（地质工程专业论文）洼38块沙三段油层开发潜力及产量接替技术研究.pdf

大庆石油学院工程硕士专业学位论文 洼3 8 块沙三段油层开发潜力及产量接替技术研究 摘要 本次研究从实测生产数据、注汽数据、压力、吸汽剖面、测井、油水样品分析等基 础资料入手，运用加热半径计算公式、数理统计、数值模拟及油藏工程技术和方法，从 沙三段油层蒸汽吞吐开发效果及目前油藏动态情况入手，分析了蒸汽吞吐开发潜力，制 定了该块水淹井判别标准，分析了水侵形式和水淹范围；采用物质平衡法、数模法及各 类监测资料，研究了平面及纵向剩余油：同时，对目前蒸汽驱先导试验效果进行了评价； 最后通过多种挖潜方式对比，优选出该块下一步产量接替技术。得出了以下主要研究成 果： ( 1 ) 蒸汽吞吐开发已经接近尾声，急需转换开发方式：目前水侵严重，影响到了 下一步转换开发方式的规模和多样性。 ( 2 ) 沙河街组三段油层为厚层块状边水油藏，发育有辫状沟道、沟道前端、沟道 问三种沉积微相，其中辫状沟道的储集性能最好，为主要的微相类型。隔夹层主要分布 在东部、西部，中部隔夹层不发育。 ( 3 ) 蒸汽驱先导试验取得了较好的效果。 ( 4 ) 在沙三段油层未水淹区适合采用蒸汽驱方式挖潜，区块中部s 3 i 砂岩组油层 适合采用蒸汽辅助重力泄油( s a g d ) 方式挖潜。 ( 5 ) 通过整体转换开发方式挖潜部署，在s 3i + i i 砂岩组油层未水淹区部署蒸汽驱 井组1 2 个；在s 3 砂岩组油层部署2 口水平井吞吐挖潜，工艺技术成熟转s a g d ：预 计开发结束能增加可采储量5 6 3 x 1 0 4 t ，实施井组增加采收率1 4 8 。 ( 6 ) 按实际销售价格( 1 4 5 0 元t 油) 计算，方案内部收益率1 3 2 ，高于国家及 股份公司规定的基准收益率值1 0 ，财务净现值9 6 1 4 万元，具有一定的经济效益。 ( 7 ) 水淹区通过排水降压后转蒸汽驱开发是可行的。 关键词稠油油藏工程开发潜力油藏数值模拟蒸汽驱s a g d 沙河街组三 段洼3 8 块 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n tp o t e n t i a la n dp r o d u c t i o nr e p l a c e m e n t t e c h n i q u eo f e s 3r e s e r v o i ro f w a 3 8b l o c k a b s t r a c t d u r i n gt h es t u d y ，t h em a t h e m a t i c ss t a t i s t i c s ，t h en u m e r i c a ls i m u l a t i o n ，t h ep h y s i c a l a n a l o g u e ，t h er e s e r v o i re n g i n e e r i n gc a l c u l a t i o nm e t h o de t ca r eu s e d o nb a s i s o f a l lk i n d so f m o n i t o rd a t a ，s p l i t t i n gt h ep r o d u c t i o no ft h ef l o wu n i t s ，a n ds t u d y i n gt h er e m a i n i n go i l s t e a mf l o o d i n gt e s to fs 3o i lf o r m a t i o ni ss u c c e s s f u l t h r o u g ht h ec o n t r a s ta n do p t i m i z a t i o no f v a r i o u sp r o d u c t i o nr e p l a c e m e n tt e c h n i q u e ，t h es t e a mf l o o d i n gw i l lb e c o m et h em a i n l y p r o d u c t i o nr e p l a c e m e n tm e t h o d t h r o u g ht h ec o m p r e h e n s i v er e s e a r c h ，t h ef o l l o w i n gm a i n l y r e s u l ta r co b t a i n e d ： ( 1 ) t h es t e a mh u f f - n p u f fh a s e n t e r e di n t ot h ep r o d u c t i o nt a i l ，t h ef o l l o w i n g d e v e l o p m e n ts c h e m ei su r g e n t l yn e e d e dt o s e e k t h es e r i o u s l yw a t e r e d - o u ti n f l u e n c e dt h e s c a l ea n