鄂爾多斯盆地吳起油田長63儲層非均質(zhì)性研究

桑軾轍，鄧寶康，馬振宇，郭科勇，劉 浪，劉元良

（1．中國石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶陽 745000；2．四川奧吉特油田科技開發(fā)有限公司，四川成都 610041）

儲層非均質(zhì)性是指油氣儲層受到沉積環(huán)境、成巖作用以及構(gòu)造作用的影響下，儲層的空間及內(nèi)部各種屬性都存在不均勻的變化。儲層非均質(zhì)性決定儲層質(zhì)量的好壞，影響地下油氣水的運動和分布，影響油氣采收率以及油田的開發(fā)效果[1-3]。

鄂爾多斯盆地吳起油田長63油藏儲層砂體發(fā)育，砂層厚度大，是目前該區(qū)提交儲量及生產(chǎn)開發(fā)的主要層位[4]。前人針對該區(qū)長 63油藏沉積相類型及特點、儲層砂體分布、儲層孔隙結(jié)構(gòu)、儲層成巖作用、油氣分布規(guī)律等已有大量的研究工作，對于吳起油田有利區(qū)評價及油藏控制規(guī)律認識已經(jīng)有一套較為成熟的理論和技術(shù)方法，但對延長組長63儲層非均質(zhì)性的研究較為薄弱，長63儲層屬于低孔低滲儲層，孔隙結(jié)構(gòu)和成巖作用復雜，儲層敏感性較強，直接影響油氣的開發(fā)效果[3-6]。為了高效開發(fā)長 63油藏，需要對吳起油田長63低滲儲層非均質(zhì)性特征有一個全面深化的認識，為后期的生產(chǎn)調(diào)整提供一定的指導作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

吳起油田位于陜西省吳起縣境內(nèi)，東起薛岔，與靖安油田相鄰，西自廟溝，北到五谷城，南至金鼎，勘探面積約1 040 km2，構(gòu)造背景上位于鄂爾多斯盆地中部，屬于陜北斜坡二級構(gòu)造單位，構(gòu)造簡單，表現(xiàn)為傾角小于1°的西傾單斜，平均坡降為每千米8～10 m，在此背景上發(fā)育一系列由東向西傾沒的低幅鼻狀隆起，無斷層發(fā)育[7-8]。研究區(qū)延長組為一套陸相湖泊沉積，生儲蓋組合發(fā)育齊全，具有良好的油氣成藏條件，長63儲層沉積環(huán)境主要為淺水三角洲前緣亞相，其中水下分流河道砂體是主力含油砂體[9]，儲層砂巖具有沿河道方向連續(xù)性好、河道中心砂體厚度大、物性及含油性好的特征。長63油藏為區(qū)域西傾單斜背景上發(fā)育的巖性-構(gòu)造油藏（圖1）。

圖1 鄂爾多斯盆地長63沉積相劃分及研究區(qū)位置

2 儲層層內(nèi)非均質(zhì)性

層內(nèi)非均質(zhì)性是生產(chǎn)中引起層內(nèi)矛盾的內(nèi)在原因。層內(nèi)非均質(zhì)性主要內(nèi)容包括：垂向上粒度分布的韻律性、層理構(gòu)造（影響滲流的各向異性）、滲透率的差異程度（影響流體的波及程度與水竄）及層內(nèi)夾層（影響注采方式與油水界面的分布）[8]。

2.1 沉積韻律特征

吳起油田長63儲層為三角洲前緣沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河口壩、水下分流河道側(cè)翼及分流間灣四類微相。其中，儲層砂體以水下分流河道、水下分流河道側(cè)翼及河口壩為主，水下分流河道與水下分流河道側(cè)翼為正韻律沉積，下粗上細，當多期河道切割沖刷時會形成多期正韻律的疊加；河口壩多為上粗下細的反韻律特征。砂巖碎屑顆粒的韻律性，對儲層滲透率在垂向上的分布規(guī)律影響很大，尤其是受成巖作用影響較弱的儲層中，垂向上的韻律直接決定了滲透率的韻律性[10]。研究表明，研究區(qū)的沉積韻律主要以復合韻律和正韻律為主。

