張 友，侯加根，沈安江，賈俊山，段冬平

(1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，浙江杭州310023；2.中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310023；3.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；4.中國(guó)石化勝利油田地質(zhì)研究院，東營(yíng)257000；5.中海石油(中國(guó))有限公司，上海200030)

濟(jì)陽(yáng)坳陷勝二區(qū)古近系沙河街組二段8砂組三角洲砂體儲(chǔ)層構(gòu)型分析

張 友1，2，3，侯加根3，沈安江1，2，賈俊山4，段冬平5

(1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，浙江杭州310023；2.中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310023；3.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；4.中國(guó)石化勝利油田地質(zhì)研究院，東營(yíng)257000；5.中海石油(中國(guó))有限公司，上海200030)

在儲(chǔ)層構(gòu)型方法指導(dǎo)下，以取心井巖心和密井網(wǎng)測(cè)井資料為基礎(chǔ)，借鑒現(xiàn)代沉積、野外露頭成果，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，綜合多學(xué)科理論與研究成果，對(duì)勝坨油田二區(qū)沙二段8砂組密井網(wǎng)條件下的三角洲砂體開(kāi)展了精細(xì)的儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型逐級(jí)解剖，并探討了基于構(gòu)型單元儲(chǔ)層質(zhì)量分布模式。主要取得以下成果及認(rèn)識(shí)：在河口壩復(fù)合體疊置樣式研究基礎(chǔ)上；按照“垂向細(xì)分”、“側(cè)向劃界”以及“平面組合”的思路，進(jìn)行單一河口壩構(gòu)型單元的識(shí)別劃分；將研究區(qū)河口壩劃分為限制性河口壩(PMB)和非限制性河口壩(DMB)。完善了單一河口壩構(gòu)型模式研究，深化單一壩邊界識(shí)別標(biāo)志；建立了兩種單一河口壩砂體內(nèi)夾層分布模式。限制性單一河口壩內(nèi)部夾層以泥質(zhì)夾層為主，局部物性?shī)A層，近水平狀展布，將單一壩分為多期增生體；非限制性單一河口壩砂體內(nèi)部增生體間的夾層以物性砂巖及鈣質(zhì)夾層為主，多分布在河口壩中上部，連續(xù)性較差。明確了隔夾層類(lèi)型由陸向湖盆的演化規(guī)律：鈣質(zhì)砂巖→物性?shī)A層→泥灰?guī)r?；跇?gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量分布模式表明，單一構(gòu)型單元分布控制著儲(chǔ)層參數(shù)的平面展布。壩主體以發(fā)育Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層一般發(fā)育在河口壩內(nèi)部夾層的遮擋區(qū)以及壩側(cè)緣，Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育在席狀砂。

勝坨油田二區(qū)；三角洲相砂體；儲(chǔ)層構(gòu)型；儲(chǔ)層質(zhì)量

近年來(lái)針對(duì)地下儲(chǔ)層構(gòu)型(儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)，reservoir architecture)的研究成果多集中在曲流河方面，對(duì)于辮狀河三角洲相儲(chǔ)層也有一些嘗試性成果[1-7]，三角洲儲(chǔ)層構(gòu)型的研究總體落后于河流相沉積，針對(duì)三角洲地下儲(chǔ)層構(gòu)型認(rèn)識(shí)有待提高，雖然對(duì)現(xiàn)代沉積及野外露頭進(jìn)行了許多有價(jià)值的研究，尚未總結(jié)出適合于地下三角洲儲(chǔ)層構(gòu)型單元的理想模式。儲(chǔ)層構(gòu)型的認(rèn)識(shí)不足，限制了對(duì)剩余油的研究。筆者以勝坨油田二區(qū)沙二段8砂組三角洲相儲(chǔ)層為例，依據(jù)單井資料在平面上進(jìn)行單個(gè)河口壩單元的識(shí)別，進(jìn)而對(duì)單一河口壩內(nèi)部構(gòu)型單元進(jìn)行解剖，并在此基礎(chǔ)上探討了基于構(gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量分布模式。

1 研究區(qū)概況

勝坨油田二區(qū)位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷北部，構(gòu)造上位于陳南鏟式正斷層派生的分支斷層-勝北斷層的下降盤(pán)，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化了的逆牽引背斜構(gòu)造油田(圖1)。研究層段為沙二段8砂組，油藏埋深1830～2500 m，為中孔高滲的斷陷湖盆三角洲相儲(chǔ)層。其中勝二區(qū)面積約23 km2，區(qū)內(nèi)鉆遇8砂組地層741口井，平均井距125 m左右。

