辮狀河三角洲水下分流河道儲層構型研究

王 燕，楊少春，吳力耘，羅海寧，溫雅茹

（1．中國石化勝利油田博士后科研工作站，東營257002；2．中國石油大學 地球科學與技術學院，青島266580；3．中國石化江蘇油田分公司 地質科學研究院，揚州225009；4．中國石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探開發研究院，庫爾勒841000）

辮狀河三角洲水下分流河道儲層構型研究

王 燕1，楊少春2，吳力耘3，羅海寧4，溫雅茹2

（1．中國石化勝利油田博士后科研工作站，東營257002；2．中國石油大學 地球科學與技術學院，青島266580；3．中國石化江蘇油田分公司 地質科學研究院，揚州225009；4．中國石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探開發研究院，庫爾勒841000）

以蘇北盆地海安凹陷泰一段為例，發育典型的辮狀河三角洲沉積，砂體內部結構尚不明確。綜合考慮巖性、沉積特征等因素，并從測井資料提取反映構型要素的電性、物性特征參數，進行特征值交會圖分析，建立構型要素由定性到定量的識別模型。研究認為，可將水下分流河道厚砂體分成三種級次：水下分流河道復合砂體、單一水下分流河道砂體、河道砂體內部的增生體；兩種構型要素：河道主體和河道側緣，建立了辮狀河三角洲水下分流河道內部構型模式。

辮狀河三角洲；水下分流河道；儲層構型；構型界面

水下分流河道砂體是辮狀河三角洲前緣重要的儲集砂體，許多學者對水下分流河道砂體［1－7］做過相關的研究工作，側重對露頭和沉積模式的研究，大多將水下分流河道做為一個完整的成因單元或者一種構型要素，而對其內部結構研究較少。自Miall［8］提出儲層構型分析方法以來，該方法主要集中于曲流河儲層［9－14］，而針對辮狀河三角洲水下分流河道砂體的地下儲層構型研究仍處于探索階段。前人對海安凹陷泰一段沉積方面做過研究，但主要側重于泰一段的沉積微相及發育演化特征方面，缺乏對厚油層砂體內部結構的研究，作者以蘇北盆地海安凹陷泰一段（K2t1）為例，重點剖析海安凹陷李堡油田堡1斷塊，依據巖心、測井等資料，對水下分流河道內部儲層構型進行研究。

1 研究區概況

海安凹陷位于蘇北盆地東臺坳陷東南部，為晚白堊世發育起來的箕狀斷陷，次級構造單元包括孫家洼次凹、豐北次凹、富安次凹、新曹次凹、海北次凹、新街次凹、曲塘次凹和海中斷隆，面積約3 200 km2。泰州組是海安凹陷發育初期形成的碎屑巖沉積地層，為主要的勘探層系。其中堡1斷塊位于海安凹陷以南海北次凹李堡構造帶北部，為近東西走向的堡①斷層控制的斷塊，與堡①斷層近平行的堡1－2斷層將斷塊復雜化，地層近乎單斜，傾向向北，整體較緩（圖1）。主要含油層位為泰一段，泰一段主要為細砂巖、粉砂巖，局部含礫石，夾泥巖組成的碎屑沉積，厚度為100 m～200 m。本次研究的目的層為泰一段二砂層組（K2t21）的厚砂體，巖性主要為細砂巖，沉積微相為辮狀河三角洲前緣水下分流河道。

2 界面劃分

泰一段2砂層組（K2t21）發育厚度較大的辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，在1次水體由深變淺的過程中形成水下分流河道砂體，整體上呈現水退旋回。單一水下分流河道在垂向或者側向疊置使得河道砂體以復合河道形式出現，在單一河道砂體內部，因河道砂體在向湖推進的過程中不斷加積而形成河道砂體內部多期河道增生體，運用層次分析方法，并結合文獻調研［15］，將泰一段21層劃分為5級界面：一級界面為交錯層的層系界面；二級界面為交錯層系組的界面，即巖相界面；三級界面是水下分流河道砂體內部的一個沉積韻律，為K2t21河道砂體向湖推進的過程中形成的多期河道增生體的頂、底界面，為河道砂體內的沉積間斷面或沖刷面，代表一次沉積事件的開始或者結束，該類界面為不穩定的泥質或物性界面，界面上下巖相組合相似；四級界面為單一水下分流河道的分界面，是多個河道砂體增生體疊合而形成的單一河道砂體的界面，在K2t21中以穩定的泥質界面為主，次為物性或鈣質界面，界面上下巖相組合不同；五級界面為多個河道砂體垂向或者側向疊加而形成的砂體復合體的界面，為主要的侵蝕或洪泛面，界面為穩定的前辮狀河三角洲泥巖。考慮到測井資料分辨率和研究精度，主要對三級—五級界面進行研究。

圖1 海安凹陷李堡油田堡1斷塊構造位置圖Fig．1 Structural location map of Bao 1 block in Libao oilfield of Haian depression

