论文部分内容阅读
【摘 要】
隔夹层，即储层中对流体能起遮挡作用的岩层。通常人们将小层之间的这种岩层称为隔层，而把小层内的这种岩层称为夹层。隔夹层的分布对储层非均质性具有极为重要的影响。从底水油藏的地质沉积情况可以发现，多数地层中分布隔夹层，且其发育的连续性不是十分稳定。隔夹层对层内的油水运动和底水锥进都有着较重要的影响，隔夹层影响油水运动，导致储层内部出现不同的流动单元。
【关键词】
底水油藏 隔夹层
【分类号】：TD353.5
【正 文】
1 隔夹层地质成因
大多数的文献上将隔层和夹层通称为隔夹层，但是它们在定义上是不同的。隔层指的是垂向上基本不具有渗透性的岩层，它将上下储层分隔开来，一般厚度较大，侧向连续性较好。夹层则指的是主体储层内部相对较薄、延伸较短且岩性和物性与上、下岩层有较大差异的层段。夹层是一个广义的定义，隔层是夹层的一种。隔夹层是影响地下流体流动的一个重要因素。
夹层是指储集层内所夹与主体砂岩物性较大的、在油田开发中对层内流体流动产生明显影响的低渗透率层或泥岩等基本不渗透隔挡层。隔层厚度稳定，连片程度高。夹层一般分布不稳定，只能局部分隔油层，多呈透镜状或条带狄分布于油层内，在油藏开采过程中局部起到阻止和遮挡流体在纵向上的窜流。它不能作为划分开发层系的地质依据。
隔夹层的类型主要指其岩性、物性。划分隔夹层类型是开展研究的前期工作，其划分依据主要是根据隔夹层的成因和岩性的特征。由于沉积、成岩等地质作用不同，也相应地形成不同的隔夹层，不同隔夹层的成因、特点和分布有较大差异，它们对油水运动控制也有不同。
隔夹层成因分析对预测隔夹层形态、延伸方向、规模等起着重要的指导作用，尤其在井少的情况下，对它的研究与砂体成因一起考虑。砂岩储集层中的隔夹层形成的主要原因有两种，即沉积作用形成的夹层和成岩作用形成的夹层。
对于泥粉砂质隔夹层，其成因主要与河流相沉积和湖相水下分流河道废弃、迁移沉积有关，沉积作用明显；钙质隔夹层与沉积物碳酸盐胶结作用、溶解作用等成岩作用不均匀性有关，这些作用使得砂层无渗透性或渗透性极差，形成分布随机性强、厚度不稳定的隔夹层；物性隔夹层大部分是河道底部的滞留沉积物和湖相中水下重力流沉积物，物性隔夹层属于成岩非均质的范畴，其原岩岩性相对较粗，但是由于成岩胶结作用较强而使粗粉级以上的砂岩物性变差，储层渗透率变低而成为夹层。
2 隔夹层的地质成因分类
不同的沉积过程和物源类型会形成不同的夹层类型，按照隔夹层的存在形态、分布形态、与沉积旋回的相对位置以及岩性，存在多种分类标准及对应类型。
（1） 按分布形态分类
可分为：连续型、局部型、均匀分布型、条带型、零星分布型
A 连续型夹层
主要分布于三角洲分流平原以及碎屑物供给不足的小型河流及枝状三角洲地区。砂质沉积不发育，由紫红、绿色或杂色块状的泥质隔层组成，岩性致密。平面上连续但不稳定，井点钻遇率大于85%，平均厚度1.5-3.5m，钻遇井点的平均厚度达3m以上。
B 局部型夹层
分布于泛滥一分流平原地区，由大中型河流泛滥沉积作用形成，主要由泥质组成，分布范围被限制在河间地区，遭受河道的迭加和切割作用，分布极不稳定，厚度变化大，侧向上不易追踪对比，只在小范围内起到阻隔作用。井点钻遇率一般为40-50%，平均厚度1m左右。
C 均匀分布型夹层
分布于外前缘相水动力条件稳定的地区，由三角洲整体废弃形成，层位分布稳定，平面上连续好，厚度变化不大，平均1-2m，分布均匀，钻遇率一般在85%以上，夹层主要由具水平层理的灰色或灰黑色泥质层及坚硬的钙质层组成，由于平面分布范围广，岩性致密，尽管此类隔层厚度较薄，但抗压性和阻渗效果较好。
D 条带型夹层
钻遇率一般30-50%，平面上呈带状分布，厚度一般在1-5m之间，主要分布于沟道间或扇中前端；这种夹层可作为小范围注采井网开发层系的夹层。
E 零星分布型
