◇中石化勝利油田分公司物探研究院 宋曉倩

三角洲前緣亞相儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)單元間矛盾突出，導(dǎo)致儲(chǔ)層剩余油分布極為復(fù)雜。為此，綜合運(yùn)用巖心、測(cè)井和分析化驗(yàn)等資料，在地層精細(xì)劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)上，針對(duì)三角洲前緣亞相開展儲(chǔ)層構(gòu)型特征研究，明確不同級(jí)次的儲(chǔ)層構(gòu)型單元及層次界面對(duì)剩余油分布控制作用。由此，針對(duì)不同類型的剩余油提出優(yōu)化挖潛措施，對(duì)于提高油田開發(fā)效益具有重要的實(shí)際意義。

1 前言

儲(chǔ)層構(gòu)型是指儲(chǔ)層及其內(nèi)部構(gòu)成單元的形態(tài)、規(guī)模、方向及其空間疊置關(guān)系[1]。儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)具有層次性，各級(jí)次的儲(chǔ)集單元與隔夾層發(fā)育的復(fù)雜性表征了儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度。隨著我國(guó)油氣勘探開發(fā)的不斷深入，早期開發(fā)的油氣儲(chǔ)層，目前已普遍進(jìn)入到開發(fā)中后期，綜合含水率高、剩余油分布零散使得油田產(chǎn)量偏低，油田增儲(chǔ)上產(chǎn)難度大。研究表明，有大量的剩余油存在于砂體內(nèi)部未被開采，這部分受儲(chǔ)層控制的剩余油是油田進(jìn)行下一步開發(fā)挖潛的重要目標(biāo)。SH油田作為濟(jì)陽凹陷內(nèi)重要的油氣田之一，在沙河街組發(fā)育多套含油層系。前人針對(duì)SH油田沉積微相類型及儲(chǔ)層特征等方面開展了一定的宏觀研究，明確了沙二下亞段沉積時(shí)期儲(chǔ)層發(fā)育情況[2-3]，但各種非均質(zhì)性隔擋使得油水分布相對(duì)復(fù)雜，剩余油多呈整體分散、局部富集的特征，剩余油分布的復(fù)雜性使得小層或砂組層次的研究已經(jīng)無法滿足對(duì)儲(chǔ)層精細(xì)描述的需求，而不同級(jí)次的層次界面與構(gòu)型單元對(duì)剩余油分布的控制作用非常顯著，因此針對(duì)研究區(qū)深入開展儲(chǔ)層構(gòu)型的精細(xì)解剖尤為必要。筆者依據(jù)構(gòu)型理論和層次分析方法，充分運(yùn)用測(cè)井、地質(zhì)等資料，在地層精細(xì)劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)上，針對(duì)SH油田沙二下亞段開展儲(chǔ)層構(gòu)型研究，分析儲(chǔ)層內(nèi)部不同級(jí)次的滲流屏障對(duì)地下流體的控制作用，該研究推動(dòng)了三角洲前緣儲(chǔ)層構(gòu)型理論的發(fā)展，為油田后期有效預(yù)測(cè)剩余油分布及剩余油挖潛提供可靠依據(jù)。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

SH油田地處HM凹陷中央隆起帶臨邑大斷層?xùn)|端，該油田自北向南可劃分為四區(qū)，其中SH油田一區(qū)位于該油田北部。研究區(qū)沙二下亞段共分為四個(gè)砂層組，普遍發(fā)育三角洲前緣沉積，巖性以灰褐色及灰色粉-細(xì)砂巖為主，巖心可見平行層理、波狀層理等多種沉積構(gòu)造[4]。

3 儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)層次劃分

依據(jù)Miall對(duì)構(gòu)型界面的定義，借鑒前人對(duì)三角洲前緣現(xiàn)代沉積及古露頭等的研究成果，結(jié)合研究區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育特征，建立了研究區(qū)構(gòu)型界面的分級(jí)方案。Miall將河流相露頭的儲(chǔ)層構(gòu)型開展細(xì)致解剖，識(shí)別出1～6級(jí)界面。其中，6級(jí)界面代表大型河道或古峽谷的界面，地震上具有明顯的反射面[5]。研究區(qū)沙二下亞段頂部發(fā)育的“15韻律泥巖段”與下部1砂組之間的巖性巖相突變面，是水體的突然加深、基準(zhǔn)面的快速上升的反映，在地震剖面上表現(xiàn)為“T3”反射層，為6級(jí)界面的識(shí)別標(biāo)志，該界面限制了三角洲前緣的空間展布范圍。在6級(jí)界面識(shí)別基礎(chǔ)上，將沙二下亞段儲(chǔ)層內(nèi)部進(jìn)一步識(shí)別出5個(gè)級(jí)次的構(gòu)型界面，其中5級(jí)界面代表多期河道或河口壩復(fù)合砂體界面，4級(jí)界面代表單期河道或河口壩的分界面，3級(jí)界面代表河道和河口壩增生體之間的界面，而1、2級(jí)界面分別代表交錯(cuò)紋層面及層系組面，只可在巖心或露頭識(shí)別[6]，本文重點(diǎn)針對(duì)3～5級(jí)界面開展研究。

