微构造与油气聚集关系初探

1、微构造与油气聚集关系初探谢丛姣1刘明生2杨俊红2( 11 中国地质大学资源学院石油系 21 华北油田勘探部)摘要油层微构造包括正向微型构造如小高点 、小鼻状凸起和小构造阶地等 ,为油气富集区 ;负向微构造如小向斜和小沟槽等 ,为低含油气或严重水淹区 。实践表明同一时期投产的 加密井 ,正向微构造区生产情况最好 ,负向微构造区最差 ,且后者仅为前者的 1/ 3 。因此在制 定调整方案时应充分考虑微构造因素 ,尽可能把加密井钻到正向构造区 ,负向构造区只钻注水 井 。把握好微构造与油气的关系对油田增产挖潜具有一定的指导意义 。关键词微构造加密井油气聚集增产挖潜油层微构造是指在油田总的构造背景上 ,

2、油层本身的微细起伏变化 , 其相对高差在 10 m 以 内 ,构造范围在 013 km2 以内的小构造 ;它是在沉 积过程中形成的 、起伏形态具有构造特征的沉积 体 ,与通常所说的层理等沉积学意义上的沉积构造以及构造应力作用下形成的特征地形不同 。一般情况中 ,油层滞留区及油层厚度大的地 区常被作为重要的加密井地区 ,而微构造却没有 得到应有的重视 。对于受构造控制的低渗油藏 , 辽河油田安 12 块大部分油井都已进入注水采油 阶段 ,在油藏精细描述的基础上 ,以油层顶面 ( 或 底面) 实际资料绘制的小等深 (15 m 等高线) 微 构造图 ,能显示出油层的微型构造特征 ,对注水时 期的油田

3、开发起决定性的作用 。种微构造形态 。在实际地质构造中 ,微构造形态是由 3 种因素共同控制作用的结果 ,因此形成的 沉积微构造在形态上具有多样性 。2微构造的分类从莱弗里特 (l everet t ) 方程可知 :1 + k kro 9 pc- gsindv t o9lf w =w1 +kookw式中f w 水的分流量 (油井产液的含水率) , % ;k 油层渗透率 , m2 ;kro 油的相对渗透率 ,f ;kw 水的有效渗透率 , m2 ;w 水的粘度 ,m pa·s ;pc 毛细管压力 ,01101 m pa ;1微构造的成因沉积微构造的成因主要与砂体沉积前的下切作用 、差异

4、压实作用和沉积古地形的影响等因素 有关 ,而与构造应力无关 ,因此它不属于构造地质 学的范畴 。一般而言 ,下切作用通常使早期沉积的砂体 呈负向微构造 ,其沉积地貌主要由河流形成 。差 异压实作用既可以形成正向微构造 ,也可以形成 负向微构造 。一般情况下 ,差异压实过程中受压 力较小的部位会呈现凸起形态的微构造 ,而在受 压力较大的部位会形成凹陷形态的微构造 ; 沉积 古地形的结构形态多种多样 ,因此它可以形成多2g 重力加速度 ,cm/ s ;ko 油的有效渗透率 , m2 ;o 油的粘度 ,m pa·s ;v t 总流速 ,cm/ s ;l 沿流向的距离 ,cm ;收稿日期 2

5、001 - 01 - 15第一作者简介 谢丛姣 ,女 ,35 岁 ,副教授 ,1988 年毕业于中国地质大学石油系 ,现在中国地质大学从事油田开发 地质方面的教学与科研工作 , 地址 ( 430074 ) : 武汉市中国地质大学资源学院石油系 ,电话 : ( 027) 87436106 。油水密度差 ,g/ cm3 ;d 油层倾角 ,以水平线为零 ,沿倾角向 上流动为正值 ,向下流动为负值 。 在同一油层 内 , 油 水 饱 和 度 相 近 的 条 件 下 ,o 、w 、ko 、kro 、kw 、pc 和 等参数变化较小 ,故对 f w 影响不大 ;由于油层的非均质性 , k 在油 层的不同微

6、相带变化大 ,对 f w 有较大的影响 ;d 不仅在数值上有变化 ,而且与方向也有关 。根据 d 值的大小和方向将微构造分为以下几类 :211 正向微构造指储层顶界起伏与周围地层相比相对较高的 沉积体形态 ,有以下 3 种形态 :21111小高点 指储层顶界起伏与周围地层相比相对较高 ,而等值线闭合的微地貌单元 。其幅度一般 2 4 m ,闭合面积 011012 km2 。因处于油层局部高 处 ,在 4 个方向上均为向上驱油 (见图 1a) 。21112鼻状构造 指储层顶界起伏与周围地层相比较高 ,而等值线不闭合的微地貌单元 ,一般与微地貌单元相 伴生 。闭合面积一般为 013 014 km2