dd i v e r s i t yo f r e p l a c i n gd e v e l o p m e n ts c h e m e ( 2 ) e s 3h e a v yo i lr e s e r v o i rg r o w st h r e ek i n d so fs e d i m e n t a r yf a c i e s ，w h i c ha r cb r a i d e d c h a n n e l ，i n t e r c h a n n e la n df r o n t c h a n n e l t h er e s t r a i n i n gb a r r i e rb e t w e e ne d 3a n de s 3m a i n l y d i s t r i b u t ei nt h ee a s t e r nr e g i o na n dw e s t e r nr e g i o nw h e r et h es t e a mf l o o d i n gw i l lb ea d o p t e d t od i gt h er e m a i n i n go i l r 3 ) 1 1 l et e s to fs t e a m f l o o d i n gi ss a t i s f i e d ( 4 ) t h e b e s t d e v e l o p m e n ts c h e m e i s s t e a m f l o o d i n g i nn ow a t e r e d - o u tz o n eo f e s li + i i ，a n ds a g di ne s 3 i i ir e s e r v o i r r 5 ) h a v ea l l o c a t e d1 2w e l lg r o u p so fs t e a m f l o o d i n gi ne s 3i + i io i lf o r m a t i o n ，a n d2 h o r i z o n a lw e l l si nt h ee s 3 i i io i ll a y e r 。t h er e c o v e r a b l eo i lw i l lb ei n c r e a s e d5 6 3 x 1 0 4 ta tl a s t a n du l t i m a t er e c o v e r yf a c t o rw i l lb eg r o w e d1 4 8 ( 6 ) t h ep r o j e c tw i l lg e tah i g h e re c o n o m i cb e n e f i tw i t h1 3 2 o f i i t ra n d9 6 1 4 x 1 0 4 y u a n o f n p v n o wt h es t e a mf l o o d i n gp i l o th a ss h o w e daf a v o r a b l er e s p o n s e ( 7 ) t h es t e a m f l o o d i n gd e v e l o p m e n ti sf e a s i b l ei nw a t e r e d - o u tr e g i o na f t e rd r o p p i n gt h e p r e s s u r e k e yw o r d s ：t h eh e a v yo i lr e s e r v o i re n g i n e e r i n g ，t h ed e v e l o p m e n tp o t e n t i a l ，t h er e s e r v o i r n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ， s t e a m f l o o d i n g ， s a g d ，e s 3r e s e r v o i ro f w a 3 8b l o c k 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 1 研究目的和意义 刖吾 辽河断陷小洼油田洼3 8 块下第三系沙三段为深层、特稠油油藏，于1 9 9 1 年采用 1 4 1 m 井距、正方形井网投入蒸汽吞吐开发，经过2 次加密调整，目前井距7 0 m ，截止 2 0 0 5 年1 2 月底，沙三段油层投产井1 0 0 口，开井6 6 口，开井率6 6 ，平均单井日产 油2 9 t d ，年产油5 7 9 x 1 0 4 t ，累产油2 3 6 8 9 x l e t ，综合含水率8 7 0 4 ，采出程度2 4 6 2 ， 吞吐开发采油速度仅0 2 5 ，平均单井日产油1 7 t d ，平均地层压力3 3 m p a ，为原始地 层压力的2 4 左右，平均单井日产油、开井率、年产油、油汽比均较低，回采水率高， 各项生产及经济参数已达到废弃蒸汽吞吐开发界限，蒸汽吞吐开发基本结束，继续蒸汽 吞吐基本没有经济效益，主要表现在：地层压力低、开井率低、回采水率高、油汽 比低、经济效益差；目前措施井效果越来越差，蒸汽驱试验由于地层压力低，压力 恢复慢，见到了蒸汽区开发效果，但蒸汽超覆严重，纵向动用程度逐渐降低；由于 加密时间早，各项生产及经济参数已达到废弃蒸汽吞吐开发的界限，加密吞吐已达极限， 蒸汽吞吐开发基本结束；水淹越来越严重，转换开发方式迫在眉睫。