勝坨油田在勝利油區(qū)開(kāi)發(fā)中占有重要地位。經(jīng)過(guò)四十多年的開(kāi)發(fā)，三角洲相單元已進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)階段，油藏水淹嚴(yán)重，生產(chǎn)成本以及開(kāi)發(fā)措施成本逐年攀升，油田開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大。因此，加強(qiáng)以?xún)?chǔ)層構(gòu)型為代表的特高含水期老油田精細(xì)開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究已勢(shì)在必行，深入開(kāi)展特高含水期三角洲儲(chǔ)層構(gòu)型研究，精細(xì)研究三角洲相儲(chǔ)層內(nèi)部物性變化、夾層分布規(guī)模、分布頻率，為特高含水期整裝油田三角洲儲(chǔ)層水驅(qū)提高采收率提供地質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 勝坨油田二區(qū)構(gòu)造位置圖

2 構(gòu)型分析

針對(duì)三角洲相砂體厚層砂體連片疊置，單一河口壩砂體難以劃分的特點(diǎn)，本文在砂體成因類(lèi)型分析的基礎(chǔ)上，首先在單井上進(jìn)行識(shí)別劃分單一河口壩砂體，然后解剖單個(gè)河口壩內(nèi)部構(gòu)型特征。

2.1 砂體成因類(lèi)型

研究區(qū)發(fā)育6種沉積作用，不同沉積作用形成不同的沉積構(gòu)造。不同單一微相砂體其沉積作用方式、粒度特征與測(cè)井響應(yīng)特征、非均質(zhì)特征、剖面沉積方式、平面展布特征以及砂體疊置方式都有所不同[8-12](圖2)。研究區(qū)可識(shí)別出的沉積微相類(lèi)型有三角洲前緣水下分流河道、河口砂壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩及支流間灣等微相；河口壩可劃分為壩主體超微相、壩側(cè)緣超微相；其中河口壩是主要的沉積體類(lèi)型，占到總沉積體的90%。因此，研究中筆者重點(diǎn)逐級(jí)解剖河口壩。隨水體深淺的變化，單個(gè)河口壩砂體表現(xiàn)為近于底平頂凸的透鏡體。同時(shí)垂直物源方向多個(gè)河口壩可能拼合在一起，使得垂直物源方向砂體形態(tài)更加復(fù)雜(圖3)。

圖2 單一微相砂體識(shí)別綜合模式圖

圖3 垂直古水流方向的沉積微相剖面圖

2.2 河口壩構(gòu)型界面分級(jí)

河口壩復(fù)合體構(gòu)型單元頂?shù)捉缑鏋?級(jí)界面，這一層次的構(gòu)型單元主要被厚層的前三角洲泥巖分隔，因此前三角洲泥巖成為主要的滲流屏障；單一河口壩構(gòu)型單元相應(yīng)的分界面為4級(jí)界面；河口壩內(nèi)增生體構(gòu)型單元限定的分界面為3級(jí)界面(表1)。復(fù)合河口壩砂體自然電位曲線(xiàn)為塊狀或復(fù)合箱形，而自然伽瑪與微電極曲線(xiàn)則反映出內(nèi)部含有多個(gè)泥質(zhì)與鈣質(zhì)夾層，將砂體分成幾個(gè)旋回，每個(gè)旋回基本上都是一個(gè)單獨(dú)的反韻律，因此，整個(gè)復(fù)合河口壩砂體為多段反韻律組成的復(fù)合反韻律。

表1 河口壩構(gòu)型界面分級(jí)

2.3 復(fù)合河口壩砂體疊置樣式

多期次的單一河口壩在側(cè)向與垂向疊置形成復(fù)合河口壩砂體(圖3)。垂向地層單元的細(xì)分確保韻律層復(fù)合微相平面分布刻畫(huà)的精度。因此，側(cè)向拼疊河口壩的有效識(shí)別是劃分單一壩的關(guān)鍵。

2.4 單一河口壩識(shí)別

2.4.1 單井構(gòu)型單元識(shí)別

2J1502井取心井段81-83小層發(fā)育有2期復(fù)合河口壩，依據(jù)壩體間夾層類(lèi)型以及測(cè)井曲線(xiàn)回返，頂部復(fù)合河口壩體可以分為2個(gè)單一壩，底部有5個(gè)單一壩組成。81小層是由2個(gè)單一的河口壩垂向疊加而形成(圖4)，2期河口壩的能量逐漸增強(qiáng)，每一個(gè)河口壩均為向上變粗的反粒序，河口壩的疊加總體上仍顯示為反韻律。河口壩之間有短暫沉積間歇期沉積的泥質(zhì)粉砂巖相隔，垂向上疊加的河口壩砂體形成于不同地質(zhì)歷史時(shí)期。

