動(dòng)靜相結(jié)合的淺水三角洲平原分流河道單砂體對(duì)比方法

李艷然

（中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

單砂體是指自身垂向上和平面上都連續(xù)，但與上下砂體間有泥巖或不滲透夾層分隔的砂體［1］。單砂體對(duì)比是進(jìn)行油藏精細(xì)描述的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確性直接影響著油藏精細(xì)描述的可靠性。國內(nèi)外多以露頭實(shí)測(cè)、測(cè)井資料為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代沉積特征和地震屬性，研究單砂體的識(shí)別劃分與對(duì)比。如張慶國等［2］在垂向上利用沉積間斷面，橫向上根據(jù)鄰井砂體層位差異、測(cè)井曲線形態(tài)變化劃分單砂體。金振奎等［3］提出了判別單河道砂體的6 種方法，并利用地震相及屬性分析對(duì)單河道砂體識(shí)別方法進(jìn)行了總結(jié)。常用的砂體等時(shí)追蹤對(duì)比技術(shù)主要有三種：①韻律層對(duì)比法，即以區(qū)域標(biāo)志層為等時(shí)對(duì)比依據(jù)，將砂對(duì)應(yīng)砂、泥對(duì)應(yīng)泥進(jìn)行逐層對(duì)比；②等高程對(duì)比法，即以砂頂距標(biāo)志層的高差為劃分單砂體的依據(jù)，該方法多用于高密度井網(wǎng)區(qū)；③旋回對(duì)比法，即旋回對(duì)比、分級(jí)控制，不同相帶區(qū)別對(duì)待［4-5］。

淺水三角洲平原地形平緩，水體較淺，分流河道遷移頻繁，砂體非常發(fā)育，平面上砂體常呈大連片狀，難以準(zhǔn)確劃分其單砂體，對(duì)于靜態(tài)約束與動(dòng)態(tài)響應(yīng)相結(jié)合的單砂體對(duì)比方法更是缺乏系統(tǒng)的研究。

基于目前的研究現(xiàn)狀，同樣的一條剖面，可以有多種對(duì)比方法（圖1）。

圖1 不同單砂體對(duì)比方案連井剖面（剖面位置圖見圖3）

以上對(duì)比結(jié)果均是在標(biāo)志層拉平，減少構(gòu)造影響的情況下，綜合考慮各井的砂頂高程差以及分流河道的寬厚比范圍等條件對(duì)比出來的。但這些對(duì)比結(jié)果存在很多問題，比如砂體之間是否連通，不能僅依據(jù)河道的寬厚比確定。W1 井砂巖較薄，應(yīng)與左邊（未畫出）井還是與右邊井組成同一河道不能確定；劃分方案β、γ 中，W2、W4 井二者砂頂高程幾乎沒有差別，哪個(gè)河道先形成無法準(zhǔn)確判斷；而最后四口井怎樣組合都看似合理。由于考慮的約束條件均不完全，也沒有露頭實(shí)測(cè)、沉積模式與動(dòng)態(tài)資料作指導(dǎo)，這些對(duì)比結(jié)果并不能反映真實(shí)情況。因此，如何在反映淺水三角洲沉積特點(diǎn)的情況下對(duì)三角洲平原分流河道單砂體進(jìn)行劃分和對(duì)比，是亟待解決的問題。

本文以松遼盆地某油田開發(fā)區(qū)塊為例，利用該區(qū)密井網(wǎng)資料（平均井距約100 m），在考慮淺水三角洲平原沉積特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立三角洲平原分流河道單砂體對(duì)比模式，運(yùn)用各種靜態(tài)約束條件與動(dòng)態(tài)資料（示蹤劑），形成一套完整的單砂體對(duì)比方法，提高單砂體對(duì)比的準(zhǔn)確性。

