渤海南部海域朵葉狀淺水三角洲儲層構(gòu)型表征

江遠(yuǎn)鵬，張 嵐，吳穹螈，孫廣義，王西杰

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引 言

渤海南部海域淺層新近系明化鎮(zhèn)組淺水三角洲儲層廣泛分布，主力油層主要采用單砂體水平井網(wǎng)開發(fā)，具有井網(wǎng)稀疏、井距較大等特點[1-2]，隨著持續(xù)注水開發(fā)，油田均已進(jìn)入中高含水階段，新井鉆遇油層測井解釋水淹差異大，小層級別的復(fù)合砂體研究尺度難以滿足剩余油分布預(yù)測及挖潛的需要，為改善開發(fā)效果及提高油田采收率，亟需開展儲層精細(xì)表征研究。目前，學(xué)者關(guān)于地下淺水三角洲儲層構(gòu)型研究主要集中在對分流河道或分流砂壩的單一構(gòu)型要素表征[3-8]，而針對分流河道與分流砂壩的組合關(guān)系以及構(gòu)型要素級次的劃分研究較少。因此，以渤海南部海域BZ28油田主力油層1167砂體為例，綜合利用儲層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)要素和淺水三角洲內(nèi)部構(gòu)型分析法[9-15]，結(jié)合現(xiàn)代沉積研究成果，將高品質(zhì)的地震資料應(yīng)用于儲層構(gòu)型研究，探索淺水三角洲地下儲層構(gòu)型研究方法，在此基礎(chǔ)上有效指導(dǎo)對油層水淹特征及剩余油分布的認(rèn)識[16-24]。

1 油田地質(zhì)概況

研究區(qū)BZ28油田位于渤海灣盆地黃河口凹陷中央脊北端，主力含油層系分布于新近系明化鎮(zhèn)組下段，油藏埋深為930～1 719 m，油藏類型主要為巖性-構(gòu)造油氣藏。沉積物源為北東方向，儲層主要為細(xì)粒和中-細(xì)粒巖屑長石砂巖，顆粒分選為中—好，呈次棱—次圓狀。巖石孔隙發(fā)育，連通性較好，孔隙度為12.6%～39.7%，平均為31.6%；滲透率為11.0～6 820.0 mD，平均為1 787.0 mD，為特高孔特高滲儲層。

油田于2009年投產(chǎn)，采用不規(guī)則水平井井網(wǎng)開發(fā)，水平井與定向井井?dāng)?shù)比為2∶1，經(jīng)過10 a的高速注水開發(fā)，已進(jìn)入高含水階段，綜合含水率為82%，采出程度為22%，儲層水淹特征及剩余油分布復(fù)雜。

2 現(xiàn)代沉積調(diào)研

渤海南部海域淺水三角洲儲層多為朵葉狀連片分布、橫向分布穩(wěn)定且條帶性不明顯，為理清朵葉狀淺水三角洲儲層構(gòu)型要素的沉積特征及接觸關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)代沉積特征及文獻(xiàn)調(diào)研[11-14]，基于沉積過程進(jìn)一步明確儲層成因機(jī)理，并指導(dǎo)地下儲層的構(gòu)型表征研究。

中國江西省鄱陽湖贛江三角洲和美國路易斯安那州Atchafalaya三角洲雖然處于不同的地區(qū)，但兩者均是物源供給充足的高建設(shè)性河控三角洲，蓄水盆地地形坡度平緩,前者湖底地形坡度在0.1 °左右[12]，后者地形坡度小于0.1 °[13]，平面沉積具一定的相似性。據(jù)衛(wèi)星照片對贛州三角洲近30 a沉積過程進(jìn)行解析，結(jié)果表明：三角洲前緣不斷向湖盆方向推進(jìn)，盡管沉積物供給存在差異，但主體分流河道遷移不明顯，分流砂壩伴隨分流河道向湖盆方向延伸而向前生長(圖1)；分流河道主要呈順直河道特征，通過不斷分叉及交匯向湖盆方向呈扇形展開，分流河道主要是過水和砂體運輸通道，而分流砂壩成為砂體沉積主體[11]。Atchafalaya三角洲現(xiàn)代沉積演化過程分析表明：分流砂壩內(nèi)部以前積層為主[13]，同時，由于分流河道淤塞導(dǎo)致分流砂壩側(cè)向拼接合并,并且進(jìn)一步溯流退積生長形成連片分流砂壩(圖2a)?；谮M江三角洲及Atchafalaya三角洲沉積演化過程分析，建立朵葉狀淺水三角洲構(gòu)型要素展布模式：儲層展布特征受河道作用主控，復(fù)合河道由分流河道及分流砂壩相間沉積，其中，分流砂壩作為砂體富集主體，分流砂壩內(nèi)部主要為順流低角度前積和側(cè)向拼接朵體，局部存在朵體溯流退積現(xiàn)象(圖2b)。據(jù)此對連片分布朵葉狀淺水三角洲儲層進(jìn)行精細(xì)刻畫。

