韓雪芳，顏冠山，劉宗賓，宋洪亮

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

三角洲前緣水下分流河道及河口壩儲層構(gòu)型研究
——以J油田東二下段為例

韓雪芳，顏冠山，劉宗賓，宋洪亮

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

以取心井巖心、測井及生產(chǎn)動態(tài)資料為基礎(chǔ)，在儲層構(gòu)型理論指導(dǎo)下，采用“垂向分期”、“側(cè)向劃界”的思路，針對渤海海域J油田東二下段Ⅰ、Ⅱ油組三角洲前緣沉積砂體，按復(fù)合河口壩(復(fù)合水下分流河道)、單一河口壩(單一水下分流河道)2個層次進(jìn)行了構(gòu)型單元的逐級解剖。通過小層精細(xì)對比，認(rèn)為研究區(qū)存在泥質(zhì)夾層、含礫砂巖層、鈣質(zhì)夾層3種垂向分期識別標(biāo)志；歸納出曲線形態(tài)差異、巖性差異、厚度差異、高程差異、水淹特征差異5種側(cè)向劃界識別標(biāo)志，重構(gòu)了油田范圍內(nèi)以水下分流河道為骨架、河口壩砂體為主體，多個單一河口壩連片分布、水下分流河道交叉疊置的沉積特征。研究成果用于指導(dǎo)油田4個注聚井組調(diào)剖，單井日增油量10 m3。

三角洲前緣 水下分流河道 儲層構(gòu)型 單砂體 河口壩

目前，儲層構(gòu)型研究在曲流河、辮狀河砂體解剖中應(yīng)用比較成熟。自1985年以來，國外學(xué)者Allen和Miall等相繼提出了河流相的儲層構(gòu)型界面分級方案[1-3]。近年來，我國學(xué)者將層次表征和層次建模結(jié)合起來，提出了儲層研究中的層次分析方法。隨著越來越多的老油田進(jìn)入二次采油、三次采油階段，密井網(wǎng)條件下的儲層構(gòu)型研究方法得到了長足的發(fā)展[4-9]，也逐步引入到三角洲前緣河口壩、分流河道砂體剩余油分布研究中[10-13]。

隨著地下油氣資源的不斷采出，油田逐步進(jìn)入高含水開發(fā)階段，尋找剩余油、穩(wěn)油控水是實現(xiàn)海上油田高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)所面臨的主要問題。實踐證明，不同級次的砂體構(gòu)型研究是解決這一矛盾的有效方法。筆者從砂體成因角度出發(fā)，充分利用巖心、測井、生產(chǎn)動態(tài)資料，在儲層構(gòu)型理論指導(dǎo)下，采用“垂向分期”、“側(cè)向劃界”的思路，對J油田三角洲前緣河口壩、水下分流河道砂體開展了構(gòu)型研究；指出了該類型單砂體垂向分期、側(cè)向劃界識別標(biāo)志，并重構(gòu)了單砂體展布特征，為油田精細(xì)化管理提供地質(zhì)基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

J油田位于遼東灣坳陷遼西凹陷的北洼，是遼東灣北部海域的一個中型油田。油田縱向上發(fā)育東二下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ油組三套主力含油層系，為多物源三角洲沉積、水下分流河道與河口壩交互疊置。儲層橫向分布穩(wěn)定；縱向上隔夾層發(fā)育，層間變異系數(shù)達(dá)到0.79，各砂體吸水強(qiáng)度不均，層間矛盾突出。隨著油田綜合調(diào)整的實施，目前油田開發(fā)井井距為200～400 m，為儲層構(gòu)型研究提供了條件。

該油田綜合調(diào)整新實施開發(fā)井分析表明，目的層位單井鉆遇未水淹層段約占75%，井間存在大量剩余油富集區(qū)。但是，平面上各井區(qū)水淹程度差異大，縱向上剩余油分布規(guī)律復(fù)雜。油田開發(fā)動態(tài)分析表明，高滲透條帶、大壓差、高采出程度等因素導(dǎo)致了油田縱向及平面注采的不均衡，注水區(qū)存在水竄、注聚區(qū)存在聚竄，油田面臨著油層動用不均衡、層內(nèi)及平面剩余油分布規(guī)律不清楚等一系列開發(fā)問題。針對油田存在的問題，此次選擇了油田主要生產(chǎn)層位東二下段Ⅰ、Ⅱ油組為研究目的層位。