面l 晦着如何在 现有井距、井况等条件下实现洼3 8 块沙三段油层产量接替的严重问题。 虽然吞吐开发已基本结束，但剩余地质储量仍然丰富，因此，寻找合理的接替技 术，提高区块可采储量及采收率是本次研究的重点。本次研究为辽河油田中一深层稠 油藏产量接替，实现辽河稠油稳产奠定基础。 2 国内外研究现状 世界石油储量中，目前全球探明的稠油剩余可采储量达4 0 0 0 亿吨，而常规油仅1 5 0 0 亿吨。我国陆上稠油及沥青资源分布很广，约占石油资源量的2 0 。到目前为止，在 1 2 个盆地中已发现7 0 多个稠油油田，总地质储量约1 2 亿n 1 3 。 近几年来，国内在浅中层普通稠油油藏蒸汽驱开发取得了较好的开发效果；加拿 大在浅层超稠油油藏s a g d 开发上也取得了举世瞩目的效果。目前，辽河油田在稠油开 采技术上，以改善蒸汽吞吐效果及解决蒸汽驱开采中的技术难题为目标，进行了许多关 键技术的研究和试验，对目前处于吞吐开发后期的中深层稠油油藏下一步转换开发方 式进行了大量的室内和矿场试验，由于注采参数，特别是排液量、注汽速度及井网井距 的不适应，现场试验的效果均不太理想。 辽河热采稠油油藏开展了1 7 项先导试验，按开发方式可分为：非混相驱( 适于普 通i 类稠油油藏) 、蒸汽驱、热水驱、s a g d 及火烧油层等6 种类型，其中适于特稠油 油藏的开发方式为蒸汽驱、s a g d 和火烧油层。在蒸汽驱先导试验中，只有处于吞吐前 期转蒸汽驱开发的曙1 7 5 块和处于稳产阶段后期的齐4 0 块蒸汽驱取得了较好的开发效 果。对于处于吞吐开发后期的，或吞吐开发将要结束的稠油油藏还没有获得成功的先例。 前言 国内外s a g d 均在浅层特超稠油油藏中开展，并取得了成功。火烧油层技术工艺技术还 需要改进。 3 研究思路 本次研究在地质研究的基础上，从实测生产数据、注汽数据、压力、吸汽剖面、测 井、油水样品分析等基础资料入手，运用加热半径计算公式、数理统计、数值模拟及油 藏工程技术和方法，对沙三段油层蒸汽吞吐开发效果及目前油藏动态情况进行了分析， 在上述基础上，进一步分析了蒸汽吞吐开发潜力，制定了该块水淹井判别标准，分析了 水侵形式和水淹范围：采用物质平衡法、数模法及各类监测资料，研究了平面及纵向剩 余油；同时，对目前蒸汽驱先导试验效果进行了评价；最后通过多种挖潜方式对比，优 选出该块下一步产量接替技术，并对蒸汽驱、s a g d 二种开发方式下的操作参数进行了 优选，得出了适合该块的注采参数，最后，对下一步综合开发潜力进行了评价。 4 主要研究工作 本次研究主要对以下内容进行了研究： ( 1 ) 基础地质格架研究； ( 2 ) 蒸汽吞吐和蒸汽驱先导试验开效果评价： ( 3 ) 水侵标准、水侵形式、水侵规律及分布范围； ( 4 ) 产量接替技术筛选及参数优选； ( 5 ) 开发潜力及经济评价。 在研究过程中，统计各类动态数据9 0 余万个，包括生产数据、蒸汽吞吐数据、四 参数吸汽剖面测试资料数据、油水分析数据、地层压力测试数据等；绘制各类图件5 0 余张，包括沉积相图、砂岩等厚图、油层等厚图、隔夹层等厚图、孔隙度、渗透率等值 图；蒸汽吞吐和蒸汽驱生产规律曲线、地层压力变化曲线等。建立一个非均质数值模拟 模型，包括4 5 口井，划分了4 3 4 5 7 ( 1 3 5 4 5 ) 个网格，在历史拟合的基础上，对蒸 汽驱操作参数进行了优选，输出各类场图3 0 余张，包括历史拟合结束时和蒸汽驱结束 时含油饱和度场、温度场、压力场，并对下一步挖潜进行了总体部署。 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 1 1 稠油特点 第1 章概述 稠油，即为地层条件下原油粘度大于5 0 m p a s 的原油。稠油与常规原油的区别可以 从组成和物性参数上的特点给予说明【1 1 。烃类组成的差别是区分稠油与常规原油的显著 标志之一。我国陆相常规原油中，烃的组成( 饱和烃和芳香烃) 一般大于6 0 ，最高可 达9 5 ，而稠油中，烃的组成一般小于6 0 ，最少可在2 0 以下。稠油中随非烃和沥 青质的增加，其比重呈规律性地增大。沥青质是原油中结构最复杂，分子量最大的成分， 在正常原油中含量一般不超过5 ，但在稠油中可达1 0 3 0 ，个别特稠油可达5 0 或更高。此外，稠油中般都含有硫以及镍、钒、钼等金属。在物性方面，稠油的粘 度和密度比较高。因为通常原油粘度增加，比重也增加，故稠油也称重油。 我国利用注蒸汽热力采油开始于八十年代初期，经过近十年的努力，已制定出一套 适合我国实际情况的稠油分类标准1 2 j ，见表i 1 。 