童 強(qiáng),余建國(guó),田云吉,胡克來(lái),楊紅梅,程旭明,朱玉雙
(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系,西安 710069;2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠,甘肅西峰 745000;3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠,甘肅慶陽(yáng) 745100;4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司作業(yè)一區(qū),西安 710018)
近年來(lái),隨著河流相儲(chǔ)層關(guān)鍵層次構(gòu)型界面分析理論的不斷發(fā)展[1-5],新興的構(gòu)型層次分級(jí)方案得以提出[6-9],同時(shí)衍生出了多種類(lèi)型的構(gòu)型要素。伴隨油藏精細(xì)描述的快速發(fā)展,單河道砂體構(gòu)型,包括構(gòu)型界面、構(gòu)型要素、接觸關(guān)系和分布模式等油藏靜態(tài)描述研究的內(nèi)容逐漸豐富[9-18]。根據(jù)Miall構(gòu)型要素分析法中沉積界面級(jí)次劃分理論[19-23],單河道砂體的精細(xì)刻畫(huà)受與其對(duì)應(yīng)的第4 級(jí)和第3級(jí)界面限制,即隔夾層研究應(yīng)當(dāng)與構(gòu)型要素相匹配,進(jìn)而建立構(gòu)型模式。隔夾層表征常以巖-電特征分析入手,如做交會(huì)圖、蛛網(wǎng)圖及采用三端元定型法等[24],但鮮有利用其成果刻畫(huà)構(gòu)型要素以及疊置關(guān)系等。此外,在辮狀河三角洲構(gòu)型模式研究中,對(duì)其前緣亞相構(gòu)型研究相對(duì)較多[25-27],而對(duì)其平原亞相構(gòu)型研究較為匱乏[28],嚴(yán)重制約了以該類(lèi)砂體構(gòu)型為主的油藏開(kāi)發(fā)部署。同時(shí),現(xiàn)有構(gòu)型模式中常以微相級(jí)的壩砂、心灘等構(gòu)型要素為主[29-31],對(duì)有疊置關(guān)系的次級(jí)增生體構(gòu)型單元刻畫(huà)尚有不足,另外關(guān)于構(gòu)型演化階段的研究較少[32]。
鄂爾多斯盆地中生界侏羅系延安組延8 段含油豐富,發(fā)育多期切割頻繁、交錯(cuò)疊置的分流河道砂體,厚度大、連續(xù)性好,然而受單河道砂體構(gòu)型研究制約,油田生產(chǎn)開(kāi)發(fā)階段表現(xiàn)出明顯的含油非均質(zhì),巖心觀察含油顯示多為油斑、油跡,砂體呈現(xiàn)類(lèi)似泛連通性[33]。推測(cè)其原因?yàn)椴煌?jí)次構(gòu)型界面發(fā)育對(duì)廣泛分布的厚層復(fù)合分流河道砂體形成了封堵和遮擋。因此,有必要開(kāi)展隔夾層表征研究及單河道砂體構(gòu)型研究,從而認(rèn)識(shí)辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境下的隔夾層分布規(guī)律及其約束下的各類(lèi)單河道砂體構(gòu)型要素分布模式。以演武油田Y116井區(qū)辮狀河三角洲儲(chǔ)層為例,結(jié)合巖心、測(cè)井、錄井資料,在成因分析的基礎(chǔ)上對(duì)隔夾層進(jìn)行巖-電識(shí)別與分類(lèi)表征,歸納其分布規(guī)律,進(jìn)而在構(gòu)型界面與構(gòu)型要素對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上建立構(gòu)型模式,以期為指導(dǎo)注采對(duì)應(yīng)關(guān)系和剩余油挖潛提供理論依據(jù)。
圖1 演武油田沉積相圖Fig.1 Sedimentary facies in Yanwu Oilfield
