真武油田辮狀河心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型研究

鐘思瑛， 劉金華，喬 力，吳立峰，廖光明

（中石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225012）

引 言

中國東部油田大多數(shù)已經(jīng)進(jìn)入高含水階段，油田開發(fā)工作的難度越來越大，現(xiàn)階段油田以小層為單位建立的油氣開發(fā)層系已經(jīng)難以滿足剩余油的挖潛需要。由于高含水油田剩余油分布更加零散，河流相中曲流河邊灘微相和辮狀河心灘微相等巨厚疊置砂體的剩余油分布研究需要對(duì)小層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析[1-4]。真武油田是江蘇油田20世紀(jì)70年代投入開發(fā)的油田，具有30多年的開采歷程，目前屬于高含水開發(fā)階段。針對(duì)真武油田垛一段辮狀河儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層構(gòu)型研究，建立了適合研究區(qū)的心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型模式，以期對(duì)該區(qū)的剩余油挖潛提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

高郵凹陷是蘇北盆地中的主要含油氣區(qū)之一，高郵凹陷平面上大致呈菱形（圖 1），長軸大致呈北東向，剖面上凹陷呈現(xiàn)南陡北緩、南斷北超的箕狀特征。東西方向上凹陷結(jié)構(gòu)有差異：即西部屬雙斷地塹結(jié)構(gòu)，由南向北發(fā)育南部斷階帶、中部深凹帶和北部斜坡帶；東部屬單斷地塹結(jié)構(gòu)，深凹與斜坡沒有明顯的分界線[5-8]。

真武油田位于高郵凹陷深凹帶中部（圖 1），江都—吳堡—博鎮(zhèn)斷裂帶西端，西為邵伯次凹，東北為樊川次凹，是真2斷層下降盤上被斷層、巖性復(fù)雜化了的斷鼻油田。含油層系為下第三系下始新統(tǒng)的戴南組一段（E2d1）、戴南組二段（E2d2）、中始新統(tǒng)三垛組一段（E2s1）。真武油田構(gòu)造表現(xiàn)為真2斷層下降盤被斷層復(fù)雜化了的斷鼻構(gòu)造，其南界為真2斷層，地層向東、西、北方向傾沒，構(gòu)造頂部較平緩，西翼較陡（17°），東北翼較緩（14°），構(gòu)造圈閉面積為9.35 km2，閉合高度為540m[8]。

圖1 真武油田區(qū)域位置圖

2 沉積相特征分析

真武油田E2s16沙層組發(fā)育典型的辮狀河沉積相。辮狀河沉積相是一種近源河流相沉積，主要為以礫石和粗砂沉積為主的正旋回沉積，可劃分為2種亞相：河床亞相和河泛亞相。河床亞相可劃分出辮狀河道、心灘沉積微相（圖2），河泛亞相劃分為河漫灘和河漫泥沼微相。

圖2 真91井，2078.53m，雜色砂礫巖

辮狀河道微相：辮狀河道微相是辮狀河水流長期作用的產(chǎn)物，沉積物粒度粗，外源礫石常見。真武油田辮狀河道巖性以淺褐-灰白色細(xì)礫巖、細(xì)—粗砂巖為主，夾少量粉砂巖；礫石成分以石英、長石為主，分選好，呈次圓狀－圓狀；底面可見沖刷面，呈正粒序，多發(fā)育平行層理、塊狀層理，局部見交錯(cuò)層理（圖3）。

