扶新隆起帶東緣泉三段儲層構型差異

羅超，羅水亮，賈愛林，陳昌照，陳昶旭，王少霞，王子琦

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京，100083；2. 長江大學 油氣資源與探測技術教育部重點實驗室，湖北 武漢，430100；3. 中國石油安全環(huán)保技術研究院，北京，102200；4. 中石油吐哈油田勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密，839000；5. 中石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦，124000）

扶新隆起帶東緣泉三段儲層構型差異

羅超1，羅水亮2，賈愛林1，陳昌照3，陳昶旭4，王少霞4，王子琦5

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京，100083；2. 長江大學 油氣資源與探測技術教育部重點實驗室，湖北 武漢，430100；3. 中國石油安全環(huán)保技術研究院，北京，102200；4. 中石油吐哈油田勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密，839000；5. 中石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦，124000）

以松遼盆地扶新隆起帶東緣泉三段高彎度曲流河沉積為例，綜合巖心、測井、現(xiàn)代沉積及動態(tài)分析等多種資料，以定量構型分析為手段，選取典型層段比較各級次構型單元間的差異特征。在泉三段基準面旋回整體上升過程中，各小層復合河道砂體疊置樣式由鱗片席狀向條帶、串珠狀過渡。密井網(wǎng)解剖結果結合定量地質(zhì)知識庫推算了泉三段14，17和20小層單一曲流帶（五級）平均規(guī)模，其中14小層單一曲流帶規(guī)模較大，平均寬度為568 m，平均波長為833 m。自旋回過程使得不同的層序演化階段下點壩內(nèi)部巖相組成、點壩規(guī)模間存在較大區(qū)別，14小層內(nèi)平均點壩厚度、規(guī)模最大。擴張、旋轉作用使得點壩內(nèi)部結構復雜，各層內(nèi)點壩側積層具有厚度小和傾角小的相似特征，側積體規(guī)模均在25～75 m之間，表明各小層間單砂體級次（四級）的構型差異性最為顯著，單一曲流帶（五級）、點壩內(nèi)部三級構型差異性不甚明顯。以表征的五級、四級及三級構型的定量規(guī)模為約束，通過相控和人機交互的儲層構型建模方法，建立能夠反映研究區(qū)儲層構型空間差異性特征的三維地質(zhì)模型。

構型差異；點壩；泉三段；扶新隆起帶

儲層構型是指不同級次儲層單元與隔夾層的形態(tài)、規(guī)模、方向及其空間疊置關系［1-4］，目前主要采用構型要素分析法，多級次表征野外露頭和現(xiàn)代沉積中河流—三角洲砂體的成因特征、定量規(guī)模及非均質(zhì)特征。地下儲層構型表征是近十幾年發(fā)展起來的油氣藏開發(fā)地質(zhì)研究方向，主要依據(jù)多井信息，通過將不同級次的定量構型模式與研究區(qū)不同類型的基礎資料進行擬合，采取由高到低的研究思路，預測不同級次構型要素的規(guī)模、井間分布［5-7］。國內(nèi)外學者對地下儲層構型的表征對象主要集中于河流相、沖積扇、三角洲、海底扇等，提出了“單層對比、構型模式認知、分級構型解剖”的研究步驟，針對儲層構型層次、要素、幾何關系、模式、連通關系和沉積機理完成了大量的工作，并從地下儲層構型角度出發(fā)，對沉積層序演化、各級構型單元內(nèi)非均質(zhì)性特征、儲層結構模型建立、剩余油形成與分布進行了深入研究［8-12］。我國已經(jīng)投入開發(fā)的河流相儲層是一個極其復雜的非均質(zhì)體系，在縱向上呈多級次的旋回性，平面有復雜的微相組合，非均質(zhì)特征呈現(xiàn)明顯的層次性［13］。這種垂向旋回的多期次性及平面微相組合的復雜性必然導致儲層內(nèi)部各級相同層次構型單元間的差異性。而國內(nèi)外學者在以往的構型研究中，往往只注意到構型級次的分級［14-16］，如在曲流河構型研究中，前人提出“垂向分期、側向劃界”的研究思路，并總結出“層次分析、模式擬合、多維互動”的井間構型模式預測方法，對點壩砂體的各類識別標志進行了歸納［17］，研究重心更多地關注于單一曲流帶、點壩等構型單元的識別上，卻忽略了這種相同級次構型單元間（如點壩與點壩間）的差異特征。在油田開發(fā)階段，這種儲層內(nèi)部相同級次構型單元間的差異性，對剩余油形成與分布有較強的控制作用［18-19］。因此，在多級次構型要素規(guī)模識別的基礎上，開展地下儲層構型差異研究，并建立能夠反映不同層次構型單元的定量規(guī)模及其疊置關系的構型模型，對精細油藏數(shù)值模擬研究及剩余油挖潛有重要意義。本文作者以松遼盆地扶新隆起帶泉三段曲流河沉積為例，采用儲層構型研究的思想，綜合巖心、測井、現(xiàn)代沉積及動態(tài)分析等多種資料，主要從五級、四級及三級構型單元多個角度探討地下曲流河儲層構型差異特征。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1所示為扶新隆起帶東緣位置與目的層地層巖性特征。扶新隆起帶位于松遼盆地中央坳陷區(qū)東部的1個正向二級構造單元（圖1），其西南部與長嶺凹陷相接，南毗華字井階地，北臨三肇凹陷，東連登婁庫—長春嶺背斜帶［20］。下白堊統(tǒng)泉三段發(fā)育于盆地坳陷期，受西南通榆—?？邓档挠绊懀诜鲂侣∑饚Оl(fā)育曲流河沉積。泉三段泥巖顏色以灰綠色為主，表明該階段氣候潮濕，為弱還原沉積環(huán)境。由于該時期盆地地勢平緩，地層厚度差異性不明顯，層段多分布在120～230 m，平均為150 m。經(jīng)過多年的注水開發(fā)，泉三段儲層內(nèi)部剩余油呈“整體分散、局部富集”的特征，因此開展針對目的層段的儲層構型差異研究，對高含水階段剩余油挖潛有重大意義。