圖4 勝二區(qū)沙二段8砂組2J1502單井構(gòu)型單元識(shí)別與劃分

2.4.2 單一河口壩的識(shí)別標(biāo)志

單一河口壩砂體的識(shí)別是三角洲相儲(chǔ)層構(gòu)型分析的重點(diǎn)及難點(diǎn)，也是后續(xù)單一河口壩內(nèi)部解剖的前提。根據(jù)2J150等取心井資料研究表明，河口壩主要為平行層理砂巖或交錯(cuò)層理砂巖，發(fā)育多期次的鈣質(zhì)夾層、泥質(zhì)及物性?shī)A層。當(dāng)相鄰兩口井單井識(shí)別均為河口壩砂體時(shí)，如何判斷其是否屬于同一河口壩砂體是單個(gè)河口壩識(shí)別的核心。本文明確并提出了幾條判斷相鄰兩口井是否為同一期河口壩砂體的原則：

(1)在同一時(shí)間單元(一個(gè)單層)內(nèi)，可發(fā)育不同期次的河口壩，由于不同期次河口壩發(fā)育的時(shí)間不同，單一河口壩砂體頂面距地層界面(或標(biāo)志層)的距離會(huì)有差別，即單一河口壩頂面層位的相對(duì)高程會(huì)有差異。

(2)各期河口壩之間也沉積了壩間(緣)的細(xì)粒沉積物，如果后期沒(méi)有被沖蝕，壩間沉積物也可以作為劃分單一河口壩的標(biāo)志。

(3)不同河口壩曲線(xiàn)形態(tài)特征差異，不同單一河口壩受古水深、沉積水動(dòng)力、古地形等因素影響，必將會(huì)導(dǎo)致單一河口壩沉積在砂體厚度、粒度等方面存在差異，砂體的厚度和粒度也是影響測(cè)井曲線(xiàn)規(guī)模和形態(tài)的主要因素，那么測(cè)井曲線(xiàn)規(guī)模和形態(tài)上的差異很可能就是不同單一河口壩沉積形成的，因此河口壩砂體曲線(xiàn)差異也是單一河口壩劃分的又一標(biāo)志。

(4)對(duì)于動(dòng)態(tài)資料比較完善的井區(qū)，可根據(jù)聚合物、示蹤劑等單層注采動(dòng)態(tài)資料判斷兩個(gè)河口壩單元是否連通。

2.4.3 單一河口壩識(shí)別—平面擬合以及動(dòng)態(tài)驗(yàn)證

在單井識(shí)別和側(cè)向劃界的基礎(chǔ)上，對(duì)單砂體進(jìn)行平面組合。平面組合的主要約束條件是水流方向(即物源方向、微相組合關(guān)系)、砂體厚度和砂體分布模式。結(jié)合動(dòng)態(tài)資料驗(yàn)證單一壩平面劃分結(jié)果，驗(yàn)證其合理性，最終實(shí)現(xiàn)河口壩復(fù)合體中單一壩(4級(jí))平面上的擬合(圖5)。

圖5 勝二區(qū)沙二段8砂組單一河口壩識(shí)別與劃分示意圖

2.5 單一河口壩內(nèi)部構(gòu)型精細(xì)解剖

2.5.1 單一河口壩砂體內(nèi)夾層分布模式

李思田等對(duì)鄂爾多斯神木縣考考烏素溝延安組湖泊三角洲前緣砂體構(gòu)成、不均一性研究表明，河口壩可以進(jìn)一步劃分為遠(yuǎn)端河口壩(DMB)及近端河口壩(PMB)[13-15]。根據(jù)其水動(dòng)力條件、沉積位置以及砂體的充填方式差異，可將研究區(qū)河口壩類(lèi)型可進(jìn)一步劃分為限制性河口壩和非限制性河口壩(圖6)，內(nèi)部夾層產(chǎn)狀多樣。向陸方向?yàn)橄拗菩院涌趬?，?nèi)部夾層呈“順流加積近水平產(chǎn)狀”。限制性單一河口壩內(nèi)部夾層以泥質(zhì)夾層為主，局部物性?shī)A層，近水平狀展布，將河口壩分為多期增生體。向湖盆方向?yàn)榉窍拗菩院涌趬?，?nèi)部夾層呈“類(lèi)灘壩斜列型”。非限制性單一河口壩內(nèi)部夾層以鈣質(zhì)和物性?shī)A層為主，呈進(jìn)積(退積)狀展布分布于各成因體中上部(3級(jí))，將河口壩分為多期增生體。河口壩增生體間的夾層對(duì)應(yīng)3級(jí)，主要是鈣質(zhì)夾層，分布在河口壩的中上部厚度很小，向前積方向延伸，保存不完整，不連續(xù)分布。