3.1 五級(jí)界面的識(shí)別與特征

五級(jí)界面限定了水下分流河道復(fù)合體或河口壩復(fù)合體的空間展布，復(fù)合砂體主要由單一河道、單一河口壩等垂向及側(cè)向疊加而成，反映了垂向上多期河道的改道及壩體的遷移[7]。在對(duì)取芯井開展精細(xì)描述及測(cè)井相研究基礎(chǔ)上，總結(jié)出5級(jí)界面的成因類型，該界面的識(shí)別標(biāo)志主要為洪泛泥巖，為有效可容空間相對(duì)較大下的灰色細(xì)粒物質(zhì)沉積，泥巖厚度一般大于2m，橫向穩(wěn)定性好，多發(fā)育水平層理，可見植物炭屑、螺化石。該界面的測(cè)井曲線特征表現(xiàn)為：自然電位曲線幅度低，多位于基線位置，微電極曲線一般無幅度差。在連井剖面中，五級(jí)界面分布十分穩(wěn)定，可限定連片發(fā)育的砂質(zhì)復(fù)合體（圖1）。

圖1 水下分流河道儲(chǔ)層4-5級(jí)界面劃分圖

3.2 四級(jí)界面的識(shí)別與特征

四級(jí)界面是單一水下分流河道或單一河口壩的沉積界面，反映了一期洪水事件的開始與結(jié)束，界面上下巖相一般存在明顯差異[12]。研究區(qū)四級(jí)界面巖性多為薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖等，按照界面的成因類型，可將四級(jí)界面劃分為砂體披覆泥巖、成巖鈣質(zhì)砂巖、河道底部滯留沉積三種類型（圖1）。其中，砂體披覆泥巖為單期河道或河口壩沉積后，由于水體能量減弱，在洪水間歇期砂體頂部形成的細(xì)粒沉積，其沉積厚度相對(duì)較薄，一般不足2m，橫向連續(xù)性不及洪泛泥巖。在湖盆的邊緣位置，由于有效可容空間較小，使得后期河道砂體對(duì)前期河道砂體產(chǎn)生侵蝕沖刷，導(dǎo)致早期河道頂部細(xì)粒物質(zhì)遭受沖刷，此時(shí)可在連井剖面中識(shí)別砂體疊置面區(qū)分兩期河道砂體；其次，由于河道底部和河口壩頂部物性相對(duì)較好，流體滲流能力強(qiáng)，孔隙水中富含的礦物離子易于沉淀膠結(jié)，形成成巖鈣質(zhì)砂巖，可作為四級(jí)界面的識(shí)別標(biāo)志；另外，在單期河道底部多存在河道底部滯留沉積，是垂向上識(shí)別單一河道的重要標(biāo)志。

3.3 三級(jí)界面的識(shí)別與特征

三級(jí)界面是單一水下分流河道或單一河口壩內(nèi)部增生體的分界面，主要由水體能量變化或湖水季節(jié)性漲縮等原因形成，界面上下巖相相似[8]。通過對(duì)巖心井的細(xì)致解剖，認(rèn)為三級(jí)界面的成因類型主要為物性差異沉積、成巖鈣質(zhì)砂巖（圖2），界面巖性為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖等，在三級(jí)界面發(fā)育位置儲(chǔ)層含油性變差。由測(cè)井曲線可以看出，自然電位、微電極曲線有微小回返或無明顯回返，當(dāng)儲(chǔ)層后期發(fā)生成巖作用時(shí)，微電極曲線上呈現(xiàn)鈣質(zhì)尖峰狀。由于三級(jí)界面識(shí)別難度較大，在測(cè)井曲線上僅可部分識(shí)別，由三級(jí)界面可將單期河道或河口壩進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)增生體。