國內(nèi)外眾多學者根據(jù)露頭研究和現(xiàn)代沉積，針對不同的氣候條件、沉積水動力環(huán)境，建立了多種曲流河點壩發(fā)育模式，主要包括水平斜列式（一般形成于小型河流或潮濕氣候區(qū)）、階梯斜列式（一般形成于大型河流或干旱—半干旱氣候區(qū)）及波浪式（過渡型）［21］。研究區(qū)泉三段為潮濕環(huán)境，且河流規(guī)模較小，側積層表現(xiàn)為水平斜列式模式。地下古河流的曲率ρ可以通過巖性剖面上粉砂泥質(zhì)組分的質(zhì)量分數(shù)（M）來估算。這是地下儲層構型表征過程中的常見做法，由于在垂向巖性剖面上，扶新隆起帶泉三段的粉砂泥質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為 48%～70%，推算出的泉三段古河流的曲率（ρ）為2.48～2.65，為典型的小型高彎度曲流河。

圖1 扶新隆起帶東緣位置與目的層地層巖性特征Fig.1 Location of the eastern Fuxin Uplift and the lithology characteristics of target layers

2 儲層構型差異性分析

2.1 單一曲流帶規(guī)模構型差異

圖2所示為扶新隆起帶東緣泉三段綜合沉積層序演化圖。扶新隆起帶東緣泉三段至下而上發(fā)育6個砂組、15個小層，整體構成1個基準面不斷上升的長期半旋回。各小層內(nèi)河道砂體在自然電位、自然伽馬上響應多表現(xiàn)為鐘形特征，多期次河道的垂向、側向疊置，形成具一定規(guī)模的復合河道砂體，在測井曲線上呈現(xiàn)復合鐘形、復合鐘—箱形結構。其中，20小層處于基準面上升的中期，為相對較低可容納空間內(nèi)的富砂層段，大量鱗片席狀連通砂體廣泛發(fā)育，在工區(qū)東北部側向疊加嚴重，使得砂體寬度達到1 500 m以上。在17小層沉積時期，物源供應較充足，基準面處于較高位置，A/S（即可容納空間增加速率A與沉積物供給速率S之比）較高，河道平面擺動、改道程度弱，在工區(qū)內(nèi)沉積了 8支由南西向北東展布的條帶狀河道砂體，寬度從400～1 000 m不等。泉三段上部的14小層以孤立、單一條帶狀河道砂沉積為主，孤立河道砂體以串珠狀鑲嵌于大范圍泛濫平原沉積中，寬度分布在300～700 m，在中北部部分井區(qū)，砂體間連通性較好，寬度可達1 000 m；由于處于A/S較大的沉積旋回演化階段，該時期河道側向擺動能力減小，砂體間疊置、切割作用弱（圖2）。

圖2 扶新隆起帶東緣泉三段綜合沉積層序演化圖Fig.2 Sedimentary sequence evolution of Quan3 formation in the eastern Fuxin uplift

圖3 扶新隆起帶東緣單一曲流帶平面、剖面解剖圖Fig.3 Schematic illustration of a meander bend in plane and cross sectional view in eastern Fuxin uplift

圖3所示為扶新隆起帶東緣單一曲流帶平面、剖面解剖圖。單一河道是在泛濫平原沉積背景下，經(jīng)過侵蝕、沉積、廢棄、改道等演化階段形成的河道單元，相當于Miall描述的5級構型單元。在明確了區(qū)內(nèi)單一曲流帶的識別標志后（不連續(xù)河間沉積、“厚—薄—厚”砂體厚度變化及標志層相對高程差等），通過現(xiàn)代沉積的類比與研究區(qū)密井網(wǎng)的解剖，能夠獲得單一河道砂體的平面幾何特征，進而重建古河道分布規(guī)模與形態(tài)學特征等多方面信息（圖3）。本次研究采用“點—面—體”的分析思路，根據(jù)密井網(wǎng)井間精細對比的成果，從井點上識別單一點壩砂體厚度推算河道滿岸深度，結合密井網(wǎng)區(qū)所識別的廢棄河道范圍及定量地質(zhì)知識庫推算河流滿岸寬度，進而延展到三維空間獲得單一曲流帶最大側積范圍（圖3中Wm）、曲流帶波長（圖3中λm）等參數(shù)。以20小層的X10-1典型井組密井網(wǎng)構型解剖為例，通過平剖結合的對比分析方法，在X10-001井上識別出廢棄河道沉積，同時結合北部X+8-00井上識別的溢岸沉積，可界定出該曲流帶的邊界范圍，再依據(jù)定量地質(zhì)知識庫數(shù)據(jù)，推算該單一曲流帶最大側積范圍為381 m，波長為556 m。以該方法類推，通過統(tǒng)計14，17及20這3個小層多個點壩砂體的解剖成果，研究認為14小層曲流帶規(guī)模較大，平均寬度為568 m，平均波長為833 m；17小層曲流帶平均寬度為462 m，平均波長為676 m；20小層曲流帶平均寬度為384 m，平均波長為563 m。