表1 - 1 稠油分类标准 t a b l e1 - 1t h ec l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r do f h e a v y - o i l 稠油分类主要指标辅助指标开发 名称级别粘度( m p a - s ) 比重( 2 0 ) 方式 普通稠油i i 15 0 * 一1 0 0 o 9 2 0可以先注水 普通稠油j i i 2 1 0 0 一1 0 0 0 0 o 9 2 0热采 特稠油1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 o ，9 5热采 超稠油、沥青 5 0 0 0 0 o 9 8 热采 注：指油藏条件下粘度，无指地层温度下脱气原油粘度 1 2 国内外稠油资源分布及采油技术 在世界石油储量中，目前全球探明的稠油剩余可采储量达4 0 0 0 亿吨，而常规油仅 1 5 0 0 亿吨。我国陆上稠油及沥青资源分布很广，约占石油资源量的2 0 。到目前为止， 在1 2 个盆地中已发现7 0 多个稠油油田，总地质储量约1 2 亿m 3 i 。 开采稠油最基本的方法是热力采油，包括油层燃烧法和注热流体法。注蒸汽方法出 现后立即表现出开采稠油油藏的优势，成为公认最成功的稠油油藏开采方法【4 j 。我国稠 油热采技术起步较晚，但发展很快。迄今为止，蒸汽吞吐技术仍然是我国稠油开采的主 要方法。蒸汽吞吐开采方式仍然是一次开采，主要依靠油藏的天然能量在油层加热原油 第1 章概述 降粘条件下采油。到目前为止，我国已投入蒸汽吞吐开发的多数稠油油藏及区块已进入 中后期，即吞吐周期在6 周期以上，油藏压力已很低，但是采出程度仅1 5 - - 2 0 ，油 藏中的剩余储量很多，平均油藏含油饱和度在5 0 以上，生产潜力仍很大，必须转换开 采方式，进入二次热采技术阶段。面对这一技术挑战，最近几年我国在各种类型油藏开 辟了1 0 多个蒸汽驱先导试验项目，试验结果证明浅层稠油油藏采用蒸汽驱开采方式在 技术上、经济上是成功的，而在深层稠油油藏，尤其是辽河油田的深、稠、厚油层收效 甚微【3 l o 目前世界范围内，特超稠油油藏吞吐后获得成功的转换开发方式【3 j 主要有：蒸 汽驱方法( 包括在蒸汽中加入非凝析气体和各种化学添加剂) 在国外的k e r nr i v e r 油田、 国内辽河的齐4 0 块等油田取得了成功：s a g d 方法( 包括s a g p 等正在进行室内试验 的方法) 在加拿大t a n g l e f l a g e 油区浅层特超稠油油藏开发中获得成功1 5 】；火烧油层 方法在罗马尼亚苏普拉库和巴尔克乌油田工业化生产哺1 中取得了较好的开发效果。总 之，对于蒸汽吞吐中后期的稠油油藏，目前重点推广应用的接替技术一蒸汽驱；重点 研究和试验的接替技术一一蒸汽辅助重力泄油( s a g d ) ；重点攻关和储备的接替技 术一火烧油层。 辽河油区稠油转换开发方式试验最早始于1 9 8 8 年的曙l 一7 5 块蒸汽驱先导试 验。之后陆续开展了1 9 项各类转换方式的试验，包括蒸汽驱试验8 项、热水驱试 验4 项、蒸汽段塞驱2 项、间歇蒸汽驱2 项、非混相驱l 项、常规水驱1 项、火烧 油层1 项。其中转换开发方式较为成功的区块为曙1 7 5 块大凌河油层和齐4 0 块莲 花油层，但二者分别属于浅层边水特稠油油藏和中一深层普通稠油油藏。 齐4 0 蒸汽驱试验区于1 9 8 7 年开始蒸汽吞吐，至1 9 9 7 年底开始试验前，试验区老 井已平均吞吐了1 0 周期，油层压力己下降至4 6 m p a ，试验区内部累积产油1 5 8 x 1 0 4 t ， 累积注汽1 1 4 1 0 4 t ，吞吐阶段采出程度3 1 5 。 汽驱方案在原1 4 1 m 正方形井网基础上设计了4 个7 0 m 反九点注采井组，设计井组 注汽速度5 4 0 t d ( 1 8 t ( d 1 0 4 m 2 m ) l ，井组采注比1 2 ，井口蒸汽干度大于7 0 ，井底蒸 汽干度大于5 0 ，设计汽驱四年后逐年降干度然后转热水驱，汽驱阶段采出程度 2 7 7 - 一3 4 6 。 1 9 9 8 年1 月1 9 9 8 年l o 月为钻新井吞吐预热阶段。从1 9 9 8 年l o 月开始至2 0 0 4 年1 2 月底连续汽驱，试验共注汽7 0 7 1 1 0 4 t ( 其中油层预热注汽4 4 x 1 0 4 t ，汽驱注汽 6 0 6 x 1 0 4 t ，吞吐引效注汽5 ，7 1 0 4 t ) ，共产油1 4 3 3 x 1 0 4 t ( 其中预热阶段产油3 0 x 1 0 4 t ， 汽驱阶段产油1 1 3 3 x l o h ) ，阶段采出程度2 8 6 ，油汽比o 2 0 ，蒸汽驱取得了较好的开 发效果，该试验目前仍在进行中。并且2 0 0 4 年2 0 0 5 年开展了齐4 0 块蒸汽驱扩大部署 研究，2 0 0 6 年将分期分批实施。 目前开展过的稠油转换开采方式中，蒸汽驱开展过的试验比较多，试验过的油藏类 型较多，积累了一定的经验，工艺技术也较成熟，形成了油藏工程设计、工艺方案设计、 跟踪研究等一系列的配套技术。蒸汽驱热采技术在辽河油区最有推广前景。由于蒸汽驱 过程中，蒸汽重力分异作用导致纵向吸汽不均匀，级差射孔和使用耐高温泡沫剂对纵向 动用程度进行控制是下一步蒸汽驱开发要解决的技术难题。