安塞淺水三角洲前緣復(fù)合單砂體精細(xì)識(shí)別與劃分

趙 曄，師永民，劉新菊，萬(wàn) 琳，馮 博

(1.北京大學(xué)，北京 100871；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司，陜西 延安 716000；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

0 引 言

安塞油田上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組安塞三角洲是大型內(nèi)陸淡水湖盆河控的淺水三角洲，主要含油層系長(zhǎng)61形成于三角洲建設(shè)高峰期，油層厚度達(dá)20余米，具有河口壩發(fā)育少、改造強(qiáng)烈、水下分流河道擺動(dòng)復(fù)雜、分布連片等特點(diǎn)，導(dǎo)致砂體間連通性較差、注采對(duì)應(yīng)關(guān)系不明確、1～2 m的未水淹段廣泛存在、注水波及范圍小、剩余油分散分布[1]等生產(chǎn)問(wèn)題。目前，針對(duì)安塞油田平面水驅(qū)規(guī)律及剩余油的研究較多，而對(duì)剖面水驅(qū)規(guī)律和注采對(duì)應(yīng)關(guān)系等方面研究較少。因此，有必要對(duì)安塞淺水三角洲儲(chǔ)層砂體的單一成因砂體識(shí)別與組合關(guān)系進(jìn)行深入研究。

1 復(fù)合單砂體刻畫(huà)基礎(chǔ)

1.1 單砂體儲(chǔ)層構(gòu)型理論

儲(chǔ)層構(gòu)型是指對(duì)不同級(jí)序沉積界面(隔夾層)的形態(tài)、規(guī)模、方向及其所分割的不同層次結(jié)構(gòu)單元的疊置結(jié)構(gòu)的表征，是精細(xì)刻畫(huà)復(fù)合單砂體的理論支撐。其主體研究思路是層次劃分、分級(jí)擬合，其中曲流河點(diǎn)壩構(gòu)型與三角洲河口壩構(gòu)型2種模式研究精細(xì)程度較高[2-9]。

1.2 復(fù)合單砂體構(gòu)型描述

鄂爾多斯盆地東緣發(fā)育3個(gè)大型曲流河三角洲，分別為被相對(duì)狹窄的湖灣分離的延安三角洲、富縣三角洲和安塞三角洲，其具有類似的物源、沉積環(huán)境等特點(diǎn)[10]。研究區(qū)沉積期沉積底面傾角為2～3 °，且物源供給穩(wěn)定[11]，因此，研究區(qū)淺水三角洲復(fù)合單砂體的形態(tài)特征可由單一成因砂體的穩(wěn)定組合關(guān)系決定。

野外觀察發(fā)現(xiàn)，延安三角洲露頭復(fù)合單砂體具有如下特征：①?gòu)?fù)合單砂體由多個(gè)單一成因砂體互相切疊構(gòu)成且充填方向不斷改變，縱向上可由交切其他砂體的底部沖刷面區(qū)分；②水下分流河道復(fù)合砂體近似低彎度曲流河河道砂體，內(nèi)部由多期不同類型的充填沉積體組成；③水下分流河道單一成因砂體寬度約為80 m，厚度為2～5 m，其內(nèi)部充填方式主要為側(cè)向加積或填積，具有1～2條內(nèi)部泥質(zhì)夾層，壩形砂寬度略大，但被嚴(yán)重改造，可見(jiàn)寬度約為150 m，厚度約為6 m，該厚度與前人的研究結(jié)果基本一致[12-14]。

2 單一成因砂體與復(fù)合單砂體的井下識(shí)別方法

2.1 單一成因砂體定量識(shí)別與劃分

復(fù)合單砂體的劃分與對(duì)比是進(jìn)行儲(chǔ)層研究的基礎(chǔ)，而一系列單一成因砂體疊置組成復(fù)合單砂體。研究區(qū)內(nèi)單一成因砂體主要可分為水下分流河道、水下天然堤、河口壩砂體、分流間砂壩、席狀砂等類型，但位于2條水下分流河道之間的分流間砂壩沉積，其垂向組合序列、巖性與電性特征與河口壩相似，因此，在測(cè)井曲線上不易與河口壩砂體區(qū)分。水下天然堤砂體的井口鉆遇率較低，且通常與席狀砂的測(cè)井曲線響應(yīng)一致，因而為便于統(tǒng)計(jì)研究，將研究區(qū)內(nèi)砂體分為水下分流河道砂、壩狀砂與席狀砂3類。

首先，對(duì)研究區(qū)1口取心井的巖電特性進(jìn)行標(biāo)定；其次，通過(guò)泥巖基線偏移校正、收縮自然電位曲線至左值為10 mV、右值為110 mV的標(biāo)準(zhǔn)化處理后，得到區(qū)分儲(chǔ)層砂體與各類隔夾層的巖電經(jīng)驗(yàn)關(guān)系(表1)；最后，根據(jù)以下特征劃分單一成因砂體：①在垂直水流方向上，同一類型的單一成因砂體內(nèi)巖石類型相同；②以水下分流河道底部礫巖、壩狀砂頂部鈣質(zhì)夾層、席狀砂頂部泥巖或鈣質(zhì)夾層作為單一成因砂體的劃分指示；③單元厚度如前文所述，并遵循“厚度中心法”法則；④測(cè)井曲線響應(yīng)特征對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層類型規(guī)律參照研究區(qū)圖版(表2)。

