孟　鵬，蘇彥春，馮　鑫，郭敬民，汪　巍，朱玉國（中海石油天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

曲流河廢棄河道識(shí)別及其對低油柱油藏水平井著陸的影響
——以渤海灣地區(qū)曹妃甸油田L(fēng)m943砂體為例

孟鵬，蘇彥春，馮鑫，郭敬民，汪巍，朱玉國
（中海石油天津分公司渤海石油研究院,天津300452）

曹妃甸油田L(fēng)m943砂體為邊水油藏，經(jīng)過10年的開發(fā)，邊水已上升為次生底水，對后期挖潛水平井的避水高度提出了更高要求。通過定向井和水平井資料進(jìn)行廢棄河道識(shí)別，無井區(qū)域采用砂頂高度法預(yù)測廢棄河道，刻畫單河道內(nèi)部砂體，建立沉積微相平面圖；結(jié)合曲流河廢棄河道野外露頭，分析水平井入層位置對避水高度的影響。為指導(dǎo)水平井精確著陸和曹妃甸油田今后綜合調(diào)整方案中水平井的實(shí)施提供依據(jù)。

渤海灣地區(qū)；曹妃甸油田；廢棄河道；邊水油藏；低油柱油藏；水平井著陸精度

以河流相砂體為儲(chǔ)集層的油田進(jìn)入高含水期開發(fā)階段，對于低油柱邊水油藏來說，避水高度是水平井挖潛時(shí)要考慮的一個(gè)重要因素。連片分布的曲流河砂體內(nèi)發(fā)育的廢棄河道，不僅增加了河流相儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性，而且還會(huì)影響水平井著陸的精度和避水高度，從而影響水平井的挖潛效果。對于廢棄河道的識(shí)別，國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)取得了眾多研究成果[1-9]，但前人對廢棄河道的認(rèn)識(shí)主要是用于剩余油分布的研究，鮮有用于指導(dǎo)水平井精細(xì)著陸的報(bào)道。本文用海上油田豐富的水平井電性資料有井區(qū)域識(shí)別廢棄河道，采用層拉平下的砂頂高度法預(yù)測無井區(qū)域廢棄河道，刻畫單河道內(nèi)部砂體，建立沉積微相平面圖，以期為低油柱油藏水平井的精確著陸提供可靠依據(jù)。

1　曹妃甸油田L(fēng)m943砂體概況

曹妃甸油田是渤海灣地區(qū)第一個(gè)采用單砂體水平井開發(fā)的以河流相砂體為儲(chǔ)集層的油田，Lm943砂體是曹妃甸油田新近系明化鎮(zhèn)組下段的主力含油砂體（圖1），為曲流河沉積，油藏類型為邊水稠油油藏（地層原油黏度142 mPa·s），油柱高度低，砂體中心部位油柱高度一般為12 m，而作為綜合調(diào)整挖潛對象的砂體邊部油柱高度一般6~10 m.自2004年至今已經(jīng)歷10年的高速開采，進(jìn)入了高含水階段，平均含水率達(dá)到89.86%.近兩年實(shí)施的過路井證實(shí)，邊水已上升為次生底水。鑒于研究區(qū)廢棄河道以泥質(zhì)沉積為主，砂體平面上發(fā)育的廢棄河道會(huì)影響水平井著陸精度及避水高度，有必要開展廢棄河道的精細(xì)識(shí)別研究。

圖1　曹妃甸油田L(fēng)m943砂體頂面構(gòu)造（a）及剖面（b）

2　單河道劃分及識(shí)別

建立精細(xì)等時(shí)地層格架是儲(chǔ)集層砂體解剖研究的前提和基礎(chǔ)，也是砂體解剖工作的重要一步，在等時(shí)地層格架的基礎(chǔ)上，以經(jīng)典曲流河沉積模式為指導(dǎo)，結(jié)合前人的研究成果，開展單河道識(shí)別與劃分研究。

