基于单成因砂体的三角洲前缘油水运动规律
——以渤海湾盆地Z油田东营组二段下亚段为例

韩雪芳，颜冠山，刘宗宾，宋洪亮，王欣然

[中海石油(中国)有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津 300459]

基于单成因砂体的三角洲前缘油水运动规律
——以渤海湾盆地Z油田东营组二段下亚段为例

韩雪芳，颜冠山，刘宗宾，宋洪亮，王欣然

[中海石油(中国)有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津 300459]

在油田开发后期，通过解剖单成因砂体构型，可用于指导油水运动规律分析以及后续的剩余油挖潜工作。以储层构型理论为指导，根据3种垂向分期识别标志(泥质夹层、含砾砂岩层和钙质夹层)和4种侧向划界识别标志(曲线形态差异、岩性差异、厚度差异和水淹特征差异)，将渤海湾盆地Z油田东营组二段下亚段Ⅰ和Ⅱ油组三角洲前缘沉积复合砂体划分为多个代表单一沉积微相(水下分流河道、河口坝等)的单成因砂体，并依据井间砂体厚度变化与砂体顶面角度二者之间较好的对数相关性，定量确定了单一砂坝砂体尖灭点。由此，重构了油田范围内复杂沉积中河口坝连片分布和水下分流河道交叉叠置的特征。以此为基础，综合分析油藏其他动静态资料，认为单成因砂体质量差异是影响油水运动和剩余油分布规律的主要因素。单个朵叶体形成相对独立的流体单元，不同类型单成因砂体由于其质量差异，表现出不同的渗流能力和水淹特征，优质单成因砂体易形成优势通道并造成剩余油的富集。开展基于单成因砂体的油水运动规律研究，可为油田后期加密挖潜和有效提高油田采收率奠定必要的地质基础。

单成因砂体；三角洲前缘；水淹规律；储层质量差异；剩余油；东营组；渤海湾盆地

油田进入高含水开发阶段后，寻找剩余油、延缓自然递减、控水稳油，是实现油田持续高效开发的关键。自Allen(1977)[1]，Miall(1985，1996，2006)[2-4]等相继提出了河流相储层构型界面分级方案以来，中国学者针对储层研究的层次分析方法、储层构型界面识别、构型展布特征、以及不同构型单元之间的油水运动规律等方面开展了大量的研究工作，使储层构型研究方法得到了长足的发展[5-13]，也将其理论及方法逐步由河流相引入到三角洲前缘水下分流河道、河口坝砂体剩余油分布规律研究中[14-20]。研究实践表明，开展“单成因砂体”构型解剖、描述剩余油分布规律，以寻找油田中的隐秘“甜点”，是油田开发后期实现稳油控水的重要手段。

渤海湾盆地Z油田为层状构造边水油藏，采用一套排状井网、统注统采的开发方式。历经16年注水开发，油田综合含水率已超过80%，进入高含水开发阶段。但油田综合调整新实施的多口采油井，在投产初期含水较低，甚至未含水；老井生产动态反映注水区存在水窜，各砂体吸水强度不均，层间矛盾突出。因此，理清油层动用不均衡的影响因素，明确油田剩余油分布规律，是油田面临的主要生产问题。本次研究选取储层最为发育、物性最好、剩余油分布最为复杂的油田东部Ⅰ和Ⅱ油组作为主要研究对象，在储层构型理论指导下，明确单成因砂体类型、展布规律及其对剩余油分布的影响，为油田剩余油挖潜和精细开发部署提供指导依据。

1 研究区概况

Z油田位于渤海湾盆地辽东湾海域辽西凹陷的北洼(图1)。主力含油层位为东营组二段下亚段(东二下亚段)，是典型的湖相三角洲前缘亚相沉积，发育水下分流河道、河口坝、席状砂、远砂坝和水下分流河道间等5种沉积微相类型；水下分流河道与河口坝交互叠置，储层横向连片、稳定分布[21-22]。

图1 Z油田区域构造位置Fig.1 Regional structure map of Oilfield Z

研究区单井沉积微相及平面展布规律研究表明，油田以复合砂体沉积为特征，包括复合水下分流河道砂体和复合河口坝砂体。复合水下分流河道砂体一般为复合正韵律，由多段正韵律组成；复合河口坝砂体一般为复合反韵律，由多段反韵律组成。连片分布的复合砂体由多期单一水下分流河道砂体或河口坝砂体在垂向、侧向叠置而成。

2 单成因砂体识别

根据自然伽马和电阻率曲线的幅度变化，及复合砂体内的夹层发育特征，可将复合砂体划分为多个单成因砂体，每个单成因砂体则代表单一沉积期次形成的水下分流河道砂体或河口坝砂体。