钻遇率小于30%，平面上分布零散，呈土豆状，单层厚度一般在0.2-2.5m之间。主要为钙质隔夹层，少部分为泥质隔夹层。纵向上一般与储层呈互层分布或夹于厚储层中，横向延伸不远，连续性差，主要分布于辫状沟道之中。
（2） 按位置分类
可分为：层内夹层和层间夹层
A 层内夹层
位于小层的旋回内部，其形成机理是：在河流三角洲的连续沉积过程中，出现了外界各种成因的水动力条件，从而在连续沉积的小层中出现了夹层。
该类夹层的形态复杂，大多为各种形式的透镜体，分布范围极其有限，其厚度根据水动力条件的不同而有变化，除废弃河道充填以外，一般来说都比较薄。这类夹层一般只起局部的遮挡作用，对宏观油水运动影响不大。
根据其产状，又可分为：平板式、斜列式（侧积夹层）和紊乱式夹层。
B 层间夹层
位于旋回法划分的小层之间，是河流泛滥时期或三角洲叶体废弃时期形成的泥质、粉砂质等细粒沉积物，往往具有较广泛的分布范围、相对稳定的层位、大致水平的原始产状和良好的垂向渗透性遮挡作用。
1）在河流环境中，砂体呈明显的透镜状，层位错综复杂，砂体间互相切割，使得这类夹层保留程度较差，层位也起伏不平；
2）三角洲叶体分布面积广阔，分流水道切割能力较弱，废弃时湖泊侵入范围较广，因而层间夹层广而稳定，保留程度亦好，尤其在前缘相中，基本上呈平板式分布；
（3） 按岩性分类
可分为泥粉砂岩、钙质砂岩、砾岩
A 泥粉砂岩夹层 也称为泥质隔夹层，岩性组成主要包括：泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩、含泥粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂岩等。
这类隔夹层总体上都是由于水动力减弱，细的悬移质沉积形成。其成因又可细分为两种：
1）半深湖或深湖正常条件下形成，主要为灰色、深灰色泥岩，质纯、致密，常含有介形虫；其次为纹层状泥岩及粉砂质泥岩；
2）高密度浊流未期转化为低密度浊流时形成，主要分布在浊积扇上无水道部分（沟道间），如扇中前端或外扇等，垂向上与浊积扇砾岩层互层共生，在平面上呈带状分布。
B 钙质砂岩夹层
也称为钙质隔夹层，其岩性组成主要为含细砾的中一粗砂岩，其次是砂质细砾岩、中一细砾岩和中一细砂岩。填隙物中粘土杂基含量极少，钙质胶结物含量常超过10%。胶结物成分主要为含铁方解石，其次为方解石，以及少量的白云石和铁白云石等。胶结方式随胶结物含量不同而不同，钙质胶结物含量为10%-15%，以孔隙式胶结为主，而钙质胶结物含量超过15%时多以基底式或嵌晶式胶结，胶结物多具晶粒结构或放射状结构。此类隔夹层可由两种情况产生：
1）在地表大气淡水环境下，因孔隙水的蒸发或CO2，脱气而产生沉淀。在潮湿气候区，孔隙水垂直下渗，有利于在下部发生沉淀和胶结；在较干燥气候区，强蒸发作用引起孔隙水上升，在地表形成钙结层。
2）在沉积成岩过程中，随着埋深的增加，温度升高，压力增大，有机质热演化并释放大量的CO2与地层水中Ca2+ 、Mg2+等结合形成的碳酸盐岩交代成致密碎屑岩。
C 砾岩夹层
也称物性隔夹层，其岩性组成主要为泥砾岩、泥质砾岩等。泥砾岩夹层指由定向或非定向排列的泥砾在砂岩中构成的夹层，属于河道的滞留沉积物，其中泥质砾岩夹层的泥质含量高、组构杂乱、物性差、微观非均质性强，与泥石流沉积有关。
岩性以油斑细砂、粉砂为主，隔夹层有一定的孔隙度和渗透率，但未达到有效厚度物性的下限。它包括杂基支撑的细砾岩、砂岩和颗粒支撑的砾岩，属于滞留沉积物。如在河床底部，由于水流与河床底部的剪切作用，水动力减弱，粗砾、中砂与细泥物质混杂堆积而形成，又如在入湖口，粗砾与泥粉质快速入湖时，未与水体充分混合，分选极差，从而形成泥质含量高、物性差的滞留沉积物。可见，该隔夹层的形成主要取决于当时沉积环境和沉积作用。
