徐 波　佟建宇　趙 峰　楊 霞　聶 領　黃 鵬　張 帆

(1.中石油冀東油田南堡作業(yè)區(qū)， 河北 唐海 063200； 2.中石油冀東油田開發(fā)處， 河北 唐山 063000；

3.中石油冀東油田開發(fā)技術公司， 河北 唐海 063200)

?

儲層構型研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

徐 波1佟建宇2趙 峰1楊 霞3聶 領1黃 鵬1張 帆1

(1.中石油冀東油田南堡作業(yè)區(qū)， 河北 唐海 063200； 2.中石油冀東油田開發(fā)處， 河北 唐山 063000；

3.中石油冀東油田開發(fā)技術公司， 河北 唐海 063200)

摘要：構型研究是目前儲層研究的重點和難點領域之一。依據國內外儲層構型研究的成果，對河流、三角洲、沖積扇等3類沉積體系構型研究的主要成果進行總結；對目前構型研究的常用方法及其局限性進行分析，指出目前構型研究中存在的問題及其發(fā)展趨勢。

關鍵詞：儲層構型； 曲流河； 辮狀河； 三角洲； 沖積扇； 發(fā)展趨勢

砂體展布特征及非均質性認識是油田開發(fā)工作的基礎。儲層構型研究正是適應油氣藏精細開發(fā)的需要，在傳統(tǒng)沉積相研究基礎上形成的“沉積相研究的新方法”[1]。與傳統(tǒng)沉積相研究在平面和剖面上確定疊合砂體的優(yōu)勢成因環(huán)境不同，儲層構型研究強調利用層次分析的思想，重點描述疊合砂體內不同級次構型單元間的物理界面，達到逐級精細認識砂體的目的。

構型理論及研究方法一經提出就受到各國學者的認同，并由原先的河流沉積體系運用于其他類型沉積體系研究，取得了豐碩成果，其間也形成一些不盡相同的學術觀點。全面了解目前構型研究的現(xiàn)狀，分析存在的問題，展望今后發(fā)展趨勢，對進一步促進構型研究及發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

1儲層構型的提出與發(fā)展

在1985年，Miall首次完整地提出構型的概念，建立了基于河流相的構型要素分析方法，使構型研究成為一門系統(tǒng)的學科[1]。Miall指出構型是指砂體及其內部構成單元的幾何形態(tài)、大小、方向及其相互關系[1]。在構型研究中強調構型界面的識別和構型要素的劃分。

對于構型界面的劃分，Miall采用倒序排列的方式。在首次提出構型要素分析法時，將河流界面劃分為4級，1988年補充為6級，1996年又進一步在一級界面前增加了一個反映紋層間界面的零級界面，在六級界面之后，增加了2個地層意義的界面(七級、八級界面)，稱之為盆地構型界面。

關于構型要素的劃分，自Miall在1985年提出將河流沉積物劃分為8種基本構型要素后，并無大的改變，他將這8種構型要素組合為12種河流沉積模式。

2儲層構型的研究內容

構型研究始于河流體系，我國學者將構型理論引入，并逐漸將研究方法運用于其他類型的儲層，取得了一系列成果。

2.1河流沉積體系

(1)曲流河。曲流河為我國研究最成熟、成果最豐富的河流類型。研究重點為單一曲流河河道(五級構型體)、點壩和廢棄河道(四級構型體)、點壩內側積體(三級構型體)。

目前對曲流河構型研究，大多都是首先確定疊合河道砂體，再在疊合河道砂體中識別出單一曲流河河道，依據單一河道滿岸深度和寬度關系計算點壩跨度，依據經驗公式預測側積層傾角和延伸范圍，進而推算點壩內側積體展布范圍[2-4]。

目前在密井網地區(qū)利用測井資料描述曲流河邊灘中側積體特征是曲流河構型研究的重點。研究結果顯示[3-4]：點壩砂體內發(fā)育有多個起伏不平的傾斜面(側積面)，每個側積面上發(fā)育有泥質的細粒沉積物(側積層)，這些側積層將點壩分割為若干個側積體。側積層面?zhèn)认蛴诤拥赖倪w移方向，傾角5°~30°；側積層厚度變化較大，薄的為20~30 cm，厚的有2~3 m(圖1)，在測井曲線上具有一定的響應[4]；剖面上側積層延伸長度一般為河道砂體厚度的23；側積體最大寬度是河曲的彎頂處，大致相當于洪水泛濫河流滿岸寬度的23。受控于每次洪水水動力條件的差異，不同地區(qū)每個側積體規(guī)模不盡相同，側積體寬度一般為 60～70 m，個別達150 m。