文獻(xiàn)［5］在劃分單河道時(shí)主要建立了3種單河道拼合模式：①同一單層不同時(shí)間段的多個(gè)單河道的拼合，每個(gè)單河道內(nèi)部又包含一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)壩，在該模式中，各單河道的頂面層位海拔存在差異或各單河道規(guī)模不同，另外，在河道邊部存在廢棄河道；②同一單層同一時(shí)間段的多個(gè)單河道拼合，每條單河道內(nèi)又包含一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)壩，在該模式中，單河道之間存在溢岸砂體或泛濫平原沉積，同時(shí)，河道邊部存在廢棄河道；③同一單層同一時(shí)間段的同一河道經(jīng)多次改道形成的點(diǎn)壩復(fù)合體，其本身就是一條單河道。

根據(jù)上述模式對Lm943砂體展開分析，結(jié)合研究區(qū)物源方向，通過河道砂體頂面海拔差異、河道砂體厚度差異、廢棄河道沉積物、不連續(xù)河間砂巖等研究，認(rèn)為Lm943砂體為同一單層同一時(shí)間段與同一單層不同時(shí)間段的多個(gè)單河道拼合模式。進(jìn)一步結(jié)合Lm943砂體厚度分布（圖2），Lm943砂體為同一單層內(nèi)同一時(shí)間段3條單河道（東部、中部和西部）拼合而成，其中西部和中部河道為同一單層同一時(shí)間段的兩條河道拼合，東部河道為同一單層不同時(shí)間段的河道拼合。

圖2　曹妃甸油田L(fēng)m943砂體厚度等值線

通過骨架砂分布可以確定每條河道不同點(diǎn)壩的位置。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，沿河道展布方向，砂體厚度較大的區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的串珠狀特征，與點(diǎn)壩在曲流河沉積中的分布模式擬合較好，通過砂體厚度可以大致識(shí)別點(diǎn)壩所在位置。

3　廢棄河道識(shí)別及平面分布

3.1有井區(qū)域廢棄河道的識(shí)別方法

（1）用定向井電性資料識(shí)別廢棄河道廢棄河道在廢棄前為正常河道，底部為正常的河道沉積，但砂體厚度較薄，通過大量的定向井資料統(tǒng)計(jì)，Lm943砂體底部為2~3 m的河道砂體，電阻率曲線表現(xiàn)為底部為尖突狀箱形或鐘形；上部為泥巖或砂泥巖交替沉積，電阻率曲線表現(xiàn)為靠近泥巖基線的平直狀或鋸齒狀（圖3）。通過單井測井曲線，結(jié)合砂體厚度分布，在平面上勾勒出廢棄河道的大概范圍，根據(jù)鉆遇廢棄河道的井點(diǎn)呈不連續(xù)性分布，可以進(jìn)一步確定廢棄河道在未鉆遇井點(diǎn)間的分布。

（2）用水平井電性資料識(shí)別廢棄河道陸上油田主要依靠密井網(wǎng)來識(shí)別廢棄河道[1-4]，而海上油田井距較大，一般300~500 m，很難做到像陸上油田那樣依靠密井網(wǎng)來識(shí)別廢棄河道，但海上油田的優(yōu)勢是水平井較多，特別是曹妃甸油田是渤海灣地區(qū)第一個(gè)采用單砂體水平井開發(fā)的以河流相砂體為儲(chǔ)集層的油田，水平井在平面上基本控制著整個(gè)砂體的分布范圍（圖1a），因此可以通過水平井的電性資料來識(shí)別廢棄河道和點(diǎn)壩。