蒸汽驱后期加入耐高温化学 剂，调剖、封堵、抑制蒸汽超覆可以增加可采储量 7 1 5 v 但目前耐高温泡沫剂起泡温 4 丕壅至塑堂堕三堡堡圭童些兰堡坠塞 度稳定性一般在2 0 0 左右”1 5 o 从调研资料及国内外实际生产状况来看，稠油油藏吞吐开发后转换开发方式主要有 集团注汽( 又称为组合式蒸汽吞吐) 、蒸汽驱、间歇蒸汽驱、蒸汽泡沫驱、火烧油层、 s a g d ( 蒸汽辅助重力泄油) 、水驱叫等方式，但各种方式的适应性有着一定的差异。 集团注汽作为转换开发方式之前的准备过程，它增产的主要机理是：通过同注同采 来实现温度、压力、饱和度场的重新分布，扩大加热半径，实现蒸汽吞吐方式下的井间 热连通，为转换开发方式做准备；蒸汽驱、间歇蒸汽驱可以有效的驱替井间剩余油，有 效动用剩余储量；而蒸汽泡沫驱在有效的驱替井间剩余油的基础上，由于泡沫的封堵作 用，可以大幅度改善平面和纵向动用不均匀的程度：火烧油层适应性广，但火烧油层之 后，油层就没有再利用的价值了；s a g d ( 蒸汽辅助重力泄油) 是目前加拿大比较成功 的开采块状特、超稠油油藏比较成功的开发方式，采收率较高；水驱只适合原有粘度小 于2 0 0 m p a s 的普通稠油油藏p 1 。 从转换开发方式油藏适应性1 来看，洼3 8 块沙三段油层适合蒸汽驱、s a g d 和火烧油层三种开发方式，因此，在油藏描述的基础上，对产量接替方式进行了研 究。 1 3 洼3 8 块沙三段油层开发现状及存在的问题 辽河断陷小洼油田洼3 8 块下第三系沙三段为深层、特稠油油藏，于1 9 9 1 年采用 1 4 1 m 井距、正方形井网投入蒸汽吞吐开发，经过2 次加密调整，目前井距7 0 m ，截止 2 0 0 5 年1 2 月底，沙三段油层投产井1 0 0 口，开井6 6 口，开井率6 6 ，平均单井日产 油2 9 t d ，年产油5 7 9 x 1 0 4 t ，累产油2 3 6 8 9 1 0 4 t ，综合含水率8 7 0 4 ，采出程度2 4 6 2 ， 吞吐开发采油速度仅o 2 5 ，平均单井日产油1 7 t y d ，平均地层压力3 3 m p a ，为原始地 层压力的2 4 左右，平均单井日产油、开井率、年产油、油汽比均较低，回采水率高， 各项生产及经济参数已达到废弃蒸汽吞吐开发界限，蒸汽吞吐开发基本结束，继续蒸汽 吞吐基本没有经济效益，与辽河油田其它稠油区块相比较，洼3 8 块具有“加密早、上 产快、稳产时间短、产量下降快? 的特点，面临着产量如何接替的严重问题。 目前开发中存在以下几方面主要问题： 地层压力低、开井率低、回采水率高、油汽比低、经济效益差； 目前措施井效果越来越差，蒸汽驱试验由于地层压力低，压力恢复慢，见到了 蒸汽区开发效果，但蒸汽超覆严重，纵向动用程度逐渐降低； 由于加密时间早，各项生产及经济参数已达到废弃蒸汽吞吐开发的界限，加密 吞吐已达极限，蒸汽吞吐开发基本结束； 水淹越来越严重，转换开发方式迫在眉睫。 虽然吞吐开发已基本结束，但剩余地质储量丰富，因此，寻找合理的接替技术， 提高可采储量是本次研究的重点。 第2 章沙三段油藏描述 第2 章沙三段油藏描述 小洼油田洼3 8 块位于辽宁省大洼县小洼村东侧，离大洼县城东约4 o k m 。构造上位 于辽河断陷中央凸起南部倾没带的北端。该块西边界为台安一大洼断裂带，与大洼油田 和清水洼陷相临，西南侧为海外河油田，东北部为冷家油田，东南部超覆在小洼古潜山 之上。洼3 8 块为三面被断层遮挡的断鼻构造，大洼断层与洼3 8 断层形成上倾遮挡，构造 高点在北部的洼3 8 井一洼3 8 3 7 2 9 井附近，地层向南东和南西方向倾没，地层倾角2 。 1 4 0 。 该地区地势低平，海拔一般2 m 3 m ，人口以汉族为主，主要农作物为水稻。区内 公路交织成网，交通较为便利，气候属暖温带气候，年平均温度8 3 c ，历年最高气温 3 5 - 2 ，最低气温一2 8 ，年平均风速4 6 m s ，年平均降雨量为6 7 0 r a m 。 该块开发目的层至下而上分别为下第三系沙三段、东三段和东二段油层。本次研究 的目的层为沙三段油层，油藏埋深1 2 9 0 1 4 6 0 m ，动用含油面积3 1 k m 2 ，石油地质储量 9 6 2 x 1 0 4 t 。 目前该块完钻各类井6 7 0 口，钻遇沙三段地层井4 0 9 口。其中有探井1 3 口。沙三 段取心井8 口。沙三段累计取心进尺1 8 9 7 4 m ，心长1 3 3 6 7 m ，平均岩心收获率7 0 4 ， 油砂长1 0 8 1 9 m 。 2 1 地质体简介 洼3 8 块沙三段地层根据储集岩的沉积旋回性、对比标志、组合关系及热采技术界 限的需要为依据，运用沉积上不同级次的旋回性所表现出来的纵向上的可分性和平面上 的稳定性，将沙三段油层划分为3 个砂岩组，9 个小层。 洼3 8 断块沙三段顶面构造形态呈现断鼻特征，大洼断层和洼3 8 断层形成上倾遮 挡，内部构造简单，基本不发育断层，高点埋深为1 2 9 0 m ，向南西方向倾角3 0 1 4 。， 南东方向倾角2 4 0 。 总体看来，大洼断层、洼3 8 断层断距大，对洼3 8 块的构造形成、储层的沉积、 油气的运移和聚集都起到了重要的控制作用。 沙三时期为辽河断陷湖盆的深陷期，构造运动频繁，断裂活动强烈，洼3 8 块西侧 和北侧为大洼断裂，东南两侧为小洼潜山，总体东南高、西北低，起伏不平。