隔夹层，即储层中对流体能起遮挡作用的岩层。通常人们将小层之间的这种岩层称为隔层，而把小层内的这种岩层称为夹层。隔夹层的分布对储层非均质性具有极为重要的影响。从底水油藏的地质沉积情况可以发现，多数地层中分布隔夹层，且其发育的连续性不是十分稳定。隔夹层对层内的油水运动和底水锥进都有着较重要的影响，隔夹层影响油水运动，导致储层内部出现不同的流动单元。
【关键词】
底水油藏 隔夹层
【分类号】：TD353.5
【正 文】
1 隔夹层地质成因
大多数的文献上将隔层和夹层通称为隔夹层，但是它们在定义上是不同的。隔层指的是垂向上基本不具有渗透性的岩层，它将上下储层分隔开来，一般厚度较大，侧向连续性较好。夹层则指的是主体储层内部相对较薄、延伸较短且岩性和物性与上、下岩层有较大差异的层段。夹层是一个广义的定义，隔层是夹层的一种。隔夹层是影响地下流体流动的一个重要因素。
夹层是指储集层内所夹与主体砂岩物性较大的、在油田开发中对层内流体流动产生明显影响的低渗透率层或泥岩等基本不渗透隔挡层。隔层厚度稳定，连片程度高。夹层一般分布不稳定，只能局部分隔油层，多呈透镜状或条带狄分布于油层内，在油藏开采过程中局部起到阻止和遮挡流体在纵向上的窜流。它不能作为划分开发层系的地质依据。
隔夹层的类型主要指其岩性、物性。划分隔夹层类型是开展研究的前期工作，其划分依据主要是根据隔夹层的成因和岩性的特征。由于沉积、成岩等地质作用不同，也相应地形成不同的隔夹层，不同隔夹层的成因、特点和分布有较大差异，它们对油水运动控制也有不同。
隔夹层成因分析对预测隔夹层形态、延伸方向、规模等起着重要的指导作用，尤其在井少的情况下，对它的研究与砂体成因一起考虑。砂岩储集层中的隔夹层形成的主要原因有两种，即沉积作用形成的夹层和成岩作用形成的夹层。
对于泥粉砂质隔夹层，其成因主要与河流相沉积和湖相水下分流河道废弃、迁移沉积有关，沉积作用明显；钙质隔夹层与沉积物碳酸盐胶结作用、溶解作用等成岩作用不均匀性有关，这些作用使得砂层无渗透性或渗透性极差，形成分布随机性强、厚度不稳定的隔夹层；物性隔夹层大部分是河道底部的滞留沉积物和湖相中水下重力流沉积物，物性隔夹层属于成岩非均质的范畴，其原岩岩性相对较粗，但是由于成岩胶结作用较强而使粗粉级以上的砂岩物性变差，储层渗透率变低而成为夹层。
2 隔夹层的地质成因分类
不同的沉积过程和物源类型会形成不同的夹层类型，按照隔夹层的存在形态、分布形态、与沉积旋回的相对位置以及岩性，存在多种分类标准及对应类型。
（1） 按分布形态分类
可分为：连续型、局部型、均匀分布型、条带型、零星分布型
A 连续型夹层
主要分布于三角洲分流平原以及碎屑物供给不足的小型河流及枝状三角洲地区。砂质沉积不发育，由紫红、绿色或杂色块状的泥质隔层组成，岩性致密。平面上连续但不稳定，井点钻遇率大于85%，平均厚度1.5-3.5m，钻遇井点的平均厚度达3m以上。
B 局部型夹层
分布于泛滥一分流平原地区，由大中型河流泛滥沉积作用形成，主要由泥质组成，分布范围被限制在河间地区，遭受河道的迭加和切割作用，分布极不稳定，厚度变化大，侧向上不易追踪对比，只在小范围内起到阻隔作用。井点钻遇率一般为40-50%，平均厚度1m左右。
C 均匀分布型夹层
分布于外前缘相水动力条件稳定的地区，由三角洲整体废弃形成，层位分布稳定，平面上连续好，厚度变化不大，平均1-2m，分布均匀，钻遇率一般在85%以上，夹层主要由具水平层理的灰色或灰黑色泥质层及坚硬的钙质层组成，由于平面分布范围广，岩性致密，尽管此类隔层厚度较薄，但抗压性和阻渗效果较好。
D 条带型夹层
钻遇率一般30-50%，平面上呈带状分布，厚度一般在1-5m之间，主要分布于沟道间或扇中前端；这种夹层可作为小范围注采井网开发层系的夹层。
E 零星分布型