a 限制性單一河口壩概念模型 b 非限制性單一河口壩概念模型

圖6 勝二區(qū)三角洲前緣兩種單一河口壩砂體內(nèi)夾層分布模式

根據(jù)單井上識(shí)別出夾層，在連井剖面上對(duì)隔夾層進(jìn)行組合，對(duì)其井間連續(xù)性進(jìn)行合理地預(yù)測(cè)，并注意構(gòu)型界面的合理性；最后，在三維空間對(duì)隔夾層進(jìn)行閉合，確定出每個(gè)韻律層內(nèi)的隔夾層數(shù)目及厚度。

隔夾層順物源方向前積特征明顯；泥質(zhì)隔夾層厚度較大橫向分布穩(wěn)定，主要位于河口壩復(fù)合體之間；物性?shī)A層厚度及連續(xù)性較好，可達(dá)300 m，反映前后兩個(gè)單一河口壩次級(jí)韻律體沉積間歇期水動(dòng)力變化；鈣質(zhì)夾層連續(xù)性較差，多位于河口壩厚砂體中上部，封隔性較好；泥灰?guī)r為三角洲前緣薄層席狀砂經(jīng)早期膠結(jié)作用以及機(jī)械壓實(shí)；隔夾層類(lèi)型由陸向湖盆呈現(xiàn)為鈣質(zhì)砂巖→物性?shī)A層→泥灰?guī)r的演化規(guī)律(圖7)。

圖7 勝二區(qū)沙二段8砂組隔夾層垂向分布特征及演化規(guī)律

2.5.2 河口壩內(nèi)3級(jí)界面井間預(yù)測(cè)

基于(非)限制性河口壩內(nèi)部構(gòu)型界面展布模式，沿河口壩垂直水流方向及順?biāo)鞣謩e建立剖面將單井界面在空間進(jìn)行組合。

在順?biāo)髌拭娣较?，泥質(zhì)夾層主要分布在成因體分界面(4級(jí))；鈣質(zhì)夾層或發(fā)育在成因體分界面上或分布于各成因體中上部(3級(jí))，穩(wěn)定性時(shí)好時(shí)壞。在限制性河口壩的進(jìn)積方向的前端，泥質(zhì)夾層較為發(fā)育，夾層傾角一般小于1.5°；非限制性河口壩夾層類(lèi)型以過(guò)渡性?shī)A層及鈣質(zhì)夾層為主，厚度連續(xù)性較差，局部封堵；壩側(cè)緣夾層類(lèi)型以泥質(zhì)夾層為主，分布相對(duì)較穩(wěn)定且厚度較大。

在垂直于砂體推進(jìn)方向，限制性河口壩內(nèi)主要發(fā)育鈣質(zhì)夾層，其次為物性?shī)A層，可達(dá)1-2井距；非限制性河口壩內(nèi)以泥質(zhì)夾層為主，連續(xù)性較好。4級(jí)構(gòu)型界面夾層較3級(jí)界面連續(xù)性較好，夾層類(lèi)型以泥質(zhì)和物性為主；可達(dá)2-3井距。

3 基于構(gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量分布模式研究

單一砂體級(jí)次儲(chǔ)層參數(shù)研究是表征不同單一砂體平面上的滲流差異，儲(chǔ)層參數(shù)分布受控于單一砂體構(gòu)型單元的界面。

研究以單期河口壩為基本單元，首先是在單井上劃分滲流屏障和儲(chǔ)層質(zhì)量，其次在河口壩內(nèi)部構(gòu)型界面約束下，進(jìn)行井間的預(yù)測(cè)，從而得到連井剖面儲(chǔ)層參數(shù)分布，在構(gòu)型控制和儲(chǔ)層參數(shù)分布模式指導(dǎo)下，分析單一砂體級(jí)次儲(chǔ)層參數(shù)平面展布規(guī)律。

基于構(gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量分布模式研究結(jié)果表明：①單一砂體內(nèi)部層內(nèi)非均質(zhì)性很強(qiáng)。具體表現(xiàn)為，在單井上，每個(gè)單一砂體內(nèi)部每個(gè)單一韻律層的滲透率都不同；對(duì)于不同的井來(lái)說(shuō)，發(fā)育的時(shí)間單元相同，但砂體類(lèi)型不同，儲(chǔ)層質(zhì)量差別很大。②各單一河口壩平面非均性很強(qiáng)，具體表現(xiàn)在滲透率差異大，且分布不連續(xù)，滲流能力最好的Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層連續(xù)性最差。③單一砂體分布控制著儲(chǔ)層參數(shù)的平面展布。在單一河口壩加積內(nèi)部，一般呈現(xiàn)底部為Ⅲ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，向上過(guò)渡為Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層的反韻律，也有單一加積體為Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層的現(xiàn)象。壩主體以發(fā)育Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層一般發(fā)育在河口壩內(nèi)部夾層的遮擋區(qū)以及壩側(cè)緣，Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育在席狀砂。