演武油田Y116 井區(qū)位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷南部(圖1),古地貌主體處于演武高地,面積約35 km2,屬于開(kāi)發(fā)中后期階段,區(qū)內(nèi)主要發(fā)育一條東西向鼻隆以及一條NW—SE 向背斜。本次研究目的層段延8 段儲(chǔ)層以中?;蛑写至r屑石英砂巖為主,平均孔隙度和滲透率分別為14.8%和263 mD,屬于中—低孔、中—高滲儲(chǔ)層。受西南方向物源影響,整體為辮狀河三角洲平原沉積(圖1),泛濫平原廣泛分布,煤層穩(wěn)定發(fā)育,受沉積相等多因素控制,發(fā)育多套正韻律連片疊置的復(fù)合分流河道砂體。在精細(xì)的儲(chǔ)層構(gòu)型研究基礎(chǔ)上,利用不同級(jí)次的隔夾層定量表征技術(shù),將延8 段約束細(xì)化至單河道砂體構(gòu)型層面。
隔夾層類(lèi)型與構(gòu)型單元界面存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,因而具有層次性。根據(jù)巖心、野外露頭剖面以及豐富的測(cè)錄井資料,結(jié)合Miall 儲(chǔ)層構(gòu)型分級(jí)方案,將研究區(qū)單河道砂體構(gòu)型界面劃分為3 個(gè)層次(表1)。
復(fù)合分流河道砂體所對(duì)應(yīng)的沉積界面即5 級(jí)構(gòu)型界面,是小層約束下復(fù)合分流河道劃分的依據(jù)。以此為基礎(chǔ)細(xì)分即形成約束單河道砂體劃分的4級(jí)構(gòu)型界面,按空間封隔作用分為垂向的隔層和橫向的夾層。區(qū)內(nèi)4 級(jí)界面多由泥質(zhì)劃分產(chǎn)生,故巖-電特征符合泥巖隔夾層的規(guī)律。隔層約束了單一河道與上覆和下伏單一河道的垂向關(guān)系,相對(duì)穩(wěn)定;夾層限定了橫向同一期次各單一河道構(gòu)型單元間泛濫平原的多種成因細(xì)粒沉積單元。單河道砂體內(nèi)的3 級(jí)構(gòu)型界面即單河道砂體層內(nèi)夾層,以發(fā)育泥質(zhì)夾層、物性?shī)A層和鈣質(zhì)夾層為主,無(wú)明顯分布規(guī)律,在夾層約束下可形成增生體構(gòu)型單元。
表1 演武油田延8 段單河道砂體構(gòu)型層次界面分級(jí)Table 1 Architecture characterization interface classification of single channel sand body of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
研究區(qū)內(nèi)單河道砂體間隔夾層通常形成于水動(dòng)力交替變換的沉積環(huán)境,如洪泛間歇期水動(dòng)力較弱時(shí)期[34]。泥質(zhì)和粉砂質(zhì)在低能環(huán)境下落淤或者側(cè)積形成泛濫平原細(xì)粒沉積單元,可容納空間與沉積物供給量比值(A/S)反映出較弱的欠補(bǔ)償狀態(tài),該類(lèi)構(gòu)型界面較厚,分布較為穩(wěn)定,輔以延安組標(biāo)志性的頂煤發(fā)育特征,是單一河道構(gòu)型單元良好的劃分依據(jù)。單砂體間隔夾層的巖性以灰黑色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主,偶爾可見(jiàn)構(gòu)造發(fā)育,如小型流水沙紋層理、水平層理等,還可見(jiàn)炭屑及破碎植物莖干等生物遺跡構(gòu)造。巖-電特征顯示為SP曲線貼于泥巖基線附近,且GR曲線回返明顯,表現(xiàn)為齒狀或微齒狀高值。在延8 段單河道砂體刻畫(huà)中,由于3級(jí)構(gòu)型界面類(lèi)型多樣,發(fā)育不穩(wěn)定,且無(wú)明顯規(guī)律,識(shí)別難度較大,因此,依據(jù)沉積成因和成巖成因?qū)ζ? 級(jí)構(gòu)型界面類(lèi)型進(jìn)行分析。
2.2.1 泥質(zhì)夾層
泥質(zhì)夾層沉積成因多樣。在洪泛期,分流河道水動(dòng)力較強(qiáng),對(duì)河道下部和側(cè)翼形成強(qiáng)烈侵蝕,細(xì)粒物質(zhì)被沖刷攜帶,堆積于洪泛期水動(dòng)力相對(duì)較弱的分流河道間或者改道形成的廢棄河道內(nèi);在洪泛間歇期,河道水流漸緩,水動(dòng)力較弱,物源供給不足,細(xì)粒的泥質(zhì)或粉砂質(zhì)成分順?biāo)鞣较騻?cè)積或在河道頂部加積;在辮狀河道河口處,水體流速驟降,細(xì)粒物質(zhì)懸浮沉積形成落淤層。電測(cè)曲線呈高GR、低Rt、高DEN的特點(diǎn)。
2.2.2 鈣質(zhì)夾層