2 儲層構(gòu)型研究

前期研究表明，J油田東二下段可識別出三角洲前緣水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩和水下分流河道間等5種沉積微相類型。本次儲層構(gòu)型研究中，筆者從油田生產(chǎn)需要出發(fā)，針對J油田取心資料少，井距200～400 m的現(xiàn)狀，分2個層次逐級解剖復(fù)合河口壩(復(fù)合水下分流河道)和單一河口壩(單一水下分流河道)構(gòu)型單元，建立了構(gòu)型研究的層次劃分方案(圖1)。復(fù)合河口壩(復(fù)合水下分流河道)構(gòu)型單元頂?shù)捉缑鏋?級界面，單一河口壩(單一水下分流河道)構(gòu)型單元的分界面為4級界面。本文在井震結(jié)合、旋回對比的基礎(chǔ)上，首先識別了5級構(gòu)型界面。并通過分級控制的原則，進(jìn)一步識別了4級構(gòu)型界面，劃分出了單成因砂體。

圖1 J油田砂體構(gòu)型研究層次劃分方案

2.1 復(fù)合砂體特征

通過對研究區(qū)沉積微相垂向、平面展布特征研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合砂體包括復(fù)合水下分流河道砂體和復(fù)合河口壩砂體；連片分布的復(fù)合砂體則由多期單一水下分流河道或河口壩垂向、側(cè)向疊加而成；復(fù)合水下分流河道砂體一般為多段正韻律組成的復(fù)合正韻律，復(fù)合河口壩砂體一般為多段反韻律組成的復(fù)合反韻律(圖2)。在5級構(gòu)型界面識別的基礎(chǔ)上，按照分級控制的原則，根據(jù)自然伽馬和電阻率曲線的幅度變化及復(fù)合砂體內(nèi)的泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層，可以進(jìn)一步識別出4級構(gòu)型界面，將復(fù)合砂體劃分為多個單成因砂體，每個單成因砂體均代表了單一的水下分流河道或河口壩沉積。

2.2 單成因砂體識別

通過對研究區(qū)40口井10個小層的單井、井間及垂向、側(cè)向單成因砂體界面的巖心特征以及電測曲線不同響應(yīng)特征的研究，建立了J油田單成因砂體的垂向、側(cè)向識別標(biāo)志。

2.2.1 垂向界面特征

根據(jù)單成因砂體的巖心標(biāo)定結(jié)果和電測曲線特征，通過水下分流河道、河口壩組合關(guān)系研究，確定了以下3種單成因砂體的垂向疊置邊界識別標(biāo)志。

(1)泥質(zhì)夾層。泥質(zhì)夾層是研究區(qū)最為發(fā)育的一種垂向識別標(biāo)志。泥質(zhì)層往往會引起自然伽馬和電阻率測井曲線的明顯回返(圖2a)。研究區(qū)泥質(zhì)層的出現(xiàn)，反映了三角洲前緣兩種沉積特征，一是早期河口壩沉積末期，隨著水動力作用的減弱而在砂體之上形成的一套泥質(zhì)沉積物，類似于心灘的落淤層沉積；另一是水下分流河道間的泥質(zhì)沉積，隨著后期水下分流河道(河口壩)逐漸發(fā)育以及侵蝕作用不斷增強(qiáng)的影響，此前的泥質(zhì)沉積物一部分會被侵蝕，但這種侵蝕作用還不至于下切至前期沉積的砂體，在兩期砂體之間便形成了泥質(zhì)夾層。研究區(qū)范圍內(nèi)，泥質(zhì)夾層可以作為單一河口壩砂體劃分識別標(biāo)志。

圖2 單成因砂體垂向界面識別圖版

(2)含礫砂巖層。含礫砂巖層主要由沖刷-充填作用形成。根據(jù)JZ7井巖心及電測曲線特征研究表明，含礫砂巖層物性相對較差，油氣充滿度不如其上部砂巖段，電阻率曲線出現(xiàn)一定回返；但與下部被沖刷的砂巖或泥巖則形成較大的巖性、含油性差異，在測井曲線上突變現(xiàn)象明顯(圖2b)。研究區(qū)范圍內(nèi)，含礫砂巖層可以作為單一水下分流河道砂體劃分識別標(biāo)志。

