石南21井区头屯河组油藏储集层沉积韵律表征及其应用

蒋志斌，冯利娟，覃建华，刘文涛，钱川川，罗治形（中国石油新疆油田分公司勘探开发研究，新疆克拉玛依834000）

石南21井区头屯河组油藏储集层沉积韵律表征及其应用

蒋志斌，冯利娟，覃建华，刘文涛，钱川川，罗治形
（中国石油新疆油田分公司勘探开发研究，新疆克拉玛依834000）

石南21井区中侏罗统头屯河组油藏水淹受储集层沉积韵律性影响大，正韵律区域底部水淹强，中上部水淹弱；反韵律区域整体水淹较强。采用层间渗透率比值法确定划分储集层韵律的临界值，从而查明了油藏正韵律分布区；通过建立预测弱水淹油层厚度模型，进一步优化井位，降低加密风险。所提出的储集层沉积韵律特征表征方法和弱水淹油层预测方法可操作性强，经新完钻调整井验证符合程度高，可推广至其他块状低渗砂岩油藏。

准噶尔盆地；石南21井区；头屯河组；低渗砂岩油藏；韵律性；水淹规律；剩余油分布

1 研究区概况

位于陆梁隆起西段夏盐凸起与三南凹陷交界处的石南21井区中侏罗统头屯河组油藏，是一个典型的块状低渗透砂岩油藏（图1），其顶面构造为北高南低的单斜，倾角2°~3°.头屯河组与下伏中侏罗统西山窑组和上覆下白垩统清水河组均为不整合接触。头屯河组自上而下划分为J2t1，J2t2和J2t33个砂层组，主力油层为J2t2砂层组，由上至下可进一步分为和3个砂层。油层平均孔隙度14.9%，平均渗透率16.84 mD，为低孔低渗砂岩储集层。

图1 石南21井区头屯河组油藏构造位置

石南21井区头屯河组油藏于2004年采用反九点井网注水开发，开发初期前人在注采井网调整先导试验等方面做了大量研究[1-5]。但近年油藏含水率上升加快、产量递减加大，目前采出程度27.4%，含水率65.0%，已进入“双高”开采阶段。前期研究指出，石南21井区头屯河组油藏储集层具有正韵律沉积结构，底部储集层物性好于中上部，底部剖面动用程度及水淹程度均高于中上部。但2012年完钻调整井测井解释表明，平面上不同区域储集层沉积韵律特征与水淹程度差异明显，储集层韵律特征与水淹规律比前期认识更为复杂。前人从沉积成因入手对油藏韵律特征进行了描述[6-9]，并未对韵律的表征方法及平面分布规律进行研究。本文尝试采用层间储集层渗透率比值表征储集层韵律特征，并且在此基础上，提出了适合研究区弱水淹油层的预测方法，旨在指导油藏的加密调整。

2 沉积特征

石南21井区中侏罗统头屯河组属三角洲沉积，主力砂层组J2t2为较大的三角洲前缘砂体，由多期河道砂体与河口坝叠置而成[10-11]，每一期河道砂体的沉积方式不尽相同，主要体现在砂体韵律结构和储集性的变化上，更多表现为垂向加积与前向加积，其次为侧积。砂体在垂向上互相叠置程度高，以多层式叠置为主，单元之间没有大的间隙，储集层内偶夹低渗或非渗透钙质与泥质砂岩夹层。砂体连续性好，单层厚度较大而稳定。在研究区多期砂体纵向叠置主要形成正韵律、反韵律和相对均质层。

3 储集层韵律特征与水淹关系

3.1 水淹层判别标准

石南21井区头屯河组油藏调整井水淹后，地层电阻率明显下降，物性越好，电阻率下降幅度越大，水淹级别越高。前期通过老井过套管电阻率测井建立了油层水淹定量判别标准（表1），并且通过借用邻近老井相应储集层段地层电阻率、多元回归地层电阻率和物性拟合地层电阻率3种方法综合恢复原始地层电阻率，经油藏的加密调整井验证，符合程度较高[12]。

3.2 储集层韵律特征与水淹模式

储集层的沉积韵律特征往往决定剖面上原油储量的动用规律，即决定储集层水淹规律。

（1）正韵律储集层正韵律储集层水驱过程中，由于底部物性较好，注入水首先沿底部高渗段推进，重力作用使储集层底部水洗程度最强；中上部储集层由于物性较差，注入水推进速度相对缓慢（图2a），因此中上部未水淹或者弱水淹，剩余油相对富集。该类储集层垂向非均质性强，目前采出程度偏低，剩余可采储量大。测井解释表明，正韵律储集层在研究区占60%以上，是加密潜力区。

