辮狀河油藏層內非均質性及其對剩余油分布的影響

王春偉，董佑桓，楊 勇，楊向東，陳 鑫

1.中石化經緯有限公司地質測控技術研究院，山東 青島 266000；

2.山東省煤田地質局第五勘探隊，山東 濟南 250100；

3.海域泰和（山東）能源科技有限公司，山東 東營 257000

0 引言

據統計，我國約有42.6%的油氣儲量富集于河流相油藏中，辮狀河油藏是河流相油藏的主要的類型之一，主要分布在普遍進入高含水期的東部老油田［1］.目前這些油田都存在儲層內部水淹程度差異大，剩余油分布復雜的嚴峻問題.因此，對于辮狀河油藏的研究重點應對其層內的非均質性進行剖析.本文以孔店油田館陶組為例，研究儲層內部的韻律特征、物性差異及夾層展布情況，明確各要素如何影響剩余油的分布規律［2-3］，進而為提高老油田采收率提供依據.

1 油藏地質概況

孔店油田位于河北省黃驊縣境內，構造位置為孔店凸起構造帶的東北坡，處于歧口、滄東、鹽北3個生油凹陷之間，構造面積30 km2，含油面積12.7 km2.新近系館陶組是孔店油田主力油層，分為館Ⅰ、館Ⅱ、館Ⅲ共3個油組，巖性為灰白色砂巖夾紫紅色泥巖，為辮狀河沉積（圖1）.經過40多年的注水開發，孔店油田目前處于高含水期，剩余油分布零散，儲層開發矛盾十分嚴重.

圖1 孔店油田構造位置及館陶組地質剖面圖Fig.1 Tectonic location of Kongdian Oilfield and geological section of Guantao Formation

2 主要沉積作用與層內非均質性

研究區埋藏淺、構造平緩，儲層內部的非均質性主要受控于沉積作用［4-5］，辮狀河主要沉積單元辮狀河道、心灘受控于側積、垂積、填積和漫積4種沉積作用的影響［6］，見圖2.

圖2 辮狀河主要沉積作用與層內非均質關系Fig.2 Relationship between main sedimentation and intra-layer heterogeneity of braided river

1）垂積作用：水流搬運能力減弱時沉積物逐漸向下沉積，一般表現為正韻律的垂向復合，滲透率差異中等，發育于心灘.不同期次垂積作用之間發育落淤夾層.

2）前積作用：水流搬運能力減弱時沉積物依次向前沉積，一般為正韻律模式，滲透率差異較大，發育于心灘.不同期前積作用之間可發育前積夾層.

3）填積作用：在限制性河道中，由于水動力變化，河流超載沉積物在河道內部充填下來的沉積作用.頂部多為粉砂巖，底部可見泥礫，多為正韻律，滲透率差異大，發育于辮狀河道.

4）漫積作用：水流漫出河道而流速降低，沉積物在河道邊部沉積下來的作用.沉積間歇性強，為正韻律，粒度和滲透率相差不大，發育于辮狀河道.

3 層內非均質性特征

3.1 層內韻律性

通過取心井的巖心及測井解釋參數分析，總結得到研究區辮狀河的主要沉積單元為辮狀河道和心灘分別對應的韻律特征［7-8］.其中辮狀河道以正韻律為主，占47%；心灘則主要是復合正韻律，垂向上由2個或2個以上的正韻律疊加組成，單個正韻律之間通過夾層分隔開來，占53%.

3.2 層內滲透率非均質程度

據二次測井解釋的結果，研究區孔隙度平均為30.7%，滲透率值平均為670×10-3μm2，屬于高孔高滲儲層；而滲透率突進系數大多介于2～3之間，變異系數一般介于0.5～0.7之間，屬于中等非均質儲層.心灘物性好，辮狀河道相對差；而辮狀河道的滲透率非均質程度略大于心灘（表1）.

表1 辮狀河不同微相儲層參數表Table 1 Reservoir parameters for different microfacies of braided river

對于疏松的辮狀河儲層，隨著注水時間的推移，在高滲透帶強烈水淹滲透率會變大［9-10］，加劇了非均質程度.通過對研究區注水后不同時期的示蹤劑資料分析得出，示蹤劑監測出的水驅速度由2001年的1.5 m/d上升至2014年的3 m/d，表明了隨注水時間推移，井間高滲段滲透率逐步增大的趨勢，見圖3.

圖3 孔店油田館陶組主力層水驅速度變化圖Fig.3 Water drive velocity changes of Guantao Formation in Kongdian Oilfield

3.3 層內夾層

夾層是指位于單砂層內部的非滲透層或低滲透層，有物性夾層、鈣質夾層及泥質夾層3種［11-12］.經統計，研究區辮狀河儲層的夾層以物性夾層為主，約占62%，泥質夾層占31%，鈣質夾層最少，只有7%.單個夾層厚度較薄，在0.3～5 m之間，傾角基本都在3°以下，整體發育平緩，見圖4.

