渤南五區(qū)濁積水道砂體儲層構(gòu)型研究

李志鵬，楊 勇，侯加根，郭迎春

（1.中國石化勝利油田勘探開發(fā)研究院，山東東營257061；2.中國石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249）

渤南五區(qū)濁積水道砂體儲層構(gòu)型研究

李志鵬1，楊 勇1，侯加根2，郭迎春1

（1.中國石化勝利油田勘探開發(fā)研究院，山東東營257061；2.中國石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249）

根據(jù)巖心、露頭和測井等資料，結(jié)合密井網(wǎng)條件下的連井剖面，在濁積水道沉積模式的指導(dǎo)下，建立濁積水道砂體內(nèi)部構(gòu)型模式，研究渤南5區(qū)沙三段9砂組濁積水道構(gòu)型。結(jié)果表明：濁積水道主要發(fā)育6種巖相，縱向上構(gòu)成完整或不完整的鮑馬序列；單砂體受古地形控制平面上分東、西兩個水系，垂向疊加樣式主要為相隔式和淺切式，平面上展布樣式主要為交切連片式、交切條帶式和孤立條帶式；單一水道砂體一般厚度為5～10m，寬度為400～800 m，平均為570 m；主要發(fā)育泥質(zhì)、鈣質(zhì)和物性3種隔夾層，單砂體間隔層較穩(wěn)定，連續(xù)性好；單一水道砂體內(nèi)部夾層發(fā)育少，穩(wěn)定性差，傾角小。

濁積砂體；濁積水道；儲層構(gòu)型；隔夾層；渤南油田

20世紀80年代Allen和Miall先后提出了沉積界面分級系列和儲層構(gòu)型要素分析法［1-5］。目前國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)代沉積、露頭和密井網(wǎng)等對多種沉積環(huán)境的儲層構(gòu)型進行了詳細研究［6-12］，在濁積水道儲層構(gòu)型方面也取得了一定成果［13-15］。渤南油田位于沾化凹陷渤南洼陷的南部緩坡，是勝利低滲透油田的開發(fā)老區(qū)，沉積類型屬典型的緩坡坡移濁積扇，濁積水道發(fā)育，平面上連片展布，井網(wǎng)控制程度高，為覆蓋區(qū)濁積水道砂體的儲層構(gòu)型研究提供了很好的條件［16-18］。目前渤南油田綜合含水高，剩余油分布特征復(fù)雜，為了進一步改善渤南油田的開發(fā)效果，亟需對砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)進行精細描述，為剩余油分布和井網(wǎng)調(diào)整提供指導(dǎo)。在這種背景下，筆者以層次分析的思想為指導(dǎo)，按照儲層構(gòu)型研究思路，利用露頭照片、巖心資料和測井連井剖面等，以渤南五區(qū)為研究對象，對濁積水道砂體的儲層構(gòu)型進行研究，為渤南油田后續(xù)開發(fā)和其他地區(qū)濁積水道砂體儲層構(gòu)型研究提供指導(dǎo)和借鑒。

1　濁積水道砂體構(gòu)型模式

1.1巖相特征

圖1　渤南五區(qū)濁積水道巖相類型Fig.1 Types and characteristics of lithofacies in Bonan Oilfield

根據(jù)渤南五區(qū)15口取心井的巖心資料，濁積水道發(fā)育泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、交錯層狀粉—細砂巖、塊狀粗—中砂巖、塊狀砂礫巖和塊狀泥礫砂巖6類巖相，其中塊狀砂礫巖相、塊狀粗—中砂巖相和交錯層狀粉—細砂巖相為典型的儲層巖相，孔隙度一般為15%～20%，滲透率一般為（0～20）×10-3μm2，含油性以油浸和油斑為主（圖1）。塊狀泥礫砂巖相分選極差，礫石主要是泥礫，磨圓差，多呈棱角狀—次棱角狀，排列雜亂，位于濁流沉積的底部，具沖刷面，屬高密度濁流沉積。塊狀砂礫巖相分選差，粗砂較多，礫石直徑多小于3 mm，主要為石英礫和火山巖礫，呈次棱角—次圓狀，發(fā)育在濁積水道的底部，屬高密度濁流成因。塊狀粗—中砂巖相分選差，以中砂為主，單層厚度大，可大于10 m。交錯層狀粉—細砂巖相，以細砂為主，摻雜一定量的粉砂，發(fā)育板狀交錯層理和平行層理，屬低密度濁流沉積。泥質(zhì)粉砂巖相的泥質(zhì)沉積和粉砂質(zhì)沉積多呈薄互層狀，發(fā)育水平層理和小型交錯層理，屬濁流消亡期的沉積產(chǎn)物。泥巖相顏色為黑色、深灰色，無明顯沉積構(gòu)造，屬深湖相靜水沉積。

