真武油田辫状河心滩微相储层构型研究

2014-05-10钟思瑛刘金华吴立峰廖光明

特种油气藏 2014年2期

钟思瑛，刘金华，乔力，吴立峰，廖光明

（中石化江苏油田分公司，江苏扬州 225012）

引言

中国东部油田大多数已经进入高含水阶段，油田开发工作的难度越来越大，现阶段油田以小层为单位建立的油气开发层系已经难以满足剩余油的挖潜需要。由于高含水油田剩余油分布更加零散，河流相中曲流河边滩微相和辫状河心滩微相等巨厚叠置砂体的剩余油分布研究需要对小层内部结构进行分析[1-4]。真武油田是江苏油田20世纪70年代投入开发的油田，具有30多年的开采历程，目前属于高含水开发阶段。针对真武油田垛一段辫状河储层进行储层构型研究，建立了适合研究区的心滩微相储层构型模式，以期对该区的剩余油挖潜提供依据。

1 区域地质概况

高邮凹陷是苏北盆地中的主要含油气区之一，高邮凹陷平面上大致呈菱形（图 1），长轴大致呈北东向，剖面上凹陷呈现南陡北缓、南断北超的箕状特征。东西方向上凹陷结构有差异：即西部属双断地堑结构，由南向北发育南部断阶带、中部深凹带和北部斜坡带；东部属单断地堑结构，深凹与斜坡没有明显的分界线[5-8]。

真武油田位于高邮凹陷深凹带中部（图 1），江都—吴堡—博镇断裂带西端，西为邵伯次凹，东北为樊川次凹，是真2断层下降盘上被断层、岩性复杂化了的断鼻油田。含油层系为下第三系下始新统的戴南组一段（E2d1）、戴南组二段（E2d2）、中始新统三垛组一段（E2s1）。真武油田构造表现为真2断层下降盘被断层复杂化了的断鼻构造，其南界为真2断层，地层向东、西、北方向倾没，构造顶部较平缓，西翼较陡（17°），东北翼较缓（14°），构造圈闭面积为9.35 km2，闭合高度为540m[8]。

图1 真武油田区域位置图

2 沉积相特征分析

真武油田E2s16沙层组发育典型的辫状河沉积相。辫状河沉积相是一种近源河流相沉积，主要为以砾石和粗砂沉积为主的正旋回沉积，可划分为2种亚相：河床亚相和河泛亚相。河床亚相可划分出辫状河道、心滩沉积微相（图2），河泛亚相划分为河漫滩和河漫泥沼微相。

图2 真91井，2078.53m，杂色砂砾岩

辫状河道微相：辫状河道微相是辫状河水流长期作用的产物，沉积物粒度粗，外源砾石常见。真武油田辫状河道岩性以浅褐-灰白色细砾岩、细—粗砂岩为主，夹少量粉砂岩；砾石成分以石英、长石为主，分选好，呈次圆状－圆状；底面可见冲刷面，呈正粒序，多发育平行层理、块状层理，局部见交错层理（图3）。

图3 真187井，2286.5m，平行层理

心滩微相：心滩是辫状河在河道变宽的河道中心形成的砂体叠置体，具有单期次砂体厚度大、储层物性好等特点。多形成于河道水体流速减缓区域，单期次砂体主要发育于洪水期，由于心滩沉积的作用水流形成双向环流，河水从上游的单一流向，经心滩分流两侧，过心滩后向中心汇聚，水流在心滩附近流速减慢，分异作用变强，水体携带的泥沙在心滩顶部、两侧和下端发生沉积。每一次洪水期，心滩向下游扩展、向上加高；枯水期露出水面，造成河流分叉，因而心滩多为多期次砂体的垂向和侧向加积。在平面上心滩多与河道延伸方向一致，心滩沉积成分杂乱，粒度范围变化大，粗粒包含砾石、粗砂，细粒可达到粉砂或黏土夹层（图2～5）。心滩沉积与河道沉积的区别在于心滩砂体由多次加积形成，一般的河道沉积厚度小于心滩砂体[9]。研究区心滩发育，真武油田真12断块E2s16砂层组发育了典型的心滩沉积，砂体厚度大，多层叠置，本次研究的主要目标就是真12断块E2s16砂层组。

