張志攀，張 瀛.

(1.中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280；2.重慶科技學(xué)院，重慶 401331)

聯(lián)盟油田沙一下深水濁積水道儲(chǔ)層構(gòu)型表征

張志攀1，張 瀛2.

(1.中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280；2.重慶科技學(xué)院，重慶 401331)

在濁積水道沉積模式指導(dǎo)下，綜合應(yīng)用地震、測井、巖心、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料，開展聯(lián)盟油田沙一下深水濁積水道儲(chǔ)層構(gòu)型表征。結(jié)果表明，濁積水道共發(fā)育水道主體、水道前緣/側(cè)緣、水下漫灘、湖盆泥4種儲(chǔ)層構(gòu)型單元，4種巖相疊加形成典型的鮑馬序列；濁積水道構(gòu)型單元可劃分為7級(jí)，其中2～4級(jí)構(gòu)型單元分別為：復(fù)合水道、單期水道和水道內(nèi)部增生體；復(fù)合水道主體呈帶狀定向分布，發(fā)育3種垂向疊加模式：沿展布方向的垂向疊加、橫切水道方向的側(cè)向疊加、多期水道側(cè)向疊加；單期水道發(fā)育3種不完整的巖性組合，形成坡角楔狀體模式及垂向疊置兩種典型構(gòu)型模式；水道內(nèi)部增生體控制儲(chǔ)層連通性及滲流特征。本文的研究成果與油田注水開發(fā)實(shí)踐結(jié)果匹配較好，對(duì)于深化濁積水道儲(chǔ)層構(gòu)型研究認(rèn)識(shí)及降低此類油氣田的勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，具有重要的理論及實(shí)際意義。

聯(lián)盟油田；濁積水道；沉積模式；儲(chǔ)層構(gòu)型

儲(chǔ)層構(gòu)型是指儲(chǔ)層內(nèi)部不同級(jí)次儲(chǔ)層構(gòu)成單元的形態(tài)、規(guī)模、方向及其疊置關(guān)系[1]，體現(xiàn)了儲(chǔ)層內(nèi)部的層次性和結(jié)構(gòu)性，反映了不同成因、不同級(jí)次的儲(chǔ)集單元與滲流屏障的空間配置及分布差異性，對(duì)于油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)具有十分重要的意義[2]。聯(lián)盟油田從1979年開始鉆探至今，目前已進(jìn)入低速低效開發(fā)階段，表現(xiàn)為平面注水矛盾突出、受益井含水上升較快。為了進(jìn)一步改善聯(lián)盟油田的開發(fā)效果，亟須對(duì)砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)描述。

聯(lián)盟油田位于大港油田北大港構(gòu)造帶的中部，是受港東主斷層控制的斷鼻構(gòu)造，東臨馬西深層，西北以港東主斷層為界。沙一下為研究區(qū)的主要含油氣層，主力油層砂體宏觀展布呈帶狀，且位于古隆起附近的凹槽內(nèi)，為濁積水道沉積體系。本次研究在現(xiàn)代沉積學(xué)理論指導(dǎo)下，解析聯(lián)盟油田沙一下段油藏主力油層，以層次分析法為核心，由大到小、由粗到細(xì)擬建立復(fù)合水道、單期水道、內(nèi)部增生體各層次逐級(jí)解剖重力流水道砂礫巖體的幾何形態(tài)和內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下復(fù)雜儲(chǔ)層分層次的精細(xì)描述。

1 重力流水道砂體構(gòu)型模式

目前，國內(nèi)關(guān)于重力流水道儲(chǔ)層構(gòu)型劃分仍沒有形成統(tǒng)一的方案，本次研究借鑒趙曉明[3]、林煜[4]、李志鵬[5]等諸多學(xué)者對(duì)重力流水道儲(chǔ)層構(gòu)型研究的經(jīng)驗(yàn)，主要參照Mail[6]的陸相主要沉積儲(chǔ)層初步層次劃分方案，充分考慮重力流水道砂體沉積時(shí)的水動(dòng)力條件、沉積方式和沉積規(guī)律，確定了構(gòu)型單元類型及界面的分級(jí)系統(tǒng)。

