ZW地区三垛组一段油层精细识别及复查

Fine Identification and Re-Examination of the First Member of Sanduo Formation in ZW Area

摘要: ZW油田是高邮凹陷的主力产油区，其三垛组(E2s)油气藏埋深相对较浅、储层发育、储集物性条件优越、单井产量高，具有很好的商业开采价值。针对该区E2s储层，该文在综合钻井取心、测井、测试、试采及化验分析等多种资料研究的基础上，开展了储层“四性”关系研究，分析了影响电性特征的主要因素，建立了油水层精细识别图版，提高了识别油水层的精确度，挖潜了一批油层，优选有利井段进行调层、补层试油及投产，取得了较好的经济效益。

Abstract: ZW oilfield is the main oil producing area in Gaoyou sag, and its Sanduo formation (E2s) oil and gas reservoir has relatively shallow buried depth, reservoir developed, superior reservoir physical conditions and high single well production, which has good commercial exploitation value. For the E2s reservoir in this area, based on the comprehensive research of drilling coring, logging, testing, production test and laboratory analysis, this paper analyzes the relationship between “four properties” of the reservoir, analyzes the main factors affecting the electrical characteristics, establishes the fine identification chart of oil-water layer in the zoning, improves the accuracy of identifying oil- water layer, excavates the potential of a number of oil layers in the old area, selects favorable well sections for layer adjustment, layer supplement, oil test and production, good economic benefits have been achieved.

1. 概述

江苏油田四十余年的勘探开发实践充分证明，油田储量、产量的持续增长都伴随着相关技术的快速发展。就当前油田发展形势而言，勘探、开发难度不断加大已呈总体趋势，特别是随着国际原油价格断崖式下跌，“高效勘探、效益开发”成了油田勘探开发的主旋律。因此，储层埋深浅、储层物性好、单井产量高的中浅层成为了有利目标层系。虽然高邮凹陷E₂s具有较高的勘探、开发潜力，但是整体来说，E₂s并非高邮凹陷勘探开发的主力层系，相对来说研究程度低、取得的成果少，由于受历史资料和技术条件的制约，以及前期对E₂s重视程度不够，较多钻井在针对E₂s解释过程中，往往会造成油气层的漏失，从而在一定程度上影响了勘探开发进程。

本次研究的高邮凹陷三垛组是苏北盆地6个主要含油层系之一 [1] [2] [3] [4]，其中的ZW油田是1974年发现的老油田，该油田三垛组(E₂s)油藏埋深相对较浅、储层发育、储集物性条件优越、单井产量高，具有很好的商业开采价值。

针对高邮凹陷ZW油田E₂s油藏，本次研究系统性地开展了储层评价，“四性”关系剖析、油水层精细识别等研究，在此基础上进行了油气层的精细复查，挖潜了一批含油层系，为油田的增储上产、降本增效起到了积极的作用。

2. 区域地质特征

ZW油田地处苏中平原，地势平坦，河流纵横，为苏北典型的水乡地貌。区域构造位置在苏北盆地东台坳陷高邮凹陷江都–吴堡–博镇断裂带西部，西为邵伯次凹，东北为樊川次凹。构造主体处于Z②断层下降盘，是一个在滚动背斜构造格局上被断层和岩性复杂化了的断块油田。

研究表明 [5] [6] [7]，该地区地层自上而下依次为第四系东台组(Qd)、新近系盐城组(Ny)、古近系三垛组(E₂s)、戴南组(E₂d)、阜宁组(E₁f)。受三垛运动及吴堡运动影响，三垛组顶面和阜宁组顶面分别是两个区域不整合面(表1)。古近系三垛组分为E₂s₂、E₂s₁两个层段，其中E₂s₁又分为E₂s₁¹、E₂s₁²、……、E₂s₁⁷等七个砂层组。本次研究区油藏主要集中在E₂s₁。

高邮凹陷E₂s₁油气藏主要以构造圈闭为主，前人对E₂s₁的分析主要关注圈闭落实状况、下伏E₁f₄烃灶供给油源条件 [8] [9] [10] [11]、圈闭断层封堵性能 [4] [12] [13] 以及宏观的储盖特征。研究表明 [5] [6] [7] [13] [14]，高邮凹陷E₂s₁沉积期物源供给充分，具有多物源、多沉积体系发育的特征。平面上，物源主要来自北、北东方向；发育浅水辫状河三角洲、扇三角洲、曲流河等沉积相 [15] [16] [17] [18]。

