復雜河流相地層單砂體級沉積微相精細研究——以喇嘛甸油田SⅡ油層組為例

王一博 （中海油研究總院，北京100027）

王明 （中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

馬世忠 （東北石油大學地球科學學院，黑龍江 大慶163318）

劉春慧 （振華石油控股有限公司，北京100031）

王濮 （中石油煤層氣有限責任公司，北京100013）

1 研究區(qū)概況

大慶長垣薩爾圖油層，屬于松遼盆地拗陷期北部沉積體系的遠源、坡緩、流長的河流－三角洲沉積體系，水體較淺，以河流作用為主，上白堊統(tǒng)姚家組薩爾圖油層分為SⅠ、SⅡ、SⅢ共3個油層組，其中SⅡ油層組砂體發(fā)育，是油氣勘探的主力層段。

研究區(qū)位于大慶喇嘛甸油田L4－1426井～L4－P173井～L9－172井～L9－1718井～L4－1426井所包圍的區(qū)域，東西方向長度大約3.2km，南北方向?qū)挾燃s1.3km，區(qū)內(nèi)共有301口開發(fā)井，井網(wǎng)密度72.35口/km2，研究區(qū)已進入特高含水開采階段，水淹程度高，剩余油較為分散，挖潛難度大[1]。目的層SⅡ油層組主要發(fā)育河流－三角洲分流平原和前緣亞相，河流垂向和側(cè)向切疊現(xiàn)象嚴重，具有 “同期平面多變性，垂向多期河道切割疊置性”等特點，砂體分布復雜，剩余油預測具有難度，而地下沉積體的精細研究是剩余油預測及挖潛的關(guān)鍵，筆者在沉積時間單元精細對比的基礎上，精細刻畫了各時期沉積微相的平面展布特征，為弄清剩余油的分布提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)，也為油田高含水后期各種挖潛奠定了堅實的地質(zhì)基礎[2]。

2 單砂體級沉積微相研究

2.1 沉積時間的單元劃分與對比

對于河流相地層，一個沉積時間單元代表河流從產(chǎn)生到最終消亡的一段時間，即單一的河道砂體[3]。喇嘛甸油田砂體分布較為復雜，砂體可劃分為孤立水道型、疊加水道型、砂泥互層型3種結(jié)構(gòu)（見圖1），其中疊加水道型在該區(qū)較為常見，多期河道砂體相互切疊嚴重，難于對比[4]，對單砂體級沉積微相的研究帶來了困難，針對這種情況，主要采取 “重點井沉積時間單元劃分—標準層控制﹑參照層借鑒對比—平面井網(wǎng)對比”的方法[5]，很好地解決了復雜河流相地層的對比。

2.1.1 重點井沉積時間單元精細劃分

圖1 研究區(qū)SⅡ油層組沉積砂體空間分布結(jié)構(gòu)圖

沉積時間單元劃分要選擇砂層發(fā)育、沉積微相類型多、旋回特征明顯、巖心獲取率高、垂向可分性強的井作為標準井，對標準井進行劃分，因為所有沉積時間單元的砂層不可能在同一口井上全部出現(xiàn)，標準井上劃分的結(jié)果不能達到單砂體級別的要求。通過與其他井的反復對比，進行統(tǒng)層，將標準井上最初沒有劃分出來的單元界線通過其他井的對比再反過來對比到標準井上，完成沉積時間單元的最后劃分[2，6]。通過對研究區(qū)SⅡ油層組301口開發(fā)井反復精細的劃分和對比統(tǒng)計之后，將SⅡ油層組劃分為SⅡ1、SⅡ21、SⅡ22、SⅡ3、SⅡ4、SⅡ（5＋6）、SⅡ（7＋8）、SⅡ9、SⅡ（10＋11）、SⅡ12、SⅡ（13＋14）、SⅡ（15＋16）共12個沉積時間單元，沉積時間單元平均厚度約3～4m，每個沉積時間單元皆為單期河流沉積旋回，垂向單元劃分達到單一成因砂體的細分標準 （圖2）。

