泌陽凹陷雙河油田扇三角洲前緣構(gòu)型精細(xì)解剖

姜建偉，肖夢華，王繼鵬，胡書奎

（1.中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽473132；2.中國石化河南油田分公司新疆采油廠，新疆焉耆841199；3.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；4.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州450043）

泌陽凹陷雙河油田扇三角洲前緣構(gòu)型精細(xì)解剖

姜建偉1，肖夢華2，王繼鵬3，胡書奎4

（1.中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽473132；2.中國石化河南油田分公司新疆采油廠，新疆焉耆841199；3.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；4.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州450043）

利用巖心、測井和生產(chǎn)動態(tài)資料，在扇三角洲前緣內(nèi)部構(gòu)型級次劃分及識別單一河道砂的基礎(chǔ)上，精細(xì)解剖泌陽凹陷雙河油田Ⅶ10小層扇三角洲前緣的構(gòu)型。雙河油田扇三角洲前緣復(fù)合砂體主要發(fā)育水下分流河道、河口壩和溢岸砂3類構(gòu)成單元，單一砂體構(gòu)型界面為泥粉砂質(zhì)夾層、鈣質(zhì)砂礫巖夾層以及泥礫巖夾層。研究區(qū)砂體的拼接樣式分為河口壩-河口壩拼接、河口壩-辮狀水道拼接、辮狀水道-辮狀水道拼接以及辮狀水道-溢岸砂拼接等4種類型。應(yīng)用三維視窗內(nèi)多視角柵狀組合技術(shù)在小層內(nèi)識別出3條單一河道及其相應(yīng)河口壩和溢岸砂，單一河道寬度為100～150 m，具有從北向南逐步交叉合并并分流的變化規(guī)律。油田現(xiàn)有的井網(wǎng)不能有效地控制單一河道砂體分布，需要縮小井距，沿單一河道完善注采系統(tǒng)，以提高注水開發(fā)效果。

成因單砂體；構(gòu)型解剖；扇三角洲前緣；雙河油田；泌陽凹陷

南襄盆地泌陽凹陷是我國典型的中新生代山間含油氣斷陷湖盆，沉積一套陡坡型扇三角洲沉積體系［1-3］，其東南部的雙河油田為億噸級整裝油田，儲集層砂體多，面積小，厚層發(fā)育，巖性復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)［4-7］。目前，雙河油田處于開發(fā)后期，含水率高，油層水淹水竄嚴(yán)重，剩余油分布零散復(fù)雜，認(rèn)識難度大［8-10］。主要開發(fā)對象為數(shù)米厚的單層或單砂體，弄清層內(nèi)特征及砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是開采的主要難點(diǎn)［11-14］。目前內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征已經(jīng)成為控制剩余油分布的主要地質(zhì)因素，構(gòu)型界面是大量可動宏觀剩余油滯留的主要富集區(qū)，為有效挖潛剩余油，需要開展構(gòu)型的深入研究［15-17］。本文以雙河油田Ⅶ10小層為例，利用鉆井巖心、測井和生產(chǎn)動態(tài)資料，在沉積微相研究的基礎(chǔ)上，從成因單砂體識別和夾層分布入手，從單井、剖面和三維空間開展儲層構(gòu)型的精細(xì)解剖，建立高含水開發(fā)后期精細(xì)地質(zhì)模型，不僅為研究區(qū)油水差異流動規(guī)律及剩余油分布提供了地質(zhì)依據(jù)，亦為扇三角洲前緣構(gòu)型的精細(xì)解剖提供了范例。

1　層次分析及構(gòu)型界面分級

層次分析是儲層構(gòu)型的基礎(chǔ)，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者針對扇三角洲前緣儲層構(gòu)型開展研究工作，提出了扇三角洲前緣儲層級次劃分方案和構(gòu)型內(nèi)涵［18-21］。扇三角洲前緣構(gòu)型研究包括多期辮狀河水道劃分與河口壩疊置體分析，單一辮狀河水道劃分，河口壩和溢岸砂識別，同期辮狀河水道復(fù)合體、河口壩復(fù)合體、河口壩與水道復(fù)合體識別，從而刻畫不同復(fù)合砂體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具體內(nèi)容包括3個方面：首先，利用鉆井巖心、測井和動態(tài)資料，厘定復(fù)合河道砂體的邊界，在復(fù)合河道內(nèi)部進(jìn)行單一河道砂體解剖，識別劃分與單一河道砂體同期發(fā)育的河口壩砂體和溢岸砂體；其次，在等時地層格架范圍內(nèi)研究各個構(gòu)型單元的展布，從三維空間識別單一構(gòu)型單元及其展布規(guī)律，尤其是河道砂體與河口壩砂體、溢岸砂體的空間配置關(guān)系；再次，根據(jù)單井和連井剖面上構(gòu)型單元的接觸關(guān)系及其組合特征，建立構(gòu)型單元的平面分布特征、展布方向及規(guī)模等，揭示扇三角洲前緣儲層構(gòu)型分布模式及空間展布規(guī)律，為油田開發(fā)方案的調(diào)整提供地質(zhì)模型。