圖2 水下分流河道儲(chǔ)層內(nèi)部3級(jí)界面劃分圖

4 構(gòu)型單元組合特征

構(gòu)型單元界面的研究是開展構(gòu)型研究的基本要素，在對(duì)不同級(jí)次構(gòu)型界面識(shí)別的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心、測(cè)井及多種室內(nèi)分析化驗(yàn)資料，在SH油田一區(qū)沙二下亞段三角洲前緣沉積體系中識(shí)別出水下分流河道、水下天然堤、河口壩、席狀砂、分流間灣、前三角洲泥等6類結(jié)構(gòu)單元，建立了三角洲前緣儲(chǔ)層構(gòu)型單元識(shí)別特征。

由于研究區(qū)水下分流河道頻繁擺動(dòng)，使得河道砂體間多發(fā)生相互切割或疊加，在平面上表現(xiàn)為連片發(fā)育的復(fù)合河道砂體，多個(gè)河口壩側(cè)緣在平面上相互拼接，也形成了河口壩“壩群”[7]。本文通過重點(diǎn)針對(duì)水下分流河道和河口壩砂體開展研究，以期在復(fù)合水下分流河道及復(fù)合河口壩砂體中識(shí)別出單成因砂體，通過分析單成因砂體間接觸關(guān)系，最終確定其空間展布方式。

4.1 單砂體識(shí)別標(biāo)志

（1）單一河道識(shí)別標(biāo)志。垂向上，單一水下分流河道的識(shí)別主要依據(jù)識(shí)別四級(jí)構(gòu)型界面來完成。然而，對(duì)于同一沉積時(shí)期形成的河道而言，從側(cè)向上識(shí)別河道的邊界難度較大?；诤拥莱练e規(guī)律，砂體在不同方向上發(fā)育特征存在差異，一般而言，在順物源方向上砂體連續(xù)性好，在垂直物源方向上砂體連續(xù)性差。由此，在對(duì)研究區(qū)砂體開展剖面分析研究的基礎(chǔ)上，識(shí)別出垂直物源方向上識(shí)別單一水下分流河道的3種標(biāo)志：河道砂體頂面高程差異、河道間細(xì)粒沉積、河道砂體及儲(chǔ)層物性的變化趨勢(shì)。其中河道砂體頂面高程差異是由于河道沉積時(shí)古地形不同，河道改道廢棄時(shí)間存在差異，導(dǎo)致不同單一河道砂體沉積時(shí)頂面存在高程差異。其鄰井表現(xiàn)為相鄰砂體頂面距離小層頂面的深度、砂體厚度及測(cè)井曲線形態(tài)方面存在不同來識(shí)別出多個(gè)河道；河道間細(xì)粒沉積指平面上兩期河道之間可被天然堤或者分流間灣等細(xì)粒沉積分隔，兩河道呈孤立式展布，該類模式較易識(shí)別；此外，在垂直水流方向上，單一河道砂體的變化規(guī)律為由河道中心向河道邊緣砂體厚度減薄，儲(chǔ)層物性由好變差，由此可在相鄰井之間識(shí)別出單一水下分流河道的邊界。

（2）單一河口壩識(shí)別標(biāo)志。垂向上，單一河口壩的識(shí)別同樣依據(jù)四級(jí)構(gòu)型界面來識(shí)別。側(cè)向上，主要通過研究河口壩剖面配置組合關(guān)系識(shí)別河口壩邊界，由此，在研究區(qū)確定單一河口壩的4種識(shí)別標(biāo)志：儲(chǔ)層頂面高程差異、壩間沉積、壩緣側(cè)向交錯(cuò)疊置、曲線形態(tài)及砂體沉積厚度差異。其中儲(chǔ)層頂面高程差異、曲線形態(tài)及砂體沉積厚度差異同單一河道的識(shí)別標(biāo)志原理類似。壩間沉積指在河口壩邊緣及前方往往發(fā)育受波浪改造形成的大面積席狀砂，剖面上表現(xiàn)為相鄰井河口壩砂體之間被薄層細(xì)粒砂體分隔或者不同單一河口壩間被前三角洲泥巖隔開，以此可識(shí)別出單一河口壩側(cè)向邊界；壩緣側(cè)向交錯(cuò)疊置指平面上兩個(gè)河口壩邊緣相互交錯(cuò)疊置，疊置區(qū)域即為單一河口壩的邊界，通過測(cè)井曲線回返可在垂向上識(shí)別出兩期河口壩的邊緣。