2.1.2 沉積時間單元精細對比

研究區(qū)屬于復雜河流相地層，砂體平面復雜多變，垂向多期河道切疊嚴重，實現(xiàn)沉積時間單元級別精細對比具有一定的難度，筆者采用標準層控制，參照層借鑒對比和平面井網(wǎng)對比的方法，進行了301口井12個沉積單元精細對比分析[2，7，8]。

在對比過程中，標準層基本全區(qū)分布穩(wěn)定，特征明顯，圖3中標準層1和標準層2分別確定了SⅡ油層組的頂、底；參照層為分布在較小范圍內(nèi)的可連續(xù)追蹤的薄巖層，在對比中當一個參照層逐漸消失之前，在其鄰近的上或下部可出現(xiàn)一個或幾個新的參照層，通過相鄰井組參照層交替銜接的方式，使井間的對比范圍逐步擴大。如圖3中參照層1、2、3在對比當中相互銜接，交替出現(xiàn)，控制了其間的河流相砂體，保證了地層對比的等時性和準確性。

圖2 研究區(qū)SⅡ油層組沉積時間單元劃分 （L4－1616井）

通過這種方法對比，可以很好地將測井曲線上大套 “塊狀”、不容易細分的復合厚砂層劃為多期的相互疊置的單一河道砂體，在研究區(qū)L4－1616井～L617井的對比剖面中 （見圖4），把L4－1616井～L4－1612井上部看似整體的大套厚層砂體細分為4期單一的河道砂體，解決了復雜河流－三角洲地層對比的難題。

2.1.3 平面井網(wǎng)對比法

研究區(qū)開發(fā)井數(shù)量多、井距小，單元薄而多，主要采用 “封閉骨干剖面由大到小分級對比、分級閉合”的平面井網(wǎng)對比方法，在研究區(qū)過重點井L4－1616井的跨區(qū)封閉剖面上，由大到小單元分級控制、分級對比、分級閉合，之后再在該剖面對比界限的控制下，對剖面外的井進行對比，直至所有井所有界限全部閉合。

圖3 研究區(qū)SⅡ油層組標準層、參照層對比方法圖

圖4 研究區(qū)SⅡ油層組沉積時間單元對比

2.2 測井微相模式的建立

通過鉆井巖心確定沉積微相類型后，將沉積微相所對應的測井曲線特征進行總結(jié)，結(jié)合多口井同一沉積微相的測井相特征，建立了研究區(qū)沉積微相測井相模式。研究區(qū)主要發(fā)育5種微相，分別為分流河道微相、廢棄河道微相、決口河道微相、溢岸薄層砂微相和分流河道間微相 （見圖5）。

1）分流河道微相 具有典型的河流二元結(jié)構(gòu)；以中、細砂和粉砂為主，呈明顯的正韻律，發(fā)育河道底部沖刷面；具有板狀、楔狀、槽狀交錯層理和波紋層理等層理構(gòu)造；測井響應總體為較高幅度、較大幅度差，曲線形態(tài)呈典型鐘形或箱形；砂體厚度多數(shù)大于3.5m；測井相特征為底部突變頂部漸變型。

2）廢棄河道微相 是指河道曲率較大的彎曲段，在曲率持續(xù)增大到一定程度時，在一定的水流條件下，河道取直改道，被廢棄的河道由于河水流量減小，形成水動力相對較弱的沉積環(huán)境。沉積物粒度隨著水流能量的減小而變細，總體呈正旋回特征，含細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。上半部以廢棄后的粉砂巖和泥巖為主，下半部與河道層位相當。測井響應與分流河道相比，幅度有所減小，總體為中幅、底突頂漸，下部為鐘形上部為齒狀或微齒狀特征。