本文根據(jù)Maill［22］提出的河流相構(gòu)型界面分級系統(tǒng)，結(jié)合雙河地區(qū)扇三角洲前緣砂體分布特征及沉積規(guī)律，將扇三角洲前緣內(nèi)部構(gòu)型劃分為6級（見圖1）。

圖1　扇三角洲前緣儲層構(gòu)型分級

其中：第6級單元為扇三角洲沉積體，第5級單元為多期辮狀水道疊置體，第4級單元為同期辮狀水道復(fù)合體，第3級單元為單一辮狀水道，第2級單元為加積體，第1級單元為層理。根據(jù)油田開發(fā)的需求，第3級與第4級構(gòu)型單元是其關(guān)鍵。本文重點(diǎn)闡述第3級與第4級構(gòu)型單元的分布。

2　單一河道識別

目前，油田的地層劃分和對比都是以小層為最小單元，但在現(xiàn)有井網(wǎng)資料條件下，以小層為單元識別的砂體通常呈大面積分布，與油田動態(tài)資料矛盾突出，滿足不了油田中后期開發(fā)的需求。前人研究成果及詳細(xì)解剖研究表明，以小層為單一劃分的大套砂體一般是由多期或同期多條單河道砂體拼合而成的復(fù)合河道砂體，其內(nèi)部非均質(zhì)性極強(qiáng)，需要對這些大面積分布的復(fù)合河道內(nèi)的單一河道進(jìn)行識別和劃分［23］。復(fù)合河道內(nèi)部的單河道分為同期次及不同期次河道。同期次河道為同一時期內(nèi)2條或多條單一河道在不同區(qū)域發(fā)育的河道；不同期次河道通常指同一層內(nèi)由不同時期發(fā)育的河道在縱向疊置和平面拼合而成河道砂體。這些同期或多期的單一河道都需要逐一識別，然后進(jìn)行配套組合。

根據(jù)雙河油田密井網(wǎng)資料，不同成因的單一河道砂體，其巖性及電性在平面和剖面幾何形態(tài)上具有不同的特征。在同一小層內(nèi)，同期形成的河道單砂體的頂面高程差異小，電性特征相似，砂體的長寬比也基本相同；不同時期形成的河道單砂體在其頂面高程、電性特征、砂體規(guī)模及其長寬比參數(shù)等方面明顯不同。研究區(qū)同一小層內(nèi)的復(fù)合河道砂體，既可以是同層不同期形成的多條單一河道疊置構(gòu)成，又可以是同層同期形成的多條單一河道疊加構(gòu)成。其單砂體從以下3個方面進(jìn)行有效識別（見圖2）。

1）高程差異。同一個小層可以發(fā)育不同期次的河道，但其形成條件及發(fā)育時間存在差異，因此，單一河道砂體頂面通常會出現(xiàn)明顯的高程差異（見圖2a）。因此，在等時框架范圍內(nèi)，河道砂體的頂面高程差異或變化是識別單一辮狀水道砂體的有效標(biāo)志。

2）橫向厚度變化。由于同一時期形成的河道砂體在側(cè)向上的變化相對穩(wěn)定，因而在剖面上表現(xiàn)出厚度穩(wěn)定分布的特征。在同一小層單元內(nèi)存在不同單一河道砂體的側(cè)向疊加，沉積厚度出現(xiàn)“薄—厚—薄”的特征。據(jù)此，可以有效地識別單一河道砂體的邊界大致范圍（見圖2b）。