(3)鈣質(zhì)夾層。由于水下分流河道以正韻律為主，韻律層下部物性較好，是孔隙水的優(yōu)勢滲流部位，也是鈣質(zhì)優(yōu)先沉積場所，易形成鈣質(zhì)砂巖。因此發(fā)育于水下分流河道砂體的底部的鈣質(zhì)層是單成因砂體最為典型的4級構(gòu)型界面。其在測井曲線上表現(xiàn)為低自然伽馬、高密度、高電阻率的“刺刀狀尖峰”(圖2c)。研究區(qū)范圍內(nèi)，鈣質(zhì)夾層可以作為單一水下分流河道砂體劃分識別標(biāo)志。

2.2.2 側(cè)向界面特征

(1)測井曲線形態(tài)差異。河口壩規(guī)模大小的不同，其測井曲線形態(tài)存在差異，在一定程度上也反映了砂體沉積時水動力條件的差異。圖3a中E25井與C9井均發(fā)育河口壩沉積，前者測井曲線表現(xiàn)為光滑漏斗形，后者表現(xiàn)為齒狀漏斗形；根據(jù)兩口井測井曲線特征的差異，就可作為判斷不同河口壩砂體沉積的標(biāo)志。

(2)巖性差異。相鄰的水下分流河道間砂體和河道間泥的出現(xiàn)代表兩條不同河道的邊界。一般情況下，大面積分布的水下分流河道砂體為多條河道側(cè)向拼合的結(jié)果。如果河道出現(xiàn)分岔，則在河道間會因為漫溢作用形成不連續(xù)的溢岸砂或者因砂質(zhì)沉積缺乏而只有水下分流河道間泥。因此，沿河道橫向上不連續(xù)分布的水下分流河道間砂體或者河道間泥便成為了兩條不同水下分流河道的側(cè)向分界標(biāo)志(圖3b)。

(3)厚度差異。不同朵葉體攜砂能力不一致，同時河口壩邊緣砂體相對變薄，兩個砂體厚度上呈現(xiàn)“厚薄厚”的形態(tài)，說明其分屬兩個不同的河口壩，反映了兩個河口壩邊部的接觸情況，可以作為判斷不同河口壩復(fù)合體沉積的側(cè)向拼接標(biāo)志(圖3c)。

圖3 單成因砂體側(cè)向邊界識別圖版

(4)高程差異。同一單層內(nèi)，不同朵葉體盡管屬于同一地質(zhì)時期沉積的產(chǎn)物，但是受其沉積古地形的影響，沉積能量的微弱差別，不同朵葉體能量存在差異，沉積砂體就會在剖面上表現(xiàn)出頂?shù)紫鄬Ω叱滩町?圖3d)。

(5)水淹特征差異。由于不同的單一河口壩形成、演化具有相對獨立的特征，不同河口壩砂體之間存在一定滲流屏障，這些地質(zhì)特征必將會引起開發(fā)動態(tài)上的響應(yīng)。圖3e中注水井W42井、采油井W32井為投產(chǎn)初期開發(fā)井，采油井D8井為綜合調(diào)整階段開發(fā)井。D8井上、下兩個單層均為河口壩沉積，且之間存在明顯的夾層，下部單層全部強(qiáng)水淹，而上部單層為未水淹，說明下部單層注水井W42和采油井W32井形成了良好的注采對應(yīng)關(guān)系，造成D8井該砂體全部水淹；上部單層W42和W32井未形成良好的對應(yīng)注采關(guān)系，處在井間的D8井表現(xiàn)為未水淹。因此可以推斷上部單層在D8與W32井之間存在一個河口壩的側(cè)向界面。