在此地层 沉积的沙三段地层的泥岩里含有藻类、介形虫、叶肢介及螺化石，根据这套化石组合特 征分析，本区属于半干旱半潮湿条件下的浅水一半深水的水体环境。且在沙三段储层沉 积时期该区为陆相淡水湖泊环境。来自中央古隆起太古界丰富的物源，经过搬运在湖盆 边缘沉积下来，形成了水下扇沉积体系。 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 2 2 沉积相模式 在沙三段时期水体深、坡度陡、近物源、水动力强，发育水下扇沉积体系。报据岩 石特征、岩石的纵向上的组合及平面的砂体形态，将洼3 8 块沙三段定为水下扇沉积模 式。水下扇相主要发育内扇、中扇和外扇三个亚相，洼3 8 块是位于中扇亚相部位。 2 3 沉积微相的划分 在上述基础上对单井进行微相划分。根据相标志，洼3 8 块沙三段为水下扇中扇亚 相，发育的微相类型主要有辫状沟道微相、沟道间及中扇前端微相，各种微相特点见表 2 1 。 沙三段纵向上可分为三个大的沉积旋回。i 砂岩组由于直接在古潜山地层上沉积， 只在靠近洼3 8 断层处有小部分发育( 图2 1 ) 。i t 砂岩组沉积时期，随着湖盆水域的扩 大，水下扇的规模也随之不断扩大，辫状沟道相十分发育，形成厚层块状的叠合砂体， 顺水道方向，厚度稳定、连通性好( 图2 - 2 ) ；i 砂岩组沉积时期，水体继续加深，扇体 开始萎缩，由下部的辫状水道微相演变为沟道间及中扇前缘微相( 图2 3 ) 。 图2 - 1沙三段i l i o 岩组沉积相带图 f i g 2 1 t h es e d i m e n t a r yf a c i e so f s 3 i i 第2 章沙三段油藏描述 图2 - 2 沙三段1 1 砂岩组沉积相带图 f i g 2 2 t h es e d i m e n t a r yf a c i e so f $ 3i i 图2 - 3 沙三段i 砂岩组沉积相带图 f i g 2 - 3 t h es e d i m e n t a r yf a c i e so f $ 3i 沉积微相的平面分布特征取决于物源远近、水动力强弱、湖盆水体的深浅以及古地 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 形高低。 表2 - 1沙三段沉积微相特点 t a b l e2 - 1t h es e d i m e n tf a c i e sc h a r a c t e ro f e 3 s 3 微相类型岩性构造类型 辫状沟道 砾岩、砂砾岩、砾状砂岩、含砾砂块状构造、平行层理、递变层理、 岩、局部夹泥岩、泥质粉砂岩冲刷构造、塑性变形 沟道间泥岩、泥质粉砂岩平行层理、微波状层理 中扇前端微相 沙三时期i 砂岩组受古地形影响，只在洼3 8 块的北部小范围有沉积，以辫状沟道 微相为主。i i 砂岩组以辫状沟道微相为主，在东部有少量。i 砂岩组西部以辫状沟道微 相为主，东部则以中扇前缘微相为主。 2 4 砂体分布情况 从砂体分布与沉积微相对比分析发现，沉积微相的分布与砂体的纵向上和平面上展 布具有一一对应关系，说明沉积相带分布是控制砂体分布的根本原因，在沟道微相发育 的地区，砂体迭加厚度明显增大，在沟道间及前端微相砂体迭加厚度变薄蓝逐渐过渡为 泥岩( 图2 4 图2 7 ) 。 图2 - 4沙三段砂岩厚度等值图 f i g 2 - 4 t h es a n d t h i c k n e s sm a po f $ 3 第2 章沙三段油藏描述 1 0 图2 - 5 沙三段砂岩组砂岩厚度等值图 f i g 2 5 t h es a n d t h i c k n e s sm a po f s 3 i i i 图2 石沙三段1 1 砂岩组砂岩厚度等值图 f i g 2 6 t h es a n d t h i c k n e s sm a po f $ 3i i 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 图2 7 沙三段i 砂岩组砂岩厚度等值图 f i g 2 7 t h es a n d t h i c k n e s sm a po f $ 3i 从砂岩组到i 砂岩组，以呈填平补齐沉积，具有超覆的典型特点，砂体的展布范 围逐渐扩大；平面上砂体分布呈片状，内部砂体厚度走势呈片状或舌状。 砂岩组沉积时期，携带大量沉积物的水流由于受东部和南部小洼潜山的阻隔， 能量减弱，大量沉积物在洼3 8 块北部靠近断层一侧沉积下来，因而砂岩分布局限在小 洼潜山靠近大洼断层一侧，砂体在平面上展布呈片状，内部在洼3 8 2 8 2 9 一洼3 8 2 8 4 3 2 井和洼3 8 3 6 4 2 9 一洼3 8 3 4 2 8 井等几个辫状沟道主流线发育的地区，发育的砂体厚度 较大，一般大于2 0 m ，其他部位稍薄，总体上看西部沟道微相前端发育，东部发育沟道 主体，西部砂体厚度分布好于东部，且具有向南部逐渐减薄的趋势。 i i 砂岩组沉积时期，辽河断陷盆地整体向下沉降，在该区水体范围逐渐扩大，大量 沉积物随着水体能量的减弱沉积在砂体之上，面积较i 砂体有较大的增长，围绕小洼 潜山、沿北部断层边界一侧展布，砂体分布呈片状，总体上西部好于东部，且砂体向南 部逐渐变薄，常具有舌状特征。