鈣質(zhì)夾層在研究區(qū)發(fā)育相對(duì)較少,以灰白色中—細(xì)砂巖為主,還可見(jiàn)膠結(jié)致密的鈣質(zhì)粉砂巖,屬于碳酸鹽巖成巖作用的產(chǎn)物。研究區(qū)整體處于中成巖階段A 期晚期,填隙物中含有豐富的鐵白云石和鐵方解石。在成巖作用下,碳酸鹽礦物發(fā)生沉淀,形成碳酸鹽膠結(jié)物,可形成于同生、表生甚至深埋成巖階段[35]。電測(cè)曲線呈尖峰狀高Rt、低GR、低AC的特點(diǎn)。
2.2.3 物性?shī)A層
物性?shī)A層巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖,局部可劃定至細(xì)砂巖級(jí)別。巖心熒光顯示,細(xì)砂巖多見(jiàn)油跡和油斑,而粉砂巖不含油,故將粉砂巖作為物性?shī)A層的界限。粉砂巖雖仍具有一定的孔滲性,但尚未達(dá)到測(cè)井有效厚度物性下限。物性?shī)A層具以下成因:憩水期,水動(dòng)力減弱,大量細(xì)粒和粗粒沉積物混合泥質(zhì)形成混雜沉積;在洪泛期間或者河道形成后期辮狀河道頻繁相互切割時(shí),受河道遷移作用影響較小的位置,少量較細(xì)粒的粉—細(xì)砂巖保留下來(lái)形成[36]。電測(cè)曲線呈SP,GR,AC有一定幅度回返,且DEN低的特點(diǎn)。
在巖心標(biāo)定的基礎(chǔ)上,以Y116 井延8 段(圖2)為例,從垂向上識(shí)別出3 類(lèi)隔夾層,并在其約束下劃分出了4 期單河道砂體。從圖2 可以看出,延8段頂部煤線具有高Rt、高AC、低GR的典型電性特征,可作為大層識(shí)別的標(biāo)志。
將延81和延82小層劃分出4 期單砂層。第1期為廣泛分布的泛濫平原細(xì)粒沉積段,多數(shù)井在該段單河道砂體不甚發(fā)育。第2,3 期均為主力單砂層,發(fā)育辮狀河三角洲平原分流河道砂體,2 期砂體之間被泥質(zhì)隔層隔開(kāi)(圖2),泥巖中可見(jiàn)植物碎屑。第3 期單河道砂體中可見(jiàn)物性?shī)A層發(fā)育,受泥質(zhì)含量影響GR曲線有小幅回返,AC和DEN值介于另2 類(lèi)夾層之間;受物性?shī)A層影響,巖心上部粒度相對(duì)較細(xì),出現(xiàn)差異性含油;該段底部見(jiàn)一薄層鈣質(zhì)夾層,電測(cè)曲線呈低AC、高Rt的特點(diǎn),巖心中鈣質(zhì)膠結(jié)發(fā)育,引發(fā)含油非均質(zhì)性。第4 期單河道砂體被泥質(zhì)夾層間隔為2 個(gè)小型增生體,夾層厚度較薄,泥巖中可見(jiàn)植物碎屑發(fā)育,還可見(jiàn)靜水沉積構(gòu)造發(fā)育,電測(cè)曲線表現(xiàn)為高AC、低Rt的特征。
圖2 演武油田Y116 井延8 段單井隔夾層測(cè)井響應(yīng)識(shí)別Fig.2 Logging response identification of single well interlayer of Yan 8 member in Y116 well area in Yanwu Oilfield
由于各類(lèi)夾層的巖-電響應(yīng)特征各異,因此,從7 口具明顯電測(cè)曲線分異特征的取心井巖心入手,以做交會(huì)圖版的方式對(duì)3 級(jí)構(gòu)型界面所對(duì)應(yīng)的3類(lèi)夾層的巖-電特征進(jìn)行識(shí)別(圖3),得出研究區(qū)各類(lèi)夾層測(cè)井響應(yīng)參數(shù)(表2),以便對(duì)未取心井隔夾層進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別。
(1)鈣質(zhì)夾層。該類(lèi)夾層SP值在3 類(lèi)夾層中最小,GR值由于細(xì)砂巖或中砂巖中較低的泥質(zhì)含量在3 類(lèi)夾層中最小,膠結(jié)致密使得AC值在3 類(lèi)夾層中最小,取值均小于230 μs/m,電阻率值在3類(lèi)夾層中最大,取值大于42 Ω·m,密度值大于物性?shī)A層但與泥質(zhì)夾層相近,可結(jié)合GR,AC及Rt曲線特征幫助區(qū)分。
圖3 演武油田取心井延8 段3 類(lèi)隔夾層測(cè)井響應(yīng)特征識(shí)別圖版Fig.3 Identification chart of logging response characteristics of three types of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
