海上S油田三角洲前緣河口壩砂體夾層識別與表征

張雨晴，王 暉，范廷恩，劉振坤，王宗俊

(中海石油研究總院，北京 100027)

海上S油田三角洲前緣河口壩砂體夾層識別與表征

張雨晴，王 暉，范廷恩，劉振坤，王宗俊

(中海石油研究總院，北京 100027)

地層壓力下降快、產量遞減快已成為海上S油田目前開發面臨的主要問題，為此對研究區單井隔夾層進行了識別，并對不同級次夾層成因進行了分析，對夾層的分布規律進行了定量表征，結果表明：單一河口壩砂體間的夾層主要是由壩間泥巖和廢棄河道充填構成，而河口壩內部夾層是由兩期增生體之間的細粒沉積構成；單砂體間的夾層分布連續，對砂體具有較強遮擋能力；而壩內夾層連續性差，對砂體的遮擋能力不強。

海上S油田；隔夾層；分布規律；河口壩；分流河道

油田進入中高含水階段，由于夾層的分割，仍存在剩余油相對富集區，因此有必要對夾層進行描述與預測，深化儲層非均質性認識，為定量研究剩余油分布規律，改善油藏開發效果提供依據。近年來，一些學者提出了河流相儲層構型分析方法，通過對砂體成因與接觸關系的分析，揭示了夾層的空間分布[1-2]。本文以S油田為研究對象，提出了一套三角洲前緣河口壩砂體內部夾層描述與預測方法，在單井夾層識別的基礎上，對夾層成因及空間分布特征進行了分析，為尋找剩余油潛力區提供了依據。

1 研究區概況

S油田位于渤海遼東灣凹陷遼西低凸起帶上，為一北東向展布的半背斜披覆構造油氣藏，主要含油氣目的層為古近系東營組，屬湖相三角洲沉積環境，主要發育河口壩、水下分流河道、分流間灣、遠砂壩及席狀砂沉積微相。儲層巖性主要以長石砂巖、長石石英砂巖為主，分選性好，磨圓度中等，具有較高的成分成熟度和結構成熟度。S油田儲層具有高孔高滲的特征，滲透率變異系數較大，儲層非均質性較強。

S油田共有8個平臺，本文主要以A平臺為研究對象。目前，A平臺共有開發井37口，平均井距300 m，采用反九點井網注水開發，綜合含水率已達71%。S油田已進入開發中后期，地層壓力下降快，產量遞減快，注水單層突進明顯，已成為開發面臨的主要問題。上述問題主要是由于儲層非均質性強，對隔夾層分布規律認識不清造成的。

2 單井夾層識別

單井夾層識別是夾層描述的基礎。單井夾層識別方法主要是對取心井進行直觀地夾層識別，通過巖電標定建立夾層的測井響應特征，利用測井曲線對非取心井進行夾層識別[3]。

對研究區內4口取心井進行巖心觀察，結果表明，夾層巖性主要為泥巖、粉砂質泥巖及泥質粉砂巖。通過進一步巖電標定可以看出，自然伽馬和電阻率對夾層有較好的響應特征，測井曲線上主要表現為自然伽馬值高，一般在65 API以上；電阻率值低，一般在6 Ω·m以下。根據測井曲線特征，進行了研究區其它開發井的夾層識別。

3 夾層的成因分類

夾層的成因與沉積過程中水動力條件的變化有關，因此不同級次的夾層與不同級次的構型界面相對應[4-5]。一些學者對三角洲河口壩砂體構型進行過研究，認為河口壩砂體可分為五個級次，一級界面為紋層界面；二級界面為紋層組界面；三級界面為河口壩砂體內部的增生面，對應的構型單元為河口壩砂體內部的增生體，增生體之間為不穩定的泥質(鈣質)夾層；四級界面為單一河口壩砂體的分界面，對應的構型單元為單一河口壩，單一河口壩被泥質(鈣質)隔層圍限，形成獨立連通體；五級界面為河口壩復合體的分界面，對應的構型單元為河口壩復合體，河口壩復合體之間為大套厚層泥巖[6-7]。

本文通過對小層內部進行構型分析，劃分出四級及三級構型界面，分析各級界面對應的夾層成因特征，預測夾層分布規律，以期達到對小層內部非均質性的認識。

從連井剖面可以看出(圖1a)，研究區4小層可分為3期河口壩砂體，晚期河口壩砂體疊覆在前期河口壩砂體之上，依次由北西向南東方向推進，形成一系列向湖盆方向斜列的砂體。砂體向岸方向為壩頭，向湖盆方向為壩尾，壩頭與壩尾之間為河口壩的主體，總體上來看單一河口壩砂體為一個向湖盆傾斜的大型長軸透鏡體，中間厚邊部薄，被泥質夾層圍限(圖1b)。

圖1 河口壩砂體連井分布剖面

3.1 單一河口壩間夾層

壩間夾層的形成主要有兩種成因，一是由于相鄰兩期砂體間歇期水動力條件的減弱，形成砂體間的泥質沉積，造成泥質夾層形成(圖2a)。二是由于河口壩砂體不斷向湖盆進積，后期發育的分流河道下切到先期河口壩砂體內部，后期河道底部下切侵蝕亦可形成河道底部滯留泥礫隔擋層(圖2b)。單一河口壩砂體間發育的夾層厚度大，延伸范圍大，主要順砂體沉積方向延伸，橫向發育穩定。