表1 研究區(qū)儲(chǔ)層砂體與各類隔夾層的判定經(jīng)驗(yàn)關(guān)系

注：AC為聲波時(shí)差曲線在相應(yīng)深度對(duì)應(yīng)的數(shù)值，μs/m；GR為自然電位曲線在相應(yīng)深度對(duì)應(yīng)的數(shù)值，API；Rt為電阻率曲線在相應(yīng)深度對(duì)應(yīng)的數(shù)值，Ω·m。

2.2 復(fù)合單砂體的識(shí)別與統(tǒng)計(jì)

垂向劃分復(fù)合單砂體時(shí)選用自然伽馬等測(cè)井曲線區(qū)分復(fù)合單砂體頂、底的洪泛面或沉積作用轉(zhuǎn)換面。儲(chǔ)層復(fù)合單砂體類型的統(tǒng)計(jì)是以單一成因砂體的組合關(guān)系作為判別依據(jù)，因此統(tǒng)計(jì)時(shí)，以接觸類型數(shù)量作為計(jì)數(shù)對(duì)象。單一成因砂體的接觸類型主要分為7種12類(圖1)，即水下分流河道-水下分流河道型(a1、a2，簡(jiǎn)稱“河-河”)、水下分流河道-壩狀砂型(c，簡(jiǎn)稱“河-壩”)、水下分流河道-席狀砂型(b1、b2，簡(jiǎn)稱“河-席”) 、壩狀砂-壩狀砂型(d，簡(jiǎn)稱“壩-壩”)、席狀砂-壩狀砂型(e1、e2，簡(jiǎn)稱“席-壩”)、席狀砂-席狀砂型(f，簡(jiǎn)稱“席-席”)與分離型(g1、g2、g3)。

表2研究區(qū)復(fù)合單砂體類型識(shí)別圖版

圖1復(fù)合單砂體構(gòu)型模式

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 淺水三角洲前緣研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地東緣北—北東向發(fā)育展布的安塞三角洲，其由東至西向湖盆疊加、橫向擺動(dòng)，總面積可達(dá)2 000 km2。單期河道砂體中心遷移頻率較快，河道整體側(cè)向遷移和改道作用趨勢(shì)明顯，具有特定的剖面沉積序列和骨架砂體形態(tài)。

3.2 研究區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)型結(jié)構(gòu)層次劃分

3.3 研究區(qū)儲(chǔ)層單一成因砂體發(fā)育特點(diǎn)

表3 研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)層次劃分

圖2復(fù)合單砂體展布模式

3.4 研究區(qū)儲(chǔ)層復(fù)合單砂體類型統(tǒng)計(jì)

下游區(qū)砂體延伸規(guī)模較廣，可達(dá)1 000 m，砂體穩(wěn)定性強(qiáng)，廣泛發(fā)育的水下分流河道砂體與油水排方向近平行，與其相關(guān)的3類構(gòu)型組合“河-河”、“河-壩”、“河-席”型各占25%、25%、23%，但砂體連續(xù)性較差，分離型占22%。

3.5 研究區(qū)復(fù)合單砂體挖潛目標(biāo)

對(duì)研究區(qū)1668個(gè)復(fù)合單砂體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，油水井間注采對(duì)應(yīng)性普遍較差，水井排和油井排均僅射開(kāi)1～2層復(fù)合單砂體。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在研究層位水井射開(kāi)程度嚴(yán)重不足且小于油井射開(kāi)程度，表現(xiàn)為“有采無(wú)注”的不對(duì)應(yīng)問(wèn)題。上游、中游和下游區(qū)水井(油井)的射開(kāi)率分別為25.85%(26.75%)、20.37%(24.89%)、16.67%(25.60%)。研究區(qū)上游注采對(duì)應(yīng)率高于下游區(qū)，上游注采對(duì)應(yīng)率最高為40.92%，平均為16.19%；中游注采對(duì)應(yīng)率最高為27.52%，平均為9.53%；下游注采對(duì)應(yīng)率最高為50.00%，平均為7.00%。其中，射孔位置多為測(cè)井曲線呈箱形的水下分流河道上部與反韻律明顯的壩狀砂，被強(qiáng)烈改造的壩狀砂與席狀砂內(nèi)未見(jiàn)射孔。