7、 。在闭合 的 3 个方向上为向上驱油 ,开启的一方为向下驱 油 (见图 1b) 。21113小断鼻 指在上倾方向被断层切割的鼻状构造 。因开启的一方受断层切割 ,无向下驱油 ,3 个方向均为 向上驱油 (见图 1c) 。指储层顶界起伏与周围地层相比相对较低 ,而等值线又闭合的微地貌单元 。其幅度一般为 24 m , 闭合面积 012 km2 ( 图 2a) 。因处于低部 位 ,在 4 个方向上均为向下驱油 。21212小沟槽指对应于鼻状构造的微地貌单元 ,其形态与 鼻状相对应 ,只是方向相反 、不闭合的低洼处 ( 见 图 2b) 。因为 3 个方向均处于低部位 , 故 3 个方 向均为向下驱

8、油 ,只一个方向为向上驱油 。21213小断沟指在 下 倾 方 向 被 断 层 切 割 的 小 沟 槽 ( 见 图2c) 。因相对较低的一方受断层切割 ,其余 3 个方 向为向下驱油 。a 小低点b 小沟槽c 小断沟图 2 负向微构造水驱油方向示意图213斜面沉积微构造指储层顶界起伏与周围地层相比 ,其中一个 方向较高 ,在相反方向上较低 ,其余 2 个方向上平 行的沉积体形态 。根据上下 2 个斜面的倾角大小可分为上下倾角相同的斜面微型构造和小阶地斜 面微型构造 2 种 。3微构造的配置模式根据某油田小层砂岩厚度数据 、井口坐标 、井斜等有关数据 ,进行了海拔高度 、井斜等校正后 ,在加密井

9、网条件下 ,以 2 m 等深线精细的绘制了 各小层顶 、底微构造图 ,并做相应的地质剖面 ,组 合出 5 种微构造模式 ( 见图 3) ,即正向微构造模式 2 种 :顶凸底平型和顶底双凸型 ;负向微构造模式 3 种 :顶底双凹型 、顶凹底平型和顶平底凹型 。 顶凸底平型 :储层顶面为相对高点 ,底面平缓或稍微倾斜 ,如静 69 - 53 井位于此构造之上 ,该 井生产层厚度 6118 m ,据 1999 年 7 月生产数据 表可知 : 仅 30 d 时 间 累 积 产 油 44 126 t , 产 气a 小高点b 鼻状构造c 小断鼻图 1 正向微构造水驱油方向示意图212负向微构造指储层顶界起

10、伏与周围地层相比相对较低的 沉积体形态 ,它也有 3 种类型 :21211小低点21157 ×106 m3 ,综合含水率 75 % 。顶凸底凸的双凸型 : 储层顶底界面相对均为 高点 。如位于此构造之上的静 69 - 53 井 ,产油量 高 ,综合含水率低 。顶底双凹型 : 储 层 顶 底 界 面 相 对 均 为 低 点 。如静 68 - 548 井位于此构造之上 ,该井生产层厚12 m ,1999 年 7 月一个月时间累积产油量 774 t ,产气 12 000 m3 ,产水 12 500 m3 。顶凹底平型 :储层顶面为低点 ,底面平缓 。如静 67 - 547 井 位 于 此

11、构 造 之 上 , 该 井 生 产 层 厚1114 m ,1999 年 7 月一个月时间累积产油量只有305 t ,产气 11 000 m3 ,产水 976 m3 。顶平底凹型 :储层顶界面平缓 ,而底界面为相 对低点 。如表 1 中除静 69 - 147 井外 ,几乎所有井都位于此构造之上 ,这些井产量较低 ,大部分井的生产状况不好 。图 3 微构造配置模式3 口井产量较低 。通过前人数学模型预测研究及实际生产资料 表明 :在微构造配置模式中 ,顶凸底平型为剩余油 富集区 ;顶平底凸型次之 ;顶底双凸型为剩余油相 对富集区 ;顶凹底平型油井生产状况差 ,水淹程度4微构造配置模式与油井生产动态

12、的关系某油田沙三段以 10 m 间距等高线绘制的构 造图与以 2 m 间距绘制的微构造图比较发现 ,在 微构造图单斜背景上显示其顶部有一小沟槽 ,两 侧有一个 小 鼻 状 构 造 , 如 静 69 - 53 井 、静 69 -053 井位于小鼻状构造上 , 北部有一断层封闭的 小断鼻构造 ,静 68 - 548 井处于其上 ( 见图 3) ,这较高 ;双 凹 型 是 水 淹 程 度 最 高 的 区 块 ( 见 表 1 ) 。总之 ,正向微构造是剩余油富集区 ,宜打生产井 ,而负向微构造相对来说是水淹区 ,不宜打生产井 ,但个别区块除外 。表 1 不同微构造上生产井的动态数据表累积产量厚度/m生

