塔河東部三疊系阿四段水下分流河道內部結構 及夾層分布特征

牛會玲，郭 瑞，王東權

（中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011）

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起中段南翼的阿克庫勒凸起南部，東部阿克庫勒組整體發育辮狀河三角洲—濱淺湖—半深湖沉積體系。阿克庫勒組由下至上分為阿一段、阿二段、阿三段和阿四段四個亞段，阿四段地層厚度為260～300 m，阿四段位于阿克庫勒組的上部，為一套厚層灰黑色泥巖夾薄層細砂巖，內部砂體厚度小且分布零散，呈北西–南東向長短不一的條帶狀分布。根據巖性特征和測井特征，結合研究區阿克庫勒組沉積體系，認為阿四段為濱淺湖相–半深湖相沉積環境，目的層條帶狀砂體為濱淺湖相三角洲前緣水下分流河道沉積。利用高精度三維地震資料，采用多種方法技術刻畫水下分流河道砂的發育形態（圖1），結果表明，河道砂體呈北西–南東向展布，長度一般為10～45 km，河道砂體比較窄，約為80～280 m，整體為低彎度窄河道的沉積特征。河道砂受多期構造運動影響，砂體頂面構造起伏頻繁，被北東–南西向的多個正斷層切割，油氣在河道砂局部高部位成藏，形成封閉、半封閉式巖性油藏[1]。

目前三疊系阿四段河道砂巖性油藏的勘探開發處于中期階段，常規彈性能量驅開采過程中，已經出現開發速度快、單井壓降快、生產時間短和地層能量不足等多種現象，致使油藏開發效果很不理想。由于水下分流河道較窄，砂體薄，構造起伏頻繁，開發井網對其控制程度較差，又因儲量基數小，無法通過完善開發井網來有效地控制地質儲量和提高油藏的采出程度。因此，在油藏開發的中后期，嘗試通過注水來補充地層能量和提高油藏整體的控制程度，需對水下分流河道內部結構及夾層分布特征進行研究，進而提升油藏的采出程度和開發效果。

圖1 塔河油田東部阿四段水下分流河道形態特征

1 水下分流河道內部結構

研究區三疊系阿四段地層是一種典型的“泥包砂”組合特征，整段地層厚度約100 m，砂泥比為10%～18%，砂巖層的上、下泥巖層厚度通常十幾米到幾十米不等。目的層河道砂位于阿四段下部，砂體厚度比較薄，一般為5～15 m，少數井砂體厚度達20 m，內部發育0～3 個夾層不等（圖2）。

三疊系阿四段目的層河道砂體巖性主要為灰白色、淺灰色和灰綠色中–細粒長石巖屑砂巖（圖2），孔隙度主要為18.0%～24.0%，平均為21.5%，滲透率主要為 50×10–3～250×10–3μm2，平均為185×10–3μm2，為中孔、中滲儲層。孔隙類型以粒間孔、粒間溶孔為主，粒間填隙物由雜基和膠結物構成，雜基主要為泥質，膠結物為灰質與高嶺石。巖心上可見板狀斜層理、平行層理和厚層狀層理，其中泥巖、粉砂質泥巖和泥質粉砂巖中常見沙紋層理和水平層理。河道砂體在測井曲線上主要表現為正韻律箱形和鐘形沉積特征（圖2），多數正韻律沉積旋回頂部因受到不同程度地沖刷而保存不完整，部分井河道砂體曲線呈漏斗狀，局部可見曲線短暫回返現象。

圖2 XX4 井三疊系阿四段河道砂巖性及測井特征

水下分流河道內部構成要素主要分為前積層和前積體兩種。前積層對垂向砂體分布有較強的控制作用，而前積體對平面上順河道方向砂體分布有較強的控制作用。水下分流河道內部前積體和前積層疊加樣式會直接影響和控制夾層的發育，前積體和前積層疊加樣式主要有進積型、退積型和加積型三種[2–5]。本次研究結合河道部位實鉆井的位置，根據連井剖面上砂體的測井曲線形態和韻律段相似性，分析水下分流河道內部結構樣式。結果表明，阿四段水下分流河道內部前積體和前積層的疊加主要表現為進積型和加積型，前積層的疊加主要發育前積層垂向、側向加積型和進積型疊加樣式，組合形式是以其中一種為主的復合式疊加樣式（圖3），而前積體的疊加主要為前積體進積型疊加樣式。前積層和前積體的傾向都指向水下分流河道延伸方向，因受河道彎度、寬度以及地勢的影響，其傾角一般為0～8°，延伸長度長短不一，兩者寬度都近似等于或小于河道寬度。前積體和前積層在形成的過程中會因水動力作用變化而遭到不同程度地破壞和改造，致使河道砂體韻律段及內部夾層發育不完整[6–8]。

圖3 水下分流河道砂內部結構

2 夾層巖性特征及成因

夾層是砂巖層內分布不穩定、滲透性低的非有效層。受沉積、成巖及成巖后生等各種作用不同程度的影響，夾層物性變差，特別是滲透率很低[9–10]。水下分流河道砂體內部夾層發育在前積體和前積層內部一套基本完整的韻律段砂層頂部。

利用錄井和取心分析化驗資料，結合測井曲線，可識別和劃分河道砂內部夾層。據統計，阿四段河道砂內部夾層類型主要為泥質夾層和灰質夾層，厚度為0.3～2.8 m，其次有少數物性夾層，基本上都較薄，一般為0.5～2.0 m。據統計，42 口實鉆井中，10 口井鉆遇泥質夾層，發育15 個夾層，占總夾層井數的24.4%；28 口井鉆遇灰質夾層，發育35 個夾層，占總夾層井數的68.3%；同時，鉆遇泥質和灰質兩類夾層的井只有5 口。因此，認為三疊系阿四段河道砂內部灰質夾層相對比較發育。