4.2 垂向疊置樣式

結(jié)合測(cè)井解釋結(jié)論，沿垂直物源和順物源方向繪制構(gòu)型單元剖面連通圖，總結(jié)研究區(qū)4-5級(jí)界面控制下的構(gòu)型單元之間的接觸樣式。研究認(rèn)為，各構(gòu)型單元的垂向疊置樣式可劃分為下切型、接觸型和相隔型3類（圖3）。下切型指在有效可容空間小的盆地邊緣，后期河道對(duì)前期河道砂體嚴(yán)重切割，使前期河道頂部細(xì)粒沉積物被完全侵蝕，被切割的前期河道砂體僅保留底部部分沉積物，巖心上可見后期河道的底部滯留沉積，自然電位曲線上表現(xiàn)為明顯回返的兩期，且上部曲線幅度大于底部，垂向連通性好；接觸型指在有效可容空間中等的盆地中部，后期河道砂體與前期河道砂體直接接觸或淺切前期砂體，一般切割深度不大，兩期河道間基本不存在細(xì)粒沉積物。在河口壩復(fù)合體中也可見前后兩期壩體的垂向接觸疊加，但兩期河口壩之間無明顯侵蝕現(xiàn)象，由連井剖面可見，自然電位曲線在垂向上可劃分為兩期，微電極曲線中泥質(zhì)夾層厚度薄或不明顯，垂向連通性弱；相隔型主要是在有效可容空間大的盆地內(nèi)部，前后兩期河道或河口壩垂向上相隔分布，兩期砂體之間存在一定厚度的泥質(zhì)等細(xì)粒沉積物，垂向上砂體呈不連通狀態(tài)，此時(shí)流體主要沿儲(chǔ)層內(nèi)部發(fā)生側(cè)向流動(dòng)。

圖3 SH油田一區(qū)沙二下亞段構(gòu)型單元垂向疊置樣式

5 構(gòu)型單元接觸樣式與剩余油分布的關(guān)系

不同沉積時(shí)期，受物源、古地形、湖平面升降變化的影響，砂體空間展布及發(fā)育規(guī)模存在差異。同一沉積時(shí)期，不同河道的分叉改道及河口壩側(cè)向疊置也使砂體之間的連通關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。構(gòu)型單元間接觸關(guān)系的復(fù)雜性決定了剩余油的差異富集。4級(jí)構(gòu)型單元限定了相對(duì)優(yōu)勢(shì)的流體運(yùn)移通道，其內(nèi)部不穩(wěn)定的3級(jí)界面則對(duì)流體滲流起局部遮擋作用，二者共同控制了剩余油的分布[9]。經(jīng)過研究總結(jié)出剩余油空間分布的3種富集區(qū)：疊置連通砂體相對(duì)低滲段、側(cè)向連通砂體側(cè)翼、低滲透層內(nèi)部及非滲透泥巖邊緣（圖4）。在注水開發(fā)過程中，河道底部和河口壩頂部滲透率整體偏高，油氣采出程度高，故在低滲段的河道頂部和河口壩底部易形成油氣聚集，不同疊置樣式的砂體垂向連通性的差異導(dǎo)致剩余油的差異分布；側(cè)向連通砂體易在注入水無法波及的河道和河口壩側(cè)翼形成剩余油富集[10]；另外，砂體內(nèi)部不穩(wěn)定的三級(jí)界面構(gòu)成了局部滲流屏障，低滲透層與圍巖間存在滲流差異，不易被注入水波及，造成剩余油在其內(nèi)部的富集。若三級(jí)界面為非滲透泥巖，剩余油則多集中于該界面邊緣。

圖4 構(gòu)型單元空間展布與剩余油分布模式圖

6 結(jié)論

（1）SH油田一區(qū)沙二下亞段三角洲前緣儲(chǔ)層發(fā)育1～6級(jí)構(gòu)型界面和水下分流河道、水下天然堤、河口壩、席狀砂、分流間灣、前三角洲泥等6類結(jié)構(gòu)單元。

（2）構(gòu)型單元的垂向疊置樣式包括下切型、接觸型和相隔型3種類型。

（3）4級(jí)構(gòu)型單元限定了相對(duì)優(yōu)勢(shì)的流體運(yùn)移通道，其內(nèi)部不穩(wěn)定的3級(jí)界面則對(duì)流體滲流起局部遮擋作用，二者共同控制了剩余油的分布，剩余油空間分布的3種富集區(qū)包括疊置連通砂體相對(duì)低滲段、側(cè)向連通砂體側(cè)翼、低滲透層內(nèi)部及非滲透泥巖邊緣。