郭秀娟，魏荷花,金振奎，于靖之

(1.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石油大學(北京)，北京 102249；3.中國石油天然氣股份有限公司吐哈油田分公司丘東采油廠，新疆 鄯善 838202)

渭北油田密井網水下分流河道儲層構型研究及應用

郭秀娟1，魏荷花1,金振奎2，于靖之3

(1.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石油大學(北京)，北京 102249；3.中國石油天然氣股份有限公司吐哈油田分公司丘東采油廠，新疆 鄯善 838202)

渭北油田是鄂爾多斯盆地南部最近兩年新發現的含油區塊，本文以其密井網區延長組四段33油組為例，應用巖心、測井、地震及動態等資料，對辮狀河三角洲水下分流河道砂體內部構型開展了系統研究。在分析單河道基本發育特征的基礎上，剖面上井震結合識別單河道，平面上采用最大單層厚度與砂體層數交繪的方法，在密井網區長33油組識別出八個單河道發育期，單河道寬度一般在500～800m之間，寬厚比介于100～130之間；在平面復合河道中識別出單河道發育條數及分布范圍；同時提出長33油組河道內部發育下切疊加式、不完全下切式、孤立式及薄層疊加式四種砂體疊置方式，明確了不同疊置模式在密井網區分布范圍，為渭北油田密井網區注水開發和外圍有利區帶選取提供了地質依據。

辮狀河三角洲；單河道；砂體構型；延長組；渭北油田

渭北油田是鄂爾多斯盆地南部最近兩年新發現的含油區塊，屬于辮狀河三角洲前緣亞相，由于河道的游蕩匯聚，致使不同期次、不同級別河道垂向疊置和側向拼接，形成復雜且大面積分布的大型復合儲集體。不同期次單河道砂體粒度、分選、磨圓各不相同，儲集物性有著很大的差異，單河道砂體彼此之間經常發育薄層泥巖、泥質粉砂巖或泥質細砂巖等細粒隔夾層[1]，從而導致多期河道疊加地區連通性較差，河道砂體含油不均。大量密井網區砂體構型研究表明[2-5]，在連片大面積分布的河道砂體中，局部注采井之間連通性本應較好，但注水井注入狀況差強人意，油井采出狀況也很差，由此可看出大面積分布的河道砂體中必然存在河道邊界，識別和預測單河道邊界對油田注水開發非常重要。本文以渭北油田密井網區延長組四段33油組為例，依據密井網區巖心觀察、測井資料及地震剖面，根據單井的巖性、電性和含油性特征，確定單井單期河道的主要識別依據；在小井距密井網區進行單河道側向追蹤，剖面上分析組合，確定單期河道發育規模及寬厚比；同時在密井網區利用沉積微相約束，單層最大厚度與砂體層數交繪，平面上識別單期河道；最后綜合平面及剖面反饋信息，互相校正修改，提出渭北地區多期河道主要砂體疊置模式，確定其判別標準，并分析不同疊置模式在33油組三個小層平面展布規律，該項研究對深化渭北油田延長組四段33油組儲集層內部非均質認識，準確建立密井網區地質模型，指導油田開發部署具有重要意義。

1 研究區概況

渭北油田位于陜西省咸陽市旬邑縣、銅川市宜君縣、延安市黃陵縣境內，面積800km2，密井網區渭北2井區為重點開發區，面積約200km2。構造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東南部，渭北隆起與伊陜斜坡交匯處，總體上為西北傾向的極平緩單斜構造。區塊位于延安組湖盆中心，延長組湖盆的形成、發展、萎縮到消亡的整個過程在區塊內的深井中都有完整的記錄(圖1)。研究目的層延長組四段33油組主要為辮狀河三角洲沉積體系，水下分流河道為有利沉積微相[6-7]。儲集層孔隙度主要分布在8%～16%之間，平均11.8%；滲透率一般小于1.0mD，平均0.7mD，屬中低孔致密儲集層。截至2014年4月，渭北油田有二維地震800km2，覆蓋全區；三維地震580km2；共完鉆320口，密井網區渭北2井區完鉆定向開發井279口，井距130～500m，井網密度11口/km2，因此在密井網區可較好的識別小尺度儲層構型單元。

圖1 研究區構造位置圖

2 單河道砂體識別

2.1 單井單河道識別

了解單井上單河道的基本特征是開展河道疊置關系研究的第一步，應用沉積學理論，河道砂體具有二元結構特征，一個完整的河道砂體表現為正旋回特征。本文以取芯井為標準井，綜合取芯、測井及分析化驗等資料，總結了渭北地區單期河道發育的主要依據。