1.1 構(gòu)型單元類型與識(shí)別

聯(lián)盟油田沙一下重力流水道沉積體系能夠識(shí)別出的沉積微相類型有：水道主體、水道側(cè)緣、水道前緣、水下漫灘和深湖泥微相。本次儲(chǔ)層構(gòu)型識(shí)別出4種構(gòu)型單元(圖1)：

(1)水道主體：重力流水道的主體部分，具有帶狀定向分布特點(diǎn)，為厚層、中厚層深灰、灰褐色粉砂巖或細(xì)砂巖，向上逐漸變?yōu)榉凵皫r、泥質(zhì)粉砂巖、厚層泥巖，為一套正韻律沉積；巖性主要由相互疊置的塊狀細(xì)砂巖、遞變層理細(xì)砂巖、混積巖組成，主流線上的單砂層厚度一般大于5 m，厚的可達(dá)10 m以上，分布寬度300～700 m，以北東向?yàn)橹?。層理類型主要為斜層理。與下伏巖層呈侵蝕突變接觸；SP或RT曲線特征為箱形和鐘形。

(2)水道前緣/側(cè)緣：重力流(支)水道前緣/側(cè)緣，屬事件性砂體能量減弱消失所為，此處水道已不發(fā)育，巖性以薄層細(xì)粉砂巖為主，SP或RT曲線為指狀凸起。

(3)水下漫灘：水下漫灘微相主要分布在水道之外，是由高密度流漫出水道或在水道中突起的基底之上沉積而成，其巖性主要是塊狀或遞變層理的粉砂巖及泥巖，常常構(gòu)成粉砂巖與泥巖的互層，在自然電位上顯齒形特征。

(4)湖盆泥：主要是湖水相對(duì)穩(wěn)定的沉積物，多為一些深灰色泥巖，電測曲線呈平直形。

1.2 巖相特征

聯(lián)盟油田沙一下段油藏主力油層沉積微相類型為重力流水道主體。根據(jù)聯(lián)盟地區(qū)取芯井巖性資料，沙一重力流水道主體下可識(shí)別出粗尾遞變層理礫質(zhì)砂巖相、平行層理砂巖相、交錯(cuò)層理—斜層理砂巖相、水平層理砂巖相、塊狀層理泥巖相5種不同的巖相(圖2)。

其中，粗尾遞變層理礫質(zhì)砂巖相，中砂—細(xì)砂巖，底部含混雜礫巖，粒度下粗上細(xì)，遞變層理清楚，一般為正遞變層理。礫石分選差、大小混雜，砂巖底面上常有沖刷—充填構(gòu)造和多種印模構(gòu)造，如槽模、溝模等。巖心上可見明顯鮞粒，單層厚度一般為20～50 cm，屬于鮑瑪序列的A段，代表高流態(tài)的遞變懸浮沉積的產(chǎn)物。

平行層理砂巖相，粉砂—細(xì)砂巖，平行層理，單層厚度一般在10～20 cm之間。常見于水道主體砂巖中，分布在具遞變層理的砂巖之上或出現(xiàn)在塊狀層理砂巖之上，或作為底部沉積單元產(chǎn)出，屬于鮑瑪序列的B段。

交錯(cuò)層理—斜層理砂巖相，以粉砂為主，可見細(xì)砂和泥質(zhì)，呈小型流水型波紋層理和上攀波狀層理，常出現(xiàn)包卷層理、泥巖撕裂屑和滑塌變形層理。表明流水改造和重力流滑塌的復(fù)合作用，屬于鮑瑪序列的C段。

水平層理砂巖相，由泥質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)泥組成，沉積厚度不大(多為幾厘米)，具有斷續(xù)水平紋層，多見于水道側(cè)緣和漫灘，屬于鮑瑪序列的D段。