2.2 單砂體規(guī)模構型差異

點壩砂體內(nèi)部結構較為復雜，由若干側積體側向拼接組成，是曲流河單一曲流帶砂體的富砂帶，對應于Miall描述的4級構型單元［22］。單一點壩砂體的識別標志主要包括：1） 垂向沉積層序。2） 厚度分布特征。3） 臨近廢棄河道分布。國內(nèi)外學者在單一點壩的識別上，已進行詳細研究。本文研究重點描述不同層序旋回位置處點壩砂體巖相組合、幾何參數(shù)上的差異。

圖4所示為泉三段河流相沉積主要巖相類型及典型垂向序列。通過對J24和J25等13口井巖心資料的觀察和描述，在區(qū)內(nèi)泉三段曲流河沉積中識別出7種巖相類型：層狀礫質(zhì)砂巖相（Gt）、槽狀交錯層理砂巖相（St）、板狀交錯層理砂巖相（Sp）、平行層理砂巖相（Sh）、波狀層理砂巖相（Sr）、水平層理粉砂巖相（Fh）及厚層泥巖相（Fm）。區(qū)內(nèi)泉三段點壩砂體典型沉積序列，由上述巖相相序的垂向疊加組成 Gt-St-Sp（Sh）-Sr的疊置樣式（圖4），這種可預測的疊加順序構成向上變細的旋回序列。下部發(fā)育厚度及規(guī)模較大的槽狀、板狀交錯層理，向上規(guī)模變小，以發(fā)育Sr和Sh巖相為特征。在河道沉積末期，發(fā)育區(qū)域性分布的泛濫平原沉積，以水平層理的泥巖為典型特征，并代表著該期次點壩砂體沉積的終結。

圖4 泉三段河流相沉積主要巖相類型及典型垂向序列Fig.4 Major fluvial lithofacies and vertical sequence of Quan 3 formation

單一點壩砂體的垂向巖相組合的演化，實質(zhì)是 1個自旋回沉積過程。與異旋回不同的是，自旋回作用通常是與基準面變化無關的事件作用的產(chǎn)物，一般只控制沉積相序的內(nèi)部結構和各巖相的比例，與基準面旋回變化關系不明顯［23］。14小層、17小層及20小層中形成的下部點壩砂體—上部泛濫平原的正韻律沉積，是河道自身“凹侵凸積”側向遷移作用的結果，并不代表基準面旋回的升降變化，在基準面不發(fā)生升降變動的情況下依然發(fā)生。但是，從泉三段最下部的28小層到頂部14小層，這樣多個相似的沉積砂體巖相組合在縱向上的疊加，便是基準面整體上升過程中的產(chǎn)物。由于在泉三段沉積早、中期，盆地沉降速度較低，河道的側向遷移能力強，相對干旱的氣候條件使得植被減少，加速了對臨近泛濫平原沉積的侵蝕與再分配作用。如20小層以發(fā)育側向疊置的砂體分布樣式為特征，頂部的Sr和Sp巖相往往缺失，泛濫平原泥質(zhì)沉積厚度往往較小，反映出該時期為A/S較小的沉積階段；到泉三段上部，如14小層多發(fā)育單個完整的正韻律序列；這種相域的疊加特征反映出泉三段是A/S增大的演化過程。