圖3 真187井，2286.5m，平行層理

心灘微相：心灘是辮狀河在河道變寬的河道中心形成的砂體疊置體，具有單期次砂體厚度大、儲(chǔ)層物性好等特點(diǎn)。多形成于河道水體流速減緩區(qū)域，單期次砂體主要發(fā)育于洪水期，由于心灘沉積的作用水流形成雙向環(huán)流，河水從上游的單一流向，經(jīng)心灘分流兩側(cè)，過心灘后向中心匯聚，水流在心灘附近流速減慢，分異作用變強(qiáng)，水體攜帶的泥沙在心灘頂部、兩側(cè)和下端發(fā)生沉積。每一次洪水期，心灘向下游擴(kuò)展、向上加高；枯水期露出水面，造成河流分叉，因而心灘多為多期次砂體的垂向和側(cè)向加積。在平面上心灘多與河道延伸方向一致，心灘沉積成分雜亂，粒度范圍變化大，粗粒包含礫石、粗砂，細(xì)?？蛇_(dá)到粉砂或黏土夾層（圖2～5）。心灘沉積與河道沉積的區(qū)別在于心灘砂體由多次加積形成，一般的河道沉積厚度小于心灘砂體[9]。研究區(qū)心灘發(fā)育，真武油田真12斷塊E2s16砂層組發(fā)育了典型的心灘沉積，砂體厚度大，多層疊置，本次研究的主要目標(biāo)就是真12斷塊E2s16砂層組。

圖4 真檢1井，1885.48m，生物擾動(dòng)

圖5 真檢1井，1867.85m，棕紅色泥巖

河漫灘微相：河漫灘是河流洪水期河水溢出河道并在河道間形成的沉積，巖性雜亂，分選差，不同區(qū)域河漫灘微相厚度差距大。巖性為灰白色-灰褐色塊狀細(xì)粒巖屑砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等，巖石雜基含量普通較高，成分成熟度較低，分選差。砂巖多呈透鏡狀或條帶狀，一般不顯層理，有的以平行層理為主，偶見大型交錯(cuò)層理，泥巖、泥質(zhì)粉砂巖頂易見龜裂紋，生物擾動(dòng)發(fā)育。

河漫沼澤：河漫沼澤是靜水期在河道間發(fā)育的小型沼澤地，沼澤植物繁茂，沉積物以泥巖為主，河漫沼澤多與河漫灘交互出現(xiàn)。由于真武油田垛一段沉積時(shí)期氣候干旱，研究區(qū)河漫沼澤巖性多以紅褐色泥巖為主（圖5）。

3 構(gòu)型界面劃分與隔夾層特征

儲(chǔ)層構(gòu)型的研究是以儲(chǔ)層細(xì)分為基礎(chǔ)的，真武油田真12斷塊E2s16沙層組中有3個(gè)小層，本次研究又將其進(jìn)行了細(xì)分，其中E2s16-1小層劃分為4個(gè)韻律層，E2s16-2小層劃分為3個(gè)韻律層，E2s16-3小層劃分為2個(gè)韻律層。

3.1 構(gòu)型界面劃分

根據(jù)Mail提出的儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)界面分析方法，把心灘微相沉積界面分為5級(jí)， 5級(jí)為多期心灘疊置砂體的頂?shù)酌妫?級(jí)界面則是單期心灘頂?shù)酌婊蛘邌纹谛臑┲g的界面，3級(jí)界面為單期心灘內(nèi)部側(cè)向加積體頂?shù)酌婊蛘邆?cè)向加積體之間的界面，2級(jí)、1級(jí)界面則分別為紋層組間、紋層間的沉積界面[8]。真12斷塊E2s16沙層組是一個(gè)完整的多期心灘疊置體，可以劃分出3個(gè)單期心灘，每個(gè)單期心灘又由多個(gè)加積砂體組成（圖6）。

3.2 單期次心灘的識(shí)別

單期次心灘的識(shí)別是辮狀河心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型分析的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是單期心灘內(nèi)部三級(jí)沉積界面分析和儲(chǔ)層構(gòu)型模式研究的前提。單期次心灘在單井縱向上識(shí)別相對(duì)簡單，主要利用巖心特征和測(cè)井曲線形態(tài)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)明顯的河泛成因的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖層段是不同單期心灘的識(shí)別標(biāo)志。根據(jù)研究區(qū)內(nèi)真檢1、真67井等取心井資料，心灘微相特點(diǎn)為厚度較大的砂巖內(nèi)部發(fā)育多期泥質(zhì)、粉砂質(zhì)夾層，具有多期的沖刷現(xiàn)象，是多期砂體的疊置，可以識(shí)別出3個(gè)單期次河道（圖6）。

