辮狀河儲(chǔ)層單砂體刻畫(huà)及剩余油分布

李俊飛

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459）

辮狀河沉積是陸相河流-三角洲沉積體系重要的組成部分［1］，垂向上砂體多期疊置，橫向上砂體相互切割，造成儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)［2］；多年的注水開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致油田剩余油分布復(fù)雜，亟需開(kāi)展精細(xì)的單砂體刻畫(huà)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在辮狀河儲(chǔ)層研究方面做了大量的探索性工作，尤其在辮狀河沉積模式［3］、心灘壩沉積演化［4-5］及隔夾層研究及三維地質(zhì)建模［6-9］等方面取得較大進(jìn)展，但在單砂體刻畫(huà)及其對(duì)剩余油分布的影響方面研究較少。因此，以渤海灣盆地L 油田4 區(qū)館陶組為例，探討辮狀河單砂體接觸樣式及定量規(guī)模，并分析其對(duì)剩余油分布的影響，以期為油田中后期剩余油挖潛提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

L 油田位于渤海灣盆地中南部海域渤南低凸起中段，該油田為受兩組近南北向走滑斷層控制、內(nèi)部次生斷層復(fù)雜化的斷裂背斜構(gòu)造。主力含油層系是館陶組，以辮狀河儲(chǔ)層為主，發(fā)育辮狀河道、心灘壩、溢岸砂。巖性以中砂巖、細(xì)砂巖為主，局部含礫石，顆粒分選較差，磨圓是次棱角狀—次圓狀。儲(chǔ)層孔隙度為18.9%～32.6%，滲透率為（15.0～5 900.0）×10-3μm2，屬于中高孔、中高滲儲(chǔ)層。

4區(qū)于2008年投產(chǎn)，經(jīng)過(guò)十幾年的注水開(kāi)發(fā)，目前已進(jìn)入高含水階段，綜合含水81%，儲(chǔ)層水淹狀況復(fù)雜，剩余油分布難以預(yù)測(cè)。為滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)需要，需對(duì)辮狀河儲(chǔ)層單砂體平面接觸樣式進(jìn)行刻畫(huà)，對(duì)其定量規(guī)模進(jìn)行研究，并探討其對(duì)剩余油分布的影響。

2 單砂體識(shí)別

2.1 單砂體平面接觸樣式

辮狀河河床寬淺，河道反復(fù)分岔合并，在不穩(wěn)定水流作用下，易廢棄改道，主要發(fā)育河床亞相和河漫亞相。河漫亞相是洪水泛濫期，水流漫過(guò)堤岸沉積的大量懸浮沉積物，以粉砂巖和泥巖為主。河床亞相是在雙向環(huán)流作用下，在河床上沉積的砂礫質(zhì)沉積物，主要以砂巖為主；根據(jù)沉積方式、砂體厚度和測(cè)井響應(yīng)特征的差異，可進(jìn)一步細(xì)分為心灘壩和辮狀河道微相；隨著河道改道和物源供給的影響，辮狀河道充填方式發(fā)生變化，通過(guò)對(duì)順物源方向和垂直物源方向連井剖面接觸關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為研究區(qū)單砂體在平面上存在3 種接觸樣式:砂質(zhì)接觸、半泥質(zhì)接觸和泥質(zhì)接觸。

2.1.1 砂質(zhì)接觸

河道分流使得水流速度突然降低，其攜帶的沉積物超出河道的負(fù)載能力，砂質(zhì)沉積物卸載，形成砂質(zhì)巖相，與已沉積的心灘壩相接觸，即砂質(zhì)接觸（見(jiàn)圖1a）。由于河道的沖刷作用，使得心灘壩和砂質(zhì)河道單砂體之間連通較好，成為油氣運(yùn)移的通道。河道砂體的厚度與同期心灘壩砂體的厚度相當(dāng)或者略小。

2.1.2 半泥質(zhì)接觸

物源供給不足，隨著河道水流速度的突然降低，其攜帶的沉積物按照粒徑大小先后沉積，河道下部發(fā)育砂巖，上部發(fā)育砂質(zhì)泥巖和泥巖，與已沉積的心灘壩相接觸，即半泥質(zhì)接觸（見(jiàn)圖1b）。因水動(dòng)力不足，半泥質(zhì)河道下部砂體物性較差，與心灘壩單砂體連通性較差。

2.1.3 泥質(zhì)接觸

河道改道使得其在一段時(shí)間內(nèi)保持隔離的靜水環(huán)境，最終，河道內(nèi)細(xì)粒懸浮物質(zhì)自然沉積下來(lái)形成泥巖沉積［10］，與已沉積的心灘壩相接觸，即泥質(zhì)接觸（見(jiàn)圖1c），其兩側(cè)的心灘壩單砂體之間不連通，相互之間沒(méi)有油氣運(yùn)移。

圖1 L油田館陶組單砂體平面接觸樣式

2.2 單砂體規(guī)模

單砂體的定量刻畫(huà)在井間存在很強(qiáng)的預(yù)測(cè)性，因而，單砂體的幾何形態(tài)成為其定量表征的關(guān)鍵。辮狀河是由多期辮流帶砂體疊加而成，其間發(fā)育不穩(wěn)定分布的泛濫平原泥巖，單期辮流帶砂體是由多個(gè)心灘壩及辮狀河道組成，呈現(xiàn)“寬壩窄河道”的模式［11］，在此模式指導(dǎo)下，開(kāi)展辮狀河單砂體的定量刻畫(huà)。