該開發(fā)區(qū)塊已進(jìn)入三次加密井開發(fā)階段，本次研究的主力砂組為葡萄花油層一油組，目前可細(xì)分為19個(gè)小層，單層地層厚度約6～14 m，單層砂體厚度約2～8 m，前人研究表明葡萄花油層沉積期處于坳陷湖盆的低水位期，造成該時(shí)期形成的三角洲為淺水三角洲為主［6］。

1 淺水三角洲及其分流河道的特征

淺水三角洲是一類發(fā)育于水體較淺和構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的臺(tái)地、陸表海或地形平緩、整體沉積緩慢的坳陷湖盆中的三角洲［7-11］。前人從構(gòu)造背景、水動(dòng)力條件、地形、氣候、湖平面變化、水深、物源、沉積相帶和骨架砂體等角度對(duì)淺水三角洲進(jìn)行了研究，得到一些共同認(rèn)識(shí)［12-16］：從水動(dòng)力條件來看，河流控制為主，受波浪或潮汐改造較少，為高建設(shè)性三角洲；從地形坡度的角度分析，沉積基底平緩，為坡度較小的環(huán)境，一般小于1°；從構(gòu)造背景來看，多發(fā)育于盆地構(gòu)造演化的坳陷期，沉積過程中構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定或整體一致下降；因坡度較小湖平面變化導(dǎo)致湖岸線的擺動(dòng)展布范圍廣，形成不同水進(jìn)、水退旋回，使得砂體疊置關(guān)系復(fù)雜；水體較淺，尚無定量標(biāo)準(zhǔn)，一般不超過20 m，對(duì)物源流量、流速要求較高，物源供給較為充足；氣候的周期變化影響湖平面波動(dòng)及物源供給，從而控制三角洲發(fā)育，相對(duì)潮濕環(huán)境易形成大型淺水三角洲；沉積相帶可分為三角洲平原、三角洲前緣與前三角洲過渡接觸，無明顯轉(zhuǎn)換，無Gilbert 型三角洲典型的頂積層、底積層、前積層三元結(jié)構(gòu)；骨架砂體以分流河道、水下分流河道為主，河口壩、遠(yuǎn)沙壩不發(fā)育，砂體展布具有一定的方向性。

可以看出淺水三角洲與正常三角洲有一定的區(qū)別，因此研究過程中要區(qū)別對(duì)待。淺水三角洲平原沉積以分流河道為主，但三角洲平原中的分流河道既非典型辮狀河，也非典型曲流河。典型的曲流河與辮狀河的下切作用與遷移改道作用十分明顯，而三角洲平原中的分流河道由于能量急劇減小，其下切力相對(duì)較弱，一般表現(xiàn)出規(guī)模小、下切淺、分支快、變化大的特點(diǎn)，砂體厚度一般較大，剖面上表現(xiàn)出多期次河道單砂體重復(fù)疊置的特點(diǎn)。

為了強(qiáng)調(diào)淺水三角洲平原分流河道沉積模式與典型的曲流河、辮狀河模式的區(qū)別，將三角洲平原分流河道分為非典型辮狀河、非典型曲流河以及過渡河型。淺水三角洲平原分流河道河型變化復(fù)雜，在不同部位差異較大：上三角洲平原部位主要發(fā)育具辮流型分流河道（非典型辮流型），兩側(cè)發(fā)育曲流型分流河道（非典型曲流型）；下三角洲平原部位主要發(fā)育曲流型分流河道，辮流型分流河道較少；三角洲前緣部位主要發(fā)育曲流型和網(wǎng)狀型水下分流河道；外前緣部位水下分流河道砂體受湖盆作用影響較大，往往被改造形成席狀砂體，若湖盆作用較強(qiáng)，則整個(gè)前緣部位被席狀砂覆蓋。整體表現(xiàn)出順物源方向上從三角洲平原到三角洲前緣，砂體從低角度平緩前積逐漸表現(xiàn)出正常前積的特征（圖2）。