圖5所示為不同層段點壩巖相比率及規(guī)模。通過統(tǒng)計各小層內(nèi)完整點壩厚度、各巖相的相對概率，結合密井網(wǎng)區(qū)構型解剖成果，可估算各層點壩的平均長度等信息。在泉三段17小層、20小層中，點壩的上部常呈明顯的被侵蝕特征，Sh（Sr）巖相出現(xiàn)在點壩上部的概率低于60%，St與Sp這2種巖相在下部出現(xiàn)的概率可超過80%，并可常見對臨近點壩的侵蝕、疊加，由于點壩砂體間切割嚴重，底形多樣性弱。統(tǒng)計17小層、20小層單一點壩砂體的厚度發(fā)現(xiàn)，平均厚度為6.3和5.6 m，定量地質(zhì)知識庫推算平均河道滿岸寬度為59和49 m，平均點壩長度為380和325 m（圖5）。而在泉三段14小層沉積時期，處于較高可容納空間條件，所堆積、保留下來的完整沉積砂體厚度大，平均厚度達7.2 m，平均點壩長度為453 m。Sr（Sh）巖相在14小層點壩上部出現(xiàn)的概率可大于70%，表明點壩砂體間切割沖蝕作用弱。這是因為基準面的旋回演化對不同成因類型砂體的三維空間分布和砂體規(guī)模的變化有較明顯的控制作用［24-25］，即使對于同一成因類型的砂體，其厚度、長度等幾何特征也會隨著基準面升降發(fā)生有規(guī)律的變化。當鋁硅比A/S越小時，如17和20小層中，沉積物供給相對充足，河水寬淺、侵蝕能力強，為了獲得潛在的可供沉積物沉積的可容空間，快速的側向遷移作用使得河道頻繁決口改道，點壩間側向連接規(guī)模大，切疊程度高；基準面越高，則14小層沉積物供給相對較少，河道的側向遷移能力減弱，垂向加積作用相對較強，堤岸亞相發(fā)育，平面上點壩砂體呈串珠狀，形成了較穩(wěn)定的河道形態(tài)。

圖5 不同層段點壩巖相比率及規(guī)模Fig.5 Facies proportions and dimensions of point bar in different layers

2.3 點壩內(nèi)構型差異性表征

2.3.1 點壩增長模式解剖

圖6所示為現(xiàn)代沉積中點壩增長過程的平面模式。觀察現(xiàn)代曲流河點壩形態(tài)（圖6），發(fā)現(xiàn)單一點壩砂體平面形態(tài)各異。通過解剖現(xiàn)代沉積中點壩砂體的平面形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)這種點壩間形態(tài)學上的差異是由內(nèi)部側積體的增長樣式所決定的。在周期性洪泛事件中，洪峰期完成側積體在先前形成的壩面上堆積，之后細粒懸浮物質(zhì)附著在側積體上，形成側積層。因此，點壩的增長模型可以看成是周期性洪水所攜帶的沉積物在壩面堆積的力平衡過程，并且隨著點壩沉積過程的推進，形成點壩內(nèi)部多個側積體的側向加積，廢棄河道則是點壩側向加積的最終結束位置。通過 Google Earth軟件對嫩江、海拉爾河等地區(qū)典型點壩砂體的觀察，將其彎曲段平面形態(tài)模式化為正弦曲線、圓弧等幾何樣式，并在內(nèi)部識別出單一側積體，通過比對各側積體在點壩遷移過程中的形態(tài)轉換，認為高彎度曲流河在演化過程中主要包括擴張、旋轉2種基本形式，并產(chǎn)生擴張型點壩和旋轉型點壩2種點壩樣式。其中，在擴張型點壩砂體中（圖6（a）），擴張作用使彎曲頂點逐漸遠離彎曲帶軸線，使得1～5號側積體在橫向依次疊加，該過程中曲流帶的河道長度不斷增加，河道曲率隨之變大，到5號側積體沉積完成達到形態(tài)學門檻值后，河道廢棄，并在靠近1號側積體的位置形成新一期河道。對于旋轉型點壩砂體（圖6（b）），按照旋轉作用的方向性可進一步分為2種：外張型旋轉使點壩彎曲頂點朝著遠離彎曲帶軸線移動（圖6（c）），而內(nèi)收型旋轉使其指向彎曲帶軸線的方向移動（圖6（d）），最后都形成不對稱形態(tài)的點壩。事實上，任意1個點壩的形成都存在擴張及旋轉2種機制的共同作用，其差異僅僅在于2種作用間的強弱差異。通過現(xiàn)代沉積中點壩砂體形成演化過程的還原，推斷地下曲流河點壩的內(nèi)部結構都會受擴張、旋轉作用影響而變得十分復雜，因此，在進行點壩解剖及點壩內(nèi)部三級構型差異性分析時，需要巖心、測井、生產(chǎn)動態(tài)等資料的多方面驗證。

2.3.2 點壩內(nèi)側積層和側積體解剖

圖6 現(xiàn)代沉積中點壩增長過程的平面模式Fig.6 Plan-form modes of point bar transformation from modern rivers

圖7 扶新隆起帶14，17和20小層直井巖心側積層特征Fig.7 Characteristics of lateral accretion shale in 14th， 17th and 20th layer

