地质资料综合整理、综合研究.pdf

第21卷第5期 2006 年5月 地球科学进展 ADVANCESIN EARTH SCIENCE Vol .21 No.5 May.，2006 文章编号 1001- 8166 （2006 ）05- 0539- 06 地质综合法预测剩余油 尹太举， 张昌民， 赵红静 （长江大学地球科学学院， 湖北 荆州 434023 ） 摘 要 地质综合分析法预测剩余油大致可以分为3个步骤 ①建立地质知识库； ②建立储层地质 模型； ③以成因砂体为单元分析砂体开发特征， 预测剩余油分布。基于双河油田小井距解剖建立的 地质知识库， 建立了储层建筑结构平面和剖面模型。对结构要素的吸水、 产液、 接触关系及其完善 性研究表明， 水下分流河道砂体物性好， 规模较大， 易于控制， 富集的剩余油较少， 河口坝砂体虽物 性好， 但规模小， 常有许多砂体不完善而成为剩余油富集区， 重力流砂体、 水下溢岸砂体则由于规模 小， 物性差， 常成为剩余油富集区， 席状砂则虽然展布广， 但由于物性差， 是剩余油富集砂体。这些 剩余油分布可分为孤立状和镶嵌状2种。 关 键 词 地质知识库； 储层结构； 结构要素； 接触关系； 剩余油； 高含水 中图分类号 TE112.23 文献标识码A 前人在剩余油分析和预测方法中针对不同的油 藏特征， 提出了一系列剩余油研究思路和方法 ［1～5 ］， 总结了相应的剩余油分布模式 ［6～8 ］， 指导了油田的 开发调整， 地质分析法以其灵活、 高效受到油藏工程 师的青睐。地质综合法基于精细地质模型， 灵活运 用多种资料分析剩余油分布的控制因素。储层结构 分析法因其能体现砂体内部的相互关系， 而成为解 剖砂体、 建立储层地质模型的一种技术 ［9，10］， 不同的 结构要素由于内部非均质性、 形态、 规模等特征及其 空间匹配的差异， 使其在油田开发过程中具有不同 的吸水、 产液状况， 最终导致动用状况的差异和现今 潜力分布的不同。因而基于对储层结构的精细认 识， 结合动态资料进行剩余油研究更符合油田的开 发实际。 1 地质综合法预测剩余油的步骤 1.1 建立地质知识库 建立知识库的目的是为了更好地解剖储层和建 立精细的地质模型。获得地质知识库的途径有露头 解剖 ［11］、 小井距分析［12］、 沉积模拟等。应用于地质 建模的地质知识有岩相、 微相等不同级次的各种信 息， 其中最为关健和应用最广的是砂体几何形态方 面的地质知识， 如砂体宽度、 厚度、 宽厚比、 对称性以 及不同类型砂体的含量、 相对比例等， 在进行储层解 剖和建模时， 可用这些地质知识作为约束条件， 提高 建模的精度。另外在储层解剖时， 建立不同微相的 测井响应模式， 也是进行储解剖的先决条件， 因而岩 电关系也是地质知识库中不可或缺的。 1.2 精细解剖， 建立高精度地质模型 研究中采用基于储层建筑结构分析法的建模技 术； 该技术源于河流分析 ［9，10］， 具体建模步骤如下 （1）建立原型模型。必须从露头， 最好是三维 露头中建立原形模型， 它主要解决建模的知识库问 题， 当然， 小井距对比也可以提供知识库， 但它代替 不了露头的作用。 （2）进行储层的精细对比。一是进行储层细 分， 使分层尽量细， 每层都只包含一个结构要素； 二 是对比， 在沉积基本特征和沉积走向研究基础上， 利 收稿日期2005- 09-06 ； 修回日期2006-03- 09． *基金项目 国家自然科学基金项目 “基准面旋回的理论解析与定量层序地层模型 ” （编号40572078 /D0206 ）资助 ． 作者简介 尹太举 （1971-）， 男，河南南阳人， 博士后， 副教授， 主要从事储层沉积学和开发地质教学和研究工作. E - m ail yintai j ＠ yangtzeu. edu. cn 用知识库和现代沉积理论， 尤其是高分辨率层序地 层学 ［3］进行指导， 强调的是逐级对比， 反复进行。 （3）进行单井建筑结构分析， 确定每一层大致 的要素类型。 （4）形成基础数据表， 包括厚度、 有效厚度、 水 淹状况、 结构要素类型等。 （5）勾绘砂体厚度等值图和厚度残差图， 确定 砂体的形态和走向， 由结构要素平面形态知识库确 定各层位的结构要素类型。做等厚图时要考虑砂体 形成机理和运用地质学的思维。 （6）综合③和⑤的结果， 最终判定各井的结构 要素类型。 （7）由综合判定得到的结构要素类型和原型模 型提供的知识库 （主要是形态参数 ）做建筑结构平 面预测模型 （图1， 标注的井号已抽稀 ） 。 （8）选择剖面进行逐层切割叠置形成剖面预测 模型。 1.3 综合分析预测剩余油分布 在单个结构要素生产特征分析的基础上， 结合 储层结构模型， 分析各层的油水运动规律， 确定剩余 油富集区及剩余油富集规律， 为油田开发调整提供 依据。 单个结构要素动用特征分析主要包括结构要素 的吸水能力和产出能力分析， 结构要素规模与开发 井网适应性研究以及结构要素的空间匹配及接触关 系对流体流动的影响等。单个砂体吸水能力主要取 决于注水压差和储层地质参数等， 相同生产条件下 吸水状况受控于储层的地质特征。结构要素的有效 厚度和渗透率对结构要素的产液能力具有决定性作 用。而结构要素之间的接触关系对结构要素之间的 流体相互窜流具有重要影响， 对分析剩余油分布具 有重要指导意义。注采不完善的主要原因是砂体规 模小， 纵向叠合程度差， 通过对砂体规模的分析可预 测不同砂体现井网的控制程度。 在单结构要素生产动态特征分析的基础上通过 以下研究确定各层的剩余油分布。 （1）依据生产测井或其它监测资料劈分单井注 水量和产液量， 在没有监测资料的情况下， 依据结构 要素的吸水和产液特征研究结果进行劈分。 （2）分析单个砂层的注采完善性， 评价单层动 用状况。 （3）对单砂体进行注采完善性分析， 结合结构 要素之间的接触关系和相邻结构要素的注采动态， 分析结构要素的剩余油潜力。 （4）在逐层逐砂体分析的基础上， 勾绘出剩余 油富集区叠合图， 确定油藏平面上剩余油最富集的 部位， 结合经济分析， 确定调整方案。 2 应用实例 双河油田位于南襄盆地泌阳凹陷西南缘陡坡 带， 储层为第三系核桃园组核二段和核三段。核三 段共发育有13个油组， 所研究的核三段Ⅳ、 Ⅶ两个 油组为厚层的块状扇三角洲砂砾岩体， 单层厚度一 般都超过20 m 。目前该油田已进入特高含水开发 阶段， 综合含水90％以上。 2.1 储层地质知识库 研究区发育泥质、 砂砾质共10余种岩石相， 包 括深色水平层理泥岩相、 灰色水平层理泥岩相、 准同 生变形层理粉细砂岩相、 砂纹层理粉细砂岩相、 透镜 状 （脉状、 波状 ）层理砂岩相、 交错层理 （含砾和砾 状 ） 砂岩相、 平行层理 （含砾 ） 砂岩相、 块状层理含泥 砾砂岩相、 递变层理含砾砂岩相、 交错层理砂质砾岩 相、 块状层理砂质砾岩相、 块状泥砾岩。在岩石相分 析的基础上辨识出水下分流河道 （CH）、 河口坝 （MB）、 前缘席状砂体 （FS）、 重力流砂体 （GF）、 水下 溢岸砂体 （OB） 、 湖相细粒沉积 （LM）物6种基本结 构要素。 水下分流河道的曲线组合形态主要有3种 钟 形、 箱形、 漏斗形， 还有一些不规则形态。其规则形 态中最主要的形态为钟形， 约占 62.5％， 箱形占 25％左右， 而漏斗形仅占12.5％。河口坝的曲线组 合也包括钟形、 箱形、 漏斗形和不规则形， 但不同形 态组合所占的比例与河道的不同， 其规则形态中以 漏斗形为主， 约占71％， 箱形占17％， 而钟形只占 12％。前缘席状砂曲线形态以指形为主， 占67％， 钟形和漏斗形比例较小， 分别为11％和22％。水下 溢岸结构要素的曲线特征主要表现为间断性韵律 （间断性正韵律和间断性反韵律 ）， 而且曲线齿化严 重， 反映了河道溢岸和非溢岸沉积间互进行的特点。 另外结构要素在微电位和微梯度曲线特征 （曲线的 幅度差、 幅度大小、 幅度变化等 ）也有不同的反映， 可以帮助判定结构要素类型。 