对地质历史时期及油田生产时期的油藏封隔层
（reservoir compartment）的认识 以墨西哥湾Genesis油田深海储层为例
Michael L. Sweet and Larry T. Sumpter，2007，12, AAPG；
翻译，徐志诚；校对，黄兄
摘要：
在对墨西哥湾Genesis深水油田的研究过程中，首先运用测井、地震及试油压力资料对稳定的油层（储层）隔层进行分析。稳定隔层被定义为在一定地质时期内阻碍流体流动的边界，在稳定隔层内，两种流体之间的接触面为特定高度。这样，对包括压力数据（从稳定的井下压力计得到）在内的油田生产数据进行分析，以便验证所建立的稳定模型以及识别动态隔层。动态隔层被定义为在一定地质时期内不是流体流动的有效障碍，但阻止流体延伸，且在生产过程中对油水界面变化及压力衰减有显著影响。
在定义稳定及动态隔层之后，对Genesis油田三个深海储层的地层及构造对隔层的控制作用进行分析。Neb 3储层是三个储层中时代最老的一个，解释为侵蚀河道复合体沉积，其在整个油田范围内，有统一的油水界面。在生产过程中，Neb 3储层的开发井显示出普遍的压力降低趋势、含水率中等。Neb 2储层解释为富泥的叠合河道复合体。在开始生产前，在该储层中观测到至少两个不同的初始油水接触面。生产数据也表明Neb 2储层比Neb 3储层有更强的分隔性。对Neb 1储层的试油数据进行分析后认为在Neb 1储层中至少存在两个不同的油水界面。在生产过程中可以看到Neb 1储层中存在多个阻碍流体流动的界面，其含水率从中等到无。Neb 1储层解释为水道－堤坝复合体，其水道和堤坝的之间的连通性可能比较差。总之，储层的地层结构控制地质历史时期和油田生产时期内储层的隔挡程度，而构造（主要是断层）的影响相对较弱，主要是增强储层的垂向连通性。
1、前言
Genesis油田位于墨西哥湾中部Green Canyon地区，水深2590ft(790m)（图1）。该油田发现于1988年，开始叫Vancouver油田。油田的探明共打了5口预探井和6口侧钻井。油层位于晚上新世和早更新世的几个深海储层中。由Chevron公司与ExxonMobil、BHP公司合作开发该油田。1999年1月开始产油，到目前已经钻探了14口开发井（图2）。油田已经实施了2块3D地震，最近还实施了时移4D地震。不幸的是，油田重要地区的4D地震资
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料品质较差，不能用来对 储层隔层进行研究。
油田位于大的内斜坡西
缘
的
盐
盆
中（Popeye-Genesis微型盆地），上新世－更新世沉积物上超于盐核构成的隆起之上。Seldon和Flemings（2005）已经对Genesis油田的油气充注史进行过描述。盐层发育和沉积作用的交互作用对储层的分图1 墨西哥湾中部水深图，Genesis油田位于陆坡区的微型盆地中。 布及其几何形态有很强的 控制作用。Rowan和Weimer（1998）已经对Green Canyon地区盐层发育和沉积作用的交互作用进行过描述。 Genesis油田当前产层位于上新世－更新世深水河槽沉积及水道—堤坝沉积的5个储层中。其中，最深的为14800ft（4511米）及 14200ft（4328米）处的砂岩（图3）, 均为晚上新世储层。油田大部分 图2. Genesis盆地Neb 1油层顶部构造图（时间域） 的油气发现于早更新世Neb 1、Neb 2和Neb 3储层中。尽管本文重点研究Genesis油田的Neb层，但是值得注意的是它们只是更大沉积体系（从晚上新世－更新世开始形成于盆地内）中的一部分。Genesis
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油田的Neb层，在此盆地内向北一直延伸到Popeye油田（Seldon and Flemings,2005）。
