基于水平井信息的單砂體分布特征研究
——以松遼盆地南部長嶺凹陷乾安地區(qū)某水平井為例

王鑫銳，閆百泉，董長春，趙華生，劉如昊

（1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163000；2.中國石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院，吉林松原 138000）

0 引言

致密砂巖儲層具有平面分布面積廣、埋藏深度大、儲層物性差、非均質(zhì)性強的特點，依靠常規(guī)開發(fā)技術(shù)難以開采，往往需通過大規(guī)模水平井壓裂或其他特殊工藝才能開發(fā)生產(chǎn)，這就對地下儲層的砂體特征認識提出了更高的要求（王鳳嬌等，2017；楊曉萍等，2007；于興河等，2015；崔明明等，2019；宋兆杰等，2019）。目前，包括基準(zhǔn)面旋回控制下的砂體解剖（何宇航等，2018；叢琳等，2017），類比沉積過程的砂體結(jié)構(gòu)反演（張昌民等，2013），構(gòu)型要素參與下的儲層砂體精細識別（陳薪凱等，2020；周銀邦等，2011），構(gòu)造、沉積等多因素約束下地震相識別（劉化清等，2018；曾燦，2018），建模、數(shù)模等多手段融合的單砂體表征（任雙波等，2016）都取得了長足的進步。將Bridge 現(xiàn)代沉積基礎(chǔ)構(gòu)型要素簡化至油藏描述范疇，利用代表不同流體及不同沉積序列的測井相組合特征識變化情況來識別砂體的不同部位和不同拼接方式，從而建立更精確的單砂體空間展布樣式。王延光等（2020）和劉化清等（2018）利用振幅和頻率構(gòu)成的復(fù)合地震屬性，對薄層單砂體厚度進行了精確的估算。但上述方法對井網(wǎng)密度及地震資料品質(zhì)有著較高的要求，乾安地區(qū)扶余油層為典型的致密砂巖儲層，但由于井距過大，地震資料匱乏等問題，難以開展扶余油層砂體解剖工作，如何合理高效運用廣泛分布在致密砂巖儲層中的水平井信息，是明確儲層砂體特征，致密油精細挖潛的關(guān)鍵。因此，本次針對研究區(qū)水平井信息豐富的特點，將水平井納入常規(guī)砂體解剖中，以沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，建立直井—水平井聯(lián)動的單砂體識別標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用水平段進行平面單砂體邊界厘定，提高儲層砂體定量研究與內(nèi)部砂體分布特征描述的精度，精細刻畫乾安地區(qū)扶余油層儲層單砂體成因類型及分布特征。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

松遼盆地位于東經(jīng)119°40′～128°24′，北緯42°25′～49°23′，是油氣資源最為豐富的新生代陸相沉積盆地，其兼具斷-坳雙重特征，內(nèi)部可進一步劃分為6 個一級構(gòu)造單元，31 個二級構(gòu)造單元，油氣集中分布在中央坳陷區(qū)內(nèi)（圖1）。本次選取的松遼盆地南部長嶺凹陷乾安地區(qū)X 水平井開發(fā)區(qū)位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)長嶺凹陷中部，東與木頭油田相連，北至新立油田，西鄰乾安油田，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育白堊系、古近系，新近系。此次研究的目的層段為白堊系下統(tǒng)泉頭組四段（下簡稱泉四段），是該地區(qū)的下部含油組合，埋深1600～2350 m，平面分布穩(wěn)定，厚130 m 左右。受西南保康—通榆水系控制，發(fā)育以淺水三角洲為主的沉積體系。

圖1 松遼盆地南部中央凹陷區(qū)油氣聚集位置分布圖

2 儲層單砂體的成因類型

通過對研究區(qū)內(nèi)24 口取芯井巖芯樣品沉積微相類型及巖相特征分析，研究區(qū)為淺水三角洲沉積環(huán)境，中下部為三角洲平原沉積，向上水體加深發(fā)育三角洲前緣亞相。在這個沉積演化過程中，可作為儲層的單砂體類型主要包括分流河道，水下分流河道，河控沙壩及席狀砂，巖性測井特征如圖2 所示。其中陸上平原沉積中的溢岸薄層砂（天然堤、溢岸砂、決口扇等）分布面積小，垂向厚度薄，難以成為有效儲層。