研究中对岩石相规模和单砂体规模两个级别几 何形态参数进行了研究。受开发井网的限制， 无法 针对岩石相采取调整。单砂体规模包括结构要素几 何形态、 宽厚比、 长宽比及河道密度等， 本研究区位 于扇三角洲前缘， 河道为水下分流性质， 因而河道宽 045 地球科学进展 第21卷 广， 厚度较小， 具有较大的宽厚比。水下分流河道、 河口坝、 水下溢岸砂体和重力流砂体几何形态特征 参数见表1。含油面积与河道数的比较分析表明， 河道面积与含油面积具有较好的相关性， 油区河道 密度1.5 条/km 2 。 表1 结构要素几何形态特征参数表 Table 1 Geom etricalparam eters of architect uralelem ents 要素类型 形态参数 长度/厚度宽度/厚度长度/宽度 水下分流河道 184.9 76.7 2.75 河口坝 159.8 119 1.39 重力流砂体 294 160 2.16 水下溢岸砂体 202.4 84.9 3.86 2.2 储层地质模型 平面上结构要素的分布具有分带性 （图1）， 从 湖岸到湖心， 最初以分流河道为主， 向湖方向逐渐出 现河口坝， 且其比例不断增大， 分流河道不再占主导 地位， 再向湖， 前缘席状砂比重增大， 并逐渐占主导 地位， 最后便只有湖相泥一种结构要素。重力流结 构要素只出现于席状砂外前缘， 而且往往孤立于湖 相泥之中。不同沉积时期的砂体在平面上具有明显 的差异。中期基准面位于较低位置的核三段IV2－ IV1小层， 砂体中河道及溢岸砂体比例明显高于基准 面较高时的核三段IV4小层， 而且单个河道和河口 坝要素的规模也较后者大； 席状砂体的相对比例则 在基准面高时较大。在较短期基准面旋回中沉积的 小层和单层中， 各种结构要素的分布也有规律， 底部 图1 Ⅳ2小层建筑结构平面预测模型 Fig.1 Predictable architecturalelem ent m o delinlayer Ⅳ2 145 第5期 尹太举等 地质综合法预测剩余油 和顶部一般位于基准面的高部位， 结构要素以席状 砂占优势， 而中间部位则处于基准面相对较高位置 处， 河道和溢岸砂体比例较大。这种结构要素含量 的差异及其规模的变化， 导致砂体的平面非均质的 差异。 剖面预测模型在不同沉积部位表现出不同的特 征， 依据剖面中砂体类型的差异可划分出4种样式。 分流河道型 结构要素类型中分流河道砂体占绝对 优势， 其它结构要素类型还有河口坝、 河道间、 前缘 席状砂及水下决口扇， 无重力流。河道砂体规模大， 相邻砂体常相互切割叠置而彼此连通， 发育于靠近 湖岸线部位。席状砂型 结构要素类型主要是前缘 席状砂， 发育小型河口坝、 重力流和水下决口扇， 砂 泥比小， 砂体平面连续性差， 剖面上常见孤立状的砂 体， 垂向上不连通， 发育于靠近湖心部位。分流河道 和河口坝型 结构要素主要为河口坝和分流河道， 其 它结构要素还有前缘席状砂、 决口扇及河道间。砂 泥比中等， 砂层连续性界于前两种样式之间； 发育于 前2种剖面中间的过渡部位。递变剖面样式 结构 要素类型从剖面一侧到另一侧， 由以分流河道为主， 逐渐过渡到以河口坝、 分流河道为主， 到席状砂为 主， 到湖相泥岩。剖面中砂体连续性和连通性也逐 渐变差。该剖面发育于垂直湖岸线方向。很明显， 分流河道型剖面具有最好的储层物性及连通性， 但 内部的非均质性强， 虽易于动用， 但其中的小规模物 性差的溢岸砂体则常成为剩余油富集区， 而在席状 砂型的剖面中， 物性差， 但非均质性弱， 常整体动用 差而富含剩余油。 2.3 剩余油分布 （1）结构要素吸水及生产能力。表2表明， 河 道、 河口坝普遍吸水较好， 前缘席状砂体、 水下溢岸 砂体吸水较差， 这也预示着开发后期潜力主要分布 于前缘席状砂体和水下溢岸砂体中。