表2 演武油田延8 段3 類(lèi)夾層巖-電特征參數(shù)Table 2 Characteristic parameters of three types of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
(2)泥質(zhì)夾層。該類(lèi)夾層SP曲線存在回返,其值在3 類(lèi)夾層中最大,但因SP曲線變化往往不明顯,GR曲線應(yīng)用更多。高泥質(zhì)含量使其GR值在3類(lèi)夾層中最高,曲線回返十分明顯,尖峰狀高AC、低Rt是該類(lèi)夾層的典型特征,以AC值高于248 μs/m,Rt值低于24.8 Ω·m 為劃定界限。
(3)物性?shī)A層。該類(lèi)夾層的界定通過(guò)比較粉砂巖、細(xì)砂巖、細(xì)—中砂巖、中砂巖等4 類(lèi)巖心的巖-電特征以及含油級(jí)別顯示加以得出,粉砂巖和細(xì)砂巖與后兩者不同,巖心觀察含油顯示為不含油。在單井柱狀圖上易于識(shí)別,SP曲線變化較細(xì)微,GR曲線有一定程度小幅回返,與泥質(zhì)含量有關(guān),表現(xiàn)為GR值大于68 API,AC值在3 類(lèi)夾層中居中,明顯高于鈣質(zhì)夾層,但不超過(guò)270 μs/m,Rt值高于泥質(zhì)夾層低于鈣質(zhì)夾層,DEN值較低,以2.4 Ω·m 為上限。
夾層參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表3)表明,第1 期和第4 期河道的夾層厚度、頻率和密度相對(duì)較小,而第2 期和第3 期河道夾層厚度、頻率和密度相對(duì)較大,反映出夾層發(fā)育與砂厚條件存在一定正相關(guān)性。從3類(lèi)夾層對(duì)比來(lái)看,泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層發(fā)育較鈣質(zhì)夾層更具優(yōu)勢(shì),滲流屏障作用相對(duì)顯著,但在不同期次河道中,兩者發(fā)育交替占據(jù)優(yōu)勢(shì),與砂體發(fā)育程度有關(guān)。
表3 演武油田延8 段4 期單河道砂體中3 類(lèi)夾層參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 3 Parameters of three types of interlayer of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
對(duì)各井采用電測(cè)響應(yīng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)劃分隔夾層后,通過(guò)繪制剖面圖和平面圖對(duì)隔夾層的縱橫向分布規(guī)律及特征進(jìn)行研究。
以Z193-57 井—Z203-57 井連井剖面(圖4)為例,在構(gòu)型界面約束下識(shí)別出4 期單河道砂體。第1 期頂部的煤層發(fā)育穩(wěn)定,低GR、高AC和高Rt特征明顯。4 期單河道砂體中,第2 期和第3 期河道砂體相對(duì)發(fā)育,受隔夾層發(fā)育影響,表現(xiàn)出多種縱向疊置關(guān)系和橫向接觸關(guān)系;第1 期河道發(fā)育局限;第4 期河道砂體受多處隔夾層約束,發(fā)育較差。多處可見(jiàn)單河道砂體間隔夾層和單河道砂體層內(nèi)各類(lèi)夾層發(fā)育,如Z193-57 井1 898 m 處發(fā)育物性?shī)A層,1 908 m 處發(fā)育隔層,并延續(xù)至Z194-57 井;Z195-57 井可見(jiàn)物性?shī)A層,Z196-57 井1 962 m 處發(fā)育隔層,將上下砂體約束成分離型疊置關(guān)系。Z199-57 井下部1 922 m 出見(jiàn)泥質(zhì)夾層,Z202-57 井上下發(fā)育物性?shī)A層和鈣質(zhì)夾層,鈣質(zhì)夾層延伸發(fā)育至Z203-57 井處。