圖5 河控淺水三角洲平原亞相各微相測井相模式

3）決口河道微相 洪水漫溢河床，沖破主分流河道而形成的小型固定河道沉積。砂體厚度較薄，與分流河道相比，層理規(guī)模變小、粒度變細。測井響應為中高幅、指狀、底突頂突特征。

圖6 喇嘛甸油田SⅡ （5＋6）單元沉積微相及單砂體空間分布圖

4）溢岸薄層砂微相 洪水期河流溢岸形成的大面積薄層席狀砂體，砂體厚度薄，粒度細，以粉砂為主，分布面積大，測井響應為中－低幅、幅度差較小、較薄旋回厚度的扁箱形或扁鐘形。

5）分流河道間微相 主要為分流河道之間的泥質(zhì)沉積，含有較小的薄砂層，泥巖顏色可見雜色、灰綠色，測井響應為低幅微齒狀直線型特征。

2.3 單砂體級沉積微相空間分布特征

在對研究區(qū)中301口開發(fā)井沉積時間單元劃分、對比以及測井相模式建立的基礎上，對研究區(qū)SⅡ油層組各沉積時間單元沉積微相進行了研究[9～11]，精細地刻畫了單一河道砂體在各個時期的分布范圍 （圖6、7）。SⅡ（5＋6）單元為河流－三角洲平原亞相，發(fā)育4支近南北向的分流河道砂體，西部河道寬度最大，這4支河道至西向東寬度分別大于1000、600、200、500m，其間為分流河道間泥及薄層砂，西部和中部河道內(nèi)發(fā)育寬約100m的彎曲狀廢棄河道；SⅡ（7＋8）單元為河流－三角洲平原亞相，發(fā)育6支近南北向分流河道砂體，自西向東，寬度分別大于400、300、100、100、350、900m，廢棄河道發(fā)育于分流河道內(nèi)，東部和西部2道砂體側(cè)向切割連接成片，與SⅡ（5＋6）單元相比，河道寬度有所減小。

圖7 喇嘛甸油田SⅡ （7＋8）單元沉積微相及單砂體空間分布圖

研究區(qū)原來認為的大面積連片分布的河道砂體經(jīng)過精細研究其實是由多條單一的河道相互側(cè)向切割而成的，在精細對比的基礎上，可以刻畫出多個單一河道砂體在平面上的分布范圍，實現(xiàn)了單一河道砂體的識別，為剩余油的預測提供了重要的地質(zhì)依據(jù)。

對于分流河道而言，河道絕大部分已經(jīng)水淹，河道兩側(cè)邊緣水淹程度低，剩余油相對富集，垂向上，砂體呈明顯正韻律，下部水淹程度較高，中上部水淹程度低，是剩余油富集的部位[12，13]；廢棄河道為河道廢棄后的沉積，在河道邊部和中上部粒度細，滲透率較低，水淹程度低，剩余油相對富集；而決口河道寬度窄，上下左右多被分流河道間泥巖所包圍，儲層物性好，水淹程度低[14]，在密井網(wǎng)條件下不能準確控制，剩余油富集。因此，河道的邊部、廢棄河道以及決口河道都是油田高含水期剩余油富集的部位以及挖潛的重要儲層類型[15]。

3 結(jié)論

1）對于切疊嚴重的河流相地層，采用 “標準層和參照層借鑒對比—封閉剖面分級控制，分級對比，分級閉合—封閉剖面控制下全區(qū)井對比”的方法，實現(xiàn)了密井網(wǎng)條件下復雜河流相地層沉積時間單元至單砂體級的對比。

2）在沉積時間單元對比的基礎上，建立了研究區(qū)測井相模式，對研究區(qū)301口井各沉積單元沉積微相進行研究，精細刻畫出單一河道砂體在平面上的分布范圍，將原來認為的大面積連片的砂體重新細分為多個單一河道砂體，河道主要成南北向展布，在大型河道內(nèi)可見高彎度廢棄河道，并伴隨決口河道。

3）分流河道的邊部、廢棄河道以及決口河道都是剩余油分布的有利部位。

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