圖2 淺水三角洲沉積模式

2 淺水三角洲平原分流河道單砂體對(duì)比模式

淺水三角洲平原不同位置的河道常呈現(xiàn)不同的形態(tài)特征。河流上游的河道窄而直，水流快、下切深；中游逐漸變得寬而淺，頻繁的側(cè)向遷移使得河流彎曲；下游河流分叉形成朵體。針對(duì)淺水三角洲水淺坡緩及分流河道規(guī)模較小的特點(diǎn)，利用開發(fā)區(qū)資料總結(jié)出三種淺水三角洲平原分流河道單砂體疊置模式：多邊疊遷式、單邊疊遷式和相對(duì)孤立式（圖3）。

2.1 多邊疊遷式

該模式呈現(xiàn)出砂多泥少的特征。分流河道單砂體垂向、橫向上連通性均很好，含泥量很少，泥巖幾乎起不到阻隔砂巖的作用，多形成于三角洲平原上游、遠(yuǎn)離三角洲前緣的淺水環(huán)境。分流河道靠近供源河流，水淺坡緩，河道改道頻繁。分流河道砂體主要表現(xiàn)為大連片的復(fù)合河道砂體，平面上朵體分異不清，難以劃分單砂體界限。單河道寬而厚，垂向上砂體有明顯疊加現(xiàn)象，后期河道常常切割早期形成的河道砂體，自然電位（SP）曲線表現(xiàn)為大段的箱狀砂，由同一分流河道頻繁遷移擺動(dòng)或垂向上多條單河道互相切疊形成（圖3a-A）。

2.2 單邊疊遷式

該模式呈現(xiàn)出砂泥各半的特征。砂泥互層中泥巖為主要的隔夾層，分流河道單砂體垂向上不連通，橫向上局部連通，是介于多邊疊遷式和相對(duì)孤立式之間的過渡類型，多形成于三角洲平原下游、靠近三角洲前緣的淺水環(huán)境。分流河道遠(yuǎn)離供源河流，水深較多邊疊遷式明顯加深，分流間灣較為發(fā)育。分流河道砂體主要表現(xiàn)為條帶狀或局部連片的復(fù)合河道砂體，平面上朵體分異較清晰，易劃分出單河道界限。單河道有寬有窄，砂體有薄有厚，垂向上砂體被泥巖隔開，無明顯疊加現(xiàn)象，自然電位曲線表現(xiàn)為穩(wěn)定的泥巖和箱狀砂互層，由同一分流河道穩(wěn)定形成，或者局部頻繁遷移或垂向上多條單河道互相切疊形成（圖3e）。

2.3 相對(duì)孤立式

該模式呈現(xiàn)出泥多砂少的特征，單砂體相對(duì)孤立，砂體之間完全不連通，多形成于分流河道末端，砂體主要表現(xiàn)為相對(duì)孤立的單一河道砂體，水動(dòng)力條件很弱，河流攜帶砂的能力有限，發(fā)育大面積的分流間灣，平面上河道呈條帶狀，極易劃分單砂體界限。單河道少而細(xì)，垂向上砂體沉積很薄，自然電位曲線主要表現(xiàn)為薄層的鐘狀砂被厚層穩(wěn)定泥隔開，極少的井局部有厚層砂出現(xiàn)。河道較穩(wěn)定，側(cè)向遷移不頻繁（圖3f）。

圖3 淺水三角洲平原及其分流河道單砂體對(duì)比模式

3 對(duì)比流程與實(shí)例

在單砂體對(duì)比過程中，上述對(duì)比模式三不難劃分，而模式一由于砂體呈大連片狀，模式二的砂體呈局部連片狀，在實(shí)際生產(chǎn)中較難劃分對(duì)比?，F(xiàn)利用定量知識(shí)庫、等時(shí)對(duì)比技術(shù)等與動(dòng)態(tài)資料（示蹤劑）相結(jié)合，詳細(xì)論述單砂體的對(duì)比方法。

