式及其測(cè)井解釋[J].斷塊油氣田，2011,18(3)：346-351.

[4] 賀順義，謝楠，彭洪波，等.水淹層測(cè)井識(shí)別方法研究及效果驗(yàn)證[J].海洋石油，2010,30(2)：91-95.

[5] 侯連華，王京紅，劉澤容.水淹層測(cè)井評(píng)價(jià)方法[J].石油學(xué)報(bào)，1999, 20(3)：49-55.

[6] 高印軍，李才雄，王大興，等.水淹層測(cè)井解釋技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2001, 28(5)：42-45.

編輯：李金華

1673-8217(2015)02-0090-03

2014-11-18

蘇彥春，高級(jí)工程師，碩士，1973年生，1997年畢業(yè)于西安石油學(xué)院油藏工程專業(yè)，現(xiàn)從事油藏開(kāi)發(fā)研究工作。

中海石油(中國(guó))有限公司重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(CCL2013TJPZSS1521)資助。

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