2.1 单成因砂体识别标志

利用研究区40口井岩心和电测曲线资料，对10个小层进行单井垂向单成因砂体划分、井间侧向单成因砂体边界识别，从而建立了Z油田东二下亚段单成因砂体的垂向、侧向识别标志[21](表1)。

1) 垂向界面特征

根据岩心标定和电测曲线特征，结合水下分流河道、河口坝组合关系，确定了泥质夹层、含砾砂岩层和钙质夹层3种单成因砂体的垂向分期识别标志。泥质夹层是研究区普遍发育的一种垂向识别标志，其自然伽马、电阻率曲线具有明显回返特征，作为研究区单一河口坝、单一水下分流河道砂体划分识别标志。含砾砂岩层主要由冲刷-充填作用形成，其岩性、物性、含油气性与上下部岩性段存在一定差异，测井曲线常见一定回返或突变现象，作为单一水下分流河道砂体识别标志。钙质夹层发育于水下分流河道砂体底部，表现为低自然伽马、高密度、高电阻率的“刺刀状尖峰”，作为单一水下分流河道砂体划分识别标志。

2) 侧向界面特征

在垂向单成因砂体识别的基础上，采用平剖结合的方式，开展了单成因砂体配置组合关系研究，并总结出研究区4种单成因砂体侧向边界识别标志：①测井曲线形态差异。河口坝规模不同，其测井曲线形态存在差异，如光滑漏斗形与齿状漏斗形，在一定程度上也反映了砂体沉积时水动力条件的差异；可作为判断不同单一河口坝砂体沉积的标志。②岩性差异。不连续分布的水下分流河道间砂体或者河道间泥为不同水下分流河道的侧向分界标志。③厚度差异。砂体厚度上呈现“厚薄厚”的形态，可作为判断不同河口坝复合沉积体的侧向拼接标志。④水淹特征差异。不同河口坝砂体之间存在一定渗流屏障，影响注采井间的注采连通关系，引起见水规律的差异，可作为研究区不同河口坝的侧向分界标志。

表1 Z油田东二下亚段单成因砂体识别标志

2.2 单成因砂体平面展布特征

1) 单成因砂体边界确定方法

根据野外露头及现代沉积观察，砂坝砂体外形表现为“底平顶凸”的特征，且砂体顶面角度随着距砂坝中心距离的不同而变化。结合油田的砂体解剖结果，通过对部分密井网区域具有典型厚度变化趋势的单砂体厚度数据统计分析后发现，不同井之间砂体厚度变化与井间砂体顶面角度二者之间呈较好的对数相关性(图2a)。根据上述认识，若已知某井砂体厚度H，则砂体尖灭点处与该井厚度变化为ΔH，进一步可以得到砂体尖灭点处与该井砂体顶面的角度θ；再根据三角形原理(图2b)就可以计算出砂体尖灭点距离该井的平面距离ΔD，从而能够得到单一砂坝砂体尖灭点的定量化认识。利用该方法对全油田构型单元单一砂体边界进行了预测，且实钻井吻合率达到了78.5%。

图2 Z油田单成因砂体边界定量化确定方法Fig.2 Quantitative determination method of monogenetic sand boundary in Oilfield Z

2) 单成因砂体平面展布特征

通过单成因砂体单井上的垂向识别、剖面上的侧向识别、平面上的组合匹配及边界的确定，能够较真实的描述Z油田单成因砂体的沉积类型和平面展布规律。研究认为，小层级别沉积微相中所表现的连片分布的水下分流河道砂体，实际是由多条分支河道交叉叠置而成；而同一主干河道形成的多个单一河口坝相互叠置，在平面上呈现出朵状、宽带状连片分布的特征。研究区总体上以河口坝沉积为主，单一水下分流河道一般规模较小，宽度多在50～200 m，河口坝可以向前延伸500～1 000 m，或者更大范围(图3)。

3 油水运动规律

Z油田属中高孔渗中粘油油藏，层间、层内及平面上的非均质特性和统注统采的开发方式，使其单井及平面油水运动规律复杂、水淹样式多样。通过开发井水淹特征分析，研究单成因砂体储层质量差异对地下油水运动的控制作用，为下一步剩余油挖潜和精细开发部署提供必要的技术支撑。

3.1 水淹特征

研究区开发井水淹情况统计表明，主要发育未水淹、低水淹、中水淹和强水淹4种类型，其中76.3%的储层段表现为未水淹，强水淹储层段仅占14.6%(图4a)。结合单成因砂体解剖的结果表明，56.0%的单砂体为未水淹，其中又以河口坝砂体为主，约占55.6%(图4b，c)。

