真武油田辮狀河心灘微相儲層構型研究

鐘思瑛， 劉金華，喬 力，吳立峰，廖光明

（中石化江蘇油田分公司，江蘇 揚州 225012）

引 言

中國東部油田大多數已經進入高含水階段，油田開發工作的難度越來越大，現階段油田以小層為單位建立的油氣開發層系已經難以滿足剩余油的挖潛需要。由于高含水油田剩余油分布更加零散，河流相中曲流河邊灘微相和辮狀河心灘微相等巨厚疊置砂體的剩余油分布研究需要對小層內部結構進行分析[1-4]。真武油田是江蘇油田20世紀70年代投入開發的油田，具有30多年的開采歷程，目前屬于高含水開發階段。針對真武油田垛一段辮狀河儲層進行儲層構型研究，建立了適合研究區的心灘微相儲層構型模式，以期對該區的剩余油挖潛提供依據。

1 區域地質概況

高郵凹陷是蘇北盆地中的主要含油氣區之一，高郵凹陷平面上大致呈菱形（圖 1），長軸大致呈北東向，剖面上凹陷呈現南陡北緩、南斷北超的箕狀特征。東西方向上凹陷結構有差異：即西部屬雙斷地塹結構，由南向北發育南部斷階帶、中部深凹帶和北部斜坡帶；東部屬單斷地塹結構，深凹與斜坡沒有明顯的分界線[5-8]。

真武油田位于高郵凹陷深凹帶中部（圖 1），江都—吳堡—博鎮斷裂帶西端，西為邵伯次凹，東北為樊川次凹，是真2斷層下降盤上被斷層、巖性復雜化了的斷鼻油田。含油層系為下第三系下始新統的戴南組一段（E2d1）、戴南組二段（E2d2）、中始新統三垛組一段（E2s1）。真武油田構造表現為真2斷層下降盤被斷層復雜化了的斷鼻構造，其南界為真2斷層，地層向東、西、北方向傾沒，構造頂部較平緩，西翼較陡（17°），東北翼較緩（14°），構造圈閉面積為9.35 km2，閉合高度為540m[8]。

圖1 真武油田區域位置圖

2 沉積相特征分析

真武油田E2s16沙層組發育典型的辮狀河沉積相。辮狀河沉積相是一種近源河流相沉積，主要為以礫石和粗砂沉積為主的正旋回沉積，可劃分為2種亞相：河床亞相和河泛亞相。河床亞相可劃分出辮狀河道、心灘沉積微相（圖2），河泛亞相劃分為河漫灘和河漫泥沼微相。

圖2 真91井，2078.53m，雜色砂礫巖

辮狀河道微相：辮狀河道微相是辮狀河水流長期作用的產物，沉積物粒度粗，外源礫石常見。真武油田辮狀河道巖性以淺褐-灰白色細礫巖、細—粗砂巖為主，夾少量粉砂巖；礫石成分以石英、長石為主，分選好，呈次圓狀－圓狀；底面可見沖刷面，呈正粒序，多發育平行層理、塊狀層理，局部見交錯層理（圖3）。

圖3 真187井，2286.5m，平行層理

心灘微相：心灘是辮狀河在河道變寬的河道中心形成的砂體疊置體，具有單期次砂體厚度大、儲層物性好等特點。多形成于河道水體流速減緩區域，單期次砂體主要發育于洪水期，由于心灘沉積的作用水流形成雙向環流，河水從上游的單一流向，經心灘分流兩側，過心灘后向中心匯聚，水流在心灘附近流速減慢，分異作用變強，水體攜帶的泥沙在心灘頂部、兩側和下端發生沉積。每一次洪水期，心灘向下游擴展、向上加高；枯水期露出水面，造成河流分叉，因而心灘多為多期次砂體的垂向和側向加積。在平面上心灘多與河道延伸方向一致，心灘沉積成分雜亂，粒度范圍變化大，粗粒包含礫石、粗砂，細?？蛇_到粉砂或黏土夾層（圖2～5）。心灘沉積與河道沉積的區別在于心灘砂體由多次加積形成，一般的河道沉積厚度小于心灘砂體[9]。研究區心灘發育，真武油田真12斷塊E2s16砂層組發育了典型的心灘沉積，砂體厚度大，多層疊置，本次研究的主要目標就是真12斷塊E2s16砂層組。