内部砂岩厚度展布呈片状，在西部的洼3 8 。3 8 2 8 一洼 3 8 3 6 3 6 井这一片，一般厚度大于2 0 m ，东部地区厚度稍小；另外，在小洼南部地区洼 3 8 3 1 4 2 井区附近，形成局部较厚的砂岩沉积。 随着辽河断陷的进一步加深，水体更为广阔，i 砂岩组在i i 砂岩组之上沉积，面积 更大，西部和北部为沉积的主体部位，砂体平面发育呈片状，具有向南部逐渐减薄的趋 势。东部由于受古地形的局限在洼3 8 2 2 1 1 一洼3 8 2 1 2 0 井和洼3 8 1 9 1 1 一洼3 8 1 5 1 6 井形成两个呈舌状向南延伸的砂体：内部砂体呈片状，微具有条带特征，在洼3 8 3 2 2 3 一 l t 第2 章沙三段油藏描述 洼3 8 3 2 3 2 7 井区、洼3 8 3 7 5 2 8 一洼3 8 3 6 3 5 井及洼3 8 3 9 - 4 3 7 一洼3 8 3 6 - 4 2 井区，砂 体最厚；因为在洼8 3 一洼3 8 - 2 9 3 8 井之间的沉积砂体，沙一沙二时期沉积间断是遭 受长期剥蚀，在洼3 5 井区东侧形成局部厚度较大的砂体。 2 5 储层特征 2 5 1 储集层岩性 沙三段储集层以砂岩和砾岩为主。沙三段储层中不等粒砂岩占5 9 4 ，不等砾砂岩 中包括含泥不等粒砂岩含砾不等粒砂岩，粒状砂岩占2 5 ，砾岩和细砂岩分别占了 6 3 。 薄片分析资料统计显示：洼3 8 块储集层的岩石结构成熟度较低，岩性松散，多为 泥质胶结或沥青胶结，储集层中碎屑含量较高，在8 9 2 9 1 。岩石的矿物成熟度低， 颗粒磨圆为次圆一次尖状，成分以石英和长石为主，岩石定名为岩屑质长石砂岩。 沙三段为重力流沉积体系，岩石颗粒相对较粗，粒度中值o 3 2 m m ，分选系数为2 0 5 ， 分选较差；岩石颗粒间以点接触为主，孔隙一接触式胶结。 2 5 2 储层中的粘土矿物 洼3 8 块沙三段储层中粘土矿物含量平均为7 0 3 ，一般为5 3 8 8 。从分析数据 中可见，储层中以蒙脱石和伊利石为主，高岭石次之( 表4 ) ，镜下绿泥石多分布在颗粒 周边，为早期成岩产物。 表2 2 沙三段粘土矿物含量统计表 由钋 粘土矿物蒙脱石伊利石高岭石绿泥石 取值- - l 范围 5 3 8 82 1 3 7 1 71 5 6 5 1 13 7 2 9 33 0 1 1 6 平均值 7 0 3 4 5 6 3 3 3 1 6 48 0 2 5 3 储集层物性 沙三段储层属于高孔隙度、高渗透储层，平均孔隙度2 4 o ，平均渗透率 1 3 6 2 x 1 0 4 l a m 2 ，碳酸盐岩及泥质含量较低( 表2 3 ) 。纵向孔隙度由i 到i 砂岩组分别为： 2 4 2 、2 3 1 、2 8 4 ；渗透率由i 到i i 砂岩组分别为：1 4 5 1 1 0 3 9 m 2 、1 0 5 5 x l f f 3 i t m z ； 碳酸盐岩含量由i 到砂岩组分别为：2 3 7 、2 2 、2 7 ；泥质含量由1 到i i 砂岩组 分别为：4 3 6 、3 9 3 。 从沙三段各个砂岩组的储层孔隙度、渗透率及泥质含量在平面上的分布等值图来 看，储层物性的变化与沉积相带相吻合。即：在水下分流河道和辫状水道微相发育的地 方，储层的孔隙度、渗透率值较高、泥质含量较低，而在辫状水道间，孔隙度、渗透率 值相对较低、泥质含量相对较高。孔隙度、渗透率的平面分布图见图2 8 图2 1 3 。 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 表2 - 3 沙三段储层物性统计表 t a b l e2 - 3t h er e s e r v o i rn a t u r eo f e 3 s 3 孔隙度渗透率碳酸盐含量泥质含量粒度中值 层位分选系数 1 0 3 u m 2 m m s 3i 2 4 21 4 5 l2 3 74 3 60 3 3 2 0 3 s 3 2 3 11 0 5 52 2 03 9 30 2 32 2 5 s 3 2 8 42 7 0 图2 - 8 沙三段渗透率等值图 f i g 2 - 8 t h ep e r m e a b i l i t yi s o p l e t hm a po f s 3 图2 - 9 沙三段砂岩组孔隙度等值图 f i g 2 - 9 t h ep o r o s i t yi s o p l e t hm a po f s 3i i 第2 章沙三段油藏描述 1 4 图2 一l o 沙三段i 砂岩组孔隙度等值图 f i g 2 - 1 0 t h ep o r o s i t yi s o p l e t hm a po f $ 3i 图2 - l1沙三段i 砂岩组渗透率等值图 f i g 2 1 1 t h ep e r m e a b i l i t yi s o p l e t hm a po f s 3 i 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 图2 1 2 沙三段砂岩组渗透率等值图 f i g 2 1 2 t h ep e r m e a b i l i t yi s o p l e t hm a po f $ 3l i 图2 1 3沙三段i 砂岩组渗透率等值图 f i g 2 1 3 t h ep e r r a e a b i l i t yi s o p l e t hm a po f $ 3i 1 5 第2 章沙三段油藏描述 从沙三段孔、渗平面等值图上看，沙三段总体为西部渗透率般大于5 0 0 x l o 3 p m 2 ， 孔隙度大于2 0 ，为高孔高区；在中东部地区渗透率大部分则在5 0 0 x 1 0 3 p m 2 以下，孔 隙度在1 5 以下。