堡1斷塊泰一段21層構型界面的測井響應特征（圖2）主要表現為：三級界面的巖性以泥質粉砂巖為主，厚度小于0．4 m，自然電位和自然伽馬曲線表現為輕微回返，微電極幅度差較河道砂體變小，延伸范圍較小，橫向連通性較差，圖2中堡1－1井泰一段21層中三級界面厚度小于0．2 m，只能在巖心資料上識別，電性特征不明顯；四級界面的巖性以粉砂質泥巖和泥巖為主，厚度大于0．4 m，自然電位和自然伽馬曲線表現為明顯的回返，微電極幅度差中等；五級界面為厚度穩定的純泥巖段，自然電位曲線特征表現為泥巖基線，微電極曲線無幅度差，在研究區內穩定分布。

圖2 堡1－1井構型界面識別Fig．2 Identification of architectural boundary on well Bao 1－1

3 構型要素識別

構型要素為三級到五級界面之間所限定的巖相序列所組成的地層單元。堡1斷塊泰一段21層厚砂體都在4 m以上，沉積微相類型為辮狀河三角洲前緣水下分流河道。從巖心的沉積特征上分析，識別出厚砂體主要由水下分流河道主體和側緣兩種構型要素組成：①水下分流河道主體主要有細砂巖和含礫砂巖等巖相（圖3）組成，碎屑成分以石英為主，次為長石，分選性較好，磨圓為次棱角狀—次圓狀，主要發育塊狀層理，粒序上以正粒序為主，厚度為1 m～4 m，平均厚度在2 m左右，自然電位和自然伽馬曲線呈現箱形或者漏斗形，微電極幅度差較大；②水下分流河道側緣主要以粉砂巖為主，局部見含礫砂巖，塊狀或正粒序，泥質含量增加，厚度較河道主體薄，平均厚度在1m左右，自然電位和自然伽馬以指形為主，次為箱形，微電極幅度差較主體小，且齒化嚴重。這表明在河道主體部位水動力條件較強，向河道邊緣部位水動力條件逐漸減弱。

3．1 電性特征

圖3 巖相特征Fig．3 Lithofacies characteristics

泰一段水下分流河道砂體的測井曲線形態絕大部分都是復合形態，單一型的較少。考慮到測井曲線形態是對砂體沉積特征的反映，可以對構型要素進行識別。自然伽馬曲線主要反映巖石中所含放射性元素的含量，用以劃分巖性和計算泥質含量，泥質含量與砂體沉積能量相關，從而與構型要素相關；微電極曲線的幅度差與巖性和泥質含量有關，利用該幅度差可將滲透層和非滲透層區分開，盡管受流體特征的影響較大，但與巖性的關系仍為密切，選用自然伽馬和微電極這些能較好地反映砂體沉積特征的曲線。對堡1斷塊泰一段構型要素測井曲線形態統計表明，河道主體的自然伽馬曲線形態以箱形為主，占87．5%，微電極幅度差較大；河道側緣的自然伽馬曲線形態以指形為主，占81．8%，微電極幅度差較河道主體的變小，并且齒化嚴重（圖4）。

1）厚度—自然伽馬交會圖（圖5）。泰一段21層河道主體的厚度介于1．2 m～4 m，平均厚度2．2 m，自然伽馬值的分布介于39．7 API～65．3 API，平均值為51．4 API，小于53 API的占62．5%；河道側緣的厚度介于0．4 m～3 m，平均厚度1．1 m，自然伽馬值的分布介于49．6 API～87．8 API，平均值為64．6 API，大于等于53 API的占77．3%。河道主體主要分布在右下角區域，河道側緣分布在左上角。

圖4 構型要素電性特征Fig．4 Electrical property characteristics of architectural elements

2）厚度—微電極幅度差交會圖（圖6）。河道主體微電極幅度差最小值為0．38，平均值為0．6，大于0．5的占70%；河道側緣微電極幅度差最小值為0．26，平均值為0．5，小于等于0．5的占59．1%。河道主體主要分布在右上角區域，河道側緣分布在左下角區域。

圖5 構型要素厚度與自然伽馬交會圖Fig．5 Cross plot charts of the architectural elements thickness and GR

圖6 構型要素厚度與微電極幅度差交會圖Fig．6 Cross plot charts of the architectural elements thickness and micro－pole range differential

3．2 物性特征

物性變化在一定程度上反映河道主體與河道側緣水動力條件的強弱和碎屑物質供給的特點，河道主體部位水動力條件較強，物源充足，砂體的分選較好，河道砂體之間主要為物性相對較差的物性界面；向河道邊緣隨著水動力作用的減弱，砂體的分選較差，在早期河道砂體之上易形成泥質沉積。由堡1斷塊泰一段水下分流河道砂體內部構型界面類型統計資料（表1）可見，物性界面和鈣質界面主要分布在河道主體之間，而泥質界面主要分布在河道側緣附近。

表1 堡1斷塊水下分流河道砂體內部構型界面統計數據表Tab．1 Architectural boundary of inner subaqueous distributary channel in Bao 1 block