塊狀層理泥巖相，為遠(yuǎn)洋深水沉積的頁巖或泥灰?guī)r，生物灰?guī)r層，含深水浮游化石或其他有機(jī)質(zhì)，具微細(xì)水平層理或塊狀層理，與上覆層為漸變接觸，其沉積厚度有賴于濁流發(fā)生的頻率和強(qiáng)度。此段(圖2E段)多見于湖盆泥。

A、B、C、D 4種巖相疊置在一起構(gòu)成典型的鮑馬序列。B段若疊加在A段之上，則兩者是連續(xù)過渡的；若B段作濁流沉積的底，則與下伏沉積單元呈突變關(guān)系，其間有一沖刷面，這時(shí)B段底層面可見多種印模構(gòu)造，反映了高流態(tài)的沉積水動(dòng)力條件。C段與B段、D段兩者是連續(xù)過渡沉積的；C段若與下伏沉積單元呈突變接觸，則其間可有沖刷面，并有多種小型底面印模構(gòu)造。C段沉積時(shí)，水流已由高流態(tài)向低流態(tài)轉(zhuǎn)化。D段若疊置于C段之上，兩者為連續(xù)過渡沉積；若單獨(dú)出現(xiàn)，則與下伏泥質(zhì)沉積單元之間為清楚的巖性界面。

1.3 構(gòu)型界面模式及分級(jí)

重力流水道沉積的構(gòu)型分級(jí)系統(tǒng)[7-8]見表1。受測井、巖心等資料可識(shí)別性的限制，本次研究重點(diǎn)表征三級(jí)構(gòu)型層次，即單期水道體。

沉積物重力流中，顆粒受多用運(yùn)力影響，牽引流之間是過渡的，沒有絕對(duì)的界限。重力流縱向與橫向均多期疊置，砂體之間可互不聯(lián)通，造成油氣水關(guān)系劇烈變化。研究區(qū)井距較大，本次研究利用井—震聯(lián)合的方法，以儲(chǔ)層預(yù)測為基礎(chǔ)，結(jié)合測井、巖心、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，識(shí)別砂體邊界，分析構(gòu)型界面對(duì)滲流的屏障作用。

三級(jí)構(gòu)型界面為單期水道的頂界面，向盆地方向傾斜，也是洪水沉積末期水動(dòng)力條件變?nèi)醯募?xì)粒沉積物形成的。界面上下的巖相明顯不同：一種是以泥質(zhì)粉砂巖為主，SP曲線輕微回返，RT曲線高幅，厚度較小，可以識(shí)別，側(cè)向延伸范圍大，對(duì)流體起遮擋作用；另外一種是泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，物性較差，厚度0.2～1 m，SP曲線回返明顯，RT曲線無幅度差，對(duì)流體起遮擋作用或延緩流動(dòng)作用。

表1 重力流水道儲(chǔ)層構(gòu)型分級(jí)方案Table 1 Scheme of turbidity channel architecture elements

圖3 重力流水道構(gòu)型模式(據(jù)趙曉明等2012修編)Fig.3 Model of turbidity channel architecture

2 復(fù)合水道的表征

2.1 復(fù)合水道砂體的平面分布

重力流水道的頻繁沖刷和不斷遷移使得砂礫巖體互相錯(cuò)疊，形成了復(fù)合水道砂體，相當(dāng)于沉積微相規(guī)模。

在研究復(fù)合水道分布過程中，形成了單井相分析、砂體厚度預(yù)分析、沉積微相平面組合研究的復(fù)合水道研究思路(圖4)。在平面相研究過程中，針對(duì)某一單砂層，首先根據(jù)單井提取的砂體厚度勾繪砂體厚度等值線圖，并進(jìn)行砂體厚度井間預(yù)測，然后利用測井相模板劃分單井相，以該單層砂體地震屬性作為約束，綜合考慮相序的空間變化規(guī)律，進(jìn)行平面沉積微相劃分。

2.2 復(fù)合水道的剖面構(gòu)型

研究區(qū)沙一下主要物源來自北東方向的燕山物源，水道主體部分總體上呈帶狀定向分布[9]。其巖性主要由相互疊置的塊狀砂巖組成，與下伏層位侵蝕突變接觸。在自然電位曲線上表現(xiàn)為鐘形或箱形。水道主體為多期厚層板狀砂巖體，實(shí)際上是洪水頻繁沖刷、側(cè)向遷移導(dǎo)致多期水道拼合而成。

