济阳坳陷胜二区古近系沙河街组二段8砂组三角洲砂体储层构型分析

张 友，侯加根，沈安江，贾俊山，段冬平

(1.中国石油杭州地质研究院，浙江杭州310023；2.中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室，浙江杭州310023；3.中国石油大学(北京)地球科学学院，北京102249；4.中国石化胜利油田地质研究院，东营257000；5.中海石油(中国)有限公司，上海200030)

济阳坳陷胜二区古近系沙河街组二段8砂组三角洲砂体储层构型分析

张 友1，2，3，侯加根3，沈安江1，2，贾俊山4，段冬平5

(1.中国石油杭州地质研究院，浙江杭州310023；2.中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室，浙江杭州310023；3.中国石油大学(北京)地球科学学院，北京102249；4.中国石化胜利油田地质研究院，东营257000；5.中海石油(中国)有限公司，上海200030)

在储层构型方法指导下，以取心井岩心和密井网测井资料为基础，借鉴现代沉积、野外露头成果，结合生产动态数据，综合多学科理论与研究成果，对胜坨油田二区沙二段8砂组密井网条件下的三角洲砂体开展了精细的储层内部构型逐级解剖，并探讨了基于构型单元储层质量分布模式。主要取得以下成果及认识：在河口坝复合体叠置样式研究基础上；按照“垂向细分”、“侧向划界”以及“平面组合”的思路，进行单一河口坝构型单元的识别划分；将研究区河口坝划分为限制性河口坝(PMB)和非限制性河口坝(DMB)。完善了单一河口坝构型模式研究，深化单一坝边界识别标志；建立了两种单一河口坝砂体内夹层分布模式。限制性单一河口坝内部夹层以泥质夹层为主，局部物性夹层，近水平状展布，将单一坝分为多期增生体；非限制性单一河口坝砂体内部增生体间的夹层以物性砂岩及钙质夹层为主，多分布在河口坝中上部，连续性较差。明确了隔夹层类型由陆向湖盆的演化规律：钙质砂岩→物性夹层→泥灰岩。基于构型单元的储层质量分布模式表明，单一构型单元分布控制着储层参数的平面展布。坝主体以发育Ⅰ类、Ⅱ类储层为主，Ⅲ类储层一般发育在河口坝内部夹层的遮挡区以及坝侧缘，Ⅳ类储层发育在席状砂。

胜坨油田二区；三角洲相砂体；储层构型；储层质量

近年来针对地下储层构型(储层建筑结构，reservoir architecture)的研究成果多集中在曲流河方面，对于辫状河三角洲相储层也有一些尝试性成果[1-7]，三角洲储层构型的研究总体落后于河流相沉积，针对三角洲地下储层构型认识有待提高，虽然对现代沉积及野外露头进行了许多有价值的研究，尚未总结出适合于地下三角洲储层构型单元的理想模式。储层构型的认识不足，限制了对剩余油的研究。笔者以胜坨油田二区沙二段8砂组三角洲相储层为例，依据单井资料在平面上进行单个河口坝单元的识别，进而对单一河口坝内部构型单元进行解剖，并在此基础上探讨了基于构型单元的储层质量分布模式。

1 研究区概况

胜坨油田二区位于济阳坳陷东营凹陷北部，构造上位于陈南铲式正断层派生的分支断层-胜北断层的下降盘，是一个被断层复杂化了的逆牵引背斜构造油田(图1)。研究层段为沙二段8砂组，油藏埋深1830～2500 m，为中孔高渗的断陷湖盆三角洲相储层。其中胜二区面积约23 km2，区内钻遇8砂组地层741口井，平均井距125 m左右。

胜坨油田在胜利油区开发中占有重要地位。经过四十多年的开发，三角洲相单元已进入特高含水开发阶段，油藏水淹严重，生产成本以及开发措施成本逐年攀升，油田开发难度越来越大。因此，加强以储层构型为代表的特高含水期老油田精细开发地质研究已势在必行，深入开展特高含水期三角洲储层构型研究，精细研究三角洲相储层内部物性变化、夹层分布规模、分布频率，为特高含水期整装油田三角洲储层水驱提高采收率提供地质基础。