统计表明， 河 道、 河口坝具有较大的有效厚度、 较高的渗透率， 表 现出较强的产液能力； 水下溢岸砂体和重力流砂体 具有中等的有效厚度和渗透率， 表现出中等的产液 能力； 前缘席状砂体具有薄的有效厚度和低的渗透 率， 表现出较差的产液能力。河道、 河口坝、 水下溢 岸砂体、 重力流砂体平均产液强度均大于4 m 3 / （dm）， 而前缘席状砂体的平均产液强度仅为0.62 m 3 /（dm） （图2）。 （2）结构要素接触关系对开发的影响。研究中 将结构要素之间的接触关系归结为相邻型和分隔型 两类8种 相邻类GG型、GP型、PP型， 分隔类 GGG 表2 双河油田Ⅶ下层系不同结构要素吸水强度分布 Table 2 W ater absorbing intensity of archite ctural elem entsinlayer ⅦL 吸水强度 结构要素 00～4 ＞4 ％井层％井 层％井 层 水下分流河道 12 288 15 河口坝 25 375 9 水下溢岸砂体 67 233 1 前缘席状砂体 32 11 26 941 14 重力流砂体 50 250 2 图2 核三段Ⅳ下层系结构要素内部产液强度统计分布 Fig.2 Production intensity of architectura l elem entsinlayer IV L 型、 GPG 型、 PGP 型、 GPP 和 PPP 型 （G代表渗流物 性较好的流动单元，P代表物性较差的流动单元 ）。 GG型接触关系对注入的水不起阻挡作用， 而 PG型则对注入的水有一定程度的阻碍作用， 如当河 道和水下溢岸砂体接触时， 河道中注入的水很难波 及水下溢岸砂体， 从而使水下溢岸砂体成为油田开 发后期剩余油富集部位。PP型由于吸水能力、 流体 流动能力差， 无论哪种结构要素注水都难影响另一 个结构要素中的流体流动。 GPG 型中由于G与G之间有一相对低渗透的 缓冲带隔挡， 注入G中的水难于影响到另一个G结 构要素， 由于P吸水能力差， 若P中注水， 两侧G难 于见效。 PGP 型，G中注入的水很难波及两侧的P； P中注入的水很难对G和另一侧P产生影响。 （3）注采系统对储层结构的适应状况。统计表 明 （表3）水下重力流砂体、 小型河口坝砂体中注采 极不完善砂体所占比例最大， 达同类砂体的100％ 和48％， 其主要原因是 ①它们位于扇三角洲单体 的前端， 砂体小； ②扇三角洲单体的分布范围差异造 成其纵向叠合程度差， 影响了注采井网的控制。其 次为水下溢岸砂体， 其注采不完善砂体占同类砂体 的40％。河道砂体注采完善性最好， 注采不完善砂 245 地球科学进展 第21卷 体仅占统计砂体的23％。 表3 小规模注采不完善砂体分布 Table 3 The distribution ofsm all - scalesand bodies which are notcontrolled well 砂体类型 CH MB OB GF 合计 面积 ＜0.11 km 2 砂体数目 613 4629 占面积 ＜0.11 km 2 的不完善砂体 （％ ） 21 45 14 21 100 占同类砂体 （％） 23 48 40 100 42 （4）剩余油分布特征预测。在结构要素生产特 征分析基础上， 通过对油水井产出和注入情况的劈 分， 结合砂体接触关系对注入水流动影响的综合分 析， 预测了双河油田IV油组和Ⅶ油组的剩余油分 布， 对剩余油类型分析表明， 该区存在2种类型的剩 余油， 一种是孤立状分布剩余油， 主要是由于单个砂 体注采不完善， 注入水波及较差而形成剩余油富集 区， 通常面积较小， 主要存在于规模较小的小型河 道、 河口坝、 重力流、 河间砂体中； 另一种是镶嵌状分 布剩余油， 该类剩余油存在于物性较差的席状砂体 和河间砂体中， 由于该类砂体物性较差注入水难于 进入而成为剩余油富集区， 大多呈镶嵌状分布于已 水淹的河道砂体的侧缘， 一般面积较大， 呈条带状或 片状分布。 针对这2种不同类型的剩余油， 在调整时应采 用不同的挖潜方法。