圖4 辮狀河儲層層內夾層分布圖Fig.4 Distribution of interlayers in braided river reservoir

按照層內夾層的空間分布面積，可以將夾層劃分為穩定夾層和不穩定夾層［13］.考慮孔店油田的生產實際，厚度大于0.4 m，橫向延伸超過3個井距，在平面及剖面上分布穩定的層內夾層，對油水的運移可以起到有效遮擋作用，可以定為穩定夾層，其他為不穩定夾層［14-15］.利用測井、巖心資料對研究區240個井點進行夾層的識別，認為心灘的穩定夾層發育程度高（占61%），而辮狀河道不穩定夾層為主（占75%）.

4 層內非均質性對剩余油分布的影響

4.1 井點層內非均質性

對于非均質程度較高的儲層，注入水先沿著高滲帶突進，使得注入水波及系數變小［16-17］.而針對辮狀河儲層，高滲段一般位于單個正韻律的下部，儲層底部水洗嚴重，頂部剩余油富集［18-19］.夾層在儲層內部形成滲流屏障，對儲層內流體有明顯的隔檔作用.孔1024井單個韻律層上部粒度細、滲透率低，下部粒度粗、滲透率高，造成各個韻律層底部水淹程度較高，驅油效率較高，頂部注入水波及較少，驅油效率低.上韻律層頂部驅油效率只有5%～35%，底部驅油效率達到30%～55%；下韻律層頂部驅油效率只有25%～60%，底部驅油效率達到50%～70%（見圖5）.

圖5 井點層內非均質對剩余油分布的影響Fig.5 Influence of in-layer heterogeneity on remaining oil distribution in well

4.2 井間層內非均質性

對于采油井，夾層的隔檔作用導致儲層內局部的驅替效果變差；對于注水井，它又能增大注入水的波及體積［20］.根據辮狀河儲層層內非均質特性與注采井的配置關系，可以分成以下4種類型（見圖6）.

圖6 井間層內非均質對剩余油分布的影響Fig.6 Influence of interwell in-layer heterogeneity on remaining oil distribution

1）注水井和采油井均對應心灘（如實例①③，模式a）：該類型約占39%，油井單位儲層厚度年均單井產油量為129 t.注入水沿單個韻律底部突進，多段水淹，單個韻律的頂部和夾層的底部由于注入水波及不到，剩余油富集，總體上水淹厚度小，夾層控制的剩余油多，挖掘潛力大.

2）注水井對應辮狀河道而采油井對應心灘（如實例②③，模式b）：該類型約占22%，該類油井單位儲層厚度年均單井產油量為145 t.注水后油水運動規律復雜，若夾層在垂向上分布位置偏上，注入水波及不到夾層以上的區域，形成剩余油富集區；若夾層在垂向上分布位置偏下，注入水沿夾層攀升，會有一定的水驅效果.總體上開發效果較差，潛力較大，剩余油仍是富集在單個夾層的下部.

3）注水井對應心灘而采油井對應辮狀河道（如實例①④，模式c）：該類型約占28%，該類油井單位儲層厚度年均單井產油量為226 t.由于夾層的存在，注入水分段推進，加上儲層厚度的變化，相對高部位的注入水對相對低部位儲層形成范圍較大的水洗，水驅效果好，剩余油較少.

4）注水井和采油井均對應辮狀河道（如實例②④，模式d）：該類型約占11%，該類油井單位儲層厚度年均單井產油量為165 t.該類型具有一般正韻律的水驅特點，注水后注入水沿整個儲層底部快速突進，水淹厚度較小，到開發后期形成底部水淹強烈、頂部剩余油富集的特點.

5 結論

1）研究區主要發育垂積作用、前積作用、填積作用以及漫積作用4種沉積作用，不同的沉積作用控制著辮狀河道、心灘兩種主要沉積單元內部的非均質性.

2）研究區辮狀河儲層非均質程度中等.兩種主要的沉積單元中，辮狀河道以正韻律為主，物性相對較差，雖然也發育薄夾層，但以不穩定夾層為主；心灘則主要是復合正韻律，物性相對較好，穩定夾層發育程度高.

3）研究區井點層內非均質性對剩余油分布的影響主要體現在儲層底部水洗嚴重，頂部剩余油富集；而井間層內非均質性對剩余油分布的影響則主要是注水井對應心灘而采油井對應辮狀河道時注水后注入水的波及體積變大，剩余油較少.注水井和采油井均鉆遇心灘與注水井對應辮狀河道、采油井對應心灘注水后水淹厚度小，剩余油較多.