花土溝油田復合河道砂體構(gòu)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(fā)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(zhì)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(zhì)性[1-2]。通過識別單河道砂體對復合河道砂體內(nèi)部進行精細解剖，能夠極大地改善油田開發(fā)中后期的效果[3]。目前，復合河道砂體構(gòu)型解剖技術(shù)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(qū)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(gòu)型模式及識別方法。

1 區(qū)塊地質(zhì)概況

花土溝油田位于柴達木盆地西部坳陷區(qū)，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(tǒng)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(fā)育連片的復合河道砂體。花土溝油田于1959年投產(chǎn)，現(xiàn)已進入高含水開發(fā)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(nèi)部構(gòu)型研究非常重要。

2 單砂體構(gòu)型研究

參照 Miall河流相儲集層構(gòu)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(qū)的構(gòu)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(qū)追蹤對比；5級界面為復合砂體的頂?shù)捉缑妫?級界面為單成因砂體的頂?shù)捉缑妫?級以下界面規(guī)模較小。本文在以6級界面為基本結(jié)構(gòu)要素的小層劃分基礎上，通過開展單砂體規(guī)模及復合河道疊置關系研究，在復合河道內(nèi)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(zhì)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(cè)向上的拼接都各有差異，因此要對復合河道進行構(gòu)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(jù)研究區(qū)的巖性和測井資料，在同一時間地層單元內(nèi)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(fā)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(fā)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(cè)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(cè)向疊加，表現(xiàn)為砂體連片發(fā)育，但測井曲線的形態(tài)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(gòu)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(cè)翼逐漸減薄，當剖面上河道砂體出現(xiàn)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(fā)育規(guī)模

根據(jù)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(qū)篩選出特征明顯的單一河道砂體，得到92個樣品的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)單河道砂體的寬厚變化呈現(xiàn)明顯的對數(shù)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(gòu)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(jù)上述5種單一河道識別標志，通過單一河道定量規(guī)模研究，根據(jù)研究區(qū)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(nèi)往往多個河道在垂向上和側(cè)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(zhì)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(xiàn)單獨的箱形或鐘形，而在泥巖處為平直的曲線形態(tài)。

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(xiàn)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(tài)有細微差異。

疊加式：河道在垂向或側(cè)向上接觸，又可分為側(cè)向疊加和垂向疊加。側(cè)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(gòu)型解剖實例

結(jié)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(xù)河間砂、高程差、厚度和巖石物性、測井曲線組合形態(tài)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(jīng)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(fā)育規(guī)模逐漸增大，單河道砂體間的接觸關系由孤立式逐漸變?yōu)榀B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(qū)精細解剖。V-07小層中部及東南部發(fā)育數(shù)條單河道，接觸關系為孤立式或?qū)邮剑拥郎绑w在西北部交匯切疊，連片發(fā)育。通過建立單砂體剖面進行刻畫，在復合河道內(nèi)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(gòu)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(jié)果動態(tài)驗證

單砂體的劃分結(jié)果對研究區(qū)內(nèi)各層位單期河道砂體的追蹤，對油田發(fā)現(xiàn)剩余油規(guī)律、調(diào)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(nèi)部連通關系的認識程度，可以通過油田開發(fā)動態(tài)資料進行檢驗其合理性。本次總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)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(jù)花土溝油田的示蹤劑資料分析，發(fā)現(xiàn)示蹤劑見效井均在同一個單砂體內(nèi)部，未見效井均不在同一個單砂體內(nèi)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(tài)分析數(shù)據(jù)

6 結(jié)論

花土溝油田三角洲前緣復合河道內(nèi)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(cè)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(chǎn)實踐證實了單砂體劃分結(jié)果比較合理。