图4 真检1井，1885.48m，生物扰动

图5 真检1井，1867.85m，棕红色泥岩

河漫滩微相：河漫滩是河流洪水期河水溢出河道并在河道间形成的沉积，岩性杂乱，分选差，不同区域河漫滩微相厚度差距大。岩性为灰白色-灰褐色块状细粒岩屑砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等，岩石杂基含量普通较高，成分成熟度较低，分选差。砂岩多呈透镜状或条带状，一般不显层理，有的以平行层理为主，偶见大型交错层理，泥岩、泥质粉砂岩顶易见龟裂纹，生物扰动发育。

河漫沼泽：河漫沼泽是静水期在河道间发育的小型沼泽地，沼泽植物繁茂，沉积物以泥岩为主，河漫沼泽多与河漫滩交互出现。由于真武油田垛一段沉积时期气候干旱，研究区河漫沼泽岩性多以红褐色泥岩为主（图5）。

3 构型界面划分与隔夹层特征

储层构型的研究是以储层细分为基础的，真武油田真12断块E2s16沙层组中有3个小层，本次研究又将其进行了细分，其中E2s16-1小层划分为4个韵律层，E2s16-2小层划分为3个韵律层，E2s16-3小层划分为2个韵律层。

3.1 构型界面划分

根据Mail提出的储层建筑结构界面分析方法，把心滩微相沉积界面分为5级， 5级为多期心滩叠置砂体的顶底面，4级界面则是单期心滩顶底面或者单期心滩之间的界面，3级界面为单期心滩内部侧向加积体顶底面或者侧向加积体之间的界面，2级、1级界面则分别为纹层组间、纹层间的沉积界面[8]。真12断块E2s16沙层组是一个完整的多期心滩叠置体，可以划分出3个单期心滩，每个单期心滩又由多个加积砂体组成（图6）。

3.2 单期次心滩的识别

单期次心滩的识别是辫状河心滩微相储层构型分析的重点和难点，是单期心滩内部三级沉积界面分析和储层构型模式研究的前提。单期次心滩在单井纵向上识别相对简单，主要利用岩心特征和测井曲线形态实现，当出现明显的河泛成因的泥岩、粉砂质泥岩层段是不同单期心滩的识别标志。根据研究区内真检1、真67井等取心井资料，心滩微相特点为厚度较大的砂岩内部发育多期泥质、粉砂质夹层，具有多期的冲刷现象，是多期砂体的叠置，可以识别出3个单期次河道（图6）。

研究区不同单井间的单期次心滩识别主要靠两类资料来分析，即地质基础资料与生产动态资料。利用生产动态的数据，可以相对简单地区分 2个不同的单期次心滩，主要通过临井对应的单砂体显示示踪剂、聚合物等注采动态资料揭示的连通关系，来判断砂体是否处于2个不同的心滩单元。

图6 真武油田真检1井心滩微相沉积界面剖面

通过利用地质基础资料可以有多种方法判断单期心滩，但是这些方法比利用生产动态数据判断单期次心滩要更为复杂。例如当2个心滩之间出现明显的河道沉积，可以认为出现2个单期心滩；心滩内部夹层（构型界面）不匹配可作为单期心滩判别的辅助标志，由于心滩内发育以“落瘀层”为成因的夹层在较小的范围内，若相邻井心滩内部夹层不匹配，则极有可能属于不同的心滩。并且不同的心滩砂体在沉积韵律、发育厚度等方面的差异可导致测井曲线上的差异，测井曲线形态也可以作为判别的辅助依据[10-12]。

综合运用以上依据，同时考虑平面和纵向上的组合形态，可在广泛连片的心滩砂体中识别了单个心滩的边界，真12断块发育3个独立的心滩，从西向东，心滩规模由大变小。在平面上形成了以真49、真106-3、真91井为中心的3个单期次心滩，单期次心滩中心部位夹层少，厚度薄，水流的下切作用相对明显。