圖3　定向井電性資料識(shí)別曹妃甸油田L(fēng)m943砂體廢棄河道分布

目前Lm943砂體上有21口水平井，水平段長度一般300~500 m.以A7H井為例，A7H井位于中部單河道內(nèi)，結(jié)合地震反演資料（圖4），A7H井水平段位于反射軸中間，不存在砂體切割和疊置現(xiàn)象，排除了A7H井鉆遇多期河道的可能性。根據(jù)A7H井水平段自然伽馬值的變化情況，可以在一個(gè)復(fù)雜的河道砂體內(nèi)部識(shí)別廢棄河道的存在（圖5），即A7H井水平段斜深在1 805—1 835 m，1 864—1 940 m和2 040—2 060 m段自然伽馬值突然增大，預(yù)示這3個(gè)井段發(fā)育廢棄河道，相應(yīng)地識(shí)別出4期點(diǎn)壩：點(diǎn)壩1斜深1 640—1 805 m，點(diǎn)壩2斜深1 835—1 860 m，點(diǎn)壩3斜深1 944—2 040 m和點(diǎn)壩4斜深2 040—2 060 m（圖5）。

圖4　過A7H井軌跡反演剖面

圖5　A7H井自然伽馬識(shí)別廢棄河道

3.2無井區(qū)域廢棄河道識(shí)別

在無井區(qū)域采用層拉平下的砂頂高度法可以預(yù)測廢棄河道[5]。砂頂高度法是統(tǒng)計(jì)過路井頂部泥巖標(biāo)志層所在海拔，在平面上進(jìn)行插值，可以預(yù)測井間標(biāo)志層（泥巖）頂面海拔，再通過地震追蹤獲得的砂巖頂面海拔，將兩頂面的海拔相減，得到標(biāo)志層（泥巖）厚度（圖6）。

圖6利用砂頂高度法識(shí)別廢棄河道分布

圖6中呈牛軛狀或彎月狀的泥巖厚度高值區(qū)，指示廢棄河道分布的可能性比較大，與有井區(qū)域識(shí)別的廢棄河道分布相一致；而泥巖厚度低值區(qū)與厚度較大的串珠狀骨架砂（圖2中的點(diǎn)壩）區(qū)域吻合得較好。

3.3廢棄河道規(guī)模

文獻(xiàn)［10］和文獻(xiàn)［11］對高彎度曲流河給出了很好的經(jīng)驗(yàn)公式，認(rèn)為點(diǎn)壩厚度與活動(dòng)河道的寬度具有一定的關(guān)系。文獻(xiàn)［12］通過107個(gè)河流實(shí)例，對高彎度曲流河進(jìn)行了研究，分析表明，當(dāng)河道彎曲度大于1.7時(shí)，河流滿岸深度（近似等于點(diǎn)壩砂體向上變細(xì)單旋回厚度）和滿岸寬度具有較好的指數(shù)關(guān)系：

式中h——河流滿岸深度，m；

w——河流滿岸寬度，m.

Lm943砂體為曲流河砂體，根據(jù)點(diǎn)壩形態(tài)分析，曲流河曲率大于1.7，屬于高彎度曲流河，通過統(tǒng)計(jì)研究區(qū)17口具有完整正旋回的過路井砂巖厚度，得到研究區(qū)曲流河滿岸高度的范圍，再通過經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算，最終得到Lm943砂體河道深度為5.0~8.2 m，平均6.8 m；河道寬度為80.6~172.7 m，平均129.4 m.

通過對水平段實(shí)鉆廢棄河道的寬度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表1），廢棄河道寬度為65~118 m，平均95 m，與根據(jù)（1）式計(jì)算的寬度范圍基本吻合。

表1　曹妃甸油田L(fēng)m943砂體水平井實(shí)鉆廢棄河道寬度統(tǒng)計(jì)

3.4 Lm943砂體廢棄河道平面分布模式

在單河道刻畫的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)代沉積實(shí)例及露頭剖面為模式指導(dǎo)，在無井區(qū)域砂頂高度法識(shí)別廢棄河道的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井資料的單井相劃分，依靠平面上砂厚變化趨勢，劃分點(diǎn)壩及廢棄河道等微相的分布，繪制成單成因微相平面展布圖（圖7）。