圖4 真檢1井，1885.48m，生物擾動

圖5 真檢1井，1867.85m，棕紅色泥巖

河漫灘微相：河漫灘是河流洪水期河水溢出河道并在河道間形成的沉積，巖性雜亂，分選差，不同區域河漫灘微相厚度差距大。巖性為灰白色-灰褐色塊狀細粒巖屑砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖等，巖石雜基含量普通較高，成分成熟度較低，分選差。砂巖多呈透鏡狀或條帶狀，一般不顯層理，有的以平行層理為主，偶見大型交錯層理，泥巖、泥質粉砂巖頂易見龜裂紋，生物擾動發育。

河漫沼澤：河漫沼澤是靜水期在河道間發育的小型沼澤地，沼澤植物繁茂，沉積物以泥巖為主，河漫沼澤多與河漫灘交互出現。由于真武油田垛一段沉積時期氣候干旱，研究區河漫沼澤巖性多以紅褐色泥巖為主（圖5）。

3 構型界面劃分與隔夾層特征

儲層構型的研究是以儲層細分為基礎的，真武油田真12斷塊E2s16沙層組中有3個小層，本次研究又將其進行了細分，其中E2s16-1小層劃分為4個韻律層，E2s16-2小層劃分為3個韻律層，E2s16-3小層劃分為2個韻律層。

3.1 構型界面劃分

根據Mail提出的儲層建筑結構界面分析方法，把心灘微相沉積界面分為5級， 5級為多期心灘疊置砂體的頂底面，4級界面則是單期心灘頂底面或者單期心灘之間的界面，3級界面為單期心灘內部側向加積體頂底面或者側向加積體之間的界面，2級、1級界面則分別為紋層組間、紋層間的沉積界面[8]。真12斷塊E2s16沙層組是一個完整的多期心灘疊置體，可以劃分出3個單期心灘，每個單期心灘又由多個加積砂體組成（圖6）。

3.2 單期次心灘的識別

單期次心灘的識別是辮狀河心灘微相儲層構型分析的重點和難點，是單期心灘內部三級沉積界面分析和儲層構型模式研究的前提。單期次心灘在單井縱向上識別相對簡單，主要利用巖心特征和測井曲線形態實現，當出現明顯的河泛成因的泥巖、粉砂質泥巖層段是不同單期心灘的識別標志。根據研究區內真檢1、真67井等取心井資料，心灘微相特點為厚度較大的砂巖內部發育多期泥質、粉砂質夾層，具有多期的沖刷現象，是多期砂體的疊置，可以識別出3個單期次河道（圖6）。

研究區不同單井間的單期次心灘識別主要靠兩類資料來分析，即地質基礎資料與生產動態資料。利用生產動態的數據，可以相對簡單地區分 2個不同的單期次心灘，主要通過臨井對應的單砂體顯示示蹤劑、聚合物等注采動態資料揭示的連通關系，來判斷砂體是否處于2個不同的心灘單元。

圖6 真武油田真檢1井心灘微相沉積界面剖面

通過利用地質基礎資料可以有多種方法判斷單期心灘，但是這些方法比利用生產動態數據判斷單期次心灘要更為復雜。例如當2個心灘之間出現明顯的河道沉積，可以認為出現2個單期心灘；心灘內部夾層（構型界面）不匹配可作為單期心灘判別的輔助標志，由于心灘內發育以“落瘀層”為成因的夾層在較小的范圍內，若相鄰井心灘內部夾層不匹配，則極有可能屬于不同的心灘。并且不同的心灘砂體在沉積韻律、發育厚度等方面的差異可導致測井曲線上的差異，測井曲線形態也可以作為判別的輔助依據[10-12]。

綜合運用以上依據，同時考慮平面和縱向上的組合形態，可在廣泛連片的心灘砂體中識別了單個心灘的邊界，真12斷塊發育3個獨立的心灘，從西向東，心灘規模由大變小。在平面上形成了以真49、真106-3、真91井為中心的3個單期次心灘，單期次心灘中心部位夾層少，厚度薄，水流的下切作用相對明顯。

3.3 夾層分布特征

夾層的分布規律是高含水儲層剩余油研究的基礎，也是構型研究中的基礎工作之一。通過對真12斷塊E2s16砂層組夾層油氣封堵性分析，有效夾層厚度不小于0.6m，夾層的分布范圍應大于現有注采井組面積的1/2，夾層之間的韻律層必須有一定的有效厚度和剩余可采儲量。