3）河道間沉積。在同一小層內(nèi)，同期形成的多條單一河道側(cè)向上發(fā)生疊置可以形成復(fù)合河道，2條單一河道之間通常為泥質(zhì)沉積或薄層細(xì)粒沉積（河道間泥或溢岸沉積）。這種河道間泥或不連續(xù)分布的薄層河道間細(xì)粒砂，是不同單一河道分界的標(biāo)志（見圖2c）。

圖2　單一河道單砂體識別

3　復(fù)合砂體類型

在單一河道的劃分基礎(chǔ)上，可以對復(fù)合砂體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步剖析。按照扇三角洲前緣的沉積規(guī)律及其組合模式，結(jié)合鉆井巖心和測井資料，雙河油田扇三角洲前緣復(fù)合砂體可以進(jìn)一步劃分為水下分流河道砂、河口壩砂和溢岸砂3類構(gòu)型單元（見圖3）。

3.1水下分流河道

水下分流河道主要為灰褐色含礫砂巖和淺灰色—灰褐色中砂巖，垂向上呈正韻律分布，內(nèi)部發(fā)育交錯層理、波狀層理和塊狀層理，底部多發(fā)育沖刷面，沖刷面上多含礫石，砂巖分選中等—差。水下分流河道在測井曲線上呈箱形-鐘形組合或漏斗形-鐘形組合，微電位曲線與微梯度曲線幅度差較大（見圖3a）。水下分流河道砂體的平均孔隙度為11.3%，平均空氣滲透率為273×10-3μm2。

3.2河口壩

河口壩位于水下分流河道的前方，砂體展布與水下分流河道砂近垂直。河口壩的巖性主要為含礫中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖夾少量灰色泥質(zhì)粉砂巖，垂向上呈反韻律分布。砂體內(nèi)部常見平行層理、槽狀交錯層理、浪成沙紋層理、波狀層理、復(fù)合層理，泥質(zhì)粉砂巖見透鏡狀層理，呈現(xiàn)下細(xì)上粗的反韻律特征。在測井曲線上，河口壩自然伽馬曲線呈漏斗形至箱形組合，齒化不明顯（見圖3b）。河口壩砂巖的平均孔隙度14.3%，平均空氣滲透率213×10-3μm2。

3.3溢岸砂

水下溢岸砂體分布于水下分流河道的兩側(cè)，其砂體展布與水下分流河道砂展布基本一致。溢岸砂為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層，發(fā)育小型波狀交錯層理、爬升波紋層理、水平層理及微細(xì)交錯層理，呈正旋回序列分布。測井曲線形態(tài)為指形或扁鐘形尖峰，測井曲線為中—高幅度值，無—中等幅度差（見圖3c），測井響應(yīng)特征反映低能環(huán)境。

溢岸砂沉積多夾于低幅較平直的分流河道間沉積中，頂部表現(xiàn)為漸變接觸，底部表現(xiàn)為突變接觸。溢岸砂巖的平均孔隙度為12.3%，平均空氣滲透率為162× 10-3μm2。

圖3　復(fù)合砂體構(gòu)型單元特征

4　單井構(gòu)型

4.1構(gòu)型界面類型

單井構(gòu)型是利用巖心和測井資料恢復(fù)不同期次構(gòu)型單元在垂向上的分布，其關(guān)鍵是構(gòu)型界面的識別（見圖4）。單一砂體之間構(gòu)型界面表現(xiàn)為夾層，通過巖心分析，研究區(qū)的夾層主要有泥粉砂質(zhì)夾層、鈣質(zhì)砂礫巖夾層和泥礫巖夾層3種類型。

圖4　Z3井構(gòu)型單元綜合圖

4.1.1泥粉砂質(zhì)夾層

泥粉砂質(zhì)夾層的巖性為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖等，它是由于水動力減弱，由細(xì)的懸移質(zhì)沉積而形成的。這類夾層在縱向上分布的頻率較高（占79%），在測井曲線上主要表現(xiàn)為泥質(zhì)巖的特征，自然伽馬值相對升高，微電極和深側(cè)向電阻率值明顯下降，微電極幅度差值很小。測井曲線上，符合此特征均可確定為泥粉砂質(zhì)夾層。