圖7　曹妃甸油田L(fēng)m943砂體沉積微相

3.5動(dòng)態(tài)資料驗(yàn)證

受廢棄河道的巖性或物性遮擋作用，河道砂體平面連通性變差，在廢棄河道附近形成遮擋型剩余油，這部分剩余油也是后期挖潛的“甜點(diǎn)”。A69H1井是2013年實(shí)施的一口加密水平生產(chǎn)井，與周邊的A31H井、A17H1井、A60H井和A47H井距離200~230 m，這4口生產(chǎn)井累計(jì)產(chǎn)液量分別為99×104m3，130×104m3，37×104m3和93×104m3，且A69H1井投產(chǎn)時(shí)周邊井含水率均在90%以上。A69H1井2013年1月投產(chǎn)，初期含水率40%，半年后含水率上升到60%，通過2年多的生產(chǎn)，累計(jì)產(chǎn)油量已達(dá)到4.5×104m3，取得較好的挖潛效果。

4　廢棄河道對低油柱油藏水平井著陸的影響及實(shí)施效果分析

通過曹妃甸油田綜合調(diào)整研究，以累計(jì)產(chǎn)油量5×104m3為經(jīng)濟(jì)下限，針對不同地層原油黏度、油藏類型的水平井布井下限進(jìn)行了研究（表2）。

表2　不同地層原油黏度下水平井布井下限統(tǒng)計(jì)

對于低油柱油藏水平井隨鉆著陸時(shí)要盡可能地增加避水高度，即水平井著陸時(shí)進(jìn)入儲(chǔ)集層的深度越小，避水高度越高，而曹妃甸油田為河流相沉積，表現(xiàn)為正韻律的沉積特征，儲(chǔ)集層上部為粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，儲(chǔ)集層物性較差，在隨鉆著陸時(shí)為了著陸到物性較好的儲(chǔ)集層，要求進(jìn)入儲(chǔ)集層一定的深度，這與低油柱油藏的著陸要求是一對矛盾。總結(jié)曹妃甸油田水平井實(shí)施、生產(chǎn)情況等的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具增斜能力（表3），制定了87°穩(wěn)斜找油原則。進(jìn)入油層后繼續(xù)87°穩(wěn)斜，進(jìn)層半柱以3°增斜率增斜至90°時(shí)，進(jìn)入儲(chǔ)集層深度為1.5 m.使低油柱高度與正韻律這對矛盾在隨鉆著陸時(shí)深度上有一個(gè)理想結(jié)合點(diǎn)。

表3　旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具以不同穩(wěn)斜角進(jìn)入儲(chǔ)集層并以3°增斜率增斜至90°時(shí)鉆頭進(jìn)入儲(chǔ)集層深度統(tǒng)計(jì)

結(jié)合圖8分析廢棄河道對水平井著陸及避水高度的影響，點(diǎn)壩砂體的頂面為h0，若水平井設(shè)計(jì)入層點(diǎn)剛好位于廢棄河道處（入層位置1），由于廢棄河道以懸浮的細(xì)粒粉砂質(zhì)或泥質(zhì)沉積為主，鉆頭進(jìn)入h0深度后，由于廢棄河道以懸浮的細(xì)粒粉砂質(zhì)或泥質(zhì)沉積為主，物性差，隨鉆電阻率偏低，繼續(xù)87°穩(wěn)斜找油，直至鉆遇點(diǎn)壩砂體時(shí)，物性變好、電阻率升高，進(jìn)入油層半柱后以3°增斜率增至90°著陸，此時(shí)深度為h2，距離點(diǎn)壩砂體頂面h0的距離為Δh2；若水平井設(shè)計(jì)入層點(diǎn)避開廢棄河道，剛好在點(diǎn)壩處（入層位置2），在隨鉆跟蹤時(shí)，進(jìn)入點(diǎn)壩儲(chǔ)集層會(huì)出現(xiàn)物性變好、隨鉆電阻率上升等特征，進(jìn)入油層半柱后以3°增斜率增至90°順利著陸，此時(shí)深度為h1，距離點(diǎn)壩砂體頂面h0的距離為Δh1；入層點(diǎn)在點(diǎn)壩處的水平井避水高度要比入層點(diǎn)在廢棄河道處高Δh2-Δh1（圖8）。