通過制作真12塊夾層分布連井剖面（圖7），分析了真12塊E2s16心灘微相隔夾層的分布規律，心灘微相隔夾層分布相對廣泛，部分夾層局部出現不連續，主要是由于河道底沖刷造成的。整體上心灘微相夾層厚度較大，具有明顯的油氣封堵性。由于夾層的存在，在構造、沉積或者差異壓實原因導致的局部高部位成為了剩余油富集的最有利場所，成為下一步挖潛的主要目標。

圖7 真武油田真12斷塊E2s16沙層組夾層連井剖面圖

從平面上分析，研究區夾層分布頻率高值區域主要發育于單期心灘的側緣部位，從夾層頻率平面等值線圖可以清楚地看出，位于單期次心灘中心部位的真49井區、真106-3井區、真91-真16井區夾層頻率均較小，而單期次心灘的結合部頻率均較大，這也說明了單期次心灘側緣比中心部位的夾層更為發育（圖8），對剩余油的封堵性更好，配合微構造的研究，可以在心灘側緣發現更富集的剩余油。

圖8 真武油田真12斷塊E2s16沙層組夾層頻率平面等值線

4 心灘微相儲層構型模式

由于辮狀河道形成過程中往往快速擺動導致多種成因的砂體在垂向及側向相互連通，形成廣泛分布的厚砂巖，并且在寬廣的河谷內鑲嵌著多個互有聯系的心灘砂體，心灘砂體雖然厚度大，但是非均質性強，導致油氣采收率不高；并且心灘砂體厚度巨大，開發后水淹速度快，因而其內部構型研究對剩余油分布和挖潛具有重要的意義。

4.1 構型要素分析

儲層構型要素是指沉積在單個特殊沉積過程期間的沉積體，具有成因和形態兩方面的含義。通過對辮狀河心灘微相的分析，在對研究區構型各級界面的研究基礎上，心灘微相內共識別出3種儲層構型要素，包括2種單一成因砂體和形成夾層的“落淤層”，2種單一成因的砂體為洪泛期形成的砂礫巖沉積砂體和靜水期側向加積形成的砂巖側積砂體。在巖心觀察中，洪泛期砂礫巖與靜水側積砂體差距大，前者粒度粗、雜亂、泥質含量高，后者以粗砂—細砂巖為主，分選好、泥質含量低，是心灘微相中最好的儲層。部分洪泛期砂礫巖由于泥質含量高，經壓實后變的相對致密，成為儲層中的夾層。

心灘單層砂體內部界面的表現就是層內夾層，雖然依據取心井巖心資料可以直觀地識別出幾厘米至十幾厘米的夾層，但油田地區更常用的是測井資料，一般測井資料的分辨率在20cm左右，因此僅識別出20 cm以上厚度的夾層更具有實際意義，可操作性更強。

4.2 心灘構型模式研究

心灘內部構型解剖本質就是多期垂向或側向加積的砂體之間的界面在三維空間的展布分析，目的是建立心灘的三維展布模型。從成因上分析心灘砂體是由多期砂體垂向加積或側向加積而成，本次研究首先從巖心分析入手，通過單井內部界面的識別，繼而選擇合理的連井對比剖面，利用合適的模式在剖面上組合鄰井的內部界面，最終得到三維構型模型。前人對心灘構型的研究認為心灘是由小逐漸一層層變大，像半個洋蔥一樣（圖9a），但是該模型僅分析了洪泛期心灘的等厚沉積層，忽略了靜水期心灘側緣的側向加積作用。因而本次研究在前人心灘構型模型基礎上進行了調整，加入了側向加積的層段和期間落淤層（圖 9 b），從而在構型分析和構型建模過程中能夠建立更為合理的模型。

圖9 真武油田心灘微相儲層構型模式

5 結 論

（1）辮狀河沉積相是一種近源河流相沉積，主要為以礫石、粗砂沉積為主的正旋回沉積，研究區真12斷塊E2s16砂層組發育了典型的心灘沉積，砂體厚度大，多層疊置。

（2）通過心灘微相儲層構型界面和單期次心灘識別的研究，真 12斷塊E2s16沙層組可以劃分出3個單期心灘，在平面上分布于真49、真106-3、真91井為中心的區域，并且心灘微相的不同位置發育不同的夾層特征。

（3）心灘微相包含了洪泛砂礫巖體、靜水側積砂體和“落淤層”3個儲層構型要素，本次研究在前人心灘構型模式基礎上加入了側向加積的層段和期間落淤層的體現，從而建立更為合理的心灘微相構型模式。

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