孤立状分布剩余油应采取完善 的手段， 若叠合储量合适， 不妨加钻调整井； 而对于 镶嵌状的剩余油， 应通过增大生产压差， 改善储层物 性， 封堵注入水易进入的高渗层或单采低渗层等措 施提高注入水的流动能力来挖潜。 4 结 论 （1）利用地质综合法分析剩余油大致可分为3 步 一是建立储层砂体 （夹层 ）地质知识库； 二是对 储层进行精细解剖， 建立精细的结构模型； 最后依据 砂体内部结构特征结合生产动态分析砂体开发响应 特征， 预测剩余油富集区， 总结剩余油分布特征。 （2）双河油田部分层段精细解剖和砂体开发动 态分析表明， 不同类型砂体的开发响应不同， 河道砂 体、 河口坝重力流砂体具有吸水能力强、 产液能力强 的特点， 而河道间溢岸砂体、 席状砂体则相反。 （3）不同砂体之间的接触关系和砂体规模对注 采效果和剩余油分布有着极大的影响。在物性好的 结构要素中注水时， 即便在由物性好的结构要素相 隔开的、 相邻的较好的结构要素中都可见效， 而在物 性差的结构要素中注水， 则在相邻结构要素中见效 较慢， 效果较差。分析表明重力流砂体、 河口坝砂体 的水下溢岸砂体注采完善性最差， 是目前剩余油富 集的主要位置。 参考文献 （ References ） ［1］ Liu Bao jun ， Xie J un ， Zhang J inliang. 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The study showsthatthereareobvious differ - ence in the output ， in jection sw eptmentand the controlled level in differentarchitecturalelem ents . The con necting patternsarealso an im portantfactor that inf luences the subsurface fluid flow. Distribut arychannel sandbodies ， which arealways withlargerscaleand betterp etrophysical ， are notrich inrem aining oil ； gravitysandbodies and o- ver - bank sandbodies arerich in rem aining oil foritssm allerscaleand poorerpetrophysica lproperties . Smallscaled mouth- bar sandbodies can also be rich in rem ai ning oilifthey are not controlled by present w ell - net . Sheet - like sandbodies arealso rich in rem aining oilfori ts poorproperties though they arealways wide lyspread. Therearetwo types ofrem aining oildistribution pattern ， one ofwhich is mainlyin littlesandbodies whi ch are notcontrolled well by wellnet ， and the other is mainlyin the poor sanbodies au ch as sheet - like sandbody. Key w ords Geological data base ； Reservoirarchitecture ； Connecting pattern ； Rem aining oil ； Matureoil field. 445 地球科学进展 第21卷