靖安油田長4+5儲層單砂體劃分方法研究

史建國，周建堂，張 維，鄧涇蓉，賀建霞

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 718500）

靖安油田地處鄂爾多斯盆地伊陜斜坡構造單元的中偏東北部，本區發育由東向西傾沒的低幅鼻狀隆起，鼻狀隆起軸線近于東西向，寬度近5 km。長4＋5沉積微相為水下分流河道與分流間灣相沉積，長4＋5油藏埋深1 730 m，砂層厚度10 m～35 m，河道寬度5 km～8 km。

經過多年的注水開發，地質儲量采出程度7.6%，綜合含水74.5%，油田已進入中高含水開采階段，油藏平面剖面矛盾突出，穩產及提高采收率難度加大。近兩年通過大量加密井、檢查井及野外露頭研究，結合測井分析，發現以往籠統的分層方式已不能滿足目前的開發需求，需進一步細分層系至地層更小的單元-單砂體，探究油藏內部單砂體空間展布特征與剩余油關系，揭示油藏水驅規律及開發潛力，同時對油田加密調整井、措施挖潛及開采剩余油具有十分積極的意義。

1 儲集層層次劃分

目前，儲層層次細分理論比較成熟，在靖安油田應用比較廣泛。針對研究區儲集層主要為河湖三角洲沉積、三角洲前緣河道沉積成因的特點，采用“層序地層”等時地層對比技術進行宏觀地層格架控制，采用“旋回對比、分級控制、不同相帶區別對待”的地層層次劃分對比技術進行精細小層對比，綜合應用鉆井取心、測井等資料，逐級剖析儲層砂體特征，以實現對儲集層砂體的逐級精細刻畫，進而達到對單砂體精細解剖的目的。最終，將目的層段劃分為2個砂層組，7個小層，并在小層的基礎上細分為27個單砂體。

2 儲集層單砂體成因分析

2.1 單砂體的定義

1985年，Miall提出了一套河流相的儲層構型要素分析法，具有更精細的層次，能夠精細到“單一微相”級別，且成果反映和界面為實際沉積單元體的物理界面，并注重三維分布上的研究。2008年張慶國等提出單砂體是指自身垂向上和平面上都連續，但與上、下砂體間有泥巖或不滲透夾層分隔的砂體[2]。2012年封從軍提出不同的單砂體在粒度、分選、雜基含量等方面存在較大差異，而且單砂體之間經常存在較薄的泥巖、泥質粉砂巖或泥質細砂巖隔夾層，導致單砂體之間不連通。對于單砂體的識別，很多橫向分布穩定的砂體實際上是復合河道砂體，是由多條單河道砂體拼合疊置形成的。單河道砂體在儲集物性方面的明顯差異和隔夾層的存在，導致復合河道砂體含油不均勻。

本文采用吳勝和提出“單一微相成因的砂體即單砂體[1]”的概念進行研究，充分考慮砂體的展布特征，并結合巖心、單井相、連井相以及測井相等方面，對單砂體成因進行研究，單砂體受到了三方面的約束，即成因、形態、規模。

2.2 單砂體的成因分析

目前，在單砂體成因研究上，本文在充分考慮砂體的展布特征，并結合巖心、單井相、連井相以及測井相等方面，同時沿用多數學者采用沉積微相細分和識別的方法，對單砂體成因進行研究。

靖安油田長4＋5期儲層沉積時該區處于河湖交匯區三角洲前緣沉積環境，主要發育水下分流河道、分流河道側緣、河口砂壩、支流間灣等沉積微相。該區在巖心中可見平行層理、水平層理、大型交錯層理等，層理的多樣性說明水流動蕩多變，是河湖交匯區的沉積特征，使不同時期的河道不斷疊加和遷移，從而導致河道內部砂體的相互切割、疊置，形成相對連片的復合河道。這些河道砂體構成了主要儲集空間。

3 儲層單砂體識別及劃分

3.1 單砂體觀察數據獲取

本期長4＋5儲層野外露頭在延安市延長縣內，砂體整體呈層狀，泥質夾層特別發育，砂體形態呈楔狀、透鏡體、塊狀，砂巖厚度在0.5 m～3.0 m，接觸關系以疊加、切疊、孤立為主，砂體寬度在150 m～200 m。