圖1 贛江三角洲不同時期淺水三角洲分布衛(wèi)星照片

圖2 朵葉狀淺水三角洲成因機(jī)理及模式分析

3 儲層構(gòu)型解剖

1167砂體為渤海南部海域BZ28油田主力油層之一，砂體形成于淺水三角洲沉積環(huán)境，由于受多條復(fù)合河道控制形成復(fù)合朵葉狀連片分布砂體，物源主要為北東方向，該砂體順物源方向長為3.7 km，垂直物源方向長為4.9 km。根據(jù)淺水三角洲現(xiàn)代沉積的構(gòu)型單元級次性，儲層構(gòu)型表征從大到小逐級進(jìn)行，先確定復(fù)合河道的邊界，再對河道內(nèi)部構(gòu)型要素進(jìn)行刻畫，提取分流砂壩的幾何形態(tài)參數(shù)，并進(jìn)一步表征分流砂壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。

3.1 復(fù)合砂體河道邊界的識別

研究區(qū)淺層明化鎮(zhèn)組下段地震數(shù)據(jù)主頻為50～55 Hz，縱向分辨率約為12 m，信噪比高，且地層為大套砂泥巖互層沉積，平均砂地比為17.1%，砂地比低，砂體在地震上可得到較好的識別和追蹤。構(gòu)型研究主要使用地震波阻抗反演資料，合成地震記錄標(biāo)定反映砂巖相對于泥巖為低密度，故低波阻抗對應(yīng)儲層，高波阻抗對應(yīng)非儲層。

不同河道砂體的巖性、電性及其在平面、剖面上顯示的幾何形態(tài)等均有所差異，其中，地震波阻抗變化及尖滅等異常點一般為巖相變化區(qū)域，可以作為復(fù)合河道邊界劃分的依據(jù)。利用地震屬性特征、井點測井曲線形態(tài)、連井剖面的空間組合樣式等綜合信息識別及劃分復(fù)合河道邊界。若2期河道分離，河道之間地震響應(yīng)不明顯；若2期河道之間由天然堤或席狀砂等薄砂巖搭接，河道之間地震響應(yīng)變?nèi)?；?期河道存在高程差，在2期河道之間地震響應(yīng)存在小幅度的錯斷；若2期河道相鄰切割接觸，則地震響應(yīng)在河道接觸區(qū)域存在變化。據(jù)此，總結(jié)出分離、接觸、疊置及切割4種河道邊界識別標(biāo)志(圖3)，并以此為依據(jù)對1167砂體復(fù)合河道邊界進(jìn)行精細(xì)刻畫。

圖3 復(fù)合河道邊界識別標(biāo)志

3.2 河道內(nèi)部構(gòu)成

復(fù)合河道可進(jìn)一步劃分為分流砂壩、分流河道及分流河道間3類構(gòu)型要素，對應(yīng)于Miall提出的4級構(gòu)型單元。1167砂體富砂沉積主體為分流砂壩，砂體厚度大、連續(xù)性好，平面上呈朵葉狀特征，以塊狀層理、波狀及砂紋交錯層理為主。分流河道呈現(xiàn)出辮狀特點，由于是過水環(huán)境，底部發(fā)育滯留沉積、見泥礫和沖刷面，后期泥質(zhì)充填，砂體沉積厚度較薄，縱向上呈頂平底凸特征；分流河道間沉積物主要為黃褐色或灰綠色泥巖，含洪水期泛濫沉積的粉細(xì)砂薄層，砂巖含量低、粒度較細(xì)。