砂巖體連片一般由以下3種情況組合而成(圖5)：①沿主水道展布方向，多期主槽微相內(nèi)的水道垂向疊加，兩期水道之間洪泛沉積物被沖刷侵蝕殆盡，因而大片砂礫巖體均為水道沉積；②橫切主水道方向，多期主槽微相內(nèi)的水道側(cè)向疊加，片流沉積形成的砂體位于復(fù)合水道砂體的邊緣；③多期主槽微相內(nèi)的水道側(cè)向疊加，在兩期水道之間殘留片流沉積物。

3 單期水道構(gòu)型表征

聯(lián)盟油田目前井距約300～600 m，井距較大，單純應(yīng)用井?dāng)?shù)據(jù)識(shí)別單期砂體的邊界困難。本次研究主要以儲(chǔ)層屬性提取為基礎(chǔ)，結(jié)合測井、巖心、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，識(shí)別砂體邊界，分析構(gòu)型界面對(duì)滲流的屏障作用[7]。

3.1 單期水道的單井識(shí)別

聯(lián)盟油田沙一下單期水道在復(fù)合水道剖面上發(fā)育3種不完整巖性組合[4,10]，且測井曲線具有相應(yīng)的響應(yīng)特征，含油性亦有相應(yīng)的變化，注水開發(fā)后的水淹特征亦有表現(xiàn)。

圖4 復(fù)合水道砂體平面相研究方法示意Fig.4 Composite channel sand map analysis method

第一種不完整巖性組合是下部巖性組合。底部泥質(zhì)礫巖層較為發(fā)育，漫洪沉積大部分保留了下來，水道沉積物視后續(xù)洪水的強(qiáng)度決定保留的程度，頂部的涓流期細(xì)粒懸浮沉積物基本剝蝕殆盡，頂界面基本上是后續(xù)洪水形成的沖刷面。電阻率由下而上增大，與SP曲線形成漏斗形態(tài)，電阻率和SP曲線具有小幅度的回返；位于下部的單期水道底部泥石流沉積和漫洪沉積導(dǎo)致泥質(zhì)含量增加，干層在底部出現(xiàn)，薄干層頻繁出現(xiàn)于單期水道中部。

第二種不完整巖性組合是中部巖性組合。底部的泥質(zhì)礫巖層發(fā)育很薄，在大部分井基本未見，底部界面基本是切疊早期單期水道的沖刷面，漫洪和水道沉積物大部分保留了下來，頂部的細(xì)粒懸浮沉積物在部分井還有薄層殘留，頂界面部分表現(xiàn)為泥質(zhì)薄層，其余為下一期洪水形成的沖刷面。測井曲線組合形態(tài)多為漏斗狀或鐘形，含油性的垂向連續(xù)性好。

第三種不完整巖性組合是上部巖性組合。這時(shí)洪水基本進(jìn)入槽洪和涓流期，以水道和懸浮沉積為主，洪水的底沖刷作用明顯減弱，底部多發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理，頂部為細(xì)粒懸浮沉積物，測井曲線以鐘形為主，頂部出現(xiàn)厚干層。

結(jié)合后期密閉取心井的水淹特征，發(fā)現(xiàn)單期水道底部多為不等粒礫巖形成的中度水洗段，高度水洗段多出現(xiàn)在單期水道中下部由篩濾沉積形成的中粗礫巖高滲透段，中上部的細(xì)礫巖為明顯水洗段，頂部的含礫粗砂巖和泥質(zhì)粉細(xì)砂巖為輕度水洗段。非取心井豐富的測井信息，為單期水道的劃分提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。由取心井推廣到非取心井已經(jīng)是一個(gè)非常成熟有效的方法。

根據(jù)以上劃分原則，聯(lián)盟油田密閉取芯井gs13-6井22 m厚的目的層一共劃分出4個(gè)單期水道(圖6左圖)，其中主槽微相成因砂體內(nèi)共計(jì)劃分出3期水道，b23-2層劃分出2個(gè)單期水道，單期水道厚度 2～8 m。