1）厚度—孔隙度交會圖（圖7）。泰一段河道主體的孔隙度最小值為8．9%，平均值為15．5%，其中孔隙度值大于13%占80%；河道側緣的孔隙度平均值10．4%，孔隙度值小于等于13%占63．6%。

圖7 構型要素厚度與孔隙度交會圖Fig．7 Cross plot charts of the architectural elements thickness and porosity

2）厚度—滲透率交會圖（圖8）。河道主體的滲透率介于0．14×10－3μm2～81．67×10－3μm2之間，滲透率值大于2×10－3μm2占80%；河道側緣砂體的滲透率介于0×10－3μm2～22．57×10－3μm2之間，滲透率值小于等于2×10－3μm2占72．7%。

圖8 構型要素厚度與滲透率交會圖Fig．8 Cross plot charts of the architectural elements thickness and permeability

從構型要素厚度與物性參數交會圖中看出，河道主體基本上分布在右上角區域內，河道側緣分布在左下角區域內，且在物性特征上更易于將構型要素區分開，電性特征上識別構型要素不夠準確，有的甚至難于區分，因此構型要素的識別需要綜合考慮。

在對水下分流河道厚砂體進行構型要素的識別過程中，僅用其中的一種方法無法達到識別構型要素的目的。在確定構型要素時，綜合考慮構型要素的巖性、電性和物性特征，建立了海安凹陷堡1斷塊泰一段水下分流河道砂體內部構型要素的定量識別標準（表2），依此為依據，除了單井上的分析以外，還應結合平面上的組合特征來驗證構型要素識別的合理性，因而構型要素識別過程是一個綜合過程。

表2 堡1斷塊水下分流河道砂體內部構型要素定量識別標準Tab．2 Standard for inner subaqueous distributary channel architectural elements in Bao 1 block

4 水下分流河道構型模式

海安凹陷泰一段辮狀河三角洲前緣水下分流河道厚砂體是以充填式沉積形成的碎屑巖，由河道主體和側緣兩種構型要素組成，物源方向來自西北方向。平面上總體呈現北西—南東展布，河道主體主要以條帶狀分布，河道側緣除了以條帶狀分布在河道主體邊緣以外，還有土豆狀分布；在剖面上表現為水下分流河道砂體在向湖推進過程中不斷加積在砂體內部形成的多個沉積單元，沉積單元之間發育不同規模的構型界面，平行砂體的頂底界面，以水平狀和低角度狀產出。綜合分析上述各構型要素及構型界面的沉積特征后，建立了海安凹陷泰一段水下分流河道砂體內部構型模式（圖9）。

圖9 水下分流河道內部構型模式Fig．9 Architecture model within subaqueous distributary channel

5 結論

1）對泰一段水下分流河道復合砂體進行了儲層構型研究，劃分為三個級次：水下分流河道復合砂體、單一水下分流河道砂體、河道砂體內部的增生體；識別出二種構型要素：河道主體和河道側緣。

2）對構型要素的電性和物性特征值交會圖進行分析，在物性特征上更易于將構型要素區分開，電性特征上識別構型要素不夠準確，有的甚至難于區分。

3）河道主體主要以條帶狀分布，河道側緣除了以條帶狀分布在河道主體邊緣以外，還有土豆狀分布；構型界面平行砂體的頂底界面，以水平狀和低角度狀產出。

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Study on architectural element in underwater distributary channel of braided river delta

WANG Yan1，YANG Shao-chun2，WU Li-yun3，LUO Hai-ning4，WEN Ya-ru2
（1．Postdoctoral Scientific Research Workstation of Shengli Oilfield，SINOPEC，Dongying，Shandong 257002，China；2．School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；3．Institute of Geosciences，Jiangsu Oil Company，SINOPEC，Yangzhou 225009，China；4．Research Institute Of Petroleum Exploration and Development，Tarim Oilfiled Company，Petrochina，Korla 841000，China）

The member 1 of Taizhou formation in Haian depression of Subei basin is typical of braided river delta deposits and the internal structure of the sandstone is not clear．Considering factors such as lithology，sedimentary characteristics，and extracting the electric and physical property characteristic parameters from well logging data，the cross plots analysis was conducted，and both the qualitative and quantitative models of the architectural element were built．Three marks are divided in underwater distributary channel：combined underwater distributary channel，single underwater distributary channel and inner accretion layering of underwater distributary channel，and two architectural elements are also divided：underwater distributary channel main body and channel side body．The architecture model of underwater distributary channel is established．

braided river delta；underwater distributary channel；reservoir architecture；architectural boundary

TE 122．2＋21

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．17

1001-1749（2014）05-0613-06

2013-10-15 改回日期：2014-07-14

國家科技重大專項研究項目（2011ZX05009-003）

王燕（1977-），女，博士后，主要從事油氣地質與油藏描述研究工作，E-mail：xiaoliuxing1212＠sina．com。