本次研究主要是对地质历史时期和油田生产时期Neb储层的连通性进行研究，及油田构造、地层格架对储层连通性的影响进行分析。在本文中，将稳定的隔层定义为地层隔层，即地质历史时期阻碍流体流动的边界。在稳定隔层中具有统一的油水界面。ExxonMobil公司在精确地层格架内对流体接触面及压力数据进行分析称之为储层连通性分析（RCA）。关于RCA技术Vrolijk（2005）进行过详细描述。动态隔层被定义为在一定地质时期内不是流体流动的有效障碍，但阻止流体延伸，且在生产过程中对油水界面变化及压力衰减有显著影响。 图3.（A）Genesis油田东西向剖面，图中可见主要储层位置、断层样式及盐体封闭。（B）Genesis油田上新世－更新世地层的测井曲线特征（Chevron GC205-A16井） 1.1建立地质格架及定义稳定储层隔层的方法 主要运用Compagnie General de Geophysique公司2000年采集的地震资料来进行区域地质格架研究。ExxonMobil对地震资料进行重新处理（最大频率为25Hz），在此数据体基础之上进行解释。首先对整个Popeye-Genesis微型盆地上新世－更新世地层进行粗略的编图以
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便了解油田小范围内的沉积体系。确定范围之后，运用合成地震记录对Genesis油田Neb 1、Neb 2和Neb 3砂体的顶底进行地震标定，这些层位已经进行过详细的地震解释。在有限范围内，同时解释出位于Neb 3储层下面的两个独立砂体（Neb 3 Lower及Neb 4），在此范围内砂体可由地震剖面得到，之后，运用水平切片和时间切片对Neb储层的地层特征及流体接触面进行研究。总之，有油气显示的地方地震振幅强、在一些地区大体可以表明构造形态，但也有很多例子与此不符。时间剖面向深度剖面的转换依据由钻井资料计算出的速度模型来进行。
通过对700多英尺（280米）的常规岩心分析，对Neb砂岩的沉积环境有了深入的理解。岩石属性数据表明Neb储层岩性为未固结的细砂岩、粉砂岩和泥岩。其渗透率超过1个达西，孔隙度超过30%。高孔隙度是快速埋藏的结果，快速埋藏导致超压，抑制了压实作用的发生，同时由于储层温度太低导致石英胶结作用不能进行。
利用钻井（包括侧钻井）测井曲线来建立连井剖面，并将其转换为真实的地层厚度（TST）。由于许多钻井偏移距大、且局部地区储层倾角大于30度，在进行地层对比时，必须要对钻井地层厚度进行校正，经校正后的剖面可以用来识别小断层。
流体压力数据通过重复地层测试(RFT) 工具测量，其大部分从探边井中获取，少量来自早期开发井，且大部分压力数据来自于应变压力计。
通过储层的泥浆液面计（PVT）分析，估算出Neb储层的油压梯度在0.3-0.32psi/ft(即6.78-7.23kpa/m)之间。与压力数据最相符的压力梯度为0.31psi/ft(即7.01kpa/m)，因此利用该值来预测油水界面。所有的储层水压梯度为0.5psi/ft(即11.3kpa/m),该值来源于矿化度信息——通过校正到储层条件下的水样分析得到。压力数据表明Neb储层属中等超压。
由压力数据得出的流体接触面对照由测井曲线得到的低油高水的接触面，用测井数据与压力交汇图来说明稳定隔层及每个隔层内原始油水接触面
1.2定义动态隔层的方法
为研究动态隔层，应用Genesis油田5年多的生产数据，包括所有开发井的产液率、含水量、井下压力及油气比。Genesis油田的每一口开发井均位于单独区域，这使得我们可以了解每个单独的地层单元的油气产量变化情况。在Genesis油田，几乎所有的开发井均安装井下压力计，压力数据非常充分，且开发过程中的压力变化均被详细记录。这使得我们可以对油田生产过程中各井之间的流体压力进行比较。基于压力数据、原油体积/产出体积及油气比随时间的变化来对动态隔层进行研究。
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2、地质格架
2.1 构造
Genesis油田位于盐核背斜的侧翼，该背斜构成内斜坡的西部边缘。Neb砂体位于该背斜东侧一个东倾正断层的上盘（图3）。地震资料显示Neb砂体在靠近断层处似乎有尖灭现象。断层和地层尖灭组合导致油田大部分地区油气向上积聚。北部圈闭边界为西倾的正断层，南部边界性质比较模糊，目前不清楚边界是地层成因、构造成因还是二者的复合成因。
油田内部包括一个复杂的小断层网络（图4），断层垂向最大断距一般小于150ft(46m)。这些断层在地震上一般很难清楚的识别，其反射终端也不清楚，因而很难识别断层—沉积物的界面。造成这种情况的部分原因是断层和Neb砂体同生，且断层并未向Neb砂体的上部或下部延伸得很远。而这使得在对这些断层的位移量及横向范围的研究中存在很多不确定性。 图4. （A）Neb 3顶部振幅图与构造图叠加，蓝线为断层。（B）Neb 3砂岩等厚图，等值线间隔为6m，厚度值范围0-30m，最厚部分为红色。
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