表1 石南21井区水淹层定量解释标准

（2）反韵律储集层注入水沿高渗段推进速度快，由于研究区为块状砂岩储集层，内部隔夹层不发育，受重力作用，注入水逐步扩大到下部低渗层段，剖面上储集层水洗较充分，导致储集层全井段水淹，剩余油饱和度低（图2b）；部分夹层发育的调整井，储集层底部受夹层纵向上的遮挡，剩余油相对富集。该类储集层纵向动用充分，目前采出程度高，剩余可采储量较小。反韵律储集层占研究区20%左右。

（3）相对均质储集层储集层纵向上相对均质，韵律性不明显，注入水推进相对均匀，储集层整体动用较充分，该类储集层发育区采出程度最高，剩余可采储量最小。虽然该类储集层区老采油井含水相对较低，但在当前采出程度下，水驱前缘已过油水井中线，采油井与注水井之间往往水洗均匀且水洗程度高，加密调整风险较大，该类储集层占研究区20%左右（图2c）。

图2 不同韵律储集层水淹模式

3.3 韵律表征方法

由于正韵律储集层中上部水淹弱，显然，正韵律储集层分布区是目前油藏加密调整的潜力区。

储集层沉积韵律性与储集层渗透率比值具有较好的一致性，因此可用渗透率比值来表征不同区域储集层的韵律特征。统计新完钻井储集层渗透率比值（和储集层渗透率平均值K1+2与储集层渗透率K3的比值，记为K1+2/K3）与水淹程度的关系发现，K1+2/K3大于1.5的调整井储集层反韵律明显，整体水淹程度强；K1+2/K3小于1.0的调整井储集层为正韵律，中上部水淹程度弱（图3），K1+2/K3为1.0~1.5的调整井为相对均质韵律，表现为强水淹。

3.4 表征结果及验证

图3 加密调整井层间渗透率比值与水淹级别关系

用上述储集层渗透率比值表征储集层韵律特征的方法，计算了全区600多口新、老井储集层渗透率比值，绘制了石南21井区储集层韵律分布图（图4）。韵律分布图与油井生产数据高度吻合，位于红颜色区域的反韵律储集层调整井含水普遍较高，反之，位于淡蓝色区域的正韵律储集层调整井生产效果较好。

图4 石南21井区头屯河组油藏加密调整井层间渗透率比值（K1+2/K3）分布

4 弱水淹油层预测模型的建立

对于优选井位，降低调整风险来说，仅仅知道正韵律储集层的平面分布还远远不够，还必须预测出正韵律储集层弱水淹油层厚度，判断其是否满足加密调整界限。

4.1 弱水淹油层敏感参数确定

剖面物性差异决定剖面上原油储量的动用程度，剖面上优质储集层动用较好，差储集层动用受到抑制。单井剖面上任一点储集层水淹程度取决于其渗透率与单井全部储集层平均渗透率的比值，其值越大，水淹越强，反之，水淹较弱，即

式中Ki——剖面上储集层任一点的渗透率，mD；

Kave——单井储集层渗透率平均值，mD；

Km——剖面上储集层任一点渗透率与单井储集层平均渗透率的比值。

经过研究新井资料发现，纵向上Km小于1.5的储集层水淹程度较弱，为弱水淹油层；Km大于1.5的储集层往往水淹程度较强（图5）。

4.2 弱水淹油层厚度预测方法

石南21井区头屯河组油藏基础井网为反九点井网，加密调整井位于3口老油井与1口老注水井之间，加密调整井水淹程度受注水井影响大；其储集层厚度可由邻近4口老井的储集层厚度预测。因此，可通过对周围老井储集层厚度与韵律的分析，预测加密调整井的弱水淹油层厚度，即

式中Hi——周围第i口油井砂层弱水淹油层厚度，m；

H水——周围水井的砂层弱水淹油层厚度，m；

Hnew——加密调整井砂层弱水淹油层厚度，m.