Table 1. Stratum summary of ZW area

表1. ZW地区地层简表

3. 储层特征

高邮凹陷所在的ZW油田E₂s₁是较早发现的含油层系之一，在勘探开发初期取得了较为丰富的取心、试油试采、分析化验资料。根据钻井取心资料统计，ZW油田E₂s共有取心井13口，钻井取心进尺632.48 m，心长547.22 m，取心收获率90.8%。在此基础上进行了储层特征的研究(表2)。

Table 2. Statistics of E2s coring in ZW Oilfield

表2. ZW油田E₂s取心情况统计表

3.1. 储层岩矿特征

ZW油田E₂s₁储层主要分布在E₂s₁³、E₂s₁⁴、E₂s₁⁶三个亚段，根据E₂s储层薄片鉴定资料，细分层系对ZW油田E₂s储层岩矿特征进行评价分析(表3)。

Table 3. Statistical table of rock composition of E2s sandstone in ZW Oilfield

表3. ZW油田E₂s砂岩岩石成分统计表

3.1.1. E₂s₁³储层岩矿特征

根据所收集统计的E₂s₁储层27块薄片鉴定资料研究分析，ZW地区E₂s₁储层为曲流河沉积的砂体，岩性主要为细砂岩。碎屑成分：石英组分占52.9%~88.0%，平均值为63.7%，斜长石组分占1.2%~11.2%，平均值为6.4%，钾长石组分占6.0%~20.1%，平均值为13.2%；岩屑平均值为16.7% (变质岩8.9%，中酸性喷出岩6.9%)。胶结物中白云质含量7.4%，灰质含量10.2%，泥质含量12.7%。分选程度中~好，磨圆程度次棱~次圆，风化程度中~中浅。胶结类型以孔隙、孔隙接触胶结为主。

3.1.2. E₂s₁⁴储层岩矿特征

根据所收集统计的E₂s₁⁴储层薄片鉴定资料46块研究分析，ZW地区E₂s₁⁴储层为曲流河沉积的砂体，岩性主要为细砂岩。碎屑成分：石英组分占52.8%~76.5%，平均值为62.7%，斜长石组分占5.0%~14.7%，平均值为8.9%，钾长石组分占7.3%~15.1%，平均值为11.1%；岩屑平均值为17.3% (硅质岩2.0%，中酸性喷出岩7.4%，石英岩5.1%)。胶结物中白云质含量5.1%，灰质含量7.3%，泥质含量6.3%。分选程度好，磨圆程度次棱~次圆，风化程度中~浅。胶结类型以孔隙式胶结为主。

3.1.3. E₂s₁⁶储层岩矿特征

ZW地区E₂s₁⁶储层薄片鉴定资料共有43块，分析认为储层为扇三角洲前缘沉积的砂体，岩性主要为中砂、细砂岩。碎屑成分：石英组分占50.7%~70.0%，平均值为57.0%，斜长石组分占1.6%~14.1%，平均值为7.0%，钾长石组分占6.0%~22.7%，平均值为15.8%；岩屑平均值为20.2% (变质岩占9.2%，硅质岩2.7%，火成岩13.6%)。胶结物中白云质含量3.3%，灰质含量9.4%，泥质含量9.0%。分选程度中、好，磨圆程度次棱、次棱~次圆，风化程度浅、较浅。胶结类型以孔隙、孔隙~接触式胶结为主。

3.2. 储层物性特征

根据ZW油田E₂s储层岩心分析资料，本次研究共统计分析了孔渗分析样品1520块，油侵含油级别以上孔隙度一般大于12.6%，渗透率大于5.0 mD。有效储层孔隙度范围在12.6%~35.29%之间，渗透率在5~38906.1 mD之间，储层物性为中~高孔、中~特高渗储层(图1、图2)。

3.3. 储层流体特征

3.3.1. 地层水性质

ZW油田E₂s₁油藏埋深浅，受地表水影响大，地层水总矿变化相对较大。地层水总矿从10,692 mg/L到24,104 mg/L，平均为17,035 mg/L (表4)。