2.1 分流河道、水下分流河道沉積特征

分流河道及水下分流河道是三角洲沉積中最主要的砂體類型，巖性以細砂巖、粉砂巖為主。該砂體形成水動力強，底部沖刷面明顯，常發(fā)育斜層理、槽狀交錯層理、平行層理等沉積構(gòu)造，如圖2 所示。垂向上多呈現(xiàn)典型河流的二元結(jié)構(gòu)，其中陸上分流河道沉積序列更完整，底部是砂體的底界面，多具沖刷充填特征，突變面下部為分流間細粒沉積，受河流強烈的沖刷作用的影響，形成厚層泥礫發(fā)育的底部滯留沉積，鈣質(zhì)膠結(jié)頻繁，多呈現(xiàn)灰白色，物性及含油性較差，為典型的塊狀層理含礫細砂巖相；在這之上為河道沉積的主體部分，多發(fā)育交錯層理細砂巖相，顯示為分選良好的均值韻律，故儲層物性及含油性較好；頂部由于水動力減弱形成的細粒沉積，為波狀層理粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖相，內(nèi)部向上泥質(zhì)含量增加逐漸過渡為溢岸砂、天然堤或分流間泥沉積，物性及含油性差。

2.2 水下溢岸沉積砂體特征

三角洲平原以分流河道砂體為主，溢岸沉積不發(fā)育，故僅對水下溢岸沉積進行分析。其主要包括河控沙壩及席狀砂兩種類型成因單砂體，沉積特征如圖2 所示。二者平面上多呈條帶狀分布在水下分流河道兩側(cè)，顯示為明顯的河控特征，由河岸向兩側(cè)能量逐漸降低，由粉砂巖過渡為水下分流間泥質(zhì)沉積。垂向上，河控沙壩顯示為明顯的反韻律特征，底部與下伏分流間灣遞變接觸，發(fā)育水平層理泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖相，向上粒度逐漸增大，主體部分可見平行層理粉砂巖相，與上覆塊狀層理泥巖相成突變接觸關(guān)系。其內(nèi)部多見揉皺構(gòu)造、生物化石及黃鐵礦等自生礦物；而席狀砂多為波狀層理粉砂巖相，頂?shù)着c平行層理及塊狀層理泥巖相突變式接觸。二者含油性物性與其自身厚度相關(guān)，靠近河道主體部位厚度大，物性及含油性較好，向外則逐漸變差。

3 儲層單砂體的精細識別

井距過大帶來了井間對比的不確定性，從而導(dǎo)致砂體規(guī)模及分布特征難以精確識別（石桓山等，2018）。研究區(qū)豐富的水平井信息，可以較好的彌補這一缺陷。合理利用水平井段信息可以為劃分單砂體成因類型，厘定砂體邊界，明確井間砂體變化等提供地質(zhì)資料支撐（黃文松等，2018；陳學(xué)洋，2017）。

圖2 乾安地區(qū)某水平井開發(fā)區(qū)主要單砂體成因類型

3.1 水平井和直井不同成因單砂體對應(yīng)圖版的建立

儲層砂體的巖性物性與測井曲線響應(yīng)存在一定的相關(guān)性，不同成因類型單砂體由于巖性，旋回特征不同，在直井曲線響應(yīng)中形成截然不同的幅度、形態(tài)、鋸齒化程度特征，水平井同樣存在這種分異，但由于水平井測井響應(yīng)機理與垂直井存在差異，難以從曲線形態(tài)簡單判斷單砂體類型。利用研究區(qū)不同成因類型單砂體對電阻率R、自然伽馬GR曲線敏感的特點，利用兩種類型井鉆遇相同砂體提取二者電性響應(yīng)參數(shù)，選取多個樣本點以建立不同成因類型砂體電性響應(yīng)關(guān)系，以此建立不同成因類型單砂體的R-GR圖版，圈定不同成因類型單砂體的測井響應(yīng)范圍，補充單砂體井間識別地質(zhì)證據(jù)。

三角洲平原沉積砂體識別圖版見圖3，水平井由于上下圍巖的干擾，對于相同成因類型砂體的電阻率及自然伽馬響應(yīng)取值范圍分布區(qū)間與直井相比略低。結(jié)合取芯井進行驗證，R-GR交匯圖版在研究區(qū)單砂體識別準(zhǔn)確率為91.2%，可以通過該方法對單砂體特征，尤其是缺乏直井井網(wǎng)控制的井間特征進行更加清晰的描述。

3.2 水平井與直井聯(lián)合的單砂體精細解剖

研究區(qū)受直井井位密度低、井間距大的影響，當(dāng)僅采用直井信息進單砂體平面展布分析時，對于河道規(guī)模的大小、河道的擺動方向及不同成因類型砂體組合關(guān)系存在一定的多解性，同時對井網(wǎng)未控制區(qū)域的單砂體判別對存在較大的誤差，研究區(qū)水平井水平段距離在800～1200 m，加入水平井后，在一定程度上對井間未控制區(qū)域做出了資料的補充，利用水平井橫穿砂體的特點，確定不同成因類型砂體規(guī)模，識別單砂體邊界。