4 結(jié)論

(1)完善了密井網(wǎng)條件下三角洲相砂體儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型逐級(jí)解剖方法，首先進(jìn)行5級(jí)河口壩復(fù)合體疊置樣式研究；其次在“垂向劃分”、“側(cè)向劃界”以及“平面組合”的構(gòu)型解剖思路指導(dǎo)下，進(jìn)行4級(jí)單一成因砂體(單一河口壩)構(gòu)型研究；最后結(jié)合取心井巖心、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)以及密井網(wǎng)測(cè)井資料，進(jìn)行單一成因砂體內(nèi)部界面的識(shí)別與劃分。

(2)將研究區(qū)河口壩劃分為限制性河口壩(PMB)和非限制性河口壩(DMB)，并建立了兩種單一河口壩砂體內(nèi)夾層分布模式。

(3)初步探討了基于構(gòu)型單元的儲(chǔ)層質(zhì)量研究。單一砂體分布控制著儲(chǔ)層參數(shù)的平面展布。壩主體以發(fā)育Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層一般發(fā)育在河口壩內(nèi)部夾層的遮擋區(qū)以及壩側(cè)緣，Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育在席狀砂。

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[責(zé)任編輯 李曉霞]

Reservoir Architecture of Lacustrine Delta Sandbody:A Case Study from the 8 Sandgroup of Paleocene Shahejie Formation Member 2 of Shenger Block of Shengtuo Oil Field, Jiyang Depression,East China

ZHANG YOU1,2,3,HOU Jia-gen3,SHEN An-jiang1,2
JIA Jun-shan4,DUAN Dong-ping5

(1.PetroChina Hangzhou Research Institute of Petroleum Geology,Hangzhou 310023,China;
2.CNPC Key Laboratory of Carbonate Reservoirs,Hangzhou 310023,China;
3.College of Earth Sciences,China University of Petroleum (Beijing),Beijing 102249, China;
4.Research Institute of Geological Sciences,Shengli Oilfield Company,Sinopec,Dongying 257061,China;
5.CNOOC-China Limited-Shanghai,Shanghai 200030,China)

Guided by reservoir architecture theory,based on drill core and dense well logging data,learned from modern sedimentology,outcrop results,and dynamic production data,systematically study of reservoir sedimentary characteristics and delta sandstone configuration anatomy of 8 sand group of Es2 in Shenger Block was carried out,and reservoir quality distribution pattern of different configuration units was analyzed. The mainly achievements are as follows. On the analysis of complex mouth bars overlay style,in accordance with the principle of vertical subdivision,lateral demarcation and flat combination,configuration of single origin sand body (single mouth bar) was identified. Mouth bars of the study area can be classified into proximal mouth bar (PMB)and distant mouth bar (DMB). Architecture patterns of single mouth bar are improved,and boundary of single mouth bar is more clearer.Interlayer distribution patterns of two kinds of single mouth bar sand body are created. Interlayers of PMB are dominated by clay,physical interlayer locally distributed;single mouth bar is divided into multi-proliferation body by approximately horizontal interlayers. Interlayers of DMB are dominated by physical and calcite interlayers,which are distributed mainly in the middle-up of the mouth bar,with poor continuation to the foreset. It is revealed that evolution of interlayer types from land to the basin are calcite sandstone interlayer,physical interlayer,and marl interlayer. Reservoir quality distribution pattern of different configuration units indicates that single configuration unit controls reservoir parameters plane distribution.The center of mouth bar is dominated by class I and class II reservoirs. Class III reservoir is generally distributed in the shielding area of mouth bar interlayer and bar edge,with Class IV reservoir in sand sheet.

Shenger block; delta sandstone; reservoir architecture; reservoir quality

2015-01-07

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(編號(hào)2008ZX05004-002)、國(guó)家油氣專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05004-002)、中國(guó)石油天然氣股份有限公司重大科技專(zhuān)項(xiàng)(2014E-32)和中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助

張 友(1985—)，男，山東泰安人，中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院工程師，碩士。

P534.5 TE122.2+3

A

1004-602X(2015)02-0008-06