4.1.2鈣質(zhì)砂礫巖夾層

鈣質(zhì)砂礫巖夾層的巖性為鈣質(zhì)粉砂質(zhì)、鈣質(zhì)細(xì)砂巖、鈣質(zhì)中砂巖與礫巖等。碳酸鹽礦物的膠結(jié)、交代等成巖作用的不均勻性影響此類夾層的形成，其縱向上分布的頻率中等（占19%）。此類夾層巖性致密，同時碳酸鹽礦物充填孔隙、交代碎屑，在測井曲線上，此類夾層表現(xiàn)為聲波時差值小，微電極曲線呈尖峰狀，表現(xiàn)為高阻的特征。根據(jù)研究區(qū)41層鈣質(zhì)砂礫巖夾層的巖電資料統(tǒng)計(jì)，這類夾層微電位和微梯度與鄰層的比值超過1.2以上。測井曲線上，符合此特征均可確定為鈣質(zhì)砂礫巖夾層。

4.1.3泥礫巖夾層

泥礫巖夾層主要包括泥礫巖、礫狀砂巖及泥質(zhì)膠結(jié)礫巖，在縱向上分布的頻率低（為2%）。此類夾層主要為河道下部的沉積物和水下重力流的沉積物。由于其泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)高，在測井曲線上表現(xiàn)為自然伽馬值相對升高，自然電位值幅度低，聲波時差值小，微電極值和深側(cè)向電阻率值相對較高。

4.2砂體疊置關(guān)系

在利用鉆井巖心和測井資料識別單一河道和不同成因單砂體的基礎(chǔ)上，通過不同方向剖面單砂體的交互分析，并結(jié)合砂體平面等厚圖分布特征，對不同成因單砂體的組合樣式及其疊置關(guān)系進(jìn)一步分析。研究區(qū)單一砂體的疊置組合樣式分為河口壩-河口壩拼接、河口壩-辮狀水道拼接、辮狀水道-溢岸砂拼接以及辮狀水道-辮狀水道拼接等4種類型（見圖5）。

圖5　單一構(gòu)型砂體空間組合樣式

不同成因單砂體的這些疊置關(guān)系在順物源方向剖面上反映明顯。從圖6a可以看出，H4-147井—H5-138井—觀15井—T6-136井—7-127井的測井曲線形態(tài)都表現(xiàn)為典型的箱形特征，即典型的水下分流河道特征。T8-117井—H8-127井—9-118井的測井曲線形態(tài)為漏斗形，厚度變薄，即典型的河口壩沉積特征。到F9-118井，測井曲線變?yōu)橹感?，為席狀砂微相。沿著河道方向，砂體厚度逐漸變薄，測井曲線形態(tài)特征具有繼承性和連續(xù)性變化特征，反映該剖面的砂體從分流河道到河口壩再到席狀砂的成因變化。圖6b和圖6c都表現(xiàn)出同樣的變化規(guī)律，這3條順物源方向剖面為扇三角洲前緣的一套完整沉積過程和組合。

圖6　順物源方向構(gòu)型剖面對比

5　三維構(gòu)型

在單一河道和不同成因單砂體識別的基礎(chǔ)上，通過單井和不同方向連井剖面的對比分析，對研究區(qū)進(jìn)行了三維構(gòu)型解析。在三維視窗內(nèi)對連井剖面進(jìn)行多視角觀察及詳細(xì)分析，應(yīng)用三維視窗內(nèi)多視角柵狀組合技術(shù)實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)、線（單井）、面（剖面）到油藏三維空間的單砂體識別和疊置關(guān)系組合，并通過柵狀圖來表現(xiàn)。這不僅能夠從宏觀上確定單河道和單砂體的規(guī)模，還能合理地對不同成因單砂體的空間展布規(guī)律和疊置關(guān)系進(jìn)行配套組合，克服了二維識別單砂體的缺陷，提高了儲層構(gòu)型的效率和可信度。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)相似標(biāo)志相連接的原則，以單河道和單砂體的定量模式為指導(dǎo)，將相鄰的同種類型識別標(biāo)志作為同一個邊界連接起來，將單一河道邊界線投影在平面上；在扇三角洲前緣沉積模式的指導(dǎo)下，編制各單一河道砂體及其相應(yīng)的河口壩和溢岸砂的平面分布圖，可以清晰地展示同期分流河道、河口壩和溢岸砂的發(fā)育規(guī)律及規(guī)模。通過上述研究以及在三維視窗內(nèi)多視角柵狀組合技術(shù)的應(yīng)用，在小層內(nèi)識別出3條單一河道及相應(yīng)的河口壩和溢岸砂的分布，3條單一河道寬度為100～150 m，從北向南逐步交叉合并并分流（見圖7）。

