花土溝油田復合河道砂體構型研究

李國艷，陳曉東，王修朝，張 迪，方 松，李雅楠

（1.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院，甘肅敦煌 736202；2.中國石油集團長城鉆探工程有限公司地質研究院，遼寧盤錦 124010）

復合河道砂體是由成因不同的砂體在空間上反復沉積而形成，具有很強的非均質性[1-2]。通過識別單河道砂體對復合河道砂體內部進行精細解剖，能夠極大地改善油田開發中后期的效果[3]。目前，復合河道砂體構型解剖技術在大慶、吉林、長慶等老油田均有應用，并取得了較好的效果，但在不同研究區塊單河道的定量模式往往存在著差異。本文以柴達木盆地花土溝油田上干柴溝組為例，探討三角洲前緣復合河道砂體構型模式及識別方法。

1 區塊地質概況

花土溝油田位于柴達木盆地西部坳陷區，為中孔中滲背斜型斷塊層狀砂巖油氣藏。目的層為新近系中新統上干柴溝組上部 IV～VII油組，地層厚度280～400 m，埋深600～1 400 m，可進一步劃分出93個小層。總體上巖性以巖屑長石砂巖為主，粒度細、分選好、磨圓度中等。物源主要來自西南方向，為淺水辮狀河三角洲沉積，這一時期水體動蕩頻繁，河道砂體分叉改道、反復沉積，發育連片的復合河道砂體。花土溝油田于1959年投產，現已進入高含水開發階段，綜合含水率達65%以上，剩余油開采難度大，因此開展復合河道內部構型研究非常重要。

2 單砂體構型研究

參照 Miall河流相儲集層構型分級方案[4-5]，綜合考慮花土溝油田的實際情況，將研究區的構型界面分為6級，其中6級界面為小層地層單位界面，在橫向上具有等時性，可在全區追蹤對比；5級界面為復合砂體的頂底界面；4級界面為單成因砂體的頂底界面，4級以下界面規模較小。本文在以6級界面為基本結構要素的小層劃分基礎上，通過開展單砂體規模及復合河道疊置關系研究，在復合河道內部進行單期河道砂體的識別，最終完成單一期次河道砂體分布研究。

2.1 單一河道的識別標志

單砂體的沉積受眾多地質因素的影響，如基準面的變化、地形坡度的變化、沉積水動力條件等[6-10]。不同的沉積條件下，單砂體垂向的疊置和側向上的拼接都各有差異，因此要對復合河道進行構型研究，首先應該對單河道砂體的邊界進行識別（圖1）。

圖1 單一河道砂體識別標志

根據研究區的巖性和測井資料，在同一時間地層單元內識別出單河道邊界具有5種標志：①河間沉積：河道分叉而形成的兩個同期次砂體，砂體間發育非滲透性泥巖（圖1a）。②高程差異：河流改道或河道廢棄導致發育不同期次的河道，河道砂體頂面距地層界面的距離有所差異，可作為不同河道分界的標志（圖1b）。③側向疊加：晚沉積的砂體會對早沉積砂體進行切割，使兩期河道的側向疊加，表現為砂體連片發育，但測井曲線的形態差異較大，可作為兩期單河道邊界的標志（圖1c）。④厚度差異：氣候、構造等多重因素使不同河流搬運、沉積砂體的能力存在差異，沉積的砂體在厚度上有所差異（圖1d）。⑤“厚-薄-厚”組合特征：單一河道呈頂平底凸的特征，即單一河道砂體從河道中部到河道側翼逐漸減薄，當剖面上河道砂體出現由“厚-薄-厚”的變化特征時，其間存在單河道邊界（圖1e）。

2.2 單一河道的發育規模

根據擬合的單河道寬厚比預測模式，花土溝油田單一河道寬度較小，寬度80～200 m，厚度2～5 m。在研究區篩選出特征明顯的單一河道砂體，得到92個樣品的數據進行分析，發現單河道砂體的寬厚變化呈現明顯的對數關系（圖2）。