钻遇率小于30%，平面上分布零散，呈土豆状，单层厚度一般在0.2-2.5m之间。主要为钙质隔夹层，少部分为泥质隔夹层。纵向上一般与储层呈互层分布或夹于厚储层中，横向延伸不远，连续性差，主要分布于辫状沟道之中。
（2） 按位置分类
可分为：层内夹层和层间夹层
A 层内夹层
位于小层的旋回内部，其形成机理是：在河流三角洲的连续沉积过程中，出现了外界各种成因的水动力条件，从而在连续沉积的小层中出现了夹层。
该类夹层的形态复杂，大多为各种形式的透镜体，分布范围极其有限，其厚度根据水动力条件的不同而有变化，除废弃河道充填以外，一般来说都比较薄。这类夹层一般只起局部的遮挡作用，对宏观油水运动影响不大。
根据其产状，又可分为：平板式、斜列式（侧积夹层）和紊乱式夹层。
B 层间夹层
位于旋回法划分的小层之间，是河流泛滥时期或三角洲叶体废弃时期形成的泥质、粉砂质等细粒沉积物，往往具有较广泛的分布范围、相对稳定的层位、大致水平的原始产状和良好的垂向渗透性遮挡作用。
1）在河流环境中，砂体呈明显的透镜状，层位错综复杂，砂体间互相切割，使得这类夹层保留程度较差，层位也起伏不平；
2）三角洲叶体分布面积广阔，分流水道切割能力较弱，废弃时湖泊侵入范围较广，因而层间夹层广而稳定，保留程度亦好，尤其在前缘相中，基本上呈平板式分布；
（3） 按岩性分类
可分为泥粉砂岩、钙质砂岩、砾岩
A 泥粉砂岩夹层 也称为泥质隔夹层，岩性组成主要包括：泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩、含泥粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂岩等。
这类隔夹层总体上都是由于水动力减弱，细的悬移质沉积形成。其成因又可细分为两种：
1）半深湖或深湖正常条件下形成，主要为灰色、深灰色泥岩，质纯、致密，常含有介形虫；其次为纹层状泥岩及粉砂质泥岩；
2）高密度浊流未期转化为低密度浊流时形成，主要分布在浊积扇上无水道部分（沟道间），如扇中前端或外扇等，垂向上与浊积扇砾岩层互层共生，在平面上呈带状分布。
B 钙质砂岩夹层
也称为钙质隔夹层，其岩性组成主要为含细砾的中一粗砂岩，其次是砂质细砾岩、中一细砾岩和中一细砂岩。填隙物中粘土杂基含量极少，钙质胶结物含量常超过10%。胶结物成分主要为含铁方解石，其次为方解石，以及少量的白云石和铁白云石等。胶结方式随胶结物含量不同而不同，钙质胶结物含量为10%-15%，以孔隙式胶结为主，而钙质胶结物含量超过15%时多以基底式或嵌晶式胶结，胶结物多具晶粒结构或放射状结构。此类隔夹层可由两种情况产生：
1）在地表大气淡水环境下，因孔隙水的蒸发或CO2，脱气而产生沉淀。在潮湿气候区，孔隙水垂直下渗，有利于在下部发生沉淀和胶结；在较干燥气候区，强蒸发作用引起孔隙水上升，在地表形成钙结层。
2）在沉积成岩过程中，随着埋深的增加，温度升高，压力增大，有机质热演化并释放大量的CO2与地层水中Ca2+ 、Mg2+等结合形成的碳酸盐岩交代成致密碎屑岩。
C 砾岩夹层
也称物性隔夹层，其岩性组成主要为泥砾岩、泥质砾岩等。泥砾岩夹层指由定向或非定向排列的泥砾在砂岩中构成的夹层，属于河道的滞留沉积物，其中泥质砾岩夹层的泥质含量高、组构杂乱、物性差、微观非均质性强，与泥石流沉积有关。
岩性以油斑细砂、粉砂为主，隔夹层有一定的孔隙度和渗透率，但未达到有效厚度物性的下限。它包括杂基支撑的细砾岩、砂岩和颗粒支撑的砾岩，属于滞留沉积物。如在河床底部，由于水流与河床底部的剪切作用，水动力减弱，粗砾、中砂与细泥物质混杂堆积而形成，又如在入湖口，粗砾与泥粉质快速入湖时，未与水体充分混合，分选极差，从而形成泥质含量高、物性差的滞留沉积物。可见，该隔夹层的形成主要取决于当时沉积环境和沉积作用。