點壩砂體是構成曲流河“二元結構”的主體，內(nèi)部由多個被側積層分隔的側積體構成［26］。因此，點壩內(nèi)部側積層的識別與劃分成為點壩砂體內(nèi)側積體級次（三級）構型差異性分析的關鍵。其中，側積層是兩期側積體之間的沉積分界面，在錄井、巖心資料識別側積夾層的基礎上，根據(jù)巖電標定結果，建立側積夾層的測井識別標準，對所有井進行點壩內(nèi)部側積層識別與劃分。區(qū)內(nèi)點壩中發(fā)育的側積層在自然伽馬、微電阻率曲線上有一定程度的回返，巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖及泥巖，具有厚度薄、傾角緩的特點。圖7所示為扶新隆起帶14，17和20小層直井巖心側積層特征。統(tǒng)計區(qū)內(nèi)14，17和20各小層直井巖心上側積層特征，顯示各小層間側積層差異較小，厚度上無明顯差別，一般都在5～25 cm間，側積傾角較小，多為1°～5°（圖7）。由于側積層傾向會隨著河道的決口、改道而在各點壩中不斷變化，但由于側積層傾向總是指向河道的凹岸，因此，各小層點壩內(nèi)側積層傾向整體以北西及南東向為主。由于相鄰側積層間距與側積體厚度及側積層傾角有關系，可通過統(tǒng)計各小層側積體厚度，反推側積層間距。統(tǒng)計14，17和20各層保存完整的單一側積體厚度一般為1～6 m，平均為2.5 m，推斷各層側積層間距主要分布在25～75 m之間，各層點壩砂體內(nèi)側積體規(guī)模差異較小。由于研究區(qū)井網(wǎng)密度大，井距一般小于100 m，部分加密區(qū)井距在50 m以內(nèi)，為驗證點壩內(nèi)構型差異性表征的可靠性，在 14，17和20小層密井網(wǎng)解剖的點壩砂體中，以現(xiàn)代沉積中點壩的增長模式為指導，根據(jù)已經(jīng)獲取的側積體、側積層規(guī)模及傾角等信息進行模式擬合。

以17小層X15-17.4密井網(wǎng)井區(qū)點壩為例，該點壩沿彎曲帶軸線方向延伸約650 m，寬度約350 m，根據(jù)取心井巖電標定的結果，在 AA′方向上的X15-17.4，X15-18.4，X17-17.2和X17-017.4井上，分別識別出3，3，2和1個側積泥巖層，在AB剖面上的X15-16.4和X15-16.3井上識別出3和1個側積泥巖層。而在靠近X17-017.4井的位置發(fā)育廢棄河道，據(jù)井點識別的側積泥巖組合結果，在X15-17.4井組，沿著 AA′向外依次發(fā)育 6個側積體，且側積層在X15-6.3井的位置并沒有呈明顯的收斂趨勢，并相反可見在6個側積體發(fā)育的過程中，點壩彎曲頂點朝著遠離彎曲帶軸線移動，明顯是受外張型旋轉作用的控制，使得點壩內(nèi)側積體呈不完全對稱性。其中，X15-17.4和X15-16.3為注水井，X17-17.2，X17-017.4和X15-16.4為采油井，射孔情況見圖8。從剖面AB可看出：雖然X15-17.4與X15-6.4井在同一點壩上，但受側積層影響，X15-7.4井射孔段的第 1個側積體與X15-16.4的上部射孔段不連通。而X15-16.3盡管對17小層整個韻律段注水，但受重力作用影響，注入水更多地沿底部推進，主要對X15-16.4井的下部射孔段起作用。在剖面AA′上，沿X15-17.4井向X17-017.4井方向為側積方向，由于X17-17.2井的射孔層段受到來自 X15-17.4方向注水井的影響，故推斷 X17-17.2井上的2號側積體為X15-17.4井上部的4號側積體的延伸。為證實這一推斷，通過核查X15-17.4與X17-17.2之間后期加密的 X15-18.4井測井資料，該井第1，2和3個側積體的電阻率明顯降低，說明X15-17.4井的注入水已經(jīng)波及上述 3個側積體。X15-17.4與X15-18.4井相距43 m，井距小，自然伽馬等反應巖性的曲線形態(tài)相似，證實 X15-17.4井的 4號側積體、X15-18.4井的3號側積體及X17-17.2井的2號側積體相互連通。將小層頂面標志層拉平后，顯示X15-17.4井與X15-18.4井側積層高程差為1 m，計算側積層傾角為1.5°，與取心資料一致，并進一步推算井區(qū)內(nèi)側積層間距分布在25～50 m，證實了估算結果的準確性。綜合14和20小層點壩解剖結果，各小層內(nèi)側積體級次的構型差異性較小，這主要是因為每一期次洪水能量變化差異較大，當洪水能量較強時，河道側向遷移距離大，形成的側積體較寬；當洪峰持續(xù)時間短、沉積速率小時，河道側向遷移距離小，形成的側積體寬度小。而每一期次洪水能量的不確定性，使得各層點壩內(nèi)側積體規(guī)模變化規(guī)律性不明顯。

3 儲層構型三維模型

構型建模是近年來地下儲層精細化表征的熱點［27-30］，相比傳統(tǒng)的建模技術，可以實現(xiàn)對四級、三級乃至更小級別構型單元的模擬，極大地提高地下儲層非均質(zhì)性的表征精度。曲流河儲層構型建模的目標是建立能夠反映單一曲流帶、點壩及點壩內(nèi)構型單元三維空間分布特征的地質(zhì)模型。目前，用于儲層構型這種離散變量的建模方法主要包括示性點過程、序貫指示模擬以及多點地質(zhì)統(tǒng)計學等，由于曲流河儲層構型空間展布的復雜性及其各種算法本身的適用性，各種建模方法用于構型建模均存在較大困難［7］。為了獲取與地質(zhì)認識更為匹配的地質(zhì)模型，作者應用區(qū)內(nèi)曲流河儲層不同層次構型單元的定量規(guī)模為約束條件，采用相控和人機交互后處理的方法，進行各小層曲流河儲層構型模型建立。