圖4a 為9 口直井所繪制的單砂體平面分布圖，圖4b 為在加入9 口水平井后與直井結(jié)合繪制的砂體平面圖，對比純直井繪制平面圖存在明顯的差異：其一是利用C1、C3、C5 識別出了新的成因類型單砂體（天然堤、溢岸砂）；其二是上部河道砂體由于水平井的影響，對其規(guī)模及擺動方式做出修正；其三是南部河道砂體由于水平井識鉆遇分流間泥巖，重新厘定其邊界。

水平井信息參與判相后，豐富研究區(qū)目前的井網(wǎng)密度，提供了原本缺失的井間信息。使得在單砂體識別過程中，對河道砂體規(guī)模及形態(tài)劃分更加準(zhǔn)確，溢岸沉積砂體平面可識別性顯著增強。對儲層單砂體規(guī)模，擺動方式，及平面組合模式有了更加清晰的認識。

4 儲層單砂體分布特征

運用上述直井-水平井聯(lián)動砂體識別方法，對儲層單砂體進行平面及垂向的精細解剖，結(jié)合研究區(qū)沉積演化規(guī)律，分析單砂體的空間分布特征（任雙坡等，2016；張莉等，2017；賴鴻飛等，2017）。研究區(qū)扶余油層主要發(fā)育水上三角洲平原亞相及水下的三角洲前緣亞相兩個截然不同的沉積相帶，其單砂體類型及分布特征存在較大的差異（圖5）。本次選取不同亞相中的典型層位，對其單砂體分布規(guī)律進行分析（孫雨等，2016；高陽等，2019）。

三角洲平原沉積時期主要對應(yīng)研究區(qū)IV～II 砂組，主要砂體成因類型為分流河道砂體及河道間零星分布的溢岸砂、天然堤、決口扇等溢岸沉積，分流間泥質(zhì)沉積發(fā)育。此時水動力強，物源供給豐富，分流河道砂體單期規(guī)模大，厚度約7～10 m，平均8.4 m，寬度多為700～1500 m。分流河道砂體平面遷移迅速，河道砂體頻繁分支-匯聚，構(gòu)成了側(cè)向相切或相接的接觸關(guān)系，局部形成寬闊的由多期分流河道砂體組成的寬闊砂帶。垂向上不同基準(zhǔn)面河道下切作用強烈，河道頂層沉積缺失，形成接垂向疊置嚴重，連通性較好厚層砂體。河道兩側(cè)由于河道砂體側(cè)向侵蝕作用保留較少，厚度多為3 m 左右。因此可見，三角洲平原沉積儲層多為寬闊的河道復(fù)合砂帶，分流河道砂體的垂向下切，側(cè)向遷移是構(gòu)成該沉積時期砂體特征復(fù)雜多變的主要原因。

三角洲前緣亞相對應(yīng)研究區(qū)I 砂組沉積時期，該時期主要發(fā)育水下分流河道、河控沙壩、席狀砂沉積。該時期水體較深，河流作用減弱，分流河道砂體規(guī)模較小，多以中小型為主，單期河道砂體厚度集中在4～6 m，寬約400～800 m，受到湖水的頂托作用的影響，兩側(cè)常與河控沙壩、席狀砂相伴生，表現(xiàn)為水下分流河道→河控沙壩主體→河控沙壩外緣→席狀砂（主體及非主體）→分流間泥的平面相序。垂向上，由于水下分流河道砂體下切能力較弱，頂層沉積發(fā)育完整，細粒沉積隔夾層發(fā)育，垂向多為砂泥薄互層。綜上所述，三角洲前緣沉積中，儲層砂體分布呈現(xiàn)“河控面狀”多成因砂體組合的特征，平面分布面積大但厚度值不高。

5 結(jié)論

（1） 研究區(qū)單砂體類型主要包括分流河道，水下分流河道，河控沙壩及席狀砂。

（2） 利用直井與水平井對相同成因單砂體的響應(yīng)特征差異，可以建立直井及水平井單砂體識別電性模板，對河道砂體規(guī)模，擺動方式，組合關(guān)系進行更準(zhǔn)確的解剖。

（3） 通過對研究區(qū)不同沉積環(huán)境單砂體特征的分析可知，研究區(qū)主要包括“河控帶狀體”及“河控面狀體”兩種不同的單砂體分布模式。前者主要發(fā)育在扶余油層早期三角洲平原沉積中，表現(xiàn)為多河道復(fù)合特征，少見溢岸沉積，垂向及平面厚度較大，是扶余油層水平井精細挖潛的主要目標(biāo)。而后者主要是晚期三角洲前緣沉積中發(fā)育的主要儲層砂體類型，是由水下分流河道，河控砂壩、席狀砂等多成因單砂體組合而成的，平面分布面積大，垂向厚度較薄，隔夾層豐富，剩余油挖潛潛力較低。

致謝成文過程中，得到了吉林油田的數(shù)據(jù)支撐以及技術(shù)指導(dǎo)，筆者在此表示衷心感謝。