图1 胜坨油田二区构造位置图

2 构型分析

针对三角洲相砂体厚层砂体连片叠置，单一河口坝砂体难以划分的特点，本文在砂体成因类型分析的基础上，首先在单井上进行识别划分单一河口坝砂体，然后解剖单个河口坝内部构型特征。

2.1 砂体成因类型

研究区发育6种沉积作用，不同沉积作用形成不同的沉积构造。不同单一微相砂体其沉积作用方式、粒度特征与测井响应特征、非均质特征、剖面沉积方式、平面展布特征以及砂体叠置方式都有所不同[8-12](图2)。研究区可识别出的沉积微相类型有三角洲前缘水下分流河道、河口砂坝、席状砂、远砂坝及支流间湾等微相；河口坝可划分为坝主体超微相、坝侧缘超微相；其中河口坝是主要的沉积体类型，占到总沉积体的90%。因此，研究中笔者重点逐级解剖河口坝。随水体深浅的变化，单个河口坝砂体表现为近于底平顶凸的透镜体。同时垂直物源方向多个河口坝可能拼合在一起，使得垂直物源方向砂体形态更加复杂(图3)。

图2 单一微相砂体识别综合模式图

图3 垂直古水流方向的沉积微相剖面图

2.2 河口坝构型界面分级

河口坝复合体构型单元顶底界面为5级界面，这一层次的构型单元主要被厚层的前三角洲泥岩分隔，因此前三角洲泥岩成为主要的渗流屏障；单一河口坝构型单元相应的分界面为4级界面；河口坝内增生体构型单元限定的分界面为3级界面(表1)。复合河口坝砂体自然电位曲线为块状或复合箱形，而自然伽玛与微电极曲线则反映出内部含有多个泥质与钙质夹层，将砂体分成几个旋回，每个旋回基本上都是一个单独的反韵律，因此，整个复合河口坝砂体为多段反韵律组成的复合反韵律。

表1 河口坝构型界面分级

2.3 复合河口坝砂体叠置样式

多期次的单一河口坝在侧向与垂向叠置形成复合河口坝砂体(图3)。垂向地层单元的细分确保韵律层复合微相平面分布刻画的精度。因此，侧向拼叠河口坝的有效识别是划分单一坝的关键。

2.4 单一河口坝识别

2.4.1 单井构型单元识别

2J1502井取心井段81-83小层发育有2期复合河口坝，依据坝体间夹层类型以及测井曲线回返，顶部复合河口坝体可以分为2个单一坝，底部有5个单一坝组成。81小层是由2个单一的河口坝垂向叠加而形成(图4)，2期河口坝的能量逐渐增强，每一个河口坝均为向上变粗的反粒序，河口坝的叠加总体上仍显示为反韵律。河口坝之间有短暂沉积间歇期沉积的泥质粉砂岩相隔，垂向上叠加的河口坝砂体形成于不同地质历史时期。

图4 胜二区沙二段8砂组2J1502单井构型单元识别与划分

2.4.2 单一河口坝的识别标志

单一河口坝砂体的识别是三角洲相储层构型分析的重点及难点，也是后续单一河口坝内部解剖的前提。根据2J150等取心井资料研究表明，河口坝主要为平行层理砂岩或交错层理砂岩，发育多期次的钙质夹层、泥质及物性夹层。当相邻两口井单井识别均为河口坝砂体时，如何判断其是否属于同一河口坝砂体是单个河口坝识别的核心。本文明确并提出了几条判断相邻两口井是否为同一期河口坝砂体的原则：

(1)在同一时间单元(一个单层)内，可发育不同期次的河口坝，由于不同期次河口坝发育的时间不同，单一河口坝砂体顶面距地层界面(或标志层)的距离会有差别，即单一河口坝顶面层位的相对高程会有差异。