13、产时间/d含水率 ,%微构造类型井号气/ m3水/ m3油/ t顶凸底平68 - 05225211901311 6933 7031 836小 鼻 状68 - 5541812302131 020116380顶凹底平70 - 48661731911915 2831 05953 863双 凹 型70 - 526831951713 27436923 397开发实践证明 : 在油田开发后期含水饱和度都很高的情况下 ,正负向间的微型构造对油田开 发的影响很大 。凡是位于小断鼻 、小鼻状等正向 微构造的油井都是高产井 ,而位于小沟槽等负向 微构造的油井都是低效井 ,因为在油田投入注水开发后 ,因油水的重力分

14、异 ,相对凸起的正向微型 构造常为剩余油富集区 ,相对于小凹的负向微型 构造区常为高含水区 。随着油井注水开发程度的 变化 ,储层微构造配置模式对油井生产的影响也 发生变化 ,特别是含水率较高的阶段 ,油层微构造对油井生产 、剩余油分布起着重要的控制作用 。 结合生产实际状况研究发现 ,位于正向微型构造 区的油井生产状况好 ,而位于负向微型构造区的 油井生产状况差 。小高点 、小鼻状构造产油量高 , 对生产有利 ; 小高点翼部 、小沟槽产水量高 ,生产状况不好 ; 斜面微型构造产油 、产水居中 ,生产不 理想 。5结论与建议a) 油层微构造的成因主要与砂体沉积前的下切作用 、差异压实作用和沉积

15、古地形的影响等因素有关 ,而与构造应力无关 。b) 对于低渗油藏 ,在含水率较高的阶段 , 油 层微构造对油井生产起着重要的控制作用 。正向 微构造是剩余油的有利富集区 ; 负向微构造不利 于剩余油富集 ;斜面沉积微构造比较复杂 ,与沉积 相和沉积环境息息相关 。c) 同一时期投产的加密井 ,在正向微构造区 生产井的产量最高 ,而在斜面微构造区的产量次 之 ,负向微构造区的最差 。因此在确定加密井别 时 ,应尽可能地把生产井钻在正向微构造区 ,把注 水井钻在负向微构造区 。由于斜面微构造上油井生产变化大 ,应注意沉积微相 。(编辑 刘新玲)faul t - block oil & ga

16、s fieldvol . 8 no . 4 j ul . 2001abstractforming condit ions of the third sect ionsandstone reservori in chenj ia depressionofmini - st rcut ure and negative mini - st ruct ure , t hefo r mer o nes are regio ns of oil and gas enrichment and t he later o nes are regio ns w here severe water invasio n

17、 occurs. furt her mo re , t he yield of t he later is o nly o ne - t hird of t he fo r mer . field p ractices demo nst rates t hat wells located o n t he po sitive mini- st ruct ure are bet ter o nes , w hile t ho se o n t he nagative mini - st ruct ure are bet ter o nes , w hile t ho se o n t he ne

18、gative mini - st ruct ures are inferio n to t he designing of an adjust ment p ro gram. mini -st ruct ure sho uld be co nsidered. infill w dlls sho uld be placed o n t he po sitive st ruct ures and o nly injec2 tio n w dlls in t he drilled in t he negative mini -st ruct ures if it po ssible . it wil

19、l be result in an infill drilling and adjust ment p ro gram.key words : mini - st ruct ure , infill wells , oil and gas accumulatio n , increase p ro ductivit y , tapp ro ductio n potential .houyangdong( researchinst ituteofpetroleum explorat ion and development , l iaoheoilf iel d company , cnpc ,

20、l iaon ing 124010 , p. r. china ) , fa ult - block oil & ga s fiel d , 2001 , 8 ( 4) , 1 - 3chenjia dep ressio n lies in t he west sag f aulted of liao he basin amo ng t he xinglo ngtai oilfield , shubei oilfield , lo ngdeng oilfield and gao sheng oilfield , which is t he main oil so urce area .

21、 many serio us of t urbidite sandbo dies and huge t hick dead colo r mudsto ne are developed in t he dep ressio n . the spatial p reparatio n relatio nship bet ween t he st ruct ure and t urbidite is t he dey f acto rs fo r deter2 mining t he fo r ming of t he oil and gas reservoir ,t hat is ,f ract

22、 uring activit y co nt rol t he t rap ,t he sedimen2 tary f acies zo nes co nt rol t he devlop ment and dist ri2 butio n of reservoir ,advantageo us st ruct rual lit hof a2 cies zo ne co nt rol t he dist ributio n of oil and gas.key words : chenjia dep ressio n , turbidite sandbo dy , interzo nal t

23、rap , subtle reservoir , ad2vantageo us st ruct ural lit hof acies zo ne .the fine structure interpretat ion techn iqueused in roll ing explorat ion in the middle sect ion in ciyutuoma zhihong( research inst itute of petroleum explorat ion and development , l iaohe oilf iel d company , cnpc , l iaon ing 124010 , p. r. china ) , zhao l imin and l iang zhansong , fa ult - block oil & ga s fiel d , 2001 , 8( 4) , 8 - 11the middle sectio n of ciyut uo reservoir lies in t he no rt h of east dep r