6種巖相疊置在一起可組成典型的鮑馬序列，塊狀泥礫砂巖相→塊狀含礫砂巖相→塊狀中—粗砂巖相組成了鮑馬序列底部的遞變層理段；交錯層狀粉—細砂巖相為下平行層理段；泥質(zhì)粉砂巖相為交錯層理段；泥巖相為水平層理段。泥質(zhì)巖相具有高自然電位和高電導(dǎo)率的特征，隨砂質(zhì)含量和粒度的增加，自然電位和電導(dǎo)率降低。受后期濁流的沖刷，地層記錄中濁積水道主要保存了鮑馬序列的遞變層理段和下平行層理段，泥巖相主要發(fā)育在水道間溢流微相和深水湖盆泥微相中。

1.2構(gòu)型單元劃分模式

目前，國內(nèi)對濁積水道砂體的構(gòu)型單元［14-15］還沒有形成統(tǒng)一的劃分方案。筆者參照Miall的6級構(gòu)型界面體系，充分考慮濁積水道砂體沉積時的水動力條件、沉積方式和沉積規(guī)律，建立了濁積水道砂體構(gòu)型的6級界面劃分方案（圖2）。Ⅰ級界面為交錯層系界面，構(gòu)型單元內(nèi)層理類型相同。Ⅱ級界面為交錯層系組界面，限定的構(gòu)型單元為一個巖相單元。Ⅲ級界面為單一水道砂體的內(nèi)部夾層，屬于自旋回細粒沉積，相當于Miall定義的大型底形內(nèi)增生體界面，類似于曲流河點壩內(nèi)的側(cè)積面，限定的構(gòu)型單元為由幾個巖相組成的韻律段，為一個完整或不完整的鮑馬序列。Ⅳ級界面為一期濁流沉積中的單一濁積水道砂體的邊界面，包括各濁積水道砂體之間的分界面和水道砂體與其他微相之間的分界面，相當于Miall定義的大型底形界面，為具有一定規(guī)模的侵蝕界面，類似于曲流河中的單一河道沉積。Ⅴ級界面為一期濁流沉積中多條水道形成的復(fù)合砂體邊界面，相當于單砂體邊界面，上下有較穩(wěn)定的隔層。Ⅵ級界面為目前地層分層體系中的小層界面，縱向上一般包含1～3個單砂體，厚度一般為10～30 m。這6級界面都可在巖心和露頭上識別，覆蓋區(qū)測井資料受縱向分辨率的影響可以識別Ⅲ級—Ⅵ級界面，地震資料可以用來識別Ⅵ級界面。

圖2　濁積水道砂體構(gòu)型界面劃分方案Fig.2 Partition scheme of configuration interface in turbidity channel sand body

2　單砂體空間展布特征

渤南五區(qū)沙三段9砂組濁積扇沉積時期主要發(fā)育東西兩個水系，縱向上自上而下可劃分為1、2、3、4號4個小層，相當于Ⅵ級構(gòu)型單元，地層厚度一般為10～30 m，4號小層相對最厚。本文中單砂體是縱向可分的一期濁積水道形成的砂體復(fù)合體，為Ⅴ級構(gòu)型單元，單砂體之間大部分區(qū)域存在隔層，開發(fā)中相對獨立［19］。單砂體的識別主要依靠取心井和測井資料由點到面、由精細剖面到平面組合，單砂體間一般存在泥質(zhì)隔層，在巖心和測井資料上識別相對容易。剖面上單砂體的劃分需要考慮古地形、地層厚度、差異壓實和濁積水道沉積模式，一期濁積扇開始形成時濁流密度大，水動力強，下切作用和遷移能力強，水道控制范圍大，隨著濁流不斷發(fā)展，湖水不斷混入，濁流密度降低，水道下切作用和遷移能力降低，水道變窄，控制范圍下降。根據(jù)以上濁積扇的發(fā)育規(guī)律，采用側(cè)向相變、砂泥巖超短期旋回對比的方法，對渤南5區(qū)9砂組4個小層進行單砂體的劃分，自上而下劃分為13個單砂體，每個小層自下而上單砂體的控制范圍不斷減?。▓D3）。平面上單砂體的組合以砂體厚度中心線為主干，結(jié)合沉積模式進行合理組合。渤南五區(qū)沙三段9砂組濁積水道可分為東、西兩個水系，1號、2號和4號小層西部水系發(fā)育明顯，東部水系發(fā)育程度低；3號小層?xùn)|、西部水系都有發(fā)育，且東、西兩水系發(fā)育程度相當。總體上自4號小層到1號小層，濁積水系發(fā)育程度存在降低的趨勢（圖3）。