(2)各期河口坝之间也沉积了坝间(缘)的细粒沉积物，如果后期没有被冲蚀，坝间沉积物也可以作为划分单一河口坝的标志。

(3)不同河口坝曲线形态特征差异，不同单一河口坝受古水深、沉积水动力、古地形等因素影响，必将会导致单一河口坝沉积在砂体厚度、粒度等方面存在差异，砂体的厚度和粒度也是影响测井曲线规模和形态的主要因素，那么测井曲线规模和形态上的差异很可能就是不同单一河口坝沉积形成的，因此河口坝砂体曲线差异也是单一河口坝划分的又一标志。

(4)对于动态资料比较完善的井区，可根据聚合物、示踪剂等单层注采动态资料判断两个河口坝单元是否连通。

2.4.3 单一河口坝识别—平面拟合以及动态验证

在单井识别和侧向划界的基础上，对单砂体进行平面组合。平面组合的主要约束条件是水流方向(即物源方向、微相组合关系)、砂体厚度和砂体分布模式。结合动态资料验证单一坝平面划分结果，验证其合理性，最终实现河口坝复合体中单一坝(4级)平面上的拟合(图5)。

图5 胜二区沙二段8砂组单一河口坝识别与划分示意图

2.5 单一河口坝内部构型精细解剖

2.5.1 单一河口坝砂体内夹层分布模式

李思田等对鄂尔多斯神木县考考乌素沟延安组湖泊三角洲前缘砂体构成、不均一性研究表明，河口坝可以进一步划分为远端河口坝(DMB)及近端河口坝(PMB)[13-15]。根据其水动力条件、沉积位置以及砂体的充填方式差异，可将研究区河口坝类型可进一步划分为限制性河口坝和非限制性河口坝(图6)，内部夹层产状多样。向陆方向为限制性河口坝，内部夹层呈“顺流加积近水平产状”。限制性单一河口坝内部夹层以泥质夹层为主，局部物性夹层，近水平状展布，将河口坝分为多期增生体。向湖盆方向为非限制性河口坝，内部夹层呈“类滩坝斜列型”。非限制性单一河口坝内部夹层以钙质和物性夹层为主，呈进积(退积)状展布分布于各成因体中上部(3级)，将河口坝分为多期增生体。河口坝增生体间的夹层对应3级，主要是钙质夹层，分布在河口坝的中上部厚度很小，向前积方向延伸，保存不完整，不连续分布。

a 限制性单一河口坝概念模型 b 非限制性单一河口坝概念模型

图6 胜二区三角洲前缘两种单一河口坝砂体内夹层分布模式

根据单井上识别出夹层，在连井剖面上对隔夹层进行组合，对其井间连续性进行合理地预测，并注意构型界面的合理性；最后，在三维空间对隔夹层进行闭合，确定出每个韵律层内的隔夹层数目及厚度。

隔夹层顺物源方向前积特征明显；泥质隔夹层厚度较大横向分布稳定，主要位于河口坝复合体之间；物性夹层厚度及连续性较好，可达300 m，反映前后两个单一河口坝次级韵律体沉积间歇期水动力变化；钙质夹层连续性较差，多位于河口坝厚砂体中上部，封隔性较好；泥灰岩为三角洲前缘薄层席状砂经早期胶结作用以及机械压实；隔夹层类型由陆向湖盆呈现为钙质砂岩→物性夹层→泥灰岩的演化规律(图7)。

图7 胜二区沙二段8砂组隔夹层垂向分布特征及演化规律

2.5.2 河口坝内3级界面井间预测

基于(非)限制性河口坝内部构型界面展布模式，沿河口坝垂直水流方向及顺水流分别建立剖面将单井界面在空间进行组合。

在顺水流剖面方向，泥质夹层主要分布在成因体分界面(4级)；钙质夹层或发育在成因体分界面上或分布于各成因体中上部(3级)，稳定性时好时坏。在限制性河口坝的进积方向的前端，泥质夹层较为发育，夹层倾角一般小于1.5°；非限制性河口坝夹层类型以过渡性夹层及钙质夹层为主，厚度连续性较差，局部封堵；坝侧缘夹层类型以泥质夹层为主，分布相对较稳定且厚度较大。

在垂直于砂体推进方向，限制性河口坝内主要发育钙质夹层，其次为物性夹层，可达1-2井距；非限制性河口坝内以泥质夹层为主，连续性较好。4级构型界面夹层较3级界面连续性较好，夹层类型以泥质和物性为主；可达2-3井距。