图5 石南21井区头屯河组油藏调整井水淹级别与Km的交会图

4.3 多方法验证模型

（1）剩余可采储量分布验证利用上述模型，最终预测石南21井区头屯河组油藏J2t12+J2t22砂层弱水淹油层厚度主要分布于中1区（图6），与前期油藏工程方法计算的剩余可采储量对应较好（图7）。

图6 石南21井区砂层弱水淹油层厚度平面分布

图7 石南21井区砂层剩余可采储量（>7 000 t）分布

（2）完钻调整井验证2014年新完钻的11口加密调整井测井解释平均单井有效厚度为9.3 m.平均单井弱水淹油层厚度为6.8 m，而预测的平均单井弱水淹油层厚度为6.3 m，平均误差仅7.4%（表2）。尤其是正韵律储集层井，预测误差普遍低于10.0%，表明本文建立的预测模型精度高，适于现场应用。

表2 石南21井区调整井储集层厚度统计

表2 石南21井区调整井储集层厚度统计

井号实钻厚度（m）中强—强水淹层厚度（m）J2t22J2t1误差（%）备注2实钻弱水淹层厚度（m）预测弱水淹层厚度（m）SNT6304 SNT6344 SNT6363 SNT6384 SNT6025 SNT6268 SNT6361 SNT6483 SNT6230 SNT6405 SNT6365平均12.5 7.5 9.0 10.0 9.0 9.0 10.5 7.5 8.5 9.5 9.0 9.3 3.0 0.0 0.0 0.0 3.0 5.0 0.0 1.5 3.0 3.0 2.5 1.9 0.0 0.0 0.0 2.5 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 3.0 0.0 0.7 9.5 7.5 9.0 7.5 6.0 3.0 10.5 6.0 5.5 3.5 6.5 6.8 8.8 7.0 8.3 7.9 5.6 3.3 9.2 5.5 5.1 2.6 6.3 6.3 7.4 6.7 7.8 -5.3 6.7 -10.0 10.2 8.3 7.3 25.7 3.1 7.4相对正韵律相对正韵律相对正韵律相对均质韵律相对均质韵律相对反韵律相对正韵律相对正韵律相对正韵律相对反韵律相对正韵律

5 结论和认识

（1）沉积韵律性是石南21井区头屯河组油藏水淹规律的主控因素，研究确定了2种水淹模式，即底部水淹模式和全井段水淹模式，正韵律储集层区域具备调整潜力。

（2）统计表明，K1+2/K3小于1.0多为正韵律结构，K1+2/K3大于1.5多为反韵律结构，介于二者之间为相对均质韵律。

（3）利用Km值，建立了弱水淹油层预测模型，在当前采出程度下，Km等于1.5为储集层中强水淹与弱水淹的界限，中上部Km小于1.5的储集层水淹较弱。应用此方法预测弱水淹油层的平面、剖面分布，与油藏工程方法计算的剩余可采储量分布一致，表明该模型较为可靠。

（4）本文提出的储集层沉积韵律表征方法和弱水淹油层预测方法可操作性强，经新完钻调整井验证符合程度高，可推广至其他块状低渗透砂岩油藏。

［1］何寅.石南21井区J2t2油藏开发动态分析及方案调整研究［D］.成都：成都理工大学，2011.

He Yin.Development of dynamic analysis and program adjustment of Shinan⁃21 well block J2t2reservoir［D］.Chengdu：Chengdu Uni⁃versity of Technology，2011.

［2］霍进，桑林翔，范赛华，等.石南21井区头屯河组油藏注采井网调整先导试验［J］.新疆石油地质，2011，32（5）：492-494.

Huo Jin，Sang Linxiang，Fan Saihua，et al.Pilot test of injection⁃ production well pattern adjustment of Toutunhe reservoir in Shinan⁃21 wellblock，Junggar basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2011，32（5）：492-494.

［3］孙来喜，李成，袁京素.准噶尔盆地石南J2t2油藏注水利用趋势及影响因素研究［J］.石油天然气学报，2009，31（2）：47-350.

Sun Laixi，Li Cheng，Yuan Jingsu.Study on flooding efficiency and affecting factor of Shinan J2t2reservoir［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2009，31（2）：347-350.

［4］赵玲莉，王晓惠，白翔，等.石南21井区低渗油藏堵水工艺技术研究［J］.新疆石油天然气，2009，5（2）：45-48.

Zhao Lingli，Wang Xiaohui，Bai Xiang，et al.Research on blank off technology of low permeability reservoir in Shinan 21 wellblock［J］. XinjiangOil&Gas，2009，5（2）：45-48.

［5］霍进，桑林翔，石国新，等.低渗高饱和岩性油藏高效开发技术——以石南21井区为例［J］.新疆石油地质，2011，32（6）：624-626.

Huo Jin，Sang Linxiang，Shi Guoxin，et al.Research on efficient de⁃velopment technology for lithologic reservoir with low permeability and high saturation—an example from Shinan-21 wellblock［J］. XinjiangPetroleum Geology，2011，32（6）：624-626.