通過觀察研究區(qū)13口井的巖心，長63亞段砂體沉積構(gòu)造豐富，平行層理與斜層理最常見，變形構(gòu)造較少。水平層理發(fā)育時會影響流體的垂向滲流，注入水易順著層理面推進，沿層理面水淹嚴重，使驅(qū)油效果變差。對于斜層理而言，在垂直于層理方向滲透率低，采收率高，而沿層理方向滲透率高，水淹快，易形成較多的殘余油，采收率低。這些層理的存在會引起滲透率的各向異性，使流體的滲流也產(chǎn)生各向異性，對驅(qū)油效率及整個油層的采收率產(chǎn)生影響。

2.2 滲透率非均質(zhì)性

通過計算各小層滲透率的級差系數(shù)、突進系數(shù)、變異系數(shù)，分析統(tǒng)計層內(nèi)滲透率的差異性，各種參數(shù)見表1。吳起油田長631儲層平均變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差分別為1.05，4.33，111.00，長632儲層分別為1.23，4.50，123.50。綜合評價認為，長63儲層滲透率非均質(zhì)性很強。

2.3 夾層分布特征

表1 吳起油田長63儲層層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性統(tǒng)計

吳起油田長63儲層層內(nèi)夾層主要為泥巖夾層和鈣質(zhì)夾層，夾層平均厚度約為4.00 m。長631小層夾層平均厚度4.70 m，數(shù)量小于6個，平均每口井鉆遇2.3個夾層，密井網(wǎng)井區(qū)鉆遇的夾層為每米0.3個；長小層夾層平均厚度3.30 m，數(shù)量小于3個，平均每口井鉆遇 1.2個夾層，密井網(wǎng)井區(qū)鉆遇的夾層每米0.21個，夾層發(fā)育規(guī)模明顯小于長小層。

研究區(qū)的夾層多為不穩(wěn)定夾層和隨機夾層，延伸距離小于1～2個井距，分流間灣泥巖多作為層間隔層或較為穩(wěn)定的泥巖夾層，連續(xù)性好，延伸范圍可達多個井距。砂體內(nèi)部物性較差的干層多為砂體內(nèi)部夾層，連續(xù)性差，延伸范圍小于一個井距。同時，在厚層河口壩砂體內(nèi)部，由于厚層砂體的垂向侵蝕作用，層間的間灣泥巖隔層連續(xù)性差，夾層主要為物性較差的致密干層，延續(xù)幾米至幾十米。

3 層間非均質(zhì)特征

層間非均質(zhì)性是指各砂層組內(nèi)小層或單砂層之間的垂向差異性，包括層組的旋回性、各小層或單砂層滲透率的非均質(zhì)程度以及隔層的分布等，是對一套砂泥巖互層的含油層系的總體研究，屬于層系規(guī)模的儲層描述[11]。本文通過研究層間滲透率差異和層間隔層分布來表征層間非均質(zhì)性。

3.1 層間滲透率差異

根據(jù)巖石物性統(tǒng)計分析，吳起油田長63儲層兩個小層的物性存在明顯差異（表2），長小層滲透率要略高于長小層。此外，對兩個小層的變異系數(shù)、突進系數(shù)與級差進行了計算（表1），從整體上來看，長小層非均質(zhì)性要強于長小層非均質(zhì)性，層間滲透率差異明顯。

3.2 層間隔層分布特征

層間隔層對流體運動起隔擋作用，從而致使儲層的非均質(zhì)性增強，壓裂條件下投產(chǎn)，一般認為4.00～5.00 m的隔層厚度是壓裂的臨界值，如果隔層厚度大于6.00 m，壓裂時不易壓開，可真正起到對流體的隔擋[12]。