3.2 河口壩內部夾層

河口壩內部夾層主要為河口壩內部各增生體之間的夾層。增生體主要沉積于洪泛時期，其水動力條件強，當進入洪泛事件之后的平水期時，其水動力條件減弱，細粒懸浮物質會在前期增生體之上沉積(圖2c)。從取心井巖心觀察來看，增生體之間的夾層以細粉砂巖和泥巖為主，厚度不大，這類夾層往往發育于河口壩的壩尾及壩側翼，分布較局限，界面可以是平行產狀，也可以是傾斜產狀。

圖2 夾層成因類型

4 夾層空間分布特征

對于四級界面對應的夾層，單井夾層特征明顯，厚度較大，延伸范圍較大，橫向發育穩定，因此依據單井夾層劃分結果，繪制夾層的平面分布規律圖，采用相控建模的方法得到夾層的三維模型[7]。以42單砂層為例對夾層的分布特征進行分析，結果表明，夾層的厚度為1～2 m，夾層連續性好，夾層發育面積占單層砂體面積的86%，表明對該砂體具有較強的遮擋能力。

對于三級界面對應的夾層，這類夾層分布局限，井間存在較大的不確定性，因此采用隨機模擬的方式建立夾層的三維模型，對這類夾層進行描述。由于隨機建模具有一定的不確定性，因此進一步通過后期的生產動態資料對模擬結果進行修正，以便得到符合地質認識的合理夾層模型。

通過對42單層單一河口壩進行構型解剖，發現砂體內部可劃分為2個構型界面，相應地將該砂體分為3期增生體(圖1a)。分別沿順水流方向和垂直水流方向對內部這兩個構型界面進行劃分與對比，將劃分的構型界面作為河口壩砂體內部地層細分的層面來約束夾層模擬，以確保模擬出的夾層與構型界面伴生。平面上設置網格精度為5 m×5 m，縱向上設置網格為0.1 m，采用等比例方法進行網格劃分，并把夾層垂向比例曲線作為夾層模擬的概率約束。由于單砂體內部夾層厚度薄，平面分布不穩定，所以采用各向異性的變差函數，且以順水流方向為主方向進行變差函數擬合。

由于序貫指示模擬結果具有較強的隨機性，因此還需結合開發動態資料對模擬結果進行驗證和修訂。以A30井組為例，距離A30注水井相近的兩口采油井A24和A35，生產狀況卻存在差異，從單井分配曲線看(圖3)，A24的含水率在50%左右，產液量在200 m3以上，而A35的含水率在20%左右，產液量在100 m3以下，因此認為可能是隔夾層的遮擋作用導致A35注水效果比較差。隔夾層建模結果也表明，A35井附近存在隔夾層，因此，通過對模擬結果進行再處理，使得夾層三維模型既與井點吻合，井間又符合地質認識。

壩內夾層模型分析表明，夾層主要分布在壩尾及壩側翼，分布比較零散，平面上連續性差，對砂體的封隔能力較差，只能起到局部遮擋的作用。

圖3 A24及A35井生產動態曲線

5 結論

(1)研究區小層內部夾層包括壩間夾層和壩內夾層。壩間夾層的形成主要有兩種成因，一是由于相鄰兩期砂體間歇期水動力條件的減弱，形成砂體間的泥質沉積，造成泥質夾層形成；二是由于河口壩砂體不斷向湖盆進積，后期發育的分流河道下切到先期河口壩砂體內部，后期河道底部下切侵蝕亦可形成河道底部滯留泥礫隔擋層。壩內部夾層形成于洪泛事件之后的平水期，其水動力強度較弱，細粒懸浮物質會在前期增生體之上沉積，形成泥質夾層。

(2)采用相控建模的方法建立了壩間夾層模型，結果表明，夾層厚度較大、連續性好，對下部砂體具有較強的遮擋能力。在構型界面的約束下采用隨機模擬方法建立了壩內夾層模型，結果表明，夾層主要分布在壩尾及壩側翼，分布比較零散，平面上連續性差，對砂體的封隔能力較差，只能起到局部遮擋的作用。

[1] Hou Jiagen. Prediction of interbeds intercalated into complex heterogeneous reservoirs at a high water cut stage[J].Petroleum Science，2007，4(3):26-30.

[2] 張吉，張烈輝，胡書勇.陸相碎屑巖儲層隔夾層成因、特征及其識別[J].大慶石油地質與開發,2003,22(4):1-3.

[3] 李陽.我國油藏開發地質研究進展[J].石油學報,2007, 28(3):75-79.

[4] 趙紅兵，申本科.特高含水期三角洲前緣儲層建筑結構分析與剩余油分布[M].北京：石油工業出版社,2011：118-120.

[5] 何文祥,吳勝和,唐義疆，等.河口壩砂體構型精細解剖[J].石油勘探與開發,2005,32(5):42-45.

[6] 辛治國.河控三角洲河口壩構型分析[J].地質論評,2008,54(4):527-531.

[7] 周華建, 密井網區儲集層沉積微相模擬方法探討[J].油氣藏評價與開發,2012,2(2):17-22.

編輯：李金華

1673-8217(2015)01-0076-04

2014-08-08

張雨晴，博士，工程師，1982年生，2004年畢業于中國石油大學(北京)地質資源與地質工程專業，現主要從事石油開發地質工作。

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