2.1垂向疊加樣式

渤南五區(qū)濁積水道砂體的垂向疊加樣式可分為相隔式和淺切式兩種。相隔式上下兩單砂體之間存在泥質(zhì)等細粒沉積物，可以作為很好的滲流屏障。淺切式是指后期單砂體切割前期單砂體，但切割深度小于前期單砂體厚度的一半［9］，上下兩單砂體之間可以發(fā)生流體流動。渤南五區(qū)9砂組濁積水道單砂體總體上以相隔式為主，鉆遇率大于70%。淺切式主要發(fā)育在水動力相對更強的西部水系，約占全區(qū)淺切式的70%，東部水系3號小層淺切式較發(fā)育?？v向上3號和4號小層單砂體淺切式較發(fā)育，占4個小層淺切式的60%以上，1號和2號小層相隔式占優(yōu)勢。

2.2平面展布樣式

渤南五區(qū)濁積水道單砂體平面樣式可劃分為交切連片式、交切條帶式和孤立條帶式3種，以交切條帶式為主。交切連片式是指長寬比近于1∶1的砂體，由于各濁積水道之間的側(cè)向交切，砂體形成大面積的交切區(qū)，片狀產(chǎn)出，砂體連通性好，橫向連通性大于1 500 m，平面上都發(fā)育在西部水系，縱向上主要發(fā)育在4-2、4-1和2-2的3個單砂體。交切條帶式是指長寬比大于1∶1，但小于3∶1的單向延伸砂體，條帶內(nèi)存在幾條濁積水道的側(cè)向交切，砂體順物源方向連通性好，橫向上延展為600～1800 m，具一定連通性，平面上東西兩個水系都有發(fā)育，縱向上主要發(fā)育在4-3、3-4、3-3、2-3、2-1、1-3和1-2共7個單砂體中。孤立條帶式是指長寬比大于3∶1，主要發(fā)育一條主水道砂體，順物源方向連通性好，橫向延伸一般小于800 m，連通性差，主要發(fā)育在東部水系，西部水系發(fā)育較少，縱向上主要發(fā)育在3-2、3-1和1-1的3個單砂體中。

圖3　渤南五區(qū)濁積水道單砂體接觸樣式Fig.3 Contact styles of turbidity channel monosandbody in the 5th area of Bonan Oilfield

3　單一水道特征

單一水道是構(gòu)成單砂體的主要構(gòu)型單元，為本次濁積水道構(gòu)型研究的Ⅳ級構(gòu)型單元。從圖3橫切水道體系的東西向剖面圖上看出，渤南5區(qū)9砂組的四個小層中4號、3號和2號3個小層的地層厚度整體變化不大，由于東、西部水系的砂巖發(fā)育程度不同，受后期壓實作用的影響東部水系地層厚度相對較薄。1號小層濁積水道主要發(fā)育在西部水系的中部，西部水系的兩邊和東部水系砂體不發(fā)育，受后期壓實作用影響地層厚度差異大。通過以上分析發(fā)現(xiàn)渤南5區(qū)9砂組各小層沉積時期整體地形較平坦，濁積扇主要為充填沉積，所以可采用小層頂泥巖拉平下的高程差異、側(cè)向相變、砂體厚度變化特征以及廢棄水道沉積等方法在密井網(wǎng)連井剖面中劃分單一水道（圖3）。平面上單一水道的識別主要參考剖面劃分中的單一水道邊界，并考慮砂體厚度高值，根據(jù)沉積模式進行合理組合。渤南五區(qū)9砂組單一水道分界面發(fā)育位置繼承性較好，主要發(fā)育在東、西部水系之間和西部水系的Y5-1-G3井與Y65-4-5井之間（圖3）。