1)沖刷面：固結和半固結的沉積層的頂面,會因水流沖刷而成為凹凸不平的沖刷面，沖刷面的發育代表著新一期河道的開始；對一些水動力較弱的河道，由泥巖向砂巖或礫巖的巖性突變也是識別單期河道的標志。巖心觀察顯示，渭北地區反映沖刷面的滯留沉積厚度變化大，幾厘米到幾十厘米不等，但厚度小于20cm的滯留沉積電性上難以識別，目前只能精確到測井能識別的單河道級別。

2)巖性組合特征：巖性的組合可以直接反映出一期河道從成長到廢棄的完整過程。渭北油田河道底部巖性發育早期河道形成的致密低滲透礫巖，中部為河流穩定期篩濾沉積形成的高滲透礫巖或粗砂巖，頂部為河流衰弱期形成的泥質粉砂巖或泥巖。

3)沉積構造垂向組合特征：單河道砂體發育向上變細的正旋回特征或是沒有明顯粒度變化的均勻沉積序列；下部由反映水動力條件較強的大型槽狀交錯層理、平行層理、板狀交錯層理和塊狀層理為主，向上逐漸變為水動力較弱的波紋層理、水平層理為主[8]。

4)測井曲線臺階特征：多期河道沉積疊加砂巖中的高自然伽馬、自然電位正異常泥質夾層通常是成為識別一期河道的標志，在研究區內，一期單河道在自然伽馬和自然電位曲線上表現為明顯的正韻律特征，當測井曲線出現多個自然伽馬和自然電位折返現象或鐘形、箱型等韻律特征，電測曲線呈臺階狀變化，則應為多期河道疊加形成。

5)鈣質夾層發育：一期河道發育后，出現局限、淺水、蒸發的環境，逐漸形成鈣質層，后期河道帶來的砂質沉積則直接覆蓋在鈣質層上[9]。因此在砂體中部發育鈣質夾層，則代表砂體為兩期河道的疊加，鈣質夾層在渭北地區十分發育，為單井上單河道的識別和劃分提供重要依據。

結合巖芯觀察，密井網區厚度大于10m的砂體基本上為多期河道疊加而成，一般單期河道厚度介于4～8m之間，最薄的單期河道厚度不到2m，由于厚度較薄，河道能量弱，其巖性粒度較細，物性也相應變差。

2.2 剖面單河道識別

對水下分流河道復合砂體，由于其縱橫向上相變快，多期河道疊加，砂體厚度變化大，造成井間對比難度大。明確渭北油田延長組四段33油組水下分流河道復合砂體的物源來自東南方向的前提下，以“旋回對比、分級控制”為指導[10-11]，結合層序地層學理論[12]，選取垂直物源方向剖面，在密井網區井距小于300m的井間利用井間砂體不連續、“厚薄厚”的特征及頂面深度差異、測井曲線相鄰相似等常規判別方法，在復合河道中識別出多期疊置的單河道[13-16]。

另外，在渭北密井網區內，部分井井距大于300m，常規方法無法確定相鄰井兩個砂體是否為同一期河道。則結合渭北實際情況，通過地質模型正演模擬，確定出砂體發育段對應連續性好的強波谷，砂體不發育段對應平直波谷；砂體厚度越大對應的波谷變形大，砂泥薄互層對應波谷變形弱的地震響應特點(圖2)。因此在密井網區井距大于300m的井間單河道識別，主要利用井震結合的方法，根據地震剖面上波形特征的變化判斷相鄰砂體是否屬同一條河道。

圖2 單河道地震響應特征

在實際研究過程中，當相鄰井間砂體屬于不同單河道時，還需確定兩期單河道在井間準確的延伸范圍，本文主要從以下幾個方面著手：①河道砂體厚度控制，結合前期巖芯觀察結果，當剖面上同一砂層厚度小于4m后，在當前開發階段，不作為有利儲集層，因此將4m定為河道邊部；②沉積微相約束，相鄰兩口井同為水下分流河道相時、厚度差異不大、但不屬于同一期次河道時，河道邊界、定在井距一半，如厚度有差異，河道邊界根據厚度比例向薄井點推移；而相鄰井微相類型不同時，則需結合渭北油田平面沉積微相展布，邊界點定在沉積微相邊界；③物性下限控制，水下分流河道一般河道中部物性好，向河道兩邊物性變差，針對渭北油田現開發階段精度要求，當河道砂體孔隙度小于10%，滲透率小于0.3mD時，認為不屬于有利河道砂體，定為河道邊界；④根據經驗統計，在一定的區域范圍內，某一時期的河道發育規模總體一致，寬厚比穩定在一定范圍內，可通過密井網區剖面單河道初步劃分，結合平面單河道展布，統計經驗寬厚比，并依此互相修改，約束河道邊界，為單河道平面展布范圍研究及后期井位部署做準備。