以Z193-57—Z203-57井連井剖面為例,整體來(lái)看,主要發(fā)育泥質(zhì)隔夾層,局部發(fā)育物性?shī)A層和少量鈣質(zhì)夾層,隔層厚度相對(duì)較大,而夾層厚度較小,井間可見(jiàn)一定程度延續(xù)。在剖面可見(jiàn)的砂體垂向關(guān)系中,隔夾層使得上下期砂體失去疊置關(guān)系,垂向不連通而呈分離式。隔夾層延伸末端至終結(jié)處,緊鄰的上下2期砂體呈垂向輕微點(diǎn)接觸的表現(xiàn)為疊加式,無(wú)隔夾層限制的上下2 期疊置砂體受疊置程度影響表現(xiàn)為垂向上的切疊式和替代式,其中切疊式表現(xiàn)為上下2 期河道砂體具有一定疊置關(guān)系但各自保存仍較為完好,而替代式則表現(xiàn)為上下2 期河道砂體的疊置程度很高,幾乎為上期河道將下期河道“吞沒(méi)”狀態(tài),垂向上幾乎看不到下期河道,因河道遷移交織或者新老交替形成。
以順物源和橫切物源方向縱向連井剖面為依據(jù),在識(shí)別隔夾層后劃分出了4 期單河道砂體和多個(gè)次級(jí)增生體單元,進(jìn)而基于以往對(duì)露頭剖面研究形成的河道砂體寬厚比經(jīng)驗(yàn)公式[17],刻畫(huà)了橫向砂體形態(tài)和連續(xù)性,形成了泛濫平原接觸、替代式、側(cè)切式和對(duì)接式的平面接觸關(guān)系,進(jìn)而將分流河道平面展布形態(tài)描繪出來(lái),繪制成各期次河道的平面展布圖。平面接觸關(guān)系即砂體橫向接觸連續(xù)性的體現(xiàn),泛濫平原接觸呈兩分流河道各自孤立,間隔泛濫平原沉積;替代式和側(cè)切式為兩分流河道橫向接觸程度高、連通性較好的表現(xiàn),前者表現(xiàn)為一分流河道近乎完全侵占了另一分流河道,“蠶食”后的弱勢(shì)分流河道近乎廢棄,而后者的“蠶食”程度較弱,兩分流河道表現(xiàn)出合并態(tài)勢(shì);對(duì)接式則呈現(xiàn)兩分流河道點(diǎn)接觸的特征,無(wú)明顯連通性。
圖5 演武油田Y116 井區(qū)延8 段4 期單河道砂體隔夾層平面分布Fig.5 Plane distribution of interlayer of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 wel area of Yanwu Oilfield
繼續(xù)在連井剖面隔夾層識(shí)別基礎(chǔ)上標(biāo)注出3類(lèi)夾層的平面分布情況,形成4 期單河道砂體河道隔夾層平面分布特征(圖5)。第1 期單河道砂體河道分布相對(duì)局限,在河道切割交匯處和沉積水動(dòng)力較強(qiáng)部位隔夾層發(fā)育顯著[圖5(a)];第2 期和第3期單河道砂體發(fā)育較好,延展寬廣,各分流河道均在順河道沉積的中部交匯,表現(xiàn)為連片狀產(chǎn)出。同時(shí),物性?shī)A層和泥質(zhì)夾層頻繁交替出現(xiàn),物性?shī)A層常發(fā)育于主力砂體中部,為各分流河道交錯(cuò)疊置后細(xì)粒沉積物揉雜于其中伴隨沉積的產(chǎn)物,泥質(zhì)夾層多見(jiàn)于河道邊部或低能沉積環(huán)境中,高流態(tài)下粉砂質(zhì)和泥質(zhì)等細(xì)粒物質(zhì)被大量攜帶,易于在水動(dòng)力驟降時(shí)形成落淤,于孤立單河道和廢棄河道中產(chǎn)出。受成巖作用影響,鈣質(zhì)夾層的產(chǎn)出非均質(zhì)性明顯[圖5(b)—(c)];第4 期單河道砂體河道的砂體條件相對(duì)較差,分布較稀疏[圖5(d)]??梢酝茢?,從第4 到第1 沉積期,為先水進(jìn)的正旋回沉積再水退的反旋回沉積過(guò)程。
物性?shī)A層多見(jiàn)于河道發(fā)育最鼎盛時(shí)期、砂體連片分布較好的位置;泥質(zhì)夾層常見(jiàn)于河道分叉或延伸的邊部以及河口卸載等水動(dòng)力變緩、流速減慢的沉積環(huán)境;鈣質(zhì)夾層多見(jiàn)于寬或窄河道的中或邊部,受成巖作用成因如鈣質(zhì)膠結(jié)控制。此外,砂泥質(zhì)沉積交替明顯,在單一河道邊部砂體發(fā)育相對(duì)較差時(shí),泥質(zhì)沉積則表現(xiàn)得較為活躍,河道側(cè)翼處靠近河道間的廣布泛濫平原亦可見(jiàn)泥質(zhì)夾層發(fā)育,而物性?shī)A層多分布于流速交替變換顯著的位置。研究區(qū)經(jīng)歷了先進(jìn)積后退積的沉積演化階段,在沉積物進(jìn)積過(guò)程中,物性?shī)A層隨水動(dòng)力增強(qiáng)或高能急流產(chǎn)生,而泥質(zhì)夾層在流速驟降或低能等弱水動(dòng)力環(huán)境產(chǎn)生,且二者的產(chǎn)出與河道和泛濫平原相對(duì)位置關(guān)系密切,而鈣質(zhì)夾層分布受沉積演化影響較小。