3.2 單砂體疊置模式研究

由于受到河道擺動、變遷的影響，砂體間的關系較為復雜，解剖靖安油田長4＋5儲層，基本有孤立式、接觸式、切疊式、疊加式等四種。

孤立式是一種較為特殊的疊加模式，兩個單期河道中間有泥巖相隔，或兩個單期河道疊加在一個較大河道之上，總體上和較大河道一起構成了河道微相。在不考慮下伏較大河道時，兩單砂體構成孤立式[3]。孤立式單砂體連接關系在靖安油田長4＋5儲集層復合河道層次細分中比較少見。

接觸式是兩條河道砂體向中間連接方向厚度逐漸變薄，物性變差，多表現出河道側翼和河道間灣的特征。連接處兩口井砂體測井曲線特征有明顯差異，鄰井小層對比頂面拉平后往往有一定的高程差[4]。

圖1 單砂體垂向疊置關系圖

疊加式是兩河道砂體垂向上有明顯的疊加關系，測井曲線一般表現出兩種形式，一種是有泥質層等非滲透夾層存在，而且夾層較厚，此時測井響應明顯；另一種無明顯非滲透性夾層，多為物性夾層，上、下兩砂體多連通，測井響應沒有存在非滲透夾層時特征明顯，但仍然是兩期單砂體疊加[5]。

切疊式是兩河道砂體向中間方向厚度變化不明顯，但中間部分砂體測井曲線呈現明顯的回返，顯示出兩期河道砂體的疊加，從曲線上可看出第二期河道對第一期河道的切割，鄰井小層對比頂面拉平后高程差不甚明顯[6，7]。

3.2.1 垂向疊置關系 根據野外露頭觀察，砂體在垂向上可細分為切疊式、疊加式、孤立式（見圖1）。

3.2.2 橫向疊置關系 根據野外露頭觀察及前人經驗，砂體在橫向上可細分為切疊式、接觸式、孤立式（見圖2）。

3.2.3 砂體疊置關系組合 基于對單砂體研究由單砂體垂向疊置和側向疊置關系的研究，單砂體的連通關系是在兩口以上井的信息基礎上，開展的砂體接觸關系研究。結合沉積微相、單井在砂體的位置，推導出兩口井間存在砂體10種疊置類型，由于接觸式無法在測井資料上明確識別，故將橫向疊置關系中的接觸式和切疊式合為一種（見圖3）。

接觸形態不同，其油田影響也不同。平面矛盾突出主要為左右孤立式、左右切疊式；層間矛盾突出主要為上下孤立式；層內矛盾突出主要為上下切疊式。研究區域長4+52期以上下孤立式、上下切疊式為主，野外露頭觀察也呈現這種接觸關系。

3.3 單砂體劃分標準方法

在構建單砂體空間接觸關系的基礎上，確定了劃分單砂體的四個參數，包括測井曲線特征、微構造特征、砂體厚度特征、廢棄河道沉積物。

3.3.1 測井曲線特征 首先要進行曲線歸一化處理。油田開發過程中，測井儀器、測井工藝水平都在發生變化，導致出現同一測井系列刻度范圍值不一致的現象。將曲線數值歸一化，統一刻度范圍值，消除新老曲線不一致產生的誤差。一般采取下列公式進行歸一化，將所有井刻度范圍值全部調整為0～1（無量綱）。

式中：SPnew、GRnew-SP和GR歸一化曲線值；SPmax、GRmax-SP和GR原始曲線最大值；SPmin、GRmin-SP和GR原始曲線最小值。

圖2 單砂體橫向疊置關系圖

圖3 單砂體疊置模式圖

單砂體界面量化標準是單砂體界面判定以GR凹峰為界，以GR值0.4～0.6（歸一化）作為標準，然后GR曲線反轉與SP曲線交集填充，增強重構形成包絡面，進行砂體連通性研究。對于界面不明顯時，輔以AC、厚度劃分。