圖1　曲流河構型模式

(2)辮狀河。目前辮狀河構型研究仍處于模式的探索階段，以心灘內部特征為研究重點。

廖保方等人通過對永定河現(xiàn)代沉積的考查指出：辮狀河構型研究中應以底部沖刷面為一級界面；二級界面為巖性層間的界面；三級界面為層理構造的層系組界面；四級界面為層理構造的層系界面；五級界面為層系構造的紋層界面。辮狀河沉積模式可概括為：一個由垂向加積作用控制的粗粒巖性為主體，層理構造發(fā)育，橫向相變較大、垂向層序向上變細的正旋回組成的在空間上廣泛展布的“疊覆泛砂體”[5]。這一沉積模式在以后的辮狀河儲層構型研究中被廣泛采用。

對于心灘內的構型加積體，廖保方等人[5]認為是近水平疊加(圖2)，構型界面傾角不超過2°。但近年來也有學者[6]認為心灘可分為原地心灘、遷移心灘、邊部心灘、切灘和廢棄心灘，提出心灘平緩前積疊置等類型，并據此提出心灘整體陡角前積疊置模式和平緩前積疊置模式。

2.2三角洲沉積體系

三角洲沉積體系可進一步分為三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3個亞相。三角洲平原以河流沉積為主，構型研究與河流沉積體系相同。目前尚未見關于前三角洲構型研究的公開發(fā)表文獻。三角洲前緣則表現(xiàn)出與河流沉積體系不同的構型特征。

圖2　辮狀河構型模式

三角洲前緣一般可劃分為水下分流河道、河口壩、溢岸等構型單元，其中以水下分流河道和河口壩為最主要的研究對象。

目前學者對水下分流河道構型分級認識不統(tǒng)一。有學者認為水下分流河道單成因砂體與單河道砂體基本對應，屬五級構型體，單河道內部構型體為四級構型體[7]。也有學者認為一個河道成因砂體是由多個單河道砂體疊合形成的，為復合河道充填體。成因砂體屬五級構型體，單河道砂體和單一河口壩屬四級構型體，河口壩砂體內的增生體為三級構型體[8]。

對于單河道砂體內部構型，有學者認為河道砂體內以垂向加積體為主要類型，層次界面為近水平狀泥質、鈣質或物性夾層[6]。夾層厚度5~40 cm，傾角一般小于5°(圖3)。也有學者認為依據三角洲前緣位置的不同，河控三角洲水下分流河道內部存在側積夾層、前積夾層和垂積夾層3種類型[9]。在水體較淺的三角洲前緣與平原過渡帶和三角洲前緣斜坡帶，水下分流河道發(fā)育順直河道與曲流河道2種，順直河道以垂積作用為主，曲流河道則以侵凸沉凹再側積作用為主。

圖3　三角洲前緣水下分流河道構型模式

對于河口壩砂體內部構型[8]，一般認為四級構型體為單一河口壩砂體，構型界面為分布較穩(wěn)定的夾層；三級構型體為河口壩砂體內的前積體，構型界面為不穩(wěn)定發(fā)育的鈣質、泥質、粉砂質夾層。夾層厚度變化較大，為0.2~2.0 m，產狀為平行或傾斜，傾角范圍2°~4°。前積體走向垂直于主河道延伸方向(圖4)，不同地區(qū)前積體變化較大。辛治國[10]通過對東營凹陷勝坨油田河口壩砂體構型解剖，認為研究區(qū)河口壩前積體延伸長度小于8 km，寬度小于4 km。

圖4　河口壩砂體構型模式

2.3沖積扇沉積體系

我國學者還將構型研究的方法運用到沖積扇體系儲層的研究中。但受水動力條件、物源特征的影響，沖積扇體系儲層具有分選差、相變迅速的特征，相應構型界面的識別難度較大，目前尚未形成較為統(tǒng)一的認識。

吳勝和等人首先將沖積扇沉積體系劃分為扇根內帶、扇根外帶、扇中、扇緣4個亞相，在4個亞相中共識別出7類五級構型單元，9類四級構型單元和10個三級構型單元，最終建立了礫巖儲層沖積扇構型模式[11]。