3.2 單期水道的井間識(shí)別

研究區(qū)井距大，不滿足常規(guī)對(duì)子井(20～50 m)和小井距(井距75 m)確定單期水道邊界的條件。本次研究主要依據(jù)巖心、測井4種沉積成因標(biāo)志，借助地震屬性提取以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證來確定單期水道的邊界。

圖5 復(fù)合水道剖面構(gòu)型Fig.5 Composite channels section architecture

圖6 單期水道的識(shí)別Fig.6 Identification method of single channel

第一種單期水道沉積成因識(shí)別標(biāo)志為側(cè)向微相的變化。側(cè)向相帶由主力優(yōu)勢相帶向邊緣相帶逐漸演化最終鑲嵌到泥質(zhì)巖相帶中，實(shí)際操作中會(huì)發(fā)現(xiàn)測井曲線從優(yōu)勢相的漏斗狀逐漸演變到邊緣相的指狀，這種識(shí)別標(biāo)志主要應(yīng)用在大型復(fù)合砂礫巖體的中上部。

第二種單期水道沉積成因識(shí)別標(biāo)志是側(cè)向邊界出現(xiàn)厚層塊狀致密礫巖巖性段。主要是水道邊界處由于水動(dòng)力條件減弱、大量細(xì)粒泥質(zhì)沒有被后期洪水沖刷掉而滯留在邊界處形成巖性致密層，這種沉積標(biāo)志主要出現(xiàn)在大型復(fù)合砂礫巖體的中下部，不同水道空間具有側(cè)向排列的特點(diǎn)。

第三種單期水道沉積成因識(shí)別標(biāo)志是不同期水道頂面高程出現(xiàn)差異。初期水道砂礫巖體沉積的填平補(bǔ)齊作用必然導(dǎo)致地形的高程差異減小，后期水道必然切割先期水道的細(xì)粒沉積物，形成前后兩期骨架砂礫巖體在高程上的不一致；這種沉積標(biāo)志出現(xiàn)在大型復(fù)合砂礫巖體的中下部，水道空間具有垂向切割疊加和側(cè)向疊加的特點(diǎn)。

為了劃分單期水道空間分布，根據(jù)井間識(shí)別的成因特點(diǎn)，從以下幾方面來確定單期水道井間邊界的準(zhǔn)確延伸范圍。①根據(jù)單層地震屬性提取的切片，確定砂體邊界(圖6右圖)。②根據(jù)沉積微相和砂礫巖體厚度的變化趨勢。當(dāng)兩口井微相類型相同、厚度差異不大時(shí)，可以把邊界點(diǎn)定在井距的一半，如果厚度有一定差異，可以根據(jù)厚度趨勢適當(dāng)向厚度較薄井點(diǎn)處推移；當(dāng)兩口井微相類型不同時(shí)，邊界點(diǎn)可以定在沉積微相邊界處。③根據(jù)井點(diǎn)之間的巖性變化。當(dāng)幾口井巖性類型呈漸變延伸，相應(yīng)的厚度逐漸變小時(shí)，可以把邊界點(diǎn)定在砂巖和泥巖之間1/3處；如果礫巖直接與泥巖接觸，則把邊界點(diǎn)放在礫巖和泥巖之間2/3處。按照上述識(shí)別標(biāo)志對(duì)垂直和順物源的砂礫巖儲(chǔ)集體開展單期水道的精細(xì)刻畫。

3.3 單期水道構(gòu)型表征

研究區(qū)物源主要來自北部，單期水道在剖面上形成坡角楔狀體模式及垂向疊置兩種典型構(gòu)型模式。

如圖7所示板2-3-2-1期發(fā)育多條單期水道，gs57—gs13-6—gs15-6，gs57—gs13-8—gs30，gs11-8—gs11-10為3條沿物源方向的單期河道，由北向南水道砂體向盆地方向傾斜，砂體變薄。

gs15-6—gs13-8—gs11-10為橫切水道方向的剖面，同一水道不同期砂體垂向疊置，同期水道砂體橫向側(cè)接。

圖8 gs15-8、gs13-8、gs11-8井間水道構(gòu)型及注采關(guān)系Fig.8 Architecture among gs15-8, gs13-8, gs11-8 and relationship between injection and extraction