研究區(qū)不同單井間的單期次心灘識(shí)別主要靠兩類資料來分析，即地質(zhì)基礎(chǔ)資料與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料。利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，可以相對(duì)簡單地區(qū)分 2個(gè)不同的單期次心灘，主要通過臨井對(duì)應(yīng)的單砂體顯示示蹤劑、聚合物等注采動(dòng)態(tài)資料揭示的連通關(guān)系，來判斷砂體是否處于2個(gè)不同的心灘單元。

圖6 真武油田真檢1井心灘微相沉積界面剖面

通過利用地質(zhì)基礎(chǔ)資料可以有多種方法判斷單期心灘，但是這些方法比利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)判斷單期次心灘要更為復(fù)雜。例如當(dāng)2個(gè)心灘之間出現(xiàn)明顯的河道沉積，可以認(rèn)為出現(xiàn)2個(gè)單期心灘；心灘內(nèi)部夾層（構(gòu)型界面）不匹配可作為單期心灘判別的輔助標(biāo)志，由于心灘內(nèi)發(fā)育以“落瘀層”為成因的夾層在較小的范圍內(nèi)，若相鄰井心灘內(nèi)部夾層不匹配，則極有可能屬于不同的心灘。并且不同的心灘砂體在沉積韻律、發(fā)育厚度等方面的差異可導(dǎo)致測(cè)井曲線上的差異，測(cè)井曲線形態(tài)也可以作為判別的輔助依據(jù)[10-12]。

綜合運(yùn)用以上依據(jù)，同時(shí)考慮平面和縱向上的組合形態(tài)，可在廣泛連片的心灘砂體中識(shí)別了單個(gè)心灘的邊界，真12斷塊發(fā)育3個(gè)獨(dú)立的心灘，從西向東，心灘規(guī)模由大變小。在平面上形成了以真49、真106-3、真91井為中心的3個(gè)單期次心灘，單期次心灘中心部位夾層少，厚度薄，水流的下切作用相對(duì)明顯。

3.3 夾層分布特征

夾層的分布規(guī)律是高含水儲(chǔ)層剩余油研究的基礎(chǔ)，也是構(gòu)型研究中的基礎(chǔ)工作之一。通過對(duì)真12斷塊E2s16砂層組夾層油氣封堵性分析，有效夾層厚度不小于0.6m，夾層的分布范圍應(yīng)大于現(xiàn)有注采井組面積的1/2，夾層之間的韻律層必須有一定的有效厚度和剩余可采儲(chǔ)量。

通過制作真12塊夾層分布連井剖面（圖7），分析了真12塊E2s16心灘微相隔夾層的分布規(guī)律，心灘微相隔夾層分布相對(duì)廣泛，部分夾層局部出現(xiàn)不連續(xù)，主要是由于河道底沖刷造成的。整體上心灘微相夾層厚度較大，具有明顯的油氣封堵性。由于夾層的存在，在構(gòu)造、沉積或者差異壓實(shí)原因?qū)е碌木植扛卟课怀蔀榱耸Ｓ嘤透患淖钣欣麍?chǎng)所，成為下一步挖潛的主要目標(biāo)。

圖7 真武油田真12斷塊E2s16沙層組夾層連井剖面圖

從平面上分析，研究區(qū)夾層分布頻率高值區(qū)域主要發(fā)育于單期心灘的側(cè)緣部位，從夾層頻率平面等值線圖可以清楚地看出，位于單期次心灘中心部位的真49井區(qū)、真106-3井區(qū)、真91-真16井區(qū)夾層頻率均較小，而單期次心灘的結(jié)合部頻率均較大，這也說明了單期次心灘側(cè)緣比中心部位的夾層更為發(fā)育（圖8），對(duì)剩余油的封堵性更好，配合微構(gòu)造的研究，可以在心灘側(cè)緣發(fā)現(xiàn)更富集的剩余油。