Figure 1. E₂s porosity frequency distribution in ZW Oilfield

图1. ZW油田E₂s孔隙度频率分布图

Figure 2. E₂s permeability frequency distribution in ZW Oilfield

图2. ZW油田E₂s渗透率频率分布图

Table 4. Statistics of total minerals in E2s1 formation water in ZW Oilfield

表4. ZW油田E₂s₁地层水总矿统计表

3.3.2. 原油性质

ZW油田E₂s₁油藏原油性质较好，地面原油密度分布范围主要在0.8259 t/m³到0.8538 t/m³，分布范围相对分散，平均为0.8405 t/m³ (表5)。

Table 5. Statistical table of E2s1 crude oil properties in ZW Oilfield

表5. ZW油田E₂s₁原油性质统计表

4. 储层四性关系研究

储层的“四性”关系是指储层的岩性、物性、含油性以及电性之间的对应关系。在影响储层电性的众多因素中，砂岩颗粒粗细的变化对电性影响较大，粗粒径比细粒径砂岩电阻率要高。岩性对储层电阻率、声波时差曲线影响较大。同时由于储层受地表水的影响，地层水总矿变化较大，地层水总矿的变化对储层电阻率的影响也比较大 [19]。

4.1. 岩性与物性的关系

本次研究，统计分析了ZW油田E₂s孔隙度与渗透率关系、孔隙度与碳酸盐含量关系、渗透率与碳酸盐含量关系(表6、图3~5)。

从交汇图中可以看出，E₂s₁储层的岩性与物性密切相关。对于较纯的砂岩，分选、粒度越好、越大则物性越好，孔隙度与渗透率存在较好的正相关性，孔隙度越大，渗透率越高。相对砾石、泥质、碳酸盐等含量较多的砂岩，这些成分对物性有很大影响，与储层物性存在明显的负相关性，即砾石、泥质、碳酸盐等含量越高，储层的物性越差，同时孔隙度与渗透率的正相关性变差。这些往往与储层的沉积相带密切相关，颗粒中等且分选好的岩性储层物性最好。

Table 6. Relationship between porosity and permeability of E2s1 in ZW Oilfield

表6. ZW油田E₂s₁孔隙度与渗透率关系表

Figure 3. Φ-K diagram of E₂s₁in ZW Oilfield

图3. ZW油田E₂s₁Φ-K关系图

Figure 4. Φ-Vcal diagram of E₂s₁ in ZW Oilfield

图4. ZW油田E₂s₁Φ-Vcal关系图

Figure 5. Vcal-K diagram of E₂s₁ in ZW Oilfield

图5. ZW油田E₂s₁Vcal-K关系图

4.2. 岩性、物性与含油性的关系

在同一个油藏之内，含油性完全受岩性、物性的控制和影响，在含油井段之内油气总是会选择物性较好的储层优先充注或充注饱满，而充注的程度往往要看含油井段的长短、物性好坏、处于构造的什么位置等。从单井看在含油井段之内岩性、物性好则含油性好，反之岩性、物性差的含油性差。在含油井段内油层到干层的变化，就是岩性、物性的变化，是物性下限标准需要确定的参数。

ZW油田E₂s储层物性埋深浅，储层物性好，其构造油藏油气相对富集，充注饱满，油层含油性好，基本都在油侵及以上含油级别。而构造–岩性油藏，储层物性较差，油气充注程度较低，含油级别在油斑级别以上(图6)。

4.3. 含油性与电性的关系

每口井都拥有较为全面的测井资料，在取心资料有限的情况下，必须依靠电性资料来判断油、水、干层。通过研究，ZW油田E₂s₁储层“四性关系”匹配较好，油水干层在测井相应特征上具有典型的特征。

Figure 6. Relationship between oil bearing occurrence of E₂s₁ in ZW Oilfield

图6. ZW油田E₂s₁含油产状关系图

根据ZW油田Z77井E₂s₁⁷四性关系图，油藏岩性主要为棕褐色细砂岩、粗粉砂岩，油层含油级别均在油侵之上。油藏埋深较浅(1920 m~2435 m)，储层物性较好，自然电位曲线负异常明显，储层声波时差一般在265~325 μs/m左右，平均孔隙度为22.4%，渗透率914 mD；深感应电阻率曲线较好的反映了储层的含油性，典型油层电阻率均大于5.5 Ω∙m，一般在8~25 Ω∙m之间；水层深感应电阻率曲线均小于5.5 Ω∙m，一般在3~4 Ω∙m之间；干层的储层物性较差。根据Z77井四性关系分析，14号层以及15号层与16号层之间，取心均为干层，微电极表现为锯齿状高值且无正异常，自然电位负异常不明显，含油级别在油斑、油迹级别以下，岩性为砾状砂岩以及砾岩。地层水总矿为17,035 mg/L左右，属于中等偏低，水型为N_aHCO₃ (图7)。