3.1 標(biāo)志層的確定

標(biāo)志層代表了一個(gè)極短時(shí)期形成的標(biāo)準(zhǔn)等時(shí)面，通常是沉積穩(wěn)定、分布廣泛的泥巖。在確定標(biāo)志層后，對(duì)比時(shí)進(jìn)行拉平，從而明確對(duì)比的等時(shí)性，減少構(gòu)造影響。一般將研究層位的頂部進(jìn)行拉平，但在一些情況下同樣可以使用底拉平。本次研究中利用底部的P14小層作為等時(shí)對(duì)比標(biāo)志。

3.2 確定主要河道

單砂體的對(duì)比，應(yīng)在初步確定沉積相的基礎(chǔ)上進(jìn)行。平面上，用砂厚門檻值控制主要河道，如本次研究中以4 m 作為劃分主要河道的門檻值，當(dāng)單層砂體總厚度大于4 m 時(shí)，認(rèn)為是主要河道存在的位置，注意把握一個(gè)河道一個(gè)厚度中心的原則；剖面上，從測(cè)井相的角度出發(fā)確定分流河道，根據(jù)已知取心井點(diǎn)的測(cè)井曲線特征，判斷單層中是否存在自然電位呈箱狀或鐘形砂體以及砂體中間無隔夾層出現(xiàn)，勾勒出特別明顯的一期河道，進(jìn)而確定各井點(diǎn)鉆遇河道的具體位置并在平面圖上表現(xiàn)出來。通過對(duì)前文中圖1 剖面進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，W2、W4 及W8 井為厚度中心，因此通過標(biāo)志層拉平及確定主要河道后可以初步分為三條分流河道（圖4），當(dāng)然這只是一個(gè)初步結(jié)果，還需要按照后續(xù)流程進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)刻畫。

3.3 找到變化井點(diǎn)，遵守相序遞變規(guī)律

這里所說的變化井點(diǎn)即分流河道單砂體在平面上發(fā)生變化的位置；相序遞變指要遵守瓦爾特相序，河道只有一個(gè)，中心向兩邊逐漸減薄。本文所指的變化井點(diǎn)分為三種：

3.3.1 廢棄河道

廢棄河道代表一個(gè)點(diǎn)壩的結(jié)束，最后一期廢棄河道則代表一次性河流沉積作用的改道。平面上廢棄河道的位置與河道相鄰，位于單一河道砂體凹岸的邊部。出現(xiàn)廢棄河道的位置往往代表單一河道砂體的邊界［17］。因此廢棄河道可作為區(qū)分同一成因不同河道砂體的良好標(biāo)志，其自然電位測(cè)井曲線特征為下部指狀、上部平直。

3.3.2 河型變化的位置

三角洲平原分流河道河型可分為三種：非典型辮流型、非典型曲流型和過渡型。不同的河型代表不同成因的河道砂體，若兩種相鄰井的自然電位測(cè)井曲線有著明顯差別，則兩口井之間存在砂體的邊界，例如圖5A、B、C 為三種不同類型的分流河道，則A和B、B和C之間必然存在砂體分界。

3.3.3 河道砂體表現(xiàn)出“厚—薄—厚”特征的位置

在標(biāo)志層拉平的基礎(chǔ)上，同一時(shí)間單元地層單元如果河道砂體剖面上表現(xiàn)出“厚—薄—厚”的特征，則存在單一河道砂體邊界。這種特征有四種可能模式：

①同期發(fā)育的2 條河道，其側(cè)向疊置可形成復(fù)合河道，但復(fù)合河道總要分叉，河道之間可發(fā)育細(xì)粒的河間沉積，如河間泥或者溢岸沉積，這種不連續(xù)分布的河間沉積是不同河道分界的標(biāo)志［19］（圖6a）；