圖8　廢棄河道剖面及水平井隨鉆入層示意

根據(jù)實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)，Lm943砂體廢棄河道寬度一般為65~118 m，以87°井斜角穩(wěn)斜穿過廢棄河道需要鉆進(jìn)2~4柱，垂深下降3~6 m，使得低油層厚度油藏的避水高度變低3~6 m.因此，在沉積微相精細(xì)研究下，準(zhǔn)確識(shí)別出廢棄河道的平面分布位置，在水平井設(shè)計(jì)時(shí)，入層點(diǎn)可避開廢棄河道，提高隨鉆著陸精度，避免避水高度變低。

根據(jù)上述方法對曲流河廢棄河道識(shí)別和分布模式研究，對水平調(diào)整井入層位置進(jìn)行優(yōu)化，在Lm943砂體實(shí)施了4口挖潛水平井（A69H1井、A58H1井、A24H1井和A26H1井）的隨鉆著陸，水平段避水高度均滿足布井下限，油層鉆遇率達(dá)100%，取得了較好的挖潛效果。

5　結(jié)論

（1）利用定向井和水平井資料對有井區(qū)域廢棄河道進(jìn)行識(shí)別，無井區(qū)域通過層拉平下的砂頂高度法預(yù)測廢棄河道，利用經(jīng)驗(yàn)公式和統(tǒng)計(jì)法計(jì)算了廢棄河道的寬度；在識(shí)別廢棄河道的基礎(chǔ)上，對單河道內(nèi)部砂體進(jìn)行刻畫，分析廢棄河道平面分布模式，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料驗(yàn)證廢棄河道分布的可靠性。

（2）根據(jù)曲流河廢棄河道野外露頭分析水平井入層位置對避水高度的影響，在指導(dǎo)調(diào)整井精確著陸中取得了較好的應(yīng)用效果。

［1］趙漢卿，付志國，劉波.應(yīng)用精細(xì)地質(zhì)研究準(zhǔn)確鑒別古代河流砂體［J］.石油勘探與開發(fā)，1995，22（2）:68-70. Zhao Hanqing，F(xiàn)u Zhiguo，Liu Bo.Identification of the paleochan?nel sandbodies based on detailed geological study［J］.Petroleum Ex?ploration and Development，1995，22（2）:68-70.

［2］劉波，趙漢卿，王良書，等.古河流廢棄河道微相的精細(xì)描述［J］.沉積學(xué)報(bào)，2001，19（3）:394-398. Liu Bo，Zhao Hanqing，Wang Liangshu，et al.The detailed de?scription of ancient fluvial abandoned channel micro facies［J］.Ac?taSedimentologicaSinica，2001，19（3）:394-398.

［3］渠芳，陳清華，連承波.河流相儲(chǔ)層構(gòu)型及其對油水分布的控制［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，32（3）:14-18. Qu Fang，Chen Qinghua，Lian Chengbo.Fluvial facies reservoir ar?chitecture and its control over the distribution of oil and water［J］. Journal of China University of Petroleum:Natural Science Edition，2008，32（3）:14-18.

［4］周銀邦，吳勝和，岳大力，等.地下密井網(wǎng)識(shí)別廢棄河道方法在薩北油田的應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（4）:33-36. Zhou Yinbang，Wu Shenghe，Yue Dali，et al.Recognizing aban?doned channel with underground dense well pattern and its applica?tion in Sabei oilfield［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2008，30（4）:33-36.

［5］岳大力.曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型分析與剩余油分布模式研究——以孤島油田館陶組為例［D］.北京：中國石油大學(xué)，2006. Yue Dali.The study on architecture analysis and remaining oil dis?tribution patterns of meandering river reservoir［D］.Beijing:China University of Petroleum，2006.