圖7　雙河油田Ⅶ10小層單層河道方向三維沉積相柵狀圖

井網(wǎng)對河道砂體的控制程度是確定合理井網(wǎng)密度的關(guān)鍵因素之一。

雙河油田Ⅶ油組下的平均井網(wǎng)井距是280 m，而單一河道砂體的寬度為100～150 m，現(xiàn)有的井網(wǎng)無法控制住單一河道砂體的展布（見圖8）。因此，建議在河道砂體范圍內(nèi)縮小井距，沿單一河道建立和完善注采對應(yīng)關(guān)系，提高注水受效范圍，以有效地動用剩余油和提高油田的后期注水開發(fā)效果。

圖8　雙河油田Ⅶ10小層單層河道方向沉積相平面展布

6　結(jié)論

1）在重新劃分扇三角洲前緣內(nèi)部構(gòu)型級次的基礎(chǔ)上，利用鉆井巖心和測井資料，以及油田生產(chǎn)動態(tài)資料，總結(jié)了利用高程差異、橫向厚度變化和河道間沉積識別單一河道砂體的方法。

2）雙河油田扇三角洲前緣儲層復(fù)合砂體主要發(fā)育水下分流河道、河口壩及溢岸砂3類構(gòu)成單元。單一砂體構(gòu)型界面為泥粉砂質(zhì)夾層、鈣質(zhì)砂礫巖夾層以及泥礫巖夾層。單一砂體的拼接樣式分為河口壩-河口壩拼接、河口壩-辮狀水道拼接、辮狀水道-溢岸砂拼接以及辮狀水道-辮狀水道拼接4種類型。

3）應(yīng)用三維視窗內(nèi)多視角柵狀組合技術(shù)，在小層內(nèi)識別出3條單一河道及其相應(yīng)河口壩和溢岸砂，單一河道寬度為100～150 m，具有從北向南逐步交叉合并并分流的變化規(guī)律。研究區(qū)現(xiàn)有的井網(wǎng)不能控制單一河道砂體，需要縮小井距，沿單一河道完善注采系統(tǒng)，以有效地提高注水開發(fā)效果。

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（編輯李宗華）

Detailed reservoir architecture of fan-delta front in Shuanghe Oilfield，Biyang Depression

Based on the data of cores，well logging and dynamic production，architecture hierarchies re-division of fan-delta front，and single fluvial sand body identification，the reservoir architecture of fan-delta front of VII10 layer in Shuanghe Oilfield，Biyang Sag，is finely dissected.Underwater distributary channels，mouth bars，and overbank sands developed in the composite sand bodies of fan-delta front in Shuanghe Oilfield.And architecture boundaries of a single sand body are clay silty intercalations，calcium glutenite intercalations and muddy gravel intercalations.Stitching styles of single sand bodies present four types，i.e.，a mouth bar stitching a mouth bar，a mouth bar stitching a braided channel，a braided channel stitching a braided channel，and a braided channel stitching an overbank sand body.Three single sand bodies and their corresponding mouth bars and overbank sands are identified in VII10 layer on the basis of multi-view palisade combination technology in 3D window.The single sand bodies，with width of 100-150 meters，gradually merge and distribute from north to south.Since the existing well pattern cannot effectively control the distribution of a single channel sand body，it is necessary to reduce the well space and improve injection-production systems along a single channel to enhance the water flooding development effect.

genetic single sand body；architecture anatomy；fan-delta front；Shuanghe Oilfield；Biyang Sag

TE121.3+1

A

10.6056/dkyqt201605004

2016-01-23；改回日期：2016-07-12。

姜建偉，男，1968年生，高級工程師，1992年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院，現(xiàn)在從事油田開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail：jiangjianweihnyt@163.com。

引用格式：姜建偉，肖夢華，王繼鵬，等.泌陽凹陷雙河油田扇三角洲前緣構(gòu)型精細(xì)解剖［J］.斷塊油氣田，2016，23（5）：560-568.

JIANG Jianwei，XIAO Menghua，WANG Jipeng，et al.Detailed reservoir architecture of fan-delta front in Shuanghe Oilfield，Biyang Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（5）：560-568.

JIANG Jianwei1，XIAO Menghua2，WANG Jipeng3，HU Shukui4

（1.Research Institute of Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Nanyang 473132，China；2.Xinjiang Oil Production Plant，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Yanqi 841199，China；3.College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；4.Research Institute of Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Zhengzhou 450043，China）