圖2 花土溝油田單河道寬度與厚度定量關系

3 復合河道構型解剖

復合河道的識別遵循兩個原則：①相鄰兩口井均為河道微相，則井間也屬于河道微相，如果相屬性不同，則考慮砂體的厚度判斷相面的位置。②對于水下分流河道微相要考慮物源，沿物源方向井點水下分流河道砂體可連成水下分流河道微相。本次研究根據上述5種單一河道識別標志，通過單一河道定量規模研究，根據研究區實際情況，對復合河道進行單砂體精細解剖[11-13]。

由于水動力條件、河流的遷移、湖水的改造、古氣候等多因素的作用，同一時間地層單元范圍內往往多個河道在垂向上和側向上互相疊置拼合，形成不同的疊置樣式。花土溝油田水下分流河道疊置樣式主要包括孤立式、對接式和疊加式（圖3）。

圖3 單河道砂體疊置類型模式

孤立式：河道彼此不接觸，河道之間為支流間灣沉積。支流間灣主要為滲透性差的泥質沉積，兩條單河道不連通，各自形成獨立的流動單元。在砂體處測井曲線呈現單獨的箱形或鐘形，而在泥巖處為平直的曲線形態。

對接式：河道彼此對接，但河道之間的切疊關系較差。河道間接觸部分較少，兩條河道表現為弱連通關系。在砂體處測井曲線呈單獨的箱形或鐘形，不同的河道砂體測井曲線形態有細微差異。

疊加式：河道在垂向或側向上接觸，又可分為側向疊加和垂向疊加。側向疊加式砂體在兩期砂體疊置處，測井曲線為階梯狀箱形，未疊置處，測井曲線為單獨箱形; 垂向疊置式砂體在兩期砂體疊置處，測井曲線上為階梯狀箱形，向河道邊部，第二期單砂體測井曲線箱形的底部高程明顯上升，第一期單砂體測井曲線箱形的頂部高程一致。

4 砂體構型解剖實例

結合沉積背景，以三角洲沉積模式為指導，在巖相與測井相標定的基礎上，以砂體厚度為約束，利用廢棄河道與不連續河間砂、高程差、厚度和巖石物性、測井曲線組合形態判斷河道邊界；利用剖面對應關系，進行不同小層的平面刻畫。研究表明：花土溝油層沉積經歷了一個整體湖退的長期旋回，若干個湖退-湖侵的中期旋回，隨著湖平面不斷降低，河道微相的發育規模逐漸增大，單河道砂體間的接觸關系由孤立式逐漸變為疊加式，砂體間連通性逐漸變好；其中，V-07小層河道砂體在橫向上連片展布，疊置關系較為復雜。

以V-07小層為例，對河道砂體復合連片區精細解剖。V-07小層中部及東南部發育數條單河道，接觸關系為孤立式或對接式，河道砂體在西北部交匯切疊，連片發育。通過建立單砂體剖面進行刻畫，在復合河道內部識別出9條單河道，1處河口壩，砂體厚度2～4 m，寬度80～250 m，其中存在5處對接式接觸界面以及 4處疊加式接觸界面（圖 4～6）。

圖4 花土溝油田V-07小層單砂體構型解剖

圖5 過N12-1-4―N11-3―N10-1-4井小層單砂體剖面

圖6 過N8-2-4―N7-14-2―N7-4-4井小層單砂體剖面

5 單砂體劃分結果動態驗證

單砂體的劃分結果對研究區內各層位單期河道砂體的追蹤，對油田發現剩余油規律、調整加密井及分層注水等具有十分積極的意義。單砂體劃分提高了對復合砂體內部連通關系的認識程度，可以通過油田開發動態資料進行檢驗其合理性。本次總結了研究區內VI-7、VI-8、VI-10、VI-17小層4組示蹤劑分析測試資料（表1），檢驗劃分出的單砂體河道的連通性及分隔性。根據花土溝油田的示蹤劑資料分析，發現示蹤劑見效井均在同一個單砂體內部，未見效井均不在同一個單砂體內部，證實了單砂體劃分比較合理。

表1 花土溝油田示蹤劑動態分析數據

6 結論

花土溝油田三角洲前緣復合河道內單一河道邊界具有5種識別標志：河間沉積、高程差異、厚度差異、側向疊加、河道砂體的“厚-薄-厚”組合；單一河道砂體寬度80～200 m，厚度2～5 m；單砂體具有孤立式、對接式和疊加式3種河道疊置關系；生產實踐證實了單砂體劃分結果比較合理。