隔夾層發(fā)育與整體河道發(fā)育程度相關(guān),河道越發(fā)育,各類(lèi)夾層的發(fā)育也越活躍,而河道相對(duì)單一時(shí),砂體發(fā)育較差,隔夾層發(fā)育也相對(duì)較少。
統(tǒng)計(jì)隔夾層分布規(guī)模和產(chǎn)狀參數(shù),并結(jié)合野外露頭,對(duì)隔夾層有效厚度下限進(jìn)行探討(表4)。
對(duì)隔夾層幾何形態(tài)和橫向規(guī)模統(tǒng)計(jì)得到,泥質(zhì)夾層呈前積高傾角形態(tài),其余各類(lèi)呈近平行低傾角形態(tài),規(guī)模與厚度具有相關(guān)性,泥質(zhì)隔層縱橫向分布規(guī)模較大,3 類(lèi)夾層橫向分布規(guī)模則較小,其中泥質(zhì)夾層相對(duì)規(guī)模較大。從油水控制作用來(lái)看,泥質(zhì)隔層表現(xiàn)為強(qiáng),鈣質(zhì)和泥質(zhì)夾層表現(xiàn)為中等,物性?shī)A層則表現(xiàn)為較弱?;谟退刂谱饔弥贫ǔ龈黝?lèi)夾層的有效厚度占比。
表4 演武油田延8 段隔夾層分布規(guī)模及產(chǎn)狀參數(shù)Table 4 Distribution scale and occurrence parameters of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
3.4.1 沉積相
沉積相是不同級(jí)次構(gòu)型界面的首要控制因素,研究區(qū)以標(biāo)志性的辮狀河三角洲平原亞相為主導(dǎo),以分流河道的砂質(zhì)沉積和泛濫平原的泥質(zhì)沉積為主。在該沉積背景下,辮狀河道順西南物源影響頻繁切割、交匯、疊置縱橫,隔夾層在相控變換當(dāng)中隨水流變遷而形成。
3.4.2 沉積和成巖作用
沉積作用控制了分流河道與泛濫平原沉積的交替出現(xiàn),結(jié)合水動(dòng)力條件變更,使得砂泥間互沉積,主要約束了泥質(zhì)和物性?shī)A層的產(chǎn)出。成巖作用主要影響鈣質(zhì)夾層的產(chǎn)生條件,鈣質(zhì)夾層受沉積時(shí)期黏土礦物形成的酸堿環(huán)境影響,頻繁發(fā)生成巖作用如膠結(jié)、溶蝕、交代等。在鈣質(zhì)膠結(jié)作用下巖石進(jìn)一步致密化,孔、滲值減小,引發(fā)含油非均質(zhì)。
3.4.3 單河道砂體空間樣式
單河道砂體及次級(jí)單元的空間樣式復(fù)雜,包括平面接觸關(guān)系和垂向疊置關(guān)系,單河道砂體平面上呈現(xiàn)孤立、側(cè)切、對(duì)接、替代和泛濫平原接觸的平面接觸關(guān)系,同時(shí),垂向上呈現(xiàn)替代、疊加、切疊和分離的垂向疊置關(guān)系[37-39]??臻g樣式約束使得多種構(gòu)型界面樣式形成,隔夾層時(shí)空層次性更為復(fù)雜,進(jìn)而影響了多級(jí)次單元構(gòu)型模式。
隔夾層研究使得不同級(jí)次構(gòu)型界面得以搭建,從而劃分出各級(jí)次構(gòu)型單元,共同組成構(gòu)型單元分布模式,為單河道砂體構(gòu)型研究打下基礎(chǔ)。
分析4 期單河道砂體河道垂向疊置關(guān)系(圖6),第1,2 期河道垂向上疊置范圍相對(duì)較小,以大面積分離河道為主,即表現(xiàn)為無(wú)疊置關(guān)系的單一河道分布。在疊置部分,分流河道構(gòu)型單元疊置樣式多以切疊式為主,疊加式和替代式相對(duì)較少[圖6(a)];第2,3 期河道垂向上疊置范圍增大,但仍以2 期河道分離發(fā)育為主,隨沉積供給量增多,河道頻繁交匯疊置產(chǎn)出,形成了大范圍連片河道的交匯與分離,在沉積動(dòng)力強(qiáng)弱交替下形成了復(fù)雜的構(gòu)型單元疊置樣式,疊加和替代分布面積有所增加[圖6(b)],這2 期處于沉積鼎盛階段,之后將迎來(lái)水進(jìn)退積的衰退期;第3,4 期河道垂向疊置范圍較前2 期有所減小,仍以分離河道為主,在疊置部分切疊式分布較疊加式和替代式更具優(yōu)勢(shì),分布較為廣泛,疊加式和替代式2 種接觸樣式占比較第2,3 期增高,推斷為到達(dá)沉積鼎盛的過(guò)渡階段,水動(dòng)力逐步增強(qiáng),河道進(jìn)積強(qiáng)烈[圖6(c)]。