［6］程會(huì)明.孤島油田曲流點(diǎn)壩構(gòu)型［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2008，15（5）:20-23. Cheng Huiming.Configuration analysis of meander point bar in Gud?ao oilfield［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2008，15（5）:20-23.

［7］竇松江，孫超囡，張艷君，等.大港油田儲(chǔ)集層河道砂體內(nèi)部構(gòu)型研究［J］.新疆石油地質(zhì)，2009，30（3）:284-286. Dou Songjiang，Sun Chaonan，Zhang Yanjun，et al.Internal config?uration of channel sand body of reservoir in Dagang oilfield［J］.Xin?jiangPetroleum Geology，2009，30（3）:284-286.

［8］王元英.曲流河廢棄河道的識(shí)別方法及其應(yīng)用［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31（5）:65-67. Wang Yuanying.Identification and application of abandoned chan?nel in meander river［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2007，31（5）:65-67.

［9］張本華.曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型中廢棄河道的識(shí)別及其分布模式［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（3）:18-21. Zhang Benhua.Discussion on abandoned channels recognition and distribution models on meandering river reservoir architecture re?search［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2013，20（3）:18-21.

［10］李宇鵬，吳勝和，岳大力.現(xiàn)代曲流河道寬度與點(diǎn)壩長度的定量關(guān)系［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（6）:19-22. Li Yupeng，Wu Shenghe，Yue Dali.Quantitative relation of the channel width and point?bar length of modern meandering river［J］.Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing，2008，27（6）:19-22.

［11］岳大力，吳勝和，劉建民.曲流河點(diǎn)壩地下儲(chǔ)層構(gòu)型精細(xì)解剖方法［J］.石油學(xué)報(bào)，2007，28（4）:99-103. Yue Dali，Wu Shenghe，Liu Jianmin.An accurate method for anat?omizing architecture of subsurface reservoir in point bar of mean?deringriver［J］.ActaPetrolei Sinica，2007，28（4）:99-103.

［12］Leeder M R.Fluviatile fining?upwards cycles and the magnitude of palaeochannels［J］.Geological Magazine，1973，110（3）:265-276.

Identification of Abandoned Channels in Meander River and Impact on Horizontal Well Landing Design in Low Oil Column Reservoir:A Case Study of Lm943 Sand of Caofeidian Oilfield in Bohai Bay Area

MENG Peng,SU Yanchun,FENG Xin,GUO Jingmin,WANG Wei,ZHU Yuguo
(Bohai Oilfield Research Institute,Tianjin Branch,CNOOC,Tianjin 300452)

Caofeidian oilfield is a fluvial facies and low oil column reservoir with edge water in Bohai Bay area.It has been developed by horizontal wells for 10 years,and now its edge water has become secondary bottom water in it,which puts forward higher requirement for late?stage development by horizontal well in terms of water?avoidance height.This paper identifies the abandoned channels in area with a few wells by using the data of directional wells and horizontal wells,predicts them by means of flattening the sand top height in area with no well,and presents the depiction of the internal sand bodies in single channel and draws the plan of sedimentary microfacies.Based on the abandoned channel outcrop in meandering river,the impact of layer position encountered by horizontal well on its water?avoidance height is analyzed for the purpose of guiding the accurate landing design of adjustment wells and providing the basis for comprehensive adjustment plan’s implementation of horizontal wells in Caofeidian oilfield in the future.

Bohai Bay area;Caofeidian oilfield;abandoned channel;edge water reservoir;low oil column reservoir;horizontal well land?ingprecision

TE112.24

A

1001-3873（2015）04-0475-05

10.7657/XJPG20150417

2014-11-24

2015-04-08

孟鵬（1972-），男，山東定陶人，工程師，開發(fā)地質(zhì)，（Tel）13662094251（E-mail）mengpeng@cnooc.com.cn.