②河道中間發(fā)育一期小河道，與兩側(cè)的河道存在一定的厚度規(guī)模差異（圖6b）；

③由于兩期河道互相切割，凸岸和凹岸接觸，中間砂體較薄的部位有廢棄河道沉積，一般會(huì)存在一個(gè)廢棄面［20］（圖6c）；

④兩條單河道側(cè)向相切，河道邊部砂體較薄，剖面上即出現(xiàn)砂體的“厚—薄—厚”的特征（圖6d）。

圖6 河道砂體“厚—薄—厚”模式

3.4 明確疊置順序

“等高程”是指同一河流內(nèi)的河道沉積物，其頂界是等時(shí)的，頂面距標(biāo)志層的高程應(yīng)大致相等［1］。因此，標(biāo)志層拉平后，可以根據(jù)各井的砂頂高程差劃分河道，即相鄰的井砂頂高程差較大，可能屬于不同期次的河道；反之，高程差較小甚至為零，可能屬于同一期次的河流。

但并不能僅憑高程差判斷河道期次，還應(yīng)注意廢棄河道的干擾和差異壓實(shí)作用的影響。廢棄河道通常砂體較薄，其上沉積大量泥巖，其砂頂?shù)奈恢幂^低，若是識(shí)別出廢棄河道砂體，盡管與鄰井砂體頂部高度相差較大，與相鄰河道砂體仍有可能為同一河道。由于淺水三角洲構(gòu)造穩(wěn)定地形平緩，差異壓實(shí)作用的影響較小而可忽略。另外，不同河道下切程度不同沉積能力也不同，因此相鄰兩口井的砂頂高度相同或相差不大時(shí)，應(yīng)屬相同期次的河道。

3.5 河道規(guī)?？刂?/h3>

不同研究區(qū)河道規(guī)模不一致，一般通過露頭實(shí)測(cè)和經(jīng)驗(yàn)公式共同約束建立河道規(guī)模定量知識(shí)庫，進(jìn)而指導(dǎo)單砂體劃分與對(duì)比。

露頭實(shí)測(cè)是建立河道規(guī)模定量知識(shí)庫最直觀、最真實(shí)的方法，具有可檢測(cè)性、精確性、完整性等特點(diǎn)。一般選擇河道砂體出露良好、能連續(xù)追蹤的、易于野外觀察的露頭進(jìn)行實(shí)測(cè)工作［21］。露頭實(shí)測(cè)一般選擇研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行，或者其它地區(qū)地質(zhì)背景相似的地方。

在實(shí)際工作中，常用的計(jì)算河道砂體規(guī)模的公式如下［22-23］：

式中P為曲率；F為寬深比；M為粉砂及泥質(zhì)含量體積分?jǐn)?shù)，%。

Leede［22］在研究104 個(gè)河流實(shí)例后建立了反映曲流河定量規(guī)模的定量公式，對(duì)于河道彎曲度大于1.7的河道，兩者之間的關(guān)系如上。式中W為河流滿岸寬度，m；h為河流滿岸深度，m；r為相關(guān)系數(shù)。

應(yīng)用步驟3、步驟4 及步驟5 進(jìn)一步針對(duì)圖4 對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，W2 和W3 井砂體頂界是近等時(shí)的，但是河道類型有一定的變化，并且在具有一定距離的情況下，砂體厚度應(yīng)該有所變化，但W2 和W3 井的砂體基本一致，所以應(yīng)該屬于不同類型的分流河道；W7 和W8 井的砂體厚度有一定的差異并且頂界不同，所以應(yīng)該屬于不同類型的分流河道（圖7）。此時(shí)對(duì)于各個(gè)分流河道砂體之間的連通關(guān)系還不能確定，因此需要進(jìn)一步通過動(dòng)態(tài)資料指導(dǎo)對(duì)比。

圖7 單砂體對(duì)比過程剖面2

3.6 動(dòng)態(tài)資料指導(dǎo)