2.3 平面單期河道識別

識別單河道，首先可在全區的小層沉積相草圖上依據宏觀范圍的非河道沉積物，可初步確定單一河道大致的輪廓位置，一般而言，河道過于寬、且河道中發育串珠狀分布的河間沉積物時，往往預示著此河道為多期河道疊加區。另外，不同河道沉積時由于不同的水動力條件，而使沉積的砂體厚度及規模存在差異，單河道沉積應存在一個厚度中心，若是在復合砂體厚度等值線圖中大范圍連續分布的河道砂體存在兩個或多個沉積中心，說明可能存在多條河道疊加。

由于砂體厚度圖及沉積微相圖的編制過程中人為因素較大，識別單河道存在一定的局限性，本文采用砂體最大單層厚度與砂體層數交繪法，參考測井解釋結果，實現平面與剖面成果相結合，在復合河道中有效識別出單河道的條數及主要分布范圍。

圖3 渭北油田密井網區單河道解剖成果圖

在研究過程中，受測井解釋精度影響，在一個小層內部，單河道中心部位一般僅發育1～2層砂體，其單層砂體厚度大于4m；河道邊緣則為多個薄層砂巖與薄層泥巖互層發育區，砂體層數多大于3層，且一般單層砂體厚度小于4m，單層砂體物性相對較差。大多數地質軟件可直接輸出小層內部最大單層厚度及砂體層數，并形成等值線圖，因此利用小層內最大單層厚度等值線圖和小層內部砂體層數圖疊加參考，可在連片復合河道中有效識別單河道，圖中存在幾個單層砂體厚度較大且層數小于3的條帶，則為幾期單河道疊加(圖4，圖5)。

圖4 33油組小層內部砂體層數圖

圖5 33油組小層最大單層厚度分布

3 多期河道疊置模式及其展布

在渭北油田密井網區,發育多條穩定性差的單期河道，其疊置關系復雜，進而從單砂體尺度控制著不同小層儲集層砂體平面分布特征。因此分別在平面和剖面識別單河道，揭示了33油組水下分流河道砂體的內部結構特征。

圖6 33油組各小層河道厚度中心遷移狀態

2)在剖面單河道劃分的基礎上，總結出4種河道疊加模式(表1)，結合砂體厚度圖、最大單層厚度圖及砂體層數圖，確定了不同疊加模式在渭北2密井網區的平面展布范圍(圖7)。

圖7 渭北油田密井網區典型砂體疊置模式平面分布范圍

砂體疊置型式連通性總砂厚/m單層最大厚度占總砂厚/%分層系數河道特征分布Ⅰ下切疊加式縱橫向連通性好>12>80<3河道能量強,垂向疊加為主313和323小層河道中部Ⅱ不完全下切式縱向連通性差,橫向側向疊加連通>1240-80>3河道發育。能量強,多條河道側向疊加為主323小層333小層河道邊部Ⅲ孤立式順河道連通性好4～12>80<3河道不太發育各小層孤立河道Ⅳ薄層層疊式連通性差4～12<80>3河道不發育,能量較低;各個小層河道側翼

孤立式：河道不太發育，砂體孤立出現，主要發育在次河道，一般河道窄、但邊界穩定，砂體規模較小。其發育特征為砂層總厚度4～12m，最大單層厚度占小層總砂體厚度的80%以上，砂體層數小于3。

薄層層疊式：河道不太發育，能量小較弱局部側向拼接，河道間泥質隔層普遍存在，橫向及縱向連通率都比較差。其發育特征為砂層總厚度4～12m，最大單層厚度占小層總砂體厚度的80%以下，砂體層數大于3，一般發育在河道側翼,為較差儲集層。

4 研究成果應用

運用儲集層構型研究理論對渭北油田密井網區儲集層進行精細描述，建立辮狀河三角洲水下水流河道砂體構型模式，對渭北油田密井網外圍區塊有利區選擇及密井網區油田注水開發提供了新思路。

第一，在大面積連片分布的各個小層復合河道內識別出多條單河道，為復合砂體間連通性分析提供了依據，同時確定注采對應井時在單條河道內效果更好。

最后，結合剖面及平面單河道分析，針對不同類型河道砂體疊置模式建立采用不同的開發策略：Ⅰ型下切疊加式的砂層厚，彼此連通性好，層內非均質性較弱，夾層厚度薄，可適當加大注采井距，局部可采用水平井提高開發效率；Ⅱ型不完全下切式疊加模式是密井網區主要疊置模式，分布范圍最廣，砂體發育，但砂體間存在不穩定夾層或低滲層，砂體連通性稍差，建議在500～800m的單河道內完善注采對應關系，可在近期內作為重點開發對象；Ⅲ型孤立式砂體疊置模式一般分布在單一河道發育區，河道規模相對較小，儲量規模有限，可局部采用水平井開發，提高單井控制儲量；Ⅳ型薄層層疊式，一般砂體不發育，垂向連通性差，平面連通性較好，但一般物性和含油性偏差，不是現階段渭北2井區主要開發對象，不建議注水開發。

5 結論

3)剖面與平面相結合，總結出復合河道內部發育下切疊加式、不完全下切式、孤立式及薄層層疊式四種砂體疊置模式，確定了不同疊置模式在密井網區的分布范圍，并從地質角度提出了不同開發策略建議。

[1] 金振奎，時曉章，何苗.單河道砂體的識別方法[J].新疆石油地質，2010,31(6)：572-575.