結(jié)合地震相屬性切片(圖6右圖)及單井測井曲線(圖7)特征，繪制的板2-3-2-1期水道砂體構(gòu)型平面圖(圖7右下)可以看出，gs13-8處在兩期河道的疊置區(qū)所示，在gs29井、gs59井位于單期河道前緣，發(fā)育新的朵葉體。

4 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證

構(gòu)型分析結(jié)果顯示(圖7)gs13-8、gs11-8位于同一濁積水道，砂體對(duì)應(yīng)關(guān)系好，井距300 m，注水見效關(guān)系好。gs13-8與gs15-8井分屬不同的水道，gs13-8井下部吸水較好的砂體在gs15-8沒有對(duì)應(yīng)的砂層，由于連通部分井距較大(440 m)、砂體內(nèi)部增生體界面的滲流屏障作用，gs13-8與gs15-8井之間形成半連通體，注水不見效。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)聯(lián)盟油田深層沙一下重力流濁積水道可識(shí)別出：水道主體、水道前緣/側(cè)緣、水下漫灘、湖盆泥4種儲(chǔ)層構(gòu)型單元，4種巖相疊加形成典型的鮑馬序列。

(2)研究區(qū)重力流濁積水道構(gòu)型單元可劃分為7級(jí)，其中2～4級(jí)分別為：復(fù)合水道、單期水道和水道內(nèi)部增生體。

(3)復(fù)合水道主體沿物源方向呈帶狀定向分布，發(fā)育3種垂向疊加模式：沿展布方向的垂向疊加、橫切水道方向的側(cè)向疊加、多期水道側(cè)向疊加。

(4)單期水道發(fā)育3種不完整的巖性組合，形成坡角楔狀體模式及垂向疊置兩種典型構(gòu)型模式；水道內(nèi)部增生體控制儲(chǔ)層連通性及滲流特征。

(5)油田注水開發(fā)實(shí)踐結(jié)果與本次研究成果匹配較好，濁積水道儲(chǔ)層構(gòu)型研究對(duì)于降低油氣田的勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、改善油田開發(fā)效果具有重要的意義。

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StudyonDeepwaterTurbidityChannelReservoirArchitectureinLowerEs1,LianmengOilfield

Zhang Zhipan1, Zhang Ying2

(1.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,PetroChinaDagangOilfield,Tianjin300280,China; 2.ChongqingUniversityofScience&Technology,Chongqing401331,China)

Based on the dispositional model of turbidity channel, we integrated seismic, logging, core, production data together to study the reservoir architecture of deep-water turbidity Lianmeng oilfield. We found that there are 4 kinds of reservoir architectures including mail channel, channel front /edge, underwater inundation & lake mud, lay together to be a custom Bouma Sequence. The turbidity channel could be divided into 7architecture elements, from 2～4 of which are composite channel, single channel, inner accretion. The composite channels extend in belts and there are 3 vertical bedding styles: along the extending direction show as vertical accretion, across show as lateral accretion and others as lateral accretion. Single channels have 3 kinds of lithological association form 2 kinds of custom models as slope toe sphenoid & vertical accretion. The character of inner accretion controls the reservoir conductivity transfusion. The results of water injection development of Lianmeng oilfield coincide the architecture research results.

Lianmeng oilfield; turbidity channel; sedimentary model; reservoir architecture

TE121.32

A

中國石油天然氣股份公司重大科技專項(xiàng)“大港油區(qū)大油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2012E-06-02)資助。

張志攀(1981—)，男，漢族，河北饒陽人，工程師，碩士，主要從事地震資料解釋、石油構(gòu)造地質(zhì)及含油氣勘探開發(fā)評(píng)價(jià)相關(guān)研究工作。郵箱：zhang2717@163.com.