圖6 演武油田Y116 井區(qū)延8 段4 期單河道砂體垂向疊置關(guān)系Fig.6 Vertical superimposed relationship of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 well area of Yanwu Oilfield
在各類(lèi)疊置關(guān)系中,切疊式和替代式均體現(xiàn)為強(qiáng)疊置關(guān)系,而疊加式體現(xiàn)為弱疊置關(guān)系。切疊式的構(gòu)型疊置樣式多產(chǎn)出于近物源的河道中部及河道交匯處等高能環(huán)境中,進(jìn)積顯著;在辮狀河道彎度較大的邊部和水動(dòng)力強(qiáng)弱相差較大的河道交匯處,替代式產(chǎn)出明顯;在2 期河道輕微接觸的弱水動(dòng)力部位以及河道沉積末尾位置,河道從激烈進(jìn)積回歸至平靜的單河道走勢(shì),由加積向退積轉(zhuǎn)換,低能環(huán)境下疊置關(guān)系不顯著,呈構(gòu)型單元疊加式產(chǎn)出。4 期河道垂向疊加整合形成辮狀河三角洲平原復(fù)合分流河道[圖6(d)]。
按照平面連通性可將4 期單河道砂體劃分為接觸和非接觸兩大類(lèi),接觸類(lèi)中包含孤立式河道和泛濫平原接觸,即砂體間不具備絲毫連通性,該類(lèi)可依據(jù)平面接觸程度由強(qiáng)至弱分為替代式、側(cè)切式和對(duì)接式,三者均具備不同程度的連通性。圖7 顯示,4 期單一河道均以非接觸的孤立式和泛濫平原接觸為主,與其相對(duì)的3 種連通接觸的平面接觸關(guān)系相對(duì)較少。第1 期河道,孤立式占比與接觸式相當(dāng),接觸類(lèi)中側(cè)切式占優(yōu)勢(shì),替代式和對(duì)接式較少[圖7(a)];第2 期河道中孤立式仍較多,但較接觸類(lèi)占比較小,接觸類(lèi)中仍以側(cè)切式為主,替代式和對(duì)接式較少[圖7(b)];第3 期接觸類(lèi)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,接觸類(lèi)中側(cè)切式占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),替代式和對(duì)接式分布較第2 期更為局限[圖7(c)];第4 期河道非接觸類(lèi)依然占優(yōu)勢(shì),受弱河道改造能量影響,接觸類(lèi)總體較弱,側(cè)切式、替代式和對(duì)接式呈近乎同等占比[圖7(d)]??傮w上,非接觸類(lèi)較接觸類(lèi)難以形成流動(dòng)單元,接觸類(lèi)中三者的流動(dòng)單元屬性也不盡相同。
圖7 演武油田Y116 井區(qū)延8 段4 期單河道砂體側(cè)向接觸關(guān)系Fig.7 Lateral contact relationship of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 well area of Yanwu Oilfield
整體來(lái)說(shuō),各平面接觸關(guān)系受控于水流的高能和低能環(huán)境變化,呈現(xiàn)不同程度的分布占比。接觸類(lèi)中側(cè)切式是最顯著的平面接觸關(guān)系,是分流河道交匯接觸的主要形式,在主力河道中部以及近物源處,側(cè)切式分布較多。在復(fù)合分流河道邊部和水動(dòng)力頻繁交匯、砂體疊置產(chǎn)出較復(fù)雜、河道遷移相對(duì)明顯等部位,由于水流呈高能流態(tài),替代式將占主導(dǎo)。在非接觸類(lèi)中,由于泛濫平原微相大范圍發(fā)育,泛濫平原接觸在幾類(lèi)接觸關(guān)系中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),孤立河道為不參與河道遷移狀態(tài)下的非接觸關(guān)系。
在疊置關(guān)系基礎(chǔ)上,5 級(jí)復(fù)合分流河道構(gòu)型單元進(jìn)一步細(xì)分為4 級(jí)的獨(dú)立型分流河道構(gòu)型單元和分離型細(xì)粒構(gòu)型單元,以及3 級(jí)的接觸型增生體構(gòu)型單元(圖8)。
獨(dú)立型分流河道構(gòu)型單元為4 級(jí)構(gòu)型單元中構(gòu)型樣式較為簡(jiǎn)單的一種,即單一河道砂體在垂向和縱向上均不與其他單河道砂體相關(guān)聯(lián),形式獨(dú)立,多以弱水動(dòng)力的邊部分流河道為代表,巖性以細(xì)到中砂巖為主,局部為粉砂巖,電性特征表現(xiàn)為SP曲線為相對(duì)低幅的鐘形或箱形。