圖4　渤南五區(qū)單一濁積水道規(guī)模特征Fig.4 Scale features of single turbidity channel in the 5th area of Bonan Oilfield

選取渤南五區(qū)9砂組的72條單一水道作為樣本，對其寬度和深度進行測量（圖4）發(fā)現(xiàn)：①單一水道的寬度一般為400～800 m，平均為570 m；②單一水道深度一般為4～13 m，平均為8 m，深度為6～10 m的水道約占全部水道的77%；③單一水道的寬度與深度呈正相關(guān)性，寬深比一般為60～90，遠大于陸相的曲流河（寬深比小于10）和辮狀河（寬深比大于40）。④渤南五區(qū)9砂組4號、3號和2號小層的水道寬度和深度相近，1號小層單一水道的寬度相對要窄一些（圖3）。

4　隔夾層類型及特征

根據(jù)成因，渤南五區(qū)濁積水道砂體的隔夾層可分為沉積成因和成巖成因兩類。根據(jù)巖性，可劃分為泥質(zhì)隔夾層、物性隔夾層及鈣質(zhì)隔夾層3類。泥質(zhì)隔夾層為沉積成因，巖性主要為泥巖、油泥巖和粉砂質(zhì)泥巖。泥巖和粉砂質(zhì)泥巖自然伽馬值高，微電極低；油泥巖自然伽馬高，微電極高。物性隔夾層也為沉積成因，巖性較泥質(zhì)隔夾層粗，主要為泥質(zhì)粉砂巖和泥質(zhì)砂巖，厚度較薄，一般小于1 m，自然伽馬出現(xiàn)回返現(xiàn)象，回返幅度較小，一般小于40%。鈣質(zhì)隔夾層為成巖作用期地下水流動過程中不斷鈣化而形成，屬成巖成因，巖性主要為鈣質(zhì)砂巖，微電極和電阻率曲線上表現(xiàn)為高電阻尖峰狀，主要分布在砂體底部。規(guī)模上可分為小層之間的隔層（Ⅵ級構(gòu)型界面）、單砂體之間的隔層（Ⅴ級構(gòu)型界面）和單一水道砂體內(nèi)的夾層（Ⅳ級構(gòu)型界面）3級（圖5）。通過研究區(qū)200多口井的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)小層間隔層主要為沉積成因的泥質(zhì)隔層，厚度大，平均為6.1m，橫向穩(wěn)定性好，鉆遇率大于85%，可全區(qū)對比（圖3連井剖面）。單砂體之間的隔層也主要為沉積成因的泥質(zhì)隔層和物性隔層，具一定厚度，平均為1.5 m，橫向較穩(wěn)定，鉆遇率為72%～91.5%，研究區(qū)大部分區(qū)域可追蹤對比（圖3連井剖面）。單一水道內(nèi)部夾層主要為沉積成因的物性夾層和成巖成因的鈣質(zhì)夾層，厚度薄，測井識別出的夾層厚度為0.35～1.4 m，平均為0.7 m，橫向連通性差，在一個井距以內(nèi)，難以井間對比，發(fā)育頻率低，單井縱向一般發(fā)育0～2個，發(fā)育頻率平均為0.12層/m。單一水道內(nèi)夾層在巖心上可識別到小于0.5 m，小于0.5 m的測井資料難以識別。根據(jù)對子井研究和取心井的觀察描述，發(fā)現(xiàn)單一水道內(nèi)部沉積成因的物性夾層與水道砂體頂面夾角小，一般小于4°（圖6），鈣質(zhì)夾層主要發(fā)育在水道砂體底部，與水道底部平行。

圖5　渤南五區(qū)濁積水道隔夾層特征Fig.5 Characteristics of interlayer of turbidity channel in the 5th area of Bonan Oilfield

圖6　單一濁積水道物性夾層特征Fig.6 Characteristics of material interlayer of single turbidity channel