圖8 真武油田真12斷塊E2s16沙層組夾層頻率平面等值線

4 心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型模式

由于辮狀河道形成過程中往往快速擺動(dòng)導(dǎo)致多種成因的砂體在垂向及側(cè)向相互連通，形成廣泛分布的厚砂巖，并且在寬廣的河谷內(nèi)鑲嵌著多個(gè)互有聯(lián)系的心灘砂體，心灘砂體雖然厚度大，但是非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致油氣采收率不高；并且心灘砂體厚度巨大，開發(fā)后水淹速度快，因而其內(nèi)部構(gòu)型研究對(duì)剩余油分布和挖潛具有重要的意義。

4.1 構(gòu)型要素分析

儲(chǔ)層構(gòu)型要素是指沉積在單個(gè)特殊沉積過程期間的沉積體，具有成因和形態(tài)兩方面的含義。通過對(duì)辮狀河心灘微相的分析，在對(duì)研究區(qū)構(gòu)型各級(jí)界面的研究基礎(chǔ)上，心灘微相內(nèi)共識(shí)別出3種儲(chǔ)層構(gòu)型要素，包括2種單一成因砂體和形成夾層的“落淤層”，2種單一成因的砂體為洪泛期形成的砂礫巖沉積砂體和靜水期側(cè)向加積形成的砂巖側(cè)積砂體。在巖心觀察中，洪泛期砂礫巖與靜水側(cè)積砂體差距大，前者粒度粗、雜亂、泥質(zhì)含量高，后者以粗砂—細(xì)砂巖為主，分選好、泥質(zhì)含量低，是心灘微相中最好的儲(chǔ)層。部分洪泛期砂礫巖由于泥質(zhì)含量高，經(jīng)壓實(shí)后變的相對(duì)致密，成為儲(chǔ)層中的夾層。

心灘單層砂體內(nèi)部界面的表現(xiàn)就是層內(nèi)夾層，雖然依據(jù)取心井巖心資料可以直觀地識(shí)別出幾厘米至十幾厘米的夾層，但油田地區(qū)更常用的是測(cè)井資料，一般測(cè)井資料的分辨率在20cm左右，因此僅識(shí)別出20 cm以上厚度的夾層更具有實(shí)際意義，可操作性更強(qiáng)。

4.2 心灘構(gòu)型模式研究

心灘內(nèi)部構(gòu)型解剖本質(zhì)就是多期垂向或側(cè)向加積的砂體之間的界面在三維空間的展布分析，目的是建立心灘的三維展布模型。從成因上分析心灘砂體是由多期砂體垂向加積或側(cè)向加積而成，本次研究首先從巖心分析入手，通過單井內(nèi)部界面的識(shí)別，繼而選擇合理的連井對(duì)比剖面，利用合適的模式在剖面上組合鄰井的內(nèi)部界面，最終得到三維構(gòu)型模型。前人對(duì)心灘構(gòu)型的研究認(rèn)為心灘是由小逐漸一層層變大，像半個(gè)洋蔥一樣（圖9a），但是該模型僅分析了洪泛期心灘的等厚沉積層，忽略了靜水期心灘側(cè)緣的側(cè)向加積作用。因而本次研究在前人心灘構(gòu)型模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整，加入了側(cè)向加積的層段和期間落淤層（圖 9 b），從而在構(gòu)型分析和構(gòu)型建模過程中能夠建立更為合理的模型。

圖9 真武油田心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型模式

5 結(jié) 論

（1）辮狀河沉積相是一種近源河流相沉積，主要為以礫石、粗砂沉積為主的正旋回沉積，研究區(qū)真12斷塊E2s16砂層組發(fā)育了典型的心灘沉積，砂體厚度大，多層疊置。

（2）通過心灘微相儲(chǔ)層構(gòu)型界面和單期次心灘識(shí)別的研究，真 12斷塊E2s16沙層組可以劃分出3個(gè)單期心灘，在平面上分布于真49、真106-3、真91井為中心的區(qū)域，并且心灘微相的不同位置發(fā)育不同的夾層特征。

（3）心灘微相包含了洪泛砂礫巖體、靜水側(cè)積砂體和“落淤層”3個(gè)儲(chǔ)層構(gòu)型要素，本次研究在前人心灘構(gòu)型模式基礎(chǔ)上加入了側(cè)向加積的層段和期間落淤層的體現(xiàn)，從而建立更為合理的心灘微相構(gòu)型模式。

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