分離型細(xì)粒構(gòu)型單元由河道砂體之外的大面積泛濫平原沉積構(gòu)成,包括沼澤、天然堤、決口扇等,本次研究以單河道砂體構(gòu)型為主,故該處不予細(xì)分。分離型細(xì)粒沉積單元存在于河道間或河道外,以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及粉砂質(zhì)泥巖為主,局部為粉砂質(zhì),是砂泥交互中的細(xì)粒沉積部分,電測(cè)曲線呈低SP、高GR特征,齒化明顯。
圖8 演武油田延8 段單河道砂體構(gòu)型單元?jiǎng)澐諪ig.8 Architecture characterization unit division of single channel sand bodies of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
接觸型增生體構(gòu)型單元為隔夾層約束下的增生體在橫向和垂向疊置下復(fù)合形成,形式多樣,是3級(jí)構(gòu)型單元增生體結(jié)合形成的復(fù)合分流河道的細(xì)化。以砂質(zhì)沉積為主,巖性為中砂巖、細(xì)砂巖,局部為粗砂巖,電測(cè)曲線呈鐘形和箱形的復(fù)合形,具高SP、低GR特征。
圖9 演武油田延8 段辮狀河三角洲平原構(gòu)型分布模式Fig.9 Architecture characterization distribution pattern of braided river delta plain of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
在單河道砂體構(gòu)型單元空間組合疊加之后,形成了辮狀河三角洲平原構(gòu)型分布模式(圖9)。順物源方向的完整辮狀河三角洲平原分流河道在單河道砂體間隔層約束下分為4 期單河道砂體,每期河道均以獨(dú)立型分流河道構(gòu)型單元和接觸型增生體構(gòu)型單元組成砂質(zhì)沉積部分,以分離型細(xì)粒沉積單元來(lái)刻畫(huà)泥質(zhì)沉積部分。各期次河道的單河道砂體在縱橫向多種接觸和疊置樣式下共同形成了能夠表征整條復(fù)合河道砂體的更高級(jí)次構(gòu)型單元。同時(shí),上覆河道和下伏河道(圖9 頂面陰影)的空間關(guān)系也得以形象地刻畫(huà),具有“接觸廣泛、疊置錯(cuò)綜”的特點(diǎn),勾勒了廣布連片的辮狀河三角洲平原復(fù)合分流河道砂體展布特征,描繪了“泛連通”的特性。
(1)研究了以4 級(jí)和3 級(jí)構(gòu)型界面為主的隔夾層,識(shí)別出了鈣質(zhì)、泥質(zhì)和物性3 類(lèi)夾層,并劃定了各類(lèi)夾層的巖-電特征參數(shù),形成了研究區(qū)隔夾層劃分識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。
(2)研究了隔夾層縱橫向分布規(guī)律、幾何形態(tài)和產(chǎn)狀規(guī)模。以泥質(zhì)夾層和物性?shī)A層發(fā)育為主,伴隨少量不規(guī)律發(fā)育的鈣質(zhì)夾層。其中物性?shī)A層多產(chǎn)出于河道遷移疊置部位,泥質(zhì)夾層常見(jiàn)于水道邊和水動(dòng)力低能位置,鈣質(zhì)夾層則受成巖作用影響表現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性分布。
(3)在隔夾層約束下對(duì)單河道砂體構(gòu)型單元的縱向疊置關(guān)系和橫向接觸關(guān)系的分析表明,垂向上以分離式河道和切疊式為主,橫向上,非接觸類(lèi)以泛濫平原接觸為主,接觸類(lèi)則以側(cè)切式為主,且各類(lèi)縱橫向關(guān)系明顯受水動(dòng)力變化影響,呈規(guī)律性的各異位置產(chǎn)出。
(4)厘定出獨(dú)立型分流河道單元、分離型細(xì)粒沉積單元和接觸型增生體構(gòu)型單元等3 類(lèi)不同級(jí)次的單河道砂體構(gòu)型單元,構(gòu)建了各級(jí)次構(gòu)型界面約束下的辮狀河三角洲平原構(gòu)型分布模式,該分布模式具有“接觸廣泛、疊置錯(cuò)綜”的特點(diǎn),為該類(lèi)單河道砂體構(gòu)型研究提供了借鑒。