[2] 曾祥平.儲集層構型研究在油田精細開發中的應用[J].石油勘探與開發,2010,37(4):483-489.

[3] 岳大力,吳勝和,譚河清,等.曲流河古河道儲層構型精細解剖—以孤東油田七區西館陶組為例[J].地學前緣,2008,15(1):101-109.

[4] 竇松江，孫超囡，張艷君，等.大港油田儲集層河道砂體內部構型研究[J].新疆石油地質,2009,30(3):284-286.

[5] 候加根,劉鈺銘,徐芳,等.黃驊坳陷孔店油田新近系館陶組辮狀河砂體構型及含油氣性差異成因[J].古地理學報,2008,10(5):459-464.

[6] 王先德,柳志偉,楊發群,等.白音查干凹陷白堊系巴彥花群辮狀河三角洲沉積特征[J].中國礦業,2012,21(12):74-84.

[7] 陳飛，胡光義，孫立春,等.鄂爾多斯盆地南部上三疊統延長組層序格架內沉積相特征與演化[J].古地理學報,2012，14(3):321-330.

[8] 張博.孤東-紅柳負向構造帶油氣成藏規律研究 [J].中國礦業,2010,19(1):98-100.

[9] 何宇航,于開春.分流平原復合砂體單一河道識別及效果分析[J].大慶石油地質與開發,2005,24(2):17-19.

[10] 張順，崔坤寧，張晨晨,等.松遼盆地泉頭組三、四段河流相儲層巖性油藏控制因素及分布規律[J].石油與天然氣地質,2011，32(3):411-419.

[11] 焦翠華，王海更，牛玉杰,等.塔里木盆地哈得 4油田東河砂巖層序地層界面類型及測井識別方法[J].石油與天然氣地質,2007，28(1):69-76.

[12] 王振奇，張昌民，張尚鋒.油氣儲層的層次劃分和對比技術 [J].石油與天然氣地質,2002，23(1):70-75.

[13] 孫天建,李勝利,許磊,等.長春嶺油田C107區扶余油層密井網曲流河儲層構型分析[J].地學前緣,2012,19(2):126-132.

[14] 嚴科,畢義泉,趙紅兵.三角洲前緣砂體最佳解剖方向及內部結構特征—以東營凹陷勝坨油田沙二段8砂組為例[J].石油天然氣學報,2011,33(10):37-42.

[15] 施尚明,馬艷平,王雷,等.曲流河復合砂體內單一河道的識別方法[J].科學技術與工程,2011,11(3):471-475.

[16] 周銀邦,吳勝和,岳大力,等.復合分流河道砂體內部單河道劃分—以薩北油田北二西區薩II1+2b小層為例[J].油田地質與采收率,2010,17(2):4-8.

Reservoir configuration of underwater distributary channel in the area with dense well pattern and its applications in Weibei oilfield

GUO Xiu-juan1，WEI He-hua1,JIN Zhen-kui2，YU Jing-zhi3

(1.SINOPEC Exploration and Production Research Institute，Beijing 100083，China;2.China University of Petroleum(Beijing)，Beijing 102249，China;3.Qiudong Production Plant，Tuha Oilfield Company，Petro China,Shanshan 838202,China)

Weibei Oilfield is one of new oil-bearing blocks in southern Ordos Basin in the recent two years.Taking 33Oil Formation of the fourth member of Yanchang Formation in dense well area as the example，based on various data including cores，well logging and production performance，internal configuration of underwater distributary channel sand of braided river delta is studied in this paper.Under the premise of the basic characteristics of single channel in single well，using the method of well-seismic tie in profile and the combination of the maximum thickness of single sand body and number of the sand bodies in each small layer in plane，eight single channel development periods have been identified in Chang33Oil Formation；the number and distribution of single channels in complex channels have been identified in plane as while；besides，four kinds of sand bodies superimposition models and their distribution were summarized including incised superimposition model，in-completed incised superimposition model，isolated model and thin-layer superimposition model,which provides geological basis for waterflooding in dense well area and the selection of future favorable area in its adjacent region.

braided river delta；single channel；sand configuration；Yanchang formation；Weibei oilfield

2014-05-12

郭秀娟(1988-)，女，山東濟南人，工程師，碩士，從事油氣田開發地質工作。E-mail：guoxiujuansd@126.com。

P618.13

A

1004-4051(2015)02-0093-06