［6］马勇新，朱定军，李文红.复合韵律油藏纵向非均质影响数值模拟研究［J］.东华理工大学学报：自然科学版，2013，36（S2）：38-41.

Ma Yongxin，Zhu Dingjun，Li Wenhong.Effect of vertical heteroge⁃neity on oil displacement efficiency in the compound rhythm reser⁃voir by numerical simulation［J］.Journal of East China Institute of Technology：Natural Science Edition，2013，36（S2）：38-41.

［7］刘均荣，冯其红，韩松.浅层正韵律厚油层高含水期挖潜方法探讨［J］.石油天然气学报，2007，29（3）：128-130.

Liu Junrong，Feng Qihong，Han Song.Method for tapping the poten⁃tial for positive rhythm thick reservoirs at high water⁃cut stage［J］. Journal of Oil and Gas Technology，2007，29（3）：128-130.

［8］刘立支，冯其红，崔传智.正韵律厚油层高含水期挖潜方法研究［J］.胜利油田职工大学学报，2007，21（5）：31-33.

Liu Lizhi，Feng Qihong，Cui Chuanzhi.Research on tapping poten⁃tial method of high water⁃cut stage in the positive rhythmreservoir［J］.Journal of Shengli Oilfield Staff University，2007，21（5）：31-33.

［9］刘冲，朱定军，苏文辉，等.正韵律底水油藏纵向非均质影响数值模拟研究［J］.中外能源，2007，21（5）：47-50.

Liu Chong，Zhu Dingjun，Su Wenhui，et al.Study on the effect of vertical heterogeneity in the positive rhythm reservoir with bottom water on numerical simulation［J］.Sino-Global Energy，2007，21（5）：47-50.

［10］张有平，凌支虎，帕尔哈提，等.石南油气田J2t2砂层组沉积相特征［J］.新疆石油地质，2005，26（3）：252-255.

Zhang Youping，Ling Zhihu，Parhat，et al.Characteristic of sedi⁃mentary facies of Jurassic Toutunhe formation（J2t2）in Shinan field［J］.XinjiangPetroleum Geology，2005，26（3）：252-255.

［11］虞云岩，卢秀华.石南油田石南21井区头屯河组二段储层精细描述［J］.石油天然气学报，2004，31（2）：6-10.

Yu Yunyan，Lu Xiuhua.Fine reservoir description of the 2nd mem⁃ber of Toutunhe formation in wellblock Shinan21 of Shinan oilfield［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2004，31（2）：6-10.

［12］罗刚，覃建华，冯利娟，等.基于多元回归与物性拟合实现水淹层原始电阻率恢复［J］.测井技术，2014，38（4）：426-429.

Luo Gang，Qin Jianhua，Feng Lijuan，et al.Accomplishing riginal resistivity restoration of flooded reservoir based on multiple regres⁃sion and physical properties fitting［J］.Well Logging Technology，2014，38（4）：426-429.

Characterization of Reservoir Rhythm and Application to Toutunhe Reservoir of Shinan⁃21 Well Block in Junggar Basin

JIANG Zhibin,FENG Lijuan,QIN Jianhua,LIU Wentao,QIAN Chuanchuan,LUO Zhixing
(Research Institute of Exploration and Development,XinjiangOilfield Company,PetroChina,Karamay,Xinjiang 834000,China)

The water⁃flooded rules in Toutunhe reservoir of Shinan⁃21 well block in Junggar basin are greatly influenced by reservoir rhythm.The bottom of positive rhythm zone is heavily water⁃flooded,the middle⁃upper part is weakly water⁃flooded,while the reverse rhythm area is overall heavily water⁃flooded.In order to find the reservoir area of positive rhythm with less water⁃flooded risk,the method of interlayer permeability ratio was adopted to confirm the critical value for reservoir rhythm classification,so that determine the positive⁃rhythm reservoir distribution area.Also,the model for prediction of the weakly water⁃flooded reservoir thickness was developed to further optimize the well locations and reduce the risk of adjustment.The methods for characterization of reservoir rhythm and prediction of weakly water⁃flooded reservoir thickness are of high probability and good agreement with the new adjustment wells,and can be applied to other massive sandstone reservoirs with low permeability.

Junggar basin;Shinan⁃21 well block;Toutunhe reservoir;rhythm;watered⁃out rule;remained oil distribution

TE112.221

A

1001-3873（2015）03-0288-05

10.7657/XJPG20150307

2014-12-17

2015-03-18

蒋志斌（1981-），男，四川内江人,工程师，硕士，油气田开发，（Tel）0990-6867814（E-mail）jiangzb66@petrochina.com.cn.