以研究區(qū)2012年以后新鉆的60口井的試油、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立油水解釋模型，分析了23條覆蓋全研究區(qū)的油水剖面并與隔夾層的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，席狀砂溝通水下分流河道與壩狀砂時(shí)，順河道方向油層連續(xù)距離為300～1 000 m，“河-席”型油層顯示比例較大，無(wú)分區(qū)特征。“河-河”型在上游和中游區(qū)內(nèi)底部大部分顯示為水層，結(jié)合吸水剖面，判斷其為底部水淹；在下游區(qū)中水下分流河道單一成因砂體內(nèi)部普遍發(fā)育1～2層鈣質(zhì)隔夾層，縱向切割油層，連片分布的油層順河道方向延伸超過(guò)1 100 m。下游區(qū)分離型壩狀砂由于受到強(qiáng)烈改造且延伸寬度小于井間距，因而注采井對(duì)壩狀砂的控制程度有限，導(dǎo)致油呈塊狀分布。結(jié)合注采對(duì)應(yīng)情況，全區(qū)的“河-席”型、下游區(qū)分離型壩狀砂與下游區(qū)內(nèi)與水下分流河道相關(guān)的復(fù)合單砂體組合類型的中上部具有挖潛條件。

4 結(jié) 論

(1) 安塞三角洲研究區(qū)內(nèi)單一成因砂體內(nèi)發(fā)育的鈣質(zhì)隔夾層與泥質(zhì)隔夾層縱向切割砂體，注采不對(duì)應(yīng)現(xiàn)象在研究區(qū)廣泛存在，以野外露頭砂體構(gòu)型觀察為參考，按照單一成因砂體的組合關(guān)系統(tǒng)計(jì)復(fù)合砂體類型的方法適用于密井區(qū)砂體構(gòu)型的研究。

(2) 安塞三角洲前緣研究區(qū)上游砂體向下游方向的砂體由透鏡狀過(guò)渡為連片狀分布，砂體減薄趨勢(shì)明顯；中游是復(fù)合單砂體主要的分流匯合區(qū)域，隨著砂體發(fā)育的進(jìn)程，該區(qū)域砂體逐漸發(fā)育，砂體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；下游的砂體延伸規(guī)模較廣，可達(dá)1 000 m。

(3) 安塞三角洲前緣以與水下分流河道相關(guān)的3種構(gòu)型類型為主，其中下游區(qū)“水下分流河道型-水下分流河道”型的中上部具挖潛條件；“水下分流河道-席狀砂”型中油層連片規(guī)?？蛇_(dá)300～1 000 m，但“席狀砂-席狀砂”型的油水顯示往往顯示為干層；壩狀砂分離型受采油井控制程度低，其油水顯示呈塊狀分布。

[1] 劉新菊, 高月剛, 張洪軍,等. 安塞特低滲疊加砂巖單砂體剩余油分布機(jī)理與挖潛[J]. 復(fù)雜油氣藏, 2015, 8(4):70-74.

[2] MIALL A D. Architecture and sequence stratigraphy of Pleistocene fluvial systems in the Malay Basin, based on seismic time-slice analysis[J]. AAPG Bulletin, 2002, 86(7):1201-1216.

[3] ZOU C, ZHANG X, PING L, et al. Shallow-lacustrine sand-rich deltaic depositional cycles and sequence stratigraphy of the Upper Triassic Yanchang Formation, Ordos Basin, China[J]. Basin Research, 2010, 22(1):108-125.

[4] 張善義,蘭金玉.水下分流河道建筑結(jié)構(gòu)模式的建立及對(duì)剩余油的控制作用[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā),2013 3(5):9-12.

[5] 紀(jì)友亮,吳勝和,張銳.自旋回和異旋回的識(shí)別及其在油藏地層對(duì)比中的作用[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,)2012,36(4):1-6.

[6] 曾祥平.儲(chǔ)集層構(gòu)型研究在油田精細(xì)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2010,37(4):483-489.

[7] 吳勝和,翟瑞,李宇鵬.地下儲(chǔ)層構(gòu)型表征：現(xiàn)狀與展望[J].地學(xué)前緣,2012,19(2):15-23.

[8] 李陽(yáng), 吳勝和, 侯加根,等. 油氣藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究進(jìn)展與展望[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā), 2017, 44(4):569-579.

[9] 嚴(yán)科. 三角洲前緣儲(chǔ)層特高含水后期剩余油分布特征[J]. 特種油氣藏, 2014, 21(5):20-23.

[10] 李文厚, 龐軍剛, 曹紅霞,等. 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長(zhǎng)期沉積體系及巖相古地理演化[J]. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2009, 39(3):501-506.

[11] 武富禮, 李文厚, 李玉宏,等. 鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組三角洲沉積及演化[J]. 古地理學(xué)報(bào), 2004, 6(3):307-315.

[12] 劉化清, 袁劍英, 李相博,等. 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)期湖盆演化及其成因分析[J]. 巖性油氣藏, 2007, 19(1):52-56.

[13] 李鳳杰, 王多云, 鄭希民,等. 陜甘寧盆地華池地區(qū)延長(zhǎng)組緩坡帶三角洲前緣的微相構(gòu)成[J]. 沉積學(xué)報(bào), 2002, 20(4):582-587.

[14] 張金亮, 司學(xué)強(qiáng), 秦敬. 安塞油田王窯地區(qū)長(zhǎng)6油層沉積微相研究[J]. 西北地質(zhì), 2003, 36(3):62-71.

[15] 賈鵬, 李明, 盧遠(yuǎn)征,等. 四川盆地寒武系洗象池群層序地層劃分及層序地層格架的建立[J]. 地質(zhì)科技情報(bào), 2017，3(2):119-127.