儲層構(gòu)型表征依據(jù)平剖結(jié)合的方式。平面上利用波阻抗反演資料提取1167砂體沿層切片均方根振幅屬性，分流砂壩對應(yīng)強(qiáng)振幅、分流河道對應(yīng)振幅相對較弱，形成對儲層展布特征的宏觀認(rèn)識?？v向上，結(jié)合井震剖面對構(gòu)型單元進(jìn)行識別及刻畫，綜合考慮地震反演及測井響應(yīng)與儲層展布特征之間的關(guān)系：分流砂壩測井曲線以箱形、復(fù)合箱形及漏斗形為主，地震相波形幅度明顯，儲層厚度一般大于5 m；分流河道測井曲線一般呈鐘形或靴狀，波形幅度較明顯，厚度較??；分流河道間測井曲線呈齒化尖峰狀，地震相波形幅度不明顯，儲層厚度一般小于1 m。如圖4所示，分流河道與分流砂壩相間沉積，局部多期河道縱向疊置，其中，順物源方向儲層展布相對穩(wěn)定，垂直物源方向儲層橫向變化快、連通性相對較差；在1167砂體劃分為5條復(fù)合河道的基礎(chǔ)上(圖5)，進(jìn)一步劃分了分流河道和分流砂壩2類4級構(gòu)型要素，并統(tǒng)計出該砂體分流砂壩的定量特征：長度為310～860 m，寬度為156～616 m，厚度為3～10 m，長寬比為1.1～2.4，寬厚比為21.6～77.0。

圖4 1167砂體4級構(gòu)型單元表征剖面圖

圖5 1167砂體4級構(gòu)型單元表征平面圖

3.3 分流砂壩內(nèi)部構(gòu)型

單一分流砂壩是由多期朵體疊加而成，順北東物源方向，分流砂壩主要沿著順流及溯流方向以前積和退積的方式生長；垂直物源方向，則以垂向加積和側(cè)向拼接的方式增長；朵體間測井曲線多有局部回返，表明泥質(zhì)含量增大，可作為沉積朵體界面識別標(biāo)志(圖6)。

圖6 沉積朵體縱向疊加及順源前積

BZ28油田部分水平井應(yīng)用隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向成像測井技術(shù)，通過探測距水平段不同深度范圍內(nèi)的電阻率差異，識別出儲層巖性及物性的變化位置。該項技術(shù)能夠較好地區(qū)分儲層內(nèi)部物性的縱向差異，同時可以有效識別砂體內(nèi)部薄泥質(zhì)夾層的分布，有助于識別3級構(gòu)型界面。如圖7所示，A45H井為1167砂體上一口水平生產(chǎn)井，水平段方位角為順物源方向，圖中分流砂壩內(nèi)部具有明顯的多期朵體溯流退積特征，其中，朵體界面傾角為3.6～7.7 °，間距為42～66 m。

圖7 分流砂壩內(nèi)部多期朵體溯流退積

4 實例應(yīng)用

儲層構(gòu)型表征結(jié)合新井實鉆水淹情況，有效指導(dǎo)對砂體水淹特征及剩余油分布的認(rèn)識。如圖8所示，注水井A31井與水平采油井A16H井之間注采連通性好，新井B13H井鉆后證實油層縱向水淹波及范圍大；注水井A39井與采油井A14井之間由于構(gòu)型界面遮擋，注采關(guān)系為弱連通，注采受效情況變差，新井B31井鉆后顯示縱向水淹厚度比例低，注采井間剩余油相對富集；注水井A19井與采油井A14井之間由于受河道間遮擋，注采井間不連通，新井B25井鉆后證實油層未水淹。

圖8 儲層構(gòu)型表征及水淹特征分析

5 結(jié) 論

(1) 依據(jù)儲層沉積的級次性，由復(fù)合河道、分流砂壩、分流砂壩內(nèi)部沉積朵體逐級開展1167砂體儲層構(gòu)型界面刻畫，將地下儲層研究尺度精細(xì)至3級構(gòu)型界面，有效指導(dǎo)了對水淹特征及剩余油分布認(rèn)識。

(2) 通過海上高分辨率地震屬性與測井資料的結(jié)合識別構(gòu)型界面，總結(jié)出分離、接觸、疊置及切割4類河道邊界識別標(biāo)志，據(jù)此將1167砂體劃分為5期復(fù)合河道，其中，復(fù)合河道內(nèi)部主要為分流河道及分流砂壩相間沉積分布。

(3) 分流砂壩沉積厚度大，為砂體沉積主體，內(nèi)部由多期朵體沿順流方向低角度前積、溯流方向退積、側(cè)向上拼接及垂向上疊加構(gòu)成；1167砂體分流砂壩長度為310～860 m，寬度為156～616 m，厚度為3～10 m，長寬比為1.1～2.4，寬厚比為21.6～77.0。

(4) 在現(xiàn)代沉積調(diào)研基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深化對朵葉狀淺水三角洲儲層沉積過程和成因機(jī)理的認(rèn)識，并且建立分流河道和分流砂壩2類主要構(gòu)型要素的接觸和展布模式，有效指導(dǎo)儲層精細(xì)研究，為其他同類型油田的儲層表征提供可行的研究思路和方法。

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