圖4 J油田東二下段8小層單成因砂體解剖結(jié)果

3 構(gòu)型識別結(jié)果

小層級別的沉積微相是小層內(nèi)優(yōu)勢相，并不能將小層內(nèi)每一個砂體的沉積類型表現(xiàn)出來。根據(jù)以上研究思路方法和側(cè)向、垂向識別標(biāo)志，識別出研究區(qū)東二下段Ⅰ、Ⅱ油組4級構(gòu)型界面4個；其中，利用含礫砂巖層、鈣質(zhì)夾層識別出水下分流河道砂體4級構(gòu)型界面2個，利用泥質(zhì)夾層識別出河口壩砂體4級構(gòu)型界面2個。儲層構(gòu)型研究表明，同一主干河道形成的多個單一河口壩的組合在平面上呈朵狀、寬帶狀連片展布，能夠真實反映單成因砂體的沉積類型和展布特征。如圖4所示，在小層級別的沉積微相中為連片的水下分流河道，解剖后多支河道交叉疊置，并以河口壩沉積為主，各河口壩砂體又歸屬于不同的朵葉。平面上，沉積砂體以水下分流河道為骨架，以河口壩砂體為主體。水下分流河道為砂壩砂體主要供砂通道，河口壩砂體發(fā)育程度受控于水下分流河道的發(fā)育程度；水下分流河道砂體與河口壩砂體間具有一定連通關(guān)系。同時期不同河口壩砂體相互疊置，在鉆井剖面上表現(xiàn)出曲線形態(tài)、厚度、水淹差異等特征，不同砂壩間砂體呈弱連通或不連通。

4 應(yīng)用實例

W43井組位于本次研究區(qū)西側(cè)河口壩發(fā)育區(qū)，W43井為采油井，W42井、W44井為與之對應(yīng)的2口注聚井，通過實際生產(chǎn)反映W43井存在聚竄現(xiàn)象。結(jié)合開發(fā)早期的沉積微相研究認(rèn)為，聚合物來源于與W43井巖石組合特征相似的W44井。但通過此次構(gòu)型研究發(fā)現(xiàn)，W42井與W43井屬于同一朵葉體，W44井則屬于另一個朵葉體。結(jié)合構(gòu)型研究成果，對W42井進(jìn)行開關(guān)層作業(yè)后，W43井產(chǎn)聚濃度迅速下降，控制了聚竄井含水上升速度，證實了此次構(gòu)型研究成果的準(zhǔn)確性。砂體構(gòu)型研究全面指導(dǎo)了聚竄方向的識別，對油田4個注聚井組實施調(diào)剖作業(yè)后，平均單井產(chǎn)聚濃度下降200～300 mg/L，平均單井日增油量10 m3。

5 結(jié)論

(1)J油田單成因砂體有3種垂向疊置識別標(biāo)志(包括泥質(zhì)層、鈣質(zhì)層及物性變化)和5種側(cè)向邊界識別標(biāo)志(曲線形態(tài)差異、巖性差異、厚度差異、高程差異、水淹特征差異)。

(2)J油田東二下段以水下分流河道和河口壩沉積為主，水下分流河道砂體表現(xiàn)為多支河道交叉疊置；河口壩砂體表現(xiàn)為儲層橫向連片、穩(wěn)定分布，不同河口壩砂體間存在滲流屏障。

(3)同一河口壩砂體油水井間注采對應(yīng)關(guān)系好，容易發(fā)生水竄、聚竄；不同河口壩砂體油水井間注采對應(yīng)關(guān)系差，存在剩余油富集區(qū)。砂體構(gòu)型研究，可以有效預(yù)判水竄、聚竄方向，改善油田開發(fā)效果。

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(編輯 王建年)

Reservoir architecture analysis of underwater distributary channel and mouth bar in delta front：E3d2L in J oilfield taken as an example

Han Xuefang,Yan Guanshan,Liu Zongbin,Song Hongliang

(TianjinBranchofCNOOCLimited,Tianjin300452,China)

Based on the data of coring well cores,logging,production performance,under the guidance of reservoir architecture theory,the reservoir architecture units of the delta front sandbodies from I and II formation of E3d2L in J oilfield were step by step dissected according to the two levels：composite mouth bar or composite underwater distributary channel and single mouth bar or single underwater distributary channel.According to the fine contrasting stratums,the research area has three kinds of vertical stage identification marks：shale interlayer,pebbly sandstone and calcareous interlayer.And then it was summarized five kinds of lateral delimitation identification marks：curve shape differences,lithology differences,thickness differences,elevation differences and flooding differences.Finally,it was reconstructed the sedimentary characteristics within the oilfield：underwater distributary channels as skeleton and mouth bars as the main body,the contiguous distribution of multiple mouth bars,and the cross superimposition of underwater distributary channels.The research results were effectively used to guide the profile control of four polymer injection well groups

delta front;underwater distributary channel;reservoir architecture;single genetic sand;mouth bar

2016-06-21；改回日期：2016-07-22。

韓雪芳(1984—)，女，碩士，工程師，主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作,電話：13920208564，E-mail：hanxf@cnooc.com.cn。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.008

TE321

A