3.3 夹层分布特征

夹层的分布规律是高含水储层剩余油研究的基础，也是构型研究中的基础工作之一。通过对真12断块E2s16砂层组夹层油气封堵性分析，有效夹层厚度不小于0.6m，夹层的分布范围应大于现有注采井组面积的1/2，夹层之间的韵律层必须有一定的有效厚度和剩余可采储量。

通过制作真12块夹层分布连井剖面（图7），分析了真12块E2s16心滩微相隔夹层的分布规律，心滩微相隔夹层分布相对广泛，部分夹层局部出现不连续，主要是由于河道底冲刷造成的。整体上心滩微相夹层厚度较大，具有明显的油气封堵性。由于夹层的存在，在构造、沉积或者差异压实原因导致的局部高部位成为了剩余油富集的最有利场所，成为下一步挖潜的主要目标。

图7 真武油田真12断块E2s16沙层组夹层连井剖面图

从平面上分析，研究区夹层分布频率高值区域主要发育于单期心滩的侧缘部位，从夹层频率平面等值线图可以清楚地看出，位于单期次心滩中心部位的真49井区、真106-3井区、真91-真16井区夹层频率均较小，而单期次心滩的结合部频率均较大，这也说明了单期次心滩侧缘比中心部位的夹层更为发育（图8），对剩余油的封堵性更好，配合微构造的研究，可以在心滩侧缘发现更富集的剩余油。

图8 真武油田真12断块E2s16沙层组夹层频率平面等值线

4 心滩微相储层构型模式

由于辫状河道形成过程中往往快速摆动导致多种成因的砂体在垂向及侧向相互连通，形成广泛分布的厚砂岩，并且在宽广的河谷内镶嵌着多个互有联系的心滩砂体，心滩砂体虽然厚度大，但是非均质性强，导致油气采收率不高；并且心滩砂体厚度巨大，开发后水淹速度快，因而其内部构型研究对剩余油分布和挖潜具有重要的意义。

4.1 构型要素分析

储层构型要素是指沉积在单个特殊沉积过程期间的沉积体，具有成因和形态两方面的含义。通过对辫状河心滩微相的分析，在对研究区构型各级界面的研究基础上，心滩微相内共识别出3种储层构型要素，包括2种单一成因砂体和形成夹层的“落淤层”，2种单一成因的砂体为洪泛期形成的砂砾岩沉积砂体和静水期侧向加积形成的砂岩侧积砂体。在岩心观察中，洪泛期砂砾岩与静水侧积砂体差距大，前者粒度粗、杂乱、泥质含量高，后者以粗砂—细砂岩为主，分选好、泥质含量低，是心滩微相中最好的储层。部分洪泛期砂砾岩由于泥质含量高，经压实后变的相对致密，成为储层中的夹层。

心滩单层砂体内部界面的表现就是层内夹层，虽然依据取心井岩心资料可以直观地识别出几厘米至十几厘米的夹层，但油田地区更常用的是测井资料，一般测井资料的分辨率在20cm左右，因此仅识别出20 cm以上厚度的夹层更具有实际意义，可操作性更强。

4.2 心滩构型模式研究

心滩内部构型解剖本质就是多期垂向或侧向加积的砂体之间的界面在三维空间的展布分析，目的是建立心滩的三维展布模型。从成因上分析心滩砂体是由多期砂体垂向加积或侧向加积而成，本次研究首先从岩心分析入手，通过单井内部界面的识别，继而选择合理的连井对比剖面，利用合适的模式在剖面上组合邻井的内部界面，最终得到三维构型模型。前人对心滩构型的研究认为心滩是由小逐渐一层层变大，像半个洋葱一样（图9a），但是该模型仅分析了洪泛期心滩的等厚沉积层，忽略了静水期心滩侧缘的侧向加积作用。因而本次研究在前人心滩构型模型基础上进行了调整，加入了侧向加积的层段和期间落淤层（图 9 b），从而在构型分析和构型建模过程中能够建立更为合理的模型。