也有學者在對沖積扇儲層進行構型研究時，未嚴格按照Miall依據河流體系所提的分級方案，而是依據層次分析的思想，提出新的分級方案[12]。

3儲層構型的研究方法

(1)現(xiàn)代河流及野外露頭實測法。儲層構型研究最早始于現(xiàn)代河流沉積和古代河流野外露頭考查，該方法是最直接、精度最高的構型研究方法。我國對河流沉積體系、三角洲沉積體系的儲層構型研究都是始于現(xiàn)代河流和野外露頭實測分析[13]。借助現(xiàn)代航拍和衛(wèi)星影像技術的不斷進步，研究者們可更全面、更直觀地研究河流 — 三角洲體系沉積特征。

(2)室內沉積模擬法。目前主要模擬類型為三角洲沉積體系。劉忠保等人通過辮狀河 — 扇三角洲湖退沉積過程的模擬實驗研究，探討了不同湖水深度下辮狀河 — 扇三角洲的定量演變趨勢[14]；王文樂通過對大慶油田杏六區(qū)東部枝狀三角洲沉積過程的模擬，分析了枝狀三角洲類型沉積背景條件下單砂體形成機制及控制因素[15]。

(3)地震儲層學研究法。地震儲層學在研究過程中強調在高精度層序地層學研究的基礎上，利用地震反演與屬性分析技術對油氣儲層的外部形態(tài)、內部結構、特征與屬性等進行精細刻畫和表征。

地震儲層學研究不僅對地震資料品質有著較高的要求，沉積體系儲層特征也是決定該方法精確度的一個重要因素。一般而言，在河流 — 三角洲沉積體系中，對于泥巖厚度較大、分布較穩(wěn)定的曲流河和三角洲前緣沉積，砂體空間疊加特征和橫向的遷移變化均能在地震資料上清晰成像[16]；而對于呈現(xiàn)出“砂包泥特征”的辮狀河沉積和分選較差的沖積扇沉積則難以達到準確預測。

(4)多井預測法。在密井網地區(qū)利用測井資料開展多井預測砂體構型是目前最常用的地下儲層構型研究方法。構型研究的核心是識別不同級次的模型界面，不論是巖性界面還是物性界面，在測井曲線上均會有所響應。利用測井曲線的回返，按照“垂向分期，側向劃界”的思路可進行地下儲層的構型研究。

4存在問題及發(fā)展趨勢

4.1構型研究存在問題

近年來儲層構型研究存在的問題可總結為以下3個方面。

(1)地質原型模型不完善。目前，不同學者對曲流河構型原型模型認識較為統(tǒng)一，但對曲流河各構型要素的定量描述公式卻不完全認同，這些公式多為地質統(tǒng)計所得的經驗公式。此外對辮狀河、三角洲前緣、沖積扇等類型儲層構型的原始模型還存在著較大的爭議。

(2)構型分級方案不統(tǒng)一。層次分析法是構型研究的基本方法，目前構型研究中分級方案不統(tǒng)一，構型體命名不統(tǒng)一的情況普遍存在。比如，我國學者在使用構型分級方案時，有的方案小層之下直接是單砂體，有的方案小層之下為單砂層，再次一級為單砂體。相同的術語，所指對象不同。

(3)地下構型體劃分手段有待完善。目前，受地震資料品質的限制，地震相手段最多只能達到疊合河道砂體(五級)或單河道砂體(四級)的刻畫，次一級別構型體的刻畫更多的依賴測井資料。但在“垂向分期，平面劃界”的構型研究過程中，利用測井曲線識別構型界面本身就有一定的多解性，多井間構型界面的組合更存在著不確定性。如何運用多種技術手段，保證構型研究的準確性，將是地下儲層構型研究長期面臨的問題。

4.2發(fā)展趨勢

(1)研究對象多樣化。構型研究始于河流沉積，也以曲流河研究最為成熟，目前國內學者已將構型研究的對象擴展到扇三角洲和三角洲前緣。國外的學者則將這一研究方法運用到碳酸鹽巖臺地邊緣沉積研究中[17]。

(2)研究手段綜合化。目前野外露頭、測井、地震、水槽模擬等已成為儲層構型研究的常用手段，但各種方法都有其原理和技術的局限性。近年來，探地雷達、航空磁測等手段也逐步運用于構型研究[18]。

(3)研究結果定量化。就目前的研究成果來看，曲流河構型定性模式認識較為統(tǒng)一，但對于曲流河側積體展布范圍等定量指標的認識差異較大；對辮狀河和三角洲前緣儲層構型定性模式的認識雖還存在一定的差異(主要爭議在于心灘和河口壩形成過程是以前積為主還是以垂向加積為主)，但大多數學者都認為心灘和河口壩砂體內次級構型界面近水平狀展布，而對心灘和河口壩規(guī)模、內部次級構型單元規(guī)模的認識則存在較大分歧。

可以預見，對不同類型砂體儲層內部側積層的密度、保存程度、連續(xù)性及其對剩余油分布的量化描述是今后構型研究的重要方向。

參考文獻

[1] Miall A D. Architectural-element Analysis：A New Method of Facies Analysis Appied to Fluvial Deposits[J]. Earth Science Review,1985,22(4):261-308.