并在河道问物性发育差。在靠近大洼断层南部地区由于处于中扇前端 微相物性也是发育很差。 2 5 4 储层非均质特征 沙三段为重力流成因的扇三角洲沉积，在砂体沉积时，地形坡度大，水动力比较强， 物源较近，几乎都是近源快速堆积，所以岩性变化大，从砾岩、砂砾岩一直到粉细砂都 有，混杂堆积分选差，岩石的结构成熟度和矿物的成熟度都较低，储层内非均质性也就 较强。沙三段储层渗透率变异系数为0 7 3 ，单层突进系数为2 3 ，渗透率级差为5 8 ，水 平渗透率和垂向渗透率的比值为2 2 ，其层内非均质性为不均匀型至较均匀型。 沙三段为近源的扇三角洲沉积，水体能量较强，储层厚度大，单位厚度旋回个数较 少，砂体成迭复厚层连续砂层，垂向上连续性较好，泥质隔层发育较差，层问非均质性 不很突出。由于储层砂体组合为多期沉积迭加的产物，各个时期沉积条件的差异造成不 同时期的砂体均质程度的差异。 沙三段三个砂岩组，孔隙度由下至上依次为2 8 4 、2 3 1 、2 4 2 ，渗透率i i 、i 砂岩组依次为1 0 5 5 x 1 0 一g m z 、1 4 5 1 1 0 3 u m 2 、6 5 3 x 1 0 3 a m 2 。根据孔隙度一渗透率之间具 有的相关关系推算出渗透率计算层间非均质性得出，沙三段层间非均质性较弱。 砂岩储层的平面、层间、层内非均质性对油水运动的影响最为重要，且它和层问非 均质模式有很好的对应关系。储层的平面宏观非均质特征可以用砂体在平面上的厚度变 化来反映。沙三段储层厚度由北向南逐渐减薄，围绕小洼潜山成条带状展布。从下而上， 各砂岩组储层厚度依次为1 0 5 3 m 、6 4 5 m 、5 4 3 m ；受沉积相带控制，辫状沟道内 岩性以砂砾岩和砾状砂岩为主，中心部位厚度较大，可达3 0 m 5 0 m ，边部较薄，为3 5 m ；沟道前缘则主要发育砂岩，厚度l o 3 0 m ；前扇三角洲等以细砂岩为主，厚度l 1 0 m 。 2 6 隔夹层特征 隔层是油气开发单元之间的、能够阻止流体垂向运移的非渗透层，作为注蒸汽开采 的隔层，就是能在两个隔层之间的开发层系形成一个独立完整的热流连通体系，以确保 注入的热能得到充分的利用，取得良好的开发效果。在洼3 8 块发育的隔层类型有两种， 即泥岩隔层和物性隔层。从分析来看，泥岩隔层为沙三段油层与上、下油层问的主要隔 层类型，物性隔层在沙三段储层内部比较发育。 东营组与沙三段之间的隔层厚度比较发育( 图2 - 1 4 ) ，其主要岩性是泥岩、含砂质 泥岩、泥质粉砂岩等，隔层厚度一般为2 4 m 。 沙三段内部的隔夹层不发育( 表2 4 ) ，其中i 、i i 砂岩组之间的隔层厚度一般为0 5 1 5 m ，平均0 8 m ，其中小于l m 的隔层占7 2 1 ，i i 、i 砂岩组之间的隔层也不太发育， 隔层厚度一般为0 2 1 7 m ，平均0 7 m ，其中小于l m 的隔层占7 0 3 ( 图2 1 5 图2 - 1 6 ) 。 主要岩性为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩、泥岩等。 1 6 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 图2 1 4东三段一沙三段隔层厚度等值图 f i g 2 1 4 t h er e s t r a i n i n gb a r r i e r st h i c k n e s sm a pb e t w e e ne s d 3a n de 3 s 3i 图2 1 5 沙三段( i i i ) 隔层厚度等值图 f i g 2 1 5 t h er e s t r a i n i n gb a r r i e r st h i c k n e s sm a pb e t w e e ne 3 s 31a n de 3 s 3i i 1 7 第2 章沙三段油藏描述 图2 1 6 沙三段( 1 i i i i ) 隔层厚度等值图 f i g 2 1 6t h er e s t r a i n i n gb a r r i e r st h i c k n e s sm a pb e t w e e ne 3 s 3i ia n de 3 s a u l 2 7 油层分布及油藏类型 洼3 8 块受构造及沉积相等多种地质因素的控制，沙三段油藏在纵向上发育三个砂 岩组，油藏埋深为1 2 9 0 - 1 4 6 0 m ，单井有效厚度1 5 1 1 7 m ，平均单井有效厚度3 5 8 3 m ， 三个砂岩组平均有效厚度分别为2 0 0 8 、1 8 9 7 、1 7 8 8 m 。纵向上油层集中发育，净