5　結(jié) 論

（1）渤南五區(qū)濁積水道發(fā)育泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、交錯層狀粉—細砂巖、塊狀粗—中砂巖、塊狀砂礫巖和塊狀泥礫砂巖6類巖相，疊置在一起可組成完整或不完整的鮑馬序列，其中塊狀砂礫巖相、塊狀粗—中砂巖相和交錯層狀粉—細砂巖相為主要儲層巖相。

（2）建立了濁積水道砂體構(gòu)型的6級界面劃分方案，Ⅰ級界面為交錯層系界面，Ⅱ級界面為交錯層系組界面，Ⅲ級界面為單一水道砂體的內(nèi)部夾層，Ⅳ級界面為一期濁流沉積中的單一濁積水道砂體的邊界面，Ⅴ級界面為一期濁流沉積中多條水道形成的復(fù)合砂體邊界面，Ⅵ級界面為目前地層分層體系中的小層界面。

（3）渤南五區(qū)沙三段9砂組分屬于東西部兩個水系，西部水系砂體發(fā)育程度高，東部水系發(fā)育程度低。單砂體的垂向疊加樣式可分為相隔式和淺切式兩種，以相隔式為主，平面上主要發(fā)育交切連片式、交切條帶式和孤立條帶式3種平面展布樣式，以交切條帶式為主。

（4）渤南五區(qū)9砂組單一濁積水道寬度與深度存在明顯的正相關(guān)性，寬深比一般為60～90，遠大于陸相的曲流河和辮狀河，單一水道的寬度一般為400～800 m，平均為570 m。

（5）根據(jù)成因，渤南五區(qū)濁積水道砂體的隔夾層可分為沉積成因與成巖成因兩類。根據(jù)巖性，可分為泥質(zhì)隔夾層、物性隔夾層及鈣質(zhì)夾層3類。小層之間和單砂體之間隔層橫向穩(wěn)定性強，厚度大，單一水道內(nèi)部夾層厚度為0.35～1.4 m，平均為0.7 m，橫向連通性差，在一個井距以內(nèi)，發(fā)育頻率低，產(chǎn)狀與水道砂體頂面夾角小，一般小于4°。

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（編輯 徐會永）

Reservoir architecture of turbidity channels in the 5th area of Bonan Oilfield

LI Zhipeng1，YANG Yong1，HOU Jiagen2，GUO Yingchun1
（1.Research Institute of Exploration and Development，Shengli Oilfield，SINOPEC，Dongying 257061，China；2.School of Geosciences in China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

Based on the dispositional model of turbidity channel，we established a reservoir architecture model of turbidity channels.We studied the reservoir architecture of the turbidity channels in the 9th sand group of E2s3in Bonan Oilfield using the rock cores，outcrop，logging and the well pattern of the well sections.The results reveal that there are six types of lithofacies in the turbidity channels.The lithofacies forms are the complete or incomplete Bouma Sequence.The monosandbodies are divided into two river systems by the ancient landform.Vertically the monosandbodies are in apart form and shallow erosion form.In the horizontal plane，the monosandbodies are in intersecting flaky form，intersecting banded form and isolated banded form.The single channel sand bodies are mostly 5-10 m thick；the channel widths are 400-800 m，with a 570 m average.There are muddy interlayer，calcareous interlayer and physical interlayer.The interlayers between the monosandbodies are stable and in good continuity.On the other hand the interlayers in the single channel sand body are less and unstable.The dip angle of the interlayers in the single channel sand bodies is small.

turbidity sand；turbidity channel；reservoir architecture；interlayer；Bonan Oilfield

TE 122.2

A

1673-5005（2015）05-0036-07

10.3969/j.issn.1673-5005.2015.05.005

2015-03-20

中國石油化工股份有限公司課題（P12137）

李志鵬（1983-），男，博士，研究方向為油藏描述。E-mail：lizhipeng20020015@126.com。

引用格式：李志鵬，楊勇，侯加根，等.渤南五區(qū)濁積水道砂體儲層構(gòu)型研究［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，39（5）：36-42.

LI Zhipeng，YANG Yong，HOU Jiagen，et al.Reservoir architecture of turbidity channels in the 5th area of Bonan Oilfield［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2015，39（5）：36-42.