Leclair 等［12］通過(guò)對(duì)辮狀河現(xiàn)代沉積單一辮流帶的測(cè)量，認(rèn)為單一辮流帶寬度與平均單河道滿(mǎn)岸深度呈對(duì)數(shù)線(xiàn)性關(guān)系:

式中，Wmin為單一辮流帶最小寬度，m；Wmax為單一辮流帶最大寬度，m；ha為平均單河道滿(mǎn)岸深度，m。

研究區(qū)平均單河道滿(mǎn)岸深度為5～8 m，由式（1）、（2）計(jì)算，得到單一辮流帶寬度為1 000～3 300 m。研究區(qū)辮流帶最大寬度為2 000 m，僅在辮流帶邊部發(fā)育一定規(guī)模的泛濫平原，因此認(rèn)為研究區(qū)發(fā)育一個(gè)辮流帶。研究表明，在現(xiàn)代沉積中，辮流帶寬度與心灘壩寬度、心灘壩寬度和長(zhǎng)度之間具有一定的相關(guān)性。通過(guò)對(duì)具有相似沉積背景的典型辮狀河的辮流帶寬度、心灘壩寬度、心灘壩長(zhǎng)度等構(gòu)型要素進(jìn)行測(cè)量，得到它們之間的經(jīng)驗(yàn)公式［13］，再結(jié)合單砂體平面接觸樣式，計(jì)算得到研究區(qū)心灘壩寬度250～750 m，心灘壩長(zhǎng)度600～1 750 m。根據(jù)Kelly［14］的經(jīng)驗(yàn)公式，研究區(qū)辮狀河道寬度為100～250 m。

研究區(qū)L70C 單層自北東東方向發(fā)育一條辮流帶，辮流帶內(nèi)發(fā)育14 個(gè)心灘壩以及多條廢棄河道，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，心灘壩寬度280～590 m，心灘壩長(zhǎng)度685～1 058 m（見(jiàn)圖2）。

圖2 L油田館陶組L70C單層單砂體平面分布

3 辮狀河單砂體平面接觸樣式對(duì)剩余油分布的控制

研究區(qū)館陶組單砂體的平面接觸樣式主要包括砂質(zhì)接觸、半泥質(zhì)接觸和泥質(zhì)接觸3種類(lèi)型；心灘壩單砂體呈均質(zhì)韻律，在重力的作用下，水向下運(yùn)動(dòng)，使得單砂體呈底部水淹；因此，在平面接觸樣式和注采井網(wǎng)的耦合下，研究區(qū)剩余油分布復(fù)雜。

砂質(zhì)接觸的砂體橫向連通性較好，水驅(qū)效果較好，剩余油不富集（見(jiàn)圖3a）。半泥質(zhì)接觸的砂體由于上部泥質(zhì)河道遮擋，單砂體間僅下部連通，且連通性較差，易在心灘壩側(cè)翼中上部和辮狀河道形成剩余油富集（見(jiàn)圖3b）。泥質(zhì)接觸的砂體因泥質(zhì)河道的存在，使得2個(gè)心灘壩單砂體橫向不連通，易在心灘壩單砂體的側(cè)翼富集剩余油（見(jiàn)圖3c）。

圖3 單砂體對(duì)剩余油分布的控制機(jī)理

當(dāng)注水井在半泥質(zhì)河道、采油井在心灘壩上時(shí)，由于河道下部砂體物性差，兩者間連通性較差，后期在心灘壩上的調(diào)整井呈未水淹（見(jiàn)圖4a），或者當(dāng)注水井在心灘壩、采油井在半泥質(zhì)河道上時(shí)，由于兩者間連通性差，后期在半泥質(zhì)河道上的調(diào)整井呈未水淹（見(jiàn)圖4b），說(shuō)明半泥質(zhì)接觸的砂體水驅(qū)效果差，剩余油富集在心灘壩側(cè)翼或者半泥質(zhì)河道。當(dāng)注水井在心灘壩、采油井在泥質(zhì)河道微相時(shí)，兩者間不連通，后期在心灘壩上的調(diào)整井呈未水淹（見(jiàn)圖4c），說(shuō)明泥質(zhì)接觸的砂體在心灘壩側(cè)翼富集大量剩余油。在剩余油富集的心灘壩側(cè)翼設(shè)計(jì)1口定向井，鉆井證實(shí)主力砂體厚度累計(jì)60 m 左右，主力層測(cè)井解釋為未水淹，投產(chǎn)后日產(chǎn)油44 m3/d，含水率61%，地層壓力平穩(wěn)，有力證實(shí)了辮狀河單砂體平面接觸樣式對(duì)剩余油分布控制的合理性。

圖4 單砂體平面接觸樣式影響的剩余油分布

4 結(jié)論

（1）通過(guò)研究區(qū)密井網(wǎng)的解剖，總結(jié)了辮狀河單砂體3種平面接觸樣式:砂質(zhì)接觸、半泥質(zhì)接觸和泥質(zhì)接觸。

（2）在“寬壩窄河道”辮狀河模式的指導(dǎo)下，以現(xiàn)代沉積得到的定量規(guī)模為約束，研究區(qū)心灘壩寬度250～750 m，長(zhǎng)度600～1 750 m，辮狀河道寬度100～250 m。

（3）砂質(zhì)接觸的砂體連通性好，剩余油不富集；半泥質(zhì)接觸和泥質(zhì)接觸的砂體連通性較差或者不連通，在心灘壩單砂體側(cè)翼和辮狀河道富集剩余油。