3.2 单成因砂体储层质量差异对油水运动规律的控制作用

为了进一步明确水淹规律复杂化的影响因素，对研究区内单成因砂体之间的注采对应关系开展研究。研究认为具有一定注采对应关系的单成因砂体之间，发育4种类型砂体组合关系(图5)，包括河口坝砂体注水-河口坝砂体采油、水下分流河道砂体注水-河口坝砂体采油、河口坝砂体注水-水下分流河道砂体采油、水下分流河道砂体注水-水下分流河道砂体采油。通过分析4种类型的油水运动规律，认为在单层内部，不同类型单砂体的平面组合样式导致储层质量的横向差异，继而影响着水驱的优势方向。

图3 Z油田东二下亚段8小层单成因砂体解剖结果Fig.3 Detail of the monogenetic sand of the 8th sublayer in of Oilfield Z

图4 Z油田东二下亚段水淹特征统计Fig.4 Watered-out features of in Oilfield Z

1) 河口坝砂体水淹部位多样化

当采油井为河口坝砂体、注水井位于同一个河口坝或者相邻的水下分流河道砂体时，二者连通关系较好；若注水井位于相邻河口坝砂体时，二者连通关系较差(图5)。

注采连通的河口坝砂体由于垂向上呈反韵律或者均质韵律，油水运动主要受顶部高渗向上运动和重力向下运动双重影响，水淹样式以全部水淹和底部水淹为主，偶见顶部水淹。

图5 Z油田东二下段单成因砂体水淹规律Fig.5 Watered-out pattern of monogenetic sand in of Oilfield Z

顶部水淹型一般为反韵律河口坝砂体，顶部渗透率大于3 000×10-3μm2，级差大于10，注入水主要进入顶部高渗带。

底部水淹型一般为相对均质或者级差较小的河口坝砂体，一般级差小于10，渗透率大于1 000×10-3μm2，重力在水驱油过程中起到了决定性作用，导致砂体下部水淹严重。

2) 水下分流河道砂体以底部水淹为主

当采油井为水下分流河道砂体、注水井是水下分流河道砂体或河口坝砂体时，由于水下分流河道砂体垂向上为正韵律，底部物性好，在重力作用下，注入水优先向下流动，使砂体底部强水淹(图5)。水下分流河道砂体底部水淹占水下分流河道水淹层的95%以上。

另外，由于水下分流河道和河口坝在沉积过程中不断迁移叠加，使砂体相互叠置切割，造成多种叠置样式，根据构型解剖结果表明，砂体垂向叠置样式中最常见的就是“河道在坝上走”，河道底部与河口坝顶部接触，砂体物性好，易强水淹，可形成中部强水淹样式。

综合以上研究认为，水下分流河道、河口坝砂体储层质量好，在一定注采对应关系条件下，易发生水淹。水下分流河道砂体一般为底部水淹，顶部表现为未水淹，形成大量剩余油富集，可采用水平井挖潜策略，释放油井潜能、充分挖掘井间潜力，提高开发效率。河口坝砂体受韵律性及储层质量的影响，水淹样式多样化，在无对应注采关系的砂体边部易形成剩余油的富集，可作为油田另一挖潜方向，利用定向井挖潜策略，提高边部储量动用程度；在研究区无对应注采关系的河口坝砂体边部部署了1口调整井，实钻结果表明该井含油层段未水淹，且投产初期未含水，证实砂体边部剩余油富集。

4 结论

1) 通过单成因砂体识别与划分，认为Z油田发育泥质夹层、含砾砂岩层、钙质夹层等3种垂向分期识别标志，以及曲线形态差异、岩性差异、厚度差异、水淹特征差异等4种侧向划界识别标志。

2) 通过对部分密井网区域具有典型厚度变化趋势的单砂体厚度数据统计，认为不同井之间砂体厚度变化与井间砂体顶面角度二者之间呈较好的对数相关性，能够得到单一砂坝砂体尖灭点的定量化认识。

3) Z油田东二下亚段主要发育单一水下分流河道、单一河口坝砂体，其储层质量差异是影响湖相三角洲类型油田剩余油分布的主要因素。

4) 水下分流河道砂体一般为底部水淹，利用水平井挖潜顶部大量剩余油；河口坝砂体受韵律性及储层质量的影响，水淹样式多样化，利用定向井挖潜河口坝砂体边部剩余油。利用构型单元之间的油水运动规律，可以有效指导油田挖潜井的部署和实施。

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(编辑 张亚雄)

Han Xuefang,Yan Guanshan,Liu Zongbin,Song Hongliang,Wang Xinran

(BohaiPetroleumInsitute,TianjinBranchofCNOOCLimited,Tianjin300459,China)

monogenetic sand,delta front,water flooding pattern,reservoir quality difference,remaining oil,Dongyin Formation Bohai Bay Basin

2016-09-20;

2017-02-23。

韩雪芳(1984—)，女，工程师，沉积储层。E-mail:hanxf@cnooc.com.cn。

0253-9985(2017)02-0241-06

10.11743/ogg20170204

TE121.3

A