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A开发区多点坝多倾向层内建筑结构研究及三维地质建模

2014-09-15张媛媛

长江大学学报(自科版) 2014年13期
关键词:砂体水平井夹层

张媛媛

(中石油大庆油田有限责任公司第四采油厂,黑龙江 大庆 163511)

A开发区水平井试验区E单元为三角洲分流河道,大面积发育曲流型河道和废弃河道微相。由该区内井1的不同部位取心资料表明,厚油层砂体上部以未水洗和弱水洗为主,含油饱和度为44.5%,驱油效率为44.6%;中部以中水洗为主,含油饱和度为34.5%,驱油效率为57.2%;下部以强水洗为主,含油饱和度为23.2%,驱油效率为71.4%,这说明在河道砂体储层内部仍然存在着因隔夹层遮挡而相对富集的剩余油。因此对曲流河沉积而言,准确描述曲流河点坝砂体厚油层内部形态和建筑结构的非均质性,建立以侧积夹层为分级界面的地质模型,预测和挖潜剩余油,是一项重要的地质研究课题。但在实际应用中,利用开发井资料定量描述地下点坝砂体的内部建筑结构[1]和点坝体内部侧积夹层建模技术[2]还都处于探索阶段,在整个工作过程中还存在不完善或无法解决的技术环节,已有的沿侧积夹层建模法还不能满足实际应用的需要。为此,笔者以A开发区水平井试验区为例,针对曲流型多个点坝砂体多夹层倾向的内部建筑结构及三维地质建模进行研究,为高含水期剩余油挖潜提供指导。

1 多点坝多倾向层内建筑结构研究

1.1 点坝及废弃河道识别

随着A开发区水平井试验区井网密度的增加、各类生产动态数据的充实及储层描述技术手段的完善,对该区E单元储层的认识也不断深入。在该区该单元描述早期,井网密度较低为52口/km2,描述的废弃河道走向、连续性预测性质较大,废弃河道预测精度较低 (见图1 (a))。密井网时期井网密度达到136口/km2,充分应用密井网及古地形图和砂体等厚度等技术手段,使废弃河道的描述精度得到较大提高 (见图1(b)),符合率达到了86.5%。最新一轮描述在密井网资料期认识结果 (见图1(c))的基础上,通过严格判定废弃河道测井相并应用示踪剂资料对废弃河道的连续性及首尾方向进行了修正,水平井区共发育3条废弃河道和与其相对应的3个点坝砂体。废弃河道呈 “C型”,宽度为60~70m。3个点坝规模不同,砂体宽度为340~750m,砂岩平均厚度为5.3~7.2m。

图1 储层描述结果

1.2 多点坝夹层分布模式

根据现代沉积研究成果,建立起多点坝体多夹层的组合模式 (见图2)。将多个点坝的组合方式分为 “相向型”和 “同向型”2种。相向型点坝组合,废弃河道凹岸相对,夹层倾向相对;同向型点坝组合,废弃河道凹岸同向,侧积夹层倾向反向。在建立起多点坝夹层分布模式的基础上,根据废弃河道的组合关系,推测出研究区多点坝侧积夹层的平面分布形态:点坝A与点坝B属于相向型组合,夹层倾向相对;点坝C与研究区外的点坝D属于同相型点坝,侧积夹层倾向为同向。侧积夹层在平面上呈新月状弧形弯曲条带,垂向上以一定角度向河道侧移方向斜列分布,垂向可达下点坝最大2/3河深,在三维空间其形态就是一个弯曲的曲面[1]。

图2 多点坝侧积夹层组合模型

2 点坝建筑结构参数的求取

在多点坝夹层分布形态确定的基础上分别求取各个点坝内部的建筑结构参数[2]。下面以点坝B为例论述点坝内部建筑结构参数的求取方法。

2.1 倾向

一般为废弃河道凹岸的法线方向,结合示踪剂资料认识结果显示侧积层中心位置倾向为43°,末端倾向分别为21、83°。

2.2 倾角

首先利用井1密闭取心井岩心资料,测量在岩心上可以识别出的夹层的倾角,除去投影方向等造成夹层倾角测量误差的数据后,总体上夹层的倾角为3~8°(见表1)。然后,利用对子井计算侧积夹层倾角。井2与井3两井相距45m,2井连线方向与侧积方向夹角近68°。井2在1030m处发育一个0.2m厚的夹层,井3在1029.5m处发育一个0.2m厚的夹层。2个夹层为同一层面,夹层高差2.54m。夹层真倾角为arctan (2.54/45cos (68°))=arctan (0.1494)≈8°54′。则认为点坝 B夹层上部和下部倾角约3°,中部约8°,呈反 “S”形。

表1 井1密闭取心井可识别夹层倾角

2.3 侧积体规模

侧积体规模主要包括侧积体宽度和垂向间距侧积层平面间距参数。按Ethridge Schumm关系式[3],计算侧积夹层规模WL=2W/3(其中W为废弃河宽,WL为侧积层规模)。由研究区沉积相描述结果显示废弃河道宽度为60~70m,则侧积层规模为40~46.6m。由于侧积泥位于侧积体顶部,易受下次洪水冲刷,其宽度通常小于侧积体宽度,因此,该点坝砂体内部侧积夹层宽度通常小于46.6m。统计单井各夹层的垂向间距平均为2m。

根据计算公式:

求得夹层平面间距为14m。式中,ΔL为侧积体夹层平面间距,m;ΔH为单一侧积体厚度,m;α为侧积体夹层倾角,(°)。

2.4 侧积夹层个数

根据点坝规模和夹层平面具体推测出点坝B夹层个数为17个。应用相同的方法求取点坝A、点坝C的建筑结构参数,结果如表2所示。

表2 点坝夹层参数表

3 三维地质建模研究

根据点坝体在平面上的形态及纵向上侧积夹层的构型、倾角等参数抽象出相应的数学模型,并采用2个二维模型相结合的方法实现侧积夹层空间曲面的精确建模(见图3),最终建立多点坝、夹层多倾向的三维地质模型(见图4),为油藏数值模拟以及剩余油分布研究提供可靠的地质模型。

图3 夹层属性模型

图4 带夹层属性的孔隙度模型

4 结论

1)建立起多点坝体多夹层的组合模式,将多个点坝的组合方式分为 “相向型”和 “同向型”2种,为层内建筑结构研究提供地质基础。

2)在多点坝夹层分布形态确定的基础上,结合取心井岩心资料,对多点坝的空间建筑结构进行精细研究,并总结出针对多点坝夹层分布的点坝内部建造结构的技术。

3)根据研究区点坝砂体组合特征建立三维地质模型,为特高含水期曲流河沉积砂体剩余油分析提供关键的技术保障。

[1]何文祥,吴胜和,唐义疆,等 .地下点坝砂体内部构型分析——以孤岛油田为例 [J].矿物岩石,2005,25(2):81-86.

[2]马世忠,杨清彦 .曲流点坝沉积模式、三维构形及其非均质模型 [J].沉积学报,2000,18(2):241-247.

[3]贾方 .大庆油田北一区断东水平井区曲流河道砂体内部建筑结构研究 [D].大庆:东北石油大学,2011.

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