[2] 薛培華.河流點壩相儲層模式概論[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991:1-25.

[3] 尹燕義,王國娟,祁小明.曲流河點壩儲集層側積體類型研究[J].石油勘探與開發(fā),1998,25(2):37-40.

[4] 馬世忠,楊清彥.曲流點壩沉積模式、三維構形及其非均質模型[J].沉積學報,2000,18(2):241-247.

[5] 廖保方,張為民,李列,等.辮狀河現(xiàn)代沉積研究與相模式：中國永定河剖析[J].沉積學報,1998,16(1):34-39.

[6] 蔣平,趙應成,李順明,等.不同沉積體系儲集層構型研究與展望[J].新疆石油地質,2013,34(1):111-115.

[7] 徐慧,林承焰,雷光倫,等.水下分流河道單砂體剩余油分布規(guī)律與挖潛對策[J].中國石油大學學報(自然科學版),2013,37(2):14-20.

[8] 何文祥,吳勝和,唐義疆,等.河口壩砂體構型精細解剖[J].石油勘探與開發(fā),2005,32(5):42-46.

[9] 李志鵬,林承焰,董波,等.河控三角洲水下分流河道砂體內部建筑結構模式[J].石油學報,2012,33(1):101-105.

[10] 辛治國.河控三角洲河口壩構型分析[J].地質論評,2008,54(4):527-531.

[11] 吳勝和,范崢,許長福,等.新疆克拉瑪依油田三疊系克下組沖積扇內部構型.古地理學報,2012,14(3):331-340.

[12] 王曉光,賀陸明,呂建榮,等.克拉瑪依油田沖積扇構型及剩余油控制模式[J].斷塊油氣田,2012,19(4):493-496.

[13] 焦養(yǎng)泉,李思田.陸相盆地露頭儲層地質建模研究與概念體系[J].石油實驗地質,1998,20(4):346-353.

[14] 劉忠保,賴志云.辮狀河 — 扇三角洲形成及演變的水槽實驗[J].大慶石油地質與開發(fā),1994,13(2):58-62.

[15] 王文樂.大慶油田枝狀三角洲儲層內部構型沉積模擬研究[D].荊州：長江大學,2012:18-31.

[16] 于建國,林春明,王金鐸,等.曲流河沉積亞相的地震識別方法[J].石油地球物理勘探,2003,18(3)547-549.

[17] Giovanni R, Salvatore D S. Differential Compaction as a Control on Depositional Architectures Across the Maiella Carbonate Platform Margin [J].Sedimentary Geology, 2007,196: 133-155.

[18] 陳歡慶,趙應成,舒治睿,等.儲層構型研究進展[J].特種油氣藏,2013,20(1):1-4.

Current Status and Development of Reservoir Architecture Study

XUBo1TONGJianyu2ZHAOFeng1YANGXia3NIELing1HUANGPeng1ZHANGFan1

(1. Nanbao Oilfield Operation District of Jidong Oilfield of CNPC, Tanghai Hebei 063200, China;

2. Development Section of Jidong Oilfield of CNPC, Tangshan Hebei 063000, China;

3. Development and Technology Company of CNPC, Tanghai Hebei 063200, China)

Abstract:The study of reservoir architecture is one of focal and difficulty area in reservoir studying. Based on the outcome of home and abroad, this thesis sums up the main job of depositional system, such as fluvial deposits, delta deposit and alluvial fan. Then it puts forward the analysis of the normal means and the limitations of these means. Finally, it points out the problem and the development tendency of reservoir architecture study.

Key words:reservoir architecture; meandering river; braided stream; delta deposit; alluvial fan; development tendency

文獻標識碼：A

文章編號：1673-1980(2015)03-0020-04

中圖分類號：P618

作者簡介：徐波(1977 — )，男，博士，高級工程師，研究方向為油氣田開發(fā)地質。

基金項目：國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”子課題“灘海油氣田高效開發(fā)技術”(08ZX05015-003)；冀東油田重大專項“冀東復雜斷塊油藏精細注水開發(fā)技術研究”子課題“南堡油田1-5、1-29精細注采調控技術研究”(2013A05-03)

收稿日期：2014-09-02