圖8 17小層不同方向的點壩剖面圖Fig.8 Cross-sections in different orientations of a point bar of 17th layer

圖9 14，17和20小層典型井區(qū)三維構型模型Fig.9 Three-dimension architectural model of typical well area in 14th， 17th and 20th layer

圖9（a），（b）和（c）所示分別為研究區(qū)14，17和20小層典型井組的點壩三維構型模型。受擴張及旋轉作用影響，各點壩砂體呈現(xiàn)不同的平面形態(tài)特征。從圖9可以看出：在構型定量規(guī)模約束下建立的點壩構型三維地質(zhì)模型不僅可以再現(xiàn)點壩、廢棄河道、泛濫平原四級構型單元的空間接觸關系，而且可以再現(xiàn)點壩及點壩內(nèi)側積體、側積層的定量規(guī)模及其疊置樣式，體現(xiàn)出各級次構型間的差異性特征，能夠為精細油藏數(shù)值模擬研究、剩余油挖潛及開發(fā)方案的調(diào)整提供可靠的地質(zhì)模型。

4 結論

1） 14，17和20小層單一曲流帶平均規(guī)模間的存在較大差異，14小層單一曲流帶平均規(guī)模最大，寬度可達568 m，波長833 m。

2） 泉三段曲流河沉積中，小層間單砂體級次的構型差異性最為顯著，自旋回過程造成不同的層序演化階段下點壩內(nèi)部巖相比例和規(guī)模間存在差異，其中泉三段沉積早、中期點壩砂體中細粒巖相（Sh，Sr）成分相對較低，而處于較高基準面旋回位置的14小層點壩規(guī)模更大，平均厚度為7.2 m，長度為453 m。

3） 擴張、旋轉作用使得各點壩內(nèi)側積體堆積樣式各不相同，主要呈擴張型、外張旋轉型及內(nèi)收旋轉型3種樣式，受每一期次洪水能量的不確定性影響，各小層點壩內(nèi)三級構型差異性較小，側積層具有厚度薄、傾角緩的相似特征，厚度為5～25 cm，傾角為1°～5°，相鄰側積層間距主要分布在25～75 m。

4） 以扶新隆起帶東緣曲流河儲層不同層次構型單元定量分析結果為約束條件，采用相控和人機交互的方法，建立了14，17和20小層中能夠反映各級次構型單元空間分布特征的三維地質(zhì)模型。

［1］ MIALL A D. Architectural-elements analysis： A new method of facies analysis applied to fluvial deposits［J］. Earth Science Reviews， 1985， 22（4）： 261-308.

［2］ MIALL A D. Architectural-elements and bounding surfaces in fluvial deposits： anatomy of the Kayenta Formation （Lower Jurassic）， southwest Colorado［J］. Sedimentary Geology， 1988，55（3）： 233-262.

［3］ MARTINSEN O J， RYSETH A， HELLAND-HANSEN W， et al. Stratigraphic base level and fluvial architecture： Ericson Sandstone （Campanian）， Rock Springs Uplift， SW Wyoming，USA［J］. Sedimentology， 1999， 46（2）： 235-259.

［4］ GHAZI S， MOUNTNEY N P. Facies and architectural element analysis of a meandering fluvial succession： the Permian Warchha Sandstone， Salt Range， Pakistan［J］. Sedimentary Geology， 2009， 221（8）： 099-126.

［5］ 溫立峰， 吳勝和， 王延忠， 等. 河控三角洲河口壩地下儲層構型精細解剖方法［J］. 中南大學學報（自然科學版）， 2011， 42（4）：1072-1078. WEN Lifeng， WU Shenghe， WANG Yanzhong， et al. Anaccurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in mouth bar of fluvial dominated delta［J］. Journal of Central South University （Science and Technology）， 2011， 42（4）：1072-1078.

［6］ 賈珍臻， 林承焰， 董春梅， 等. 大慶升平油田葡萄花油層葡一油組淺水三角洲儲層構型研究［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2014， 38（6）： 9-17. JIA Zhenzhen， LIN Chengyan， DONG Chunmei， et al. Shallow delta reservoir architecture analysis on Putaohua oil formation in Shengping Oilfield［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science）， 2014， 38（6）： 9-17.

［7］ 孫天建， 穆龍新， 吳向紅， 等. 砂質(zhì)辮狀河儲層構型表征方法—以蘇丹穆格萊特盆地 Hegli油田為例［J］. 石油學報， 2014，35（4）： 715-724. SUN Tianjian， MU Longxin， WU Xianghong， et al. A quantitative method for architectural characterization of sandy braided-river reservoir： taking Hegli oilfield of Muglad Basin in Sudan as an example［J］. Acta Petrolei Sinica， 2014， 35（4）：715-724.

［8］ KJEMPERUD A V， SCHOMACKER E R， CROSS T A. Architecture and stratigraphy of alluvial deposits， Morrison Formation （Upper Jurassic）， Utah［J］. AAPG， 2008， 92（8）：1055-1076.