泥質夾層：在沉積過程中主要因河道變寬、水動力變弱或河道坡度變平緩等多種條件下形成厚度不等的泥巖層[11]。研究區阿四段河道砂內部泥質夾層巖性主要為灰色、黑灰色泥巖和粉砂質泥巖，主要位于單砂體韻律段相對較為完整的頂部。泥質夾層滲透率變差，孔喉變小，還存在一定的孔隙度，具有一定的阻滲能力。

灰質夾層：一部分夾層是成巖早期流動的孔隙水帶來的碳酸鹽膠結物，另一部分是成巖中后期砂巖中碳酸鹽顆粒壓溶后形成的膠結物[12]。研究區阿四段河道砂內部灰質夾層巖性主要為灰白色、灰色極細–細粒灰質砂巖、含灰質砂巖，還有少數含泥灰質夾層，基本發育在砂體中單韻律頂部。灰質夾層內部因孔喉主要被灰質膠結充填，孔滲值都較低，夾層物性很差，具有很好的阻滲能力。

物性夾層：阿四段河道砂內部物性夾層與泥質夾層的成因相似，巖性一般為泥質粉砂巖、含泥質粉砂巖，厚度約1.0 m，厚度一般未達到有效物性夾層的下限，平面上延伸較短。物性夾層具有一定的孔隙度和滲透性，阻滲能力差。

3 夾層展布特征

3.1 測井識別

根據夾層巖性特征及成因，利用自然伽馬（GR）、自然電位（SP）、聲波時差（AC）、中子（CNL）和密度（DEN）等多種測井曲線的幅度異常特征來識別夾層的類型，根據測井曲線的突變半幅點位置確定夾層厚度，進而分析不同類型夾層的測井特征。

研究區阿四段河道砂體內部夾層與上、下砂巖層相比，電性特征突變比較明顯（表1），泥質夾層曲線特征主要表現為SP 和GR 曲線靠近泥巖基線，反映泥質含量高，三孔隙度曲線值表現為孔隙度明顯增大；灰質夾層巖性較為致密，SP 值一般比砂巖SP 值明顯偏低，若灰質夾層中含泥質，其值可能比砂巖SP 值稍高，而GR 值一直比砂巖GR 值明顯偏低，三孔隙度曲線值表現為孔隙度顯著減小；物性夾層在測井曲線上表現為局部較低幅度異常，即SP和GR 曲線都表現為微幅度的異常，這種小幅度的異常在數值上與砂巖相比變化不明顯，且夾層厚度一般較薄，平面上延伸較短，基本可以判斷為無效夾層。

不同類型的夾層在測井曲線上特征明顯，結合夾層的厚度及測井解釋物性參數值，建立研究區水下分流河道內部有效夾層的特征參數標準（表1）。

表1 阿四段河道內部夾層的巖性、電性特征參數

3.2 分布特征

根據阿四段水下分流河道內部疊加樣式，在連井剖面上合理調整砂體的對接關系及尖滅情況，建立井間小層砂體的連接模式，分析水下分流河道砂內部夾層分布特征。

縱向上：阿四段河道砂體內部一般發育1～2 套有效夾層（圖4），且垂向分布相對均勻；不同類型的夾層成因不同，垂向上發育亦位置不同；灰質夾層主要發育在河道砂體的中上部，泥質夾層主要發育在河道砂體頂部或中下部。平面上：水下河道砂體隨著河道彎度增加、河道變窄，砂體的連續性變差。河道砂內部夾層分布與河道的發育形態及所處的位置相關，不同類型夾層發育形態和位置都不同，但分布具有規律性。灰質夾層主要發育在河道的近似平直段，沿河道中心線分布，順河道呈長片狀，中間厚，向邊部逐漸減薄；泥巖夾層主要發育在河道邊部及河道凹岸或河道變寬的部位，呈不規則長片狀；不同類型夾層在平面上是不相連的。空間上：由于水下分流河道較窄、構造起伏頻繁以及砂體疊加樣式不同（圖4），研究區阿四段河道砂內部夾層的產狀傾角為0～12°，一般為0～8°。夾層產狀近水平展布，夾層的垂向遮擋作用好。

總之，夾層分布特征與河道的形態及所處的位置相關，應充分利用夾層分布特征及垂向遮擋作用，優選注水井，合理調整注水井網，為注水采油的實施提供充分依據。

圖4 水下分流河道砂體及夾層分布特征

4 結論

（1）塔河東部三疊系阿四段水下分流河道砂巖巖性主要為灰白色、淺灰色和灰綠色中–細粒長石巖屑砂巖。河道砂體疊加樣式為前積層的垂向、側向加積型和進積型的復合式疊加，前積體的進積型疊加。

（2）水下分流河道砂體內部有效夾層主要為泥質夾層和灰質夾層。夾層的分布與河道的形態及所處的位置相關，不同類型的夾層因發育形態和位置的不同，分布具有規律性；有效夾層在縱向上發育1～2 套，平面上呈不規則長片狀分布，向邊部減薄；空間上夾層產狀近水平展布。

（3）通過水下分流河道內部的疊置樣式及夾層分布特征分析，初步反映水下分流河道砂體內部三維結構特征，為注水井、注水單元及注采井網的確定提供可靠的資料保障，將有利于注水采油，進一步提高油藏的采出程度和開發效果。