Figure 7. Four property relationship diagram of E₂s₁⁷ of Z77 well in ZW Oilfield

图7. ZW油田Z77井E₂s₁⁷四性关系图

总体来说，岩性对物性影响较大，岩性和物性又一起影响储层的电性，使得储层的电性不仅受含油性(孔隙流体)的影响，同时也受岩性、物性的影响，从而给油、水、干层的判别带来干扰。

4.4. 电性识别标准的建立

一般以试油资料为依据，对测井资料进行充分的研究分析，并以测井解释为主要手段，广泛利用测井资料定性定量确定油层有效厚度电性下限标准。

通过对ZW油田E₂s₁试油、试采井的电性参数研究，并结合岩电对应关系分析，发现深感应电阻率对含油性有较好的反映，结合声波时差能较好地定量识别油、水层。从本次建立的含油产状关系图、深感应电阻率(Rt)与声波时差(Δt)交会图、孔隙度(Φ)和含油饱和度(So)交会图(图6、图8、图9)，可以看出，油、水层的电性差异相当明显。由此确定的ZW油田E₂s₁有效厚度电性标准见下表7。

Figure 8. Φ-So crossplot of E₂s₁in ZW Oilfield

图8. ZW油田E₂s₁Φ-S_o交会图

Figure 9. Δt-Rt crossplot of E₂s₁ in ZW Oilfield

图9. ZW油田E₂s₁ Δt-Rt交会图

Table 7. Lower limit standard of electric property of E2s1 oil layer in ZW Oilfield

表7. ZW油田E₂s₁油层电性下限标准表

5. 油气层精细复查结果

根据前章的识别标准，对ZW油田E₂s₁的67口井进行了全面的油气层精细识别和复查工作，新增加有效厚度7口井20层82.6 m，其中新增油层13层61.0 m，新增油水同层7层21.6 m，其中经过试油证实的有4口井11层45.0 m，证实率54.5%，主要分布在Z107区块以及Z34-1等零散井(表8)。

例如本次复查的侧Z146井，E₂s₁⁴的未解释4号、5号层，井段1934.3 m~1938.0 m，1942.0 m~1953.4 m，厚度3.7 m、11.4 m。自然电位负异常，微电极曲线为明显正异常，储层物性、渗透性好，声波时差曲线335、330 μs/m，综合解释孔隙度28.7%、28.1%；深感应电阻率8.0 Ω∙m，综合解释含油饱和度61.4%、60.8%，分析认为这两层具有较好的含油性，综合解释为油层(图10)。

Table 8. Detailed reexamination results and potential blocks of E2s1 oil reservoir in ZW Oilfield

表8. ZW油田E₂s₁油层精细复查成果以及潜力区块表

Figure 10. E₂s₁⁴ logging interpretation results of Z146 well in the ZW Oilfield

图10. ZW油田侧Z146井E₂s₁⁴测井解释成果图

6. 结论与认识

1) 通过本次研究，得到以下结论：

a) 对ZW油田E₂s₁储层特征进行统计和分析，进而剖析了测井响应及四性关系特征，为之后油气层的识别奠定了研究基础。

b) 在储层特征研究的基本上，建立了该区E₂s₁油气层识别图版，图版解释精度高，应用效果良好，从而指导了勘探开发井的测井解释，提高解释成功率。

c) 挖潜了一批ZW油田E₂s₁的油层，为油田的增储上产、降本增效做出了积极的贡献。

2) 研究过程中的一点认识：

a) 在以后的研究中，可以深化多个因素进行识别对比分析的研究，同时总结和完善新的方法和技术。

b) 积极与生产单位结合，推荐对复查有效储层及调补层的生产，从而进一步对识别图版进行完善。