［9］ PEAKALL J， ASHWORTH P J， BEST J L. Meander-bend evolution， alluvial architecture， and the role of cohesion in sinuous river channels： a flume study［J］. Journal of Sedimentary Research， 2007， 77（3）： 197-212.

［10］ CHAKRABORTY P P， PAUL P. Depositional character of a dry-climate alluvial fan system from Palaeoproterozoic rift setting using facies architecture and palaeohydraulics： example from the Par formation， Gwalior Group， central India［J］. Journal of Asian Earth Sciences， 2014， 91（9）： 298-315.

［11］ JANOCKO M， NEMEC W， HENRIKSEN S， et al. The diversity of deep-water sinuous channel belts and slope valley-fill complexes［J］. Marine and Petroleum Geology， 2013， 41（3）：7-34.

［12］ GHINASSI M， NEMEC W， ALDINUCCI M. Plan-form evolution of ancient meandering rivers reconstructed from longitudinal outcrop sections［J］. Sedimentology， 2014， 61（4）：952-977.

［13］ 李陽. 河流相儲層沉積學表征［J］. 沉積學報， 2007， 25（1）：48-53. LI Yang. Characterization of sedimentology in fluvial facies reservoir［J］. Acta Sedmentologica Sinca， 2007， 25（1）： 48-53.

［14］ 李志鵬， 林承焰， 張家峰， 等. 高淺南區(qū)NmII和NmIII油組高分辨率層序構型及其對儲層構型的控制［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2012， 36（1）： 20-27. LI Zhipeng， LIN Chenyan， ZHANG Jiafeng， et al. Highresolution sequence architecture and its control over reservoir in Nm II & Nm III oil groups， Gaoqiannan area［J］. Journal of China University of Petroleum， 2012， 36（1）： 20-27.

［15］ GIBLING M R. Width and thickness of fluvial channel bodies and valley fills in the geological record： a literature compilation and classification［J］. Journal of Sedimentary Research， 2006，76（5）： 731-770.

［16］ MJES R， PRESTHOLM E. The geometry and organization of fluviodeltaic channel sandstones in the Jurassic Saltwick Formation， Yorkshire， England［J］. Sedimentology， 1993， 40（5）：919-935.

［17］ 吳勝和， 翟瑞， 李宇鵬. 地下儲層構型表征： 現(xiàn)狀與展望［J］.地學前緣， 2012， 19（2）： 15-23. WU Shenghe， ZHAI Rui， LI Yupeng. Subsurface reservoir architecture characterization： current status and prospects［J］. Earth Science Frontiers， 2012， 19（2）： 15-23.

［18］ 楊少春， 王燕， 鐘思瑛， 等. 海安南地區(qū)泰一段儲層構型對剩余油分布的影響［J］. 中南大學學報（自然科學版）， 2013， 44（10）：4161-4167. YANG Shaochun， WANG Yan， ZHONG Siying， et al. Reservoir architecture in Member 1 of Taizhou Formation of southern Haian area effects on remaining oil distribution［J］. Journal of Central South University （Science and Technology）， 2013，44（10）： 4161-4167.

［19］ 閆百泉， 馬世忠， 王龍， 等. 曲流點壩內(nèi)部剩余油形成與分布規(guī)律物理模擬［J］. 地學前緣， 2008， 15（1）： 65-70. YAN Baiquan， MA Zhizhong， WANG Long， et al. The formation and distribution of residual oil in meander point bar by physical modeling［J］. Earth Science Frontiers， 2008， 15（1）：65-70.

［20］ 李易隆， 賈愛林， 何東博， 等. 松遼盆地長嶺斷陷早白堊世斷坳轉換期沉積體系特征與演化過程［J］. 天然氣地球科學，2014， 25（5）： 709-721. LI Yilong， JIA Ailin， HE Dongbo， et al. Early cretaceous sedimentary systems and depositional process during the period of transition from faulted depression to sag， Changling Faulted depression， Songliao Basin［J］. Natural Gas Geoscience， 2014，25（5）： 709-721.

［21］ 李陽， 郭長春. 地下側積砂壩建筑結構研究及儲層評價［J］.沉積學報， 2007， 25（6）： 942-949. LI Yang， GUO Changchun. The architecture and reservoir evaluation of underground lateral accretion bar［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2007， 25（6）： 942-949.

［22］ 岳大力， 吳勝和， 劉建民. 曲流河點壩地下儲層構型精細解剖方法［J］. 石油學報， 2007， 28（4）： 99-104. YUE Dali， WU Shenghe， LIU Jianmin. An accurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in point bar of meandering river［J］. Acta Petrolei Sinica， 2007， 28（4）： 99-104.

［23］ 黃彥慶， 張尚鋒， 張昌民， 等. 高分辨率層序地層學自旋回作用的探討［J］. 石油天然氣學報， 2006， 28（2）： 6-9. HUANG Yanqing， ZHANG Shangfeng， ZHANG Changmin，et al. The discussion in autocycle of high-resolution sequence stratigraphy ［J］. Journal of Oil and Gas Technology， 2006， 28（2）：6-9.