吳起油田長63儲層亞組之間發(fā)育層間隔層，巖性主要為灰色泥巖，是分流間灣沉積形成的泥巖或者粉砂質(zhì)泥巖，厚度為5.00～15.00 m，分布廣、橫向連續(xù)性好。層間隔層的發(fā)育導致長63儲層層間非均質(zhì)性較強。

表2 吳起油田長63儲層各小層砂體物性統(tǒng)計

4 平面非均質(zhì)特征

平面非均質(zhì)性是指一個儲層砂體的幾何形態(tài)、大小、連續(xù)性以及砂體內(nèi)孔隙度、滲透率的平面變化所引起的非均質(zhì)性，這些因素直接關(guān)系到注入水平面波及程度，從而控制剩余油在平面上的分布[13]。本次研究針對平面非均質(zhì)性主要討論砂體幾何形態(tài)及連通性、砂巖儲層物性平面上的分布特征。

4.1 砂體幾何形態(tài)及連通性

平面上，長63儲層砂體呈條帶狀分布，在研究區(qū)南部分叉形成條帶狀、坨狀的連片性好的厚砂體發(fā)育區(qū)。長與長儲層砂體平均厚度分別為7.56 m和2.34 m，其中，長小層砂體寬度與厚度最大，長小層砂體呈窄條帶狀，厚度規(guī)模較小。

剖面上，長6儲層砂體連通性整體較好。通過對油藏剖面內(nèi)沉積微相砂體連通性分析，發(fā)現(xiàn)長 63油藏砂體的連通形式因?qū)佣悾洪L小層砂體分布廣，厚度大；而長小層砂體連續(xù)性較長小層差，砂體薄且單砂體在局部尖滅，儲層平面非均質(zhì)性較強。

4.2 砂體物性平面分布

研究區(qū)兩個小層在平面上的非均質(zhì)性差異主要與沉積時期的沉積微相類型有關(guān)，不同沉積微相的砂體中，以河口壩砂體物性最好、非均質(zhì)性較弱；次為水下分流河道砂體；而水下分流河道側(cè)翼砂體物性變差、非均質(zhì)性相對較強。此外，河道的來回遷移、擺動造成砂體橫向上連續(xù)性差，從而增強了儲層物性的非均質(zhì)性。而不同層位的非均質(zhì)性也存在差異，與長小層對比，長小層物性最好，非均質(zhì)性較弱（表2）。

吳起油田長 63儲層兩個小層孔隙度以 6.00%～12.00%為主，南部物性整體好于北部。孔隙度高值中心斷續(xù)連接，呈長條帶狀、片狀分布（圖2、圖3）。滲透率整體為低滲超低滲，河道中心的滲透率比邊部大。砂體厚度大、孔隙及裂縫發(fā)育的地帶，為滲透率相對高值的發(fā)育部位（圖4、圖5）。

圖2 長小層孔隙度分布

圖3 長小層孔隙度分布

5 結(jié)論

（1）吳起油田長63儲層以水下分流河道、水下分流河道側(cè)翼及河口壩沉積為主，砂體單層內(nèi)主要呈現(xiàn)正韻律與復合韻律，主要發(fā)育平行層理和斜層理；通過分析變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差等滲透率非均質(zhì)性參數(shù)，綜合評價長63儲層層內(nèi)非均質(zhì)性較強。

圖4 長小層滲透率分布

圖5 長小層滲透率分布

（2）長63儲層層間非均質(zhì)性較強，長小層非均質(zhì)性強于長小層，層間隔層的存在阻礙兩個小層流體運動，使兩個小層層間非均質(zhì)性增強。

（3）長63儲層平面非均質(zhì)性差異主要與沉積時期的沉積微相類型有關(guān)。河口壩砂體物性最好、非均質(zhì)性較弱，次為水下分流河道砂體，而水下分流河道側(cè)翼砂體物性變差、非均質(zhì)性相對較強。