3.3.2 微構造特征 陜北地區區域構造總體平緩，當砂體構造出現突變時，在確定砂巖組的頂底界限，且扣除背景構造差異之后，如果砂頂海拔變化超過鄰井最大厚度1/2時，則認為是不同期河道砂體。

3.3.3 砂體厚度特征 同一地區同一條河流切割能力的差異變化較小，結合這一特點，當某井點砂體厚度小于或大于鄰井厚度的1/2以上時，該井點可判定位于單一河道的邊部或者向邊部過渡地帶。

3.3.4 廢棄河道沉積物 廢棄河道代表一次性河流沉積作用的改道，因此廢棄河道沉積物是識別河道邊界的重要標志。若發現廢棄河道沉積物，則可斷定是河道邊界。

4 單砂體展布特征

該區屬于三角洲前緣亞相，水體動蕩造成單砂體間相互切疊的情況比較嚴重，可分辨的單砂體規模變化較大，寬度在150 m～320 m。

從平面分布來看，單砂體規模變化較大，平面幾何特征為條帶狀、土豆狀、不規則形狀，砂體寬度150 m～270 m，延伸長度1 500 m左右（見圖4、圖5），表明當時河道沉積環境改道頻繁，河流的規模較小。同時砂體間存在滲流屏障，是導致部分油井長期見效，注水井注不進、壓力高的原因之一。

5 單砂體應用的主要方向

5.1 重新認識水驅儲量控制程度

水驅儲量控制程度參數未描述“砂體間存在滲流屏障”的情況，本文提出一個參數，有效水驅儲量控制程度，它表示在同一單砂體內部與注水井連通層厚度與總厚度之比，用于描述目前井網對砂體的最大有效水驅程度。

式中：h-單砂體內連通油層厚度；H0-單砂體內連通注水井厚度。

圖4 靖安油田長4＋5222單砂體平面分布圖

圖5 靖安油田長4＋5221單砂體平面分布圖

該區的水驅儲量控制程度由92.6%下降到85.1%，降低了7.5%，表明前期計算較大。

5.2 指導剩余油挖潛

結合單砂體研究成果，發現該區儲層存在注采不對應井的現象，部署補孔、酸化、隔采、堵水等措施14井次，已實驗性的實施補孔1口，累計增油523 t，取得了較好的效果，指導了下步措施方向。

6 結論

（1）單砂體研究應該是基于兩口以上井的信息才能開展，就一口井劃分單砂體，只不過是小層再細分。基于對單砂體研究由單砂體垂向疊置和側向疊置關系的研究，單砂體的連通關系是在兩口以上井的信息才能開展的砂體接觸關系，結合積微相、井在砂體的位置，推導出兩口井間所在砂體10種疊置類型。

（2）砂體間存在滲流屏障，是導致部分油井長期見效，注水井注不進、壓力高的原因之一。

（3）通過有效水驅儲量控制程度評價，表明前期水驅儲量控制程度計算結果偏大，導致開發效果不匹配。

［1］吳勝和.儲層表征與建模［M］.北京：石油工業出版社，2010.

［2］張慶國，鮑志東，宋新民，等.扶余油田扶余油層儲集層單砂體劃分及成因分析［J］.石油勘探與開發，2008，35（2）：157-163.

［3］舒志華，張立有，劉剛，等.復合砂體中單一河道的識別方法［J］.大慶石油地質與開發，2006，25（4）：18-20.

［4］秦剛，成群，熊金紅，等.河道內單砂體成因分析與刻畫—以扶余油田中38區扶余油組為例［J］.斷塊油氣田，2014，21（3）：309-313.

［5］周新茂，胡永樂，高興軍，等.曲流河單砂體精細刻畫在老油田二次開發中的應用［J］. 新疆石油地質，2010，31（3）：284-287.

［6］馬世忠，呂桂友，閆百泉，等.河道單砂體“建筑結構控三維非均質模式”研究［J］.地學前緣，2008，15（1）：57-64.

［7］張小莉，查明，王鵬.單砂體高部位油水倒置分布的成因機制［J］.沉積學報，2006，24（1）：148-152.