［24］ DONSELAAR M E， OVEREEM I. Connectivity of fluvial point-bar deposits： an example from the Miocene Huesca fluvial fan， Ebro Basin， Spain［J］. AAPG Bulletin， 2008， 92（8）：1109-1129.

［25］ 賈愛林， 何東博， 郭建林， 等. 扇三角洲露頭層序演化特征及其對砂巖儲集層的控制作用［J］. 石油勘探與開發(fā)， 2009， 31（1）：103-104. JIA Ailin， HE Dongbo， GUO Jianlin， et al. Sequence evolution of fan-delta outcrops and its controlling on the sandstone reservoirs［J］ . Petroleum Exploration and Development， 2009，31（1）： 103-104.

［26］ 周銀邦， 吳勝和， 岳大力， 等. 點壩內(nèi)部側積層傾角控制因素分析及識別方法［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2009，33（2）： 7-12. ZHOU Yinbang， WU Shenghe， YUE Dali， et al. Controlling factor analysis and identification method of lateral accretion shale beddings angle in point bar［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2009， 33（2）： 7-12.

［27］ 趙永軍， 舒曉， 胡勇， 等. 一種復雜曲流帶儲層三維構型建模新方法［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2015， 39（1）： 1-7. ZHAO Yongjun， SHU Xiao， HU Yong， et al. A new 3D architecture modeling method of complex meander belt reservoir［J］. Journal of China University of Petroleum， 2015，39（1）： 1-7.

［28］ 劉太勛， 陶自強. 界面約束法在曲流河儲層構型建模中的應用［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2011， 35（3）： 26-30. LIU Taixun， TAO Ziqiang. Application of bounding surface restriction to meandering river reservoir architecture modeling［J］. Journal of China University of Petroleum， 2011， 35（3）：26-30.

［29］ 牛博， 高興軍， 趙應成， 等. 古辮狀河心灘壩內(nèi)部構型表征與建模： 以大慶油田薩中密井網(wǎng)區(qū)為例［J］. 石油學報， 2015，36（1）： 89-100. NIU Bo， GAO Xingjun， ZHAO Yingcheng， et al. Architecture characterization and modeling of channel bar in paleo-braided river： a case study of dense well pattern area of Sazhong in Daqing oilfield ［J］. Acta Petrolei Sinica， 2015， 36（1）： 89-100.

［30］ 范崢， 吳勝和， 岳大力， 等. 曲流河點壩內(nèi)部構型的嵌入式建模方法研究［J］. 中國石油大學學報（自然科學版）， 2012， 36（3）：1-6. FAN Zheng， WU Shenghe， YUE Dali， et al. Embedding modeling method for internal architecture of point bar sand body in meandering river reservoir［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2012， 36（3）： 1-6.

（編輯 陳愛華）

Architecture differences of subsurface reservoir in Quan 3 formation of eastern Fuxin Uplifting

LUO Chao1， LUO Shuiliang2， JIA Ailin1， CHEN Changzhao3， CHEN Changxu4，WANG Shaoxia4， WANG Ziqi5

（1. Research Institute of Petroleum Exploration and Development of PetroChina， Beijing 100083， China；2. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources， Ministry of Education，Yangtze University， Wuhan 430100， China；3. Research Institute of Security Environmental Protection Technology of PetroChina， Beijing 102200， China；4. Institute of Petroleum Exploration and Development， Tuha Oil Corporation， PetroChina， Hami 839000， China；5. Liaohe Oilfield Company of PetroChina， Panjin 124000， China）

Taking the high sinuous meandering river of Quan 3 formation in eastern Fuxin Uplifting of Songliao Basin as an example， the architecture differences were analyzed in typical layers with the method of architecture analysis by integrating the core， well logging， modern deposit study and performance data. With the increase of the base-level cycleprocess， the compound sandbody of various layers turns from strip pattern to band and beaded pattern. On the basis of the recognition of single meander belt from compound sandbody， the differences of average dimensions of meander belt were deduced among 14th， 17th and 20th layer. The 14th layer has the greatest single meander belt， with the average width of 568 m and average wavelength of 833 m. The autocycle process leads to the differences in internal lithofacies proportion and dimension of point-bar during different sequence evolution stages， which makes the average thickness and scale of point-bar in 14th layer the biggest. The expansion and rotation mechanism make the internal structure complicated in the development of point-bar， and the lateral accretion shale has the characteristics of thin and slow dip in common， with the width of lateral accretions ranging from 25 m to 75 m. It is indicated that the fourth-order architecture elements show significant difference in each layer， but the differences of fifth-order and third-order architectural elements are not significant. Under the constraint conditions of quantitative scale in different architecture units， a geological model is made to show the architecture differences by the method of facies-control and human-machine interactive.

architecture differences； point bar； Quan 3 formation； Fuxin uplifting

TE122

A

1672-7207（2016）05-1637-12

10.11817/j.issn.1672-7207.2016.05.025

2015-05-04；

2015-07-16

國家科技重大專項（2011ZX05015） （Project（2011ZX05015） supported by the National Science and Technology Major Program of China）

羅水亮，博士，從事儲層精細描述與開發(fā)地質(zhì)相關研究；E-mail： luoshuiliang@sohu.com