機(jī)械地運(yùn)用以上各種約束條件和對(duì)比方法對(duì)單砂體進(jìn)行劃分和對(duì)比，仍有很多不確定性。若單獨(dú)依賴測(cè)井曲線判斷河道類型，那么沒有考慮到河道的不同位置測(cè)井曲線形態(tài)不同。若過分依賴等高程對(duì)比方法，可能導(dǎo)致單砂體劃分過細(xì)，從而破壞沉積物的原始面貌［24］。若過分依賴河道寬厚比或是尋找變化井點(diǎn)，難以確定河道間的連通關(guān)系。因此，依靠示蹤劑對(duì)油水井的水淹層進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能指導(dǎo)解決上述問題準(zhǔn)確劃分對(duì)比單砂體。示蹤劑是一種易溶于水的物質(zhì)，運(yùn)用注水井示蹤劑監(jiān)測(cè)技術(shù)是指在注水井投放示蹤劑，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，最后不僅可以確定水淹層的厚度、滲透率，還能確定油水井之間的連通關(guān)系，從而對(duì)單砂體的對(duì)比起著指導(dǎo)和驗(yàn)證的作用。

綜合上述各種約束對(duì)比方法，再在注水井W2、W4 和W6 井中投放示蹤劑，對(duì)周圍油水井進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，根據(jù)各油水井產(chǎn)出示蹤劑離子情況的不同，確定出5 條單河道（圖8）。由于周圍油水井并非都見效，說明橫向上砂體并非連通性很好，可以明確單河道之間的連通關(guān)系。因此，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和靜態(tài)約束相結(jié)合，能對(duì)單砂體進(jìn)行準(zhǔn)確劃分和對(duì)比，并且反映真實(shí)的連通情況。

圖8 正確的河道砂體剖面

通過該砂體對(duì)比方法的合理運(yùn)用，對(duì)于松遼盆地某油田密井區(qū)的單砂體對(duì)比與劃分起到良好的指導(dǎo)效果，并且對(duì)于稀井網(wǎng)區(qū)的砂體對(duì)比起到了一定的指示意義，有效地指導(dǎo)該油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)工作。

4 結(jié)論

（1）淺水三角洲平原分流河道河型變化復(fù)雜。上三角洲平原部位主要發(fā)育具辮流型分流河道（非典型辮流型），兩側(cè)發(fā)育曲流型分流河道（非典型曲流型）；下三角洲平原部位主要發(fā)育曲流型分流河道，辮流型分流河道較少；三角洲前緣部位，主要發(fā)育曲流型和網(wǎng)狀型水下分流河道；外前緣部位水下分流河道砂體受湖盆作用影響較大，往往被改造形成席狀砂體。整體表現(xiàn)出順物源方向上從三角洲平原到三角洲前緣，砂體從低角度平緩前積逐漸表現(xiàn)出正常前積的特征。

（2）淺水三角洲平原分流河道單砂體對(duì)比可分為三種模式：多邊疊遷式、單邊疊遷式和相對(duì)孤立式。多邊疊遷式砂體呈大連片狀，單邊疊遷式砂體平面上呈局部連片狀，在實(shí)際生產(chǎn)中較難劃分對(duì)比。

（3）針對(duì)多邊疊遷式和單邊疊遷式，提出一套成熟的對(duì)比流程：①選取標(biāo)志層，并進(jìn)行層拉平；②確定各層砂巖厚度門檻值確定主要河道；③找到變化井點(diǎn)，遵守相序遞變規(guī)律，變化井點(diǎn)分為三種：廢棄河道、河型變化的位置、河道砂體表現(xiàn)出“厚—薄—厚”特征的位置；④根據(jù)“等高程對(duì)比”的方法，明確對(duì)比原則；⑤通過露頭實(shí)測(cè)和經(jīng)驗(yàn)公式建立定量知識(shí)庫進(jìn)行約束；⑥通過動(dòng)態(tài)資料指導(dǎo)驗(yàn)證劃分結(jié)果。通過對(duì)砂體對(duì)比方法的合理運(yùn)用，對(duì)松遼盆地某油田單砂體對(duì)比與劃分起到良好的指導(dǎo)效果。