3 基于构型单元的储层质量分布模式研究

单一砂体级次储层参数研究是表征不同单一砂体平面上的渗流差异，储层参数分布受控于单一砂体构型单元的界面。

研究以单期河口坝为基本单元，首先是在单井上划分渗流屏障和储层质量，其次在河口坝内部构型界面约束下，进行井间的预测，从而得到连井剖面储层参数分布，在构型控制和储层参数分布模式指导下，分析单一砂体级次储层参数平面展布规律。

基于构型单元的储层质量分布模式研究结果表明：①单一砂体内部层内非均质性很强。具体表现为，在单井上，每个单一砂体内部每个单一韵律层的渗透率都不同；对于不同的井来说，发育的时间单元相同，但砂体类型不同，储层质量差别很大。②各单一河口坝平面非均性很强，具体表现在渗透率差异大，且分布不连续，渗流能力最好的Ⅰ类储层连续性最差。③单一砂体分布控制着储层参数的平面展布。在单一河口坝加积内部，一般呈现底部为Ⅲ类、Ⅱ类储层，向上过渡为Ⅰ类储层的反韵律，也有单一加积体为Ⅰ类储层的现象。坝主体以发育Ⅰ类、Ⅱ类储层为主，Ⅲ类储层一般发育在河口坝内部夹层的遮挡区以及坝侧缘，Ⅳ类储层发育在席状砂。

4 结论

(1)完善了密井网条件下三角洲相砂体储层内部构型逐级解剖方法，首先进行5级河口坝复合体叠置样式研究；其次在“垂向划分”、“侧向划界”以及“平面组合”的构型解剖思路指导下，进行4级单一成因砂体(单一河口坝)构型研究；最后结合取心井岩心、生产动态以及密井网测井资料，进行单一成因砂体内部界面的识别与划分。

(2)将研究区河口坝划分为限制性河口坝(PMB)和非限制性河口坝(DMB)，并建立了两种单一河口坝砂体内夹层分布模式。

(3)初步探讨了基于构型单元的储层质量研究。单一砂体分布控制着储层参数的平面展布。坝主体以发育Ⅰ类、Ⅱ类储层为主，Ⅲ类储层一般发育在河口坝内部夹层的遮挡区以及坝侧缘，Ⅳ类储层发育在席状砂。

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[责任编辑 李晓霞]

Reservoir Architecture of Lacustrine Delta Sandbody:A Case Study from the 8 Sandgroup of Paleocene Shahejie Formation Member 2 of Shenger Block of Shengtuo Oil Field, Jiyang Depression,East China

ZHANG YOU1,2,3,HOU Jia-gen3,SHEN An-jiang1,2
JIA Jun-shan4,DUAN Dong-ping5

(1.PetroChina Hangzhou Research Institute of Petroleum Geology,Hangzhou 310023,China;
2.CNPC Key Laboratory of Carbonate Reservoirs,Hangzhou 310023,China;
3.College of Earth Sciences,China University of Petroleum (Beijing),Beijing 102249, China;
4.Research Institute of Geological Sciences,Shengli Oilfield Company,Sinopec,Dongying 257061,China;
5.CNOOC-China Limited-Shanghai,Shanghai 200030,China)

Guided by reservoir architecture theory,based on drill core and dense well logging data,learned from modern sedimentology,outcrop results,and dynamic production data,systematically study of reservoir sedimentary characteristics and delta sandstone configuration anatomy of 8 sand group of Es2 in Shenger Block was carried out,and reservoir quality distribution pattern of different configuration units was analyzed. The mainly achievements are as follows. On the analysis of complex mouth bars overlay style,in accordance with the principle of vertical subdivision,lateral demarcation and flat combination,configuration of single origin sand body (single mouth bar) was identified. Mouth bars of the study area can be classified into proximal mouth bar (PMB)and distant mouth bar (DMB). Architecture patterns of single mouth bar are improved,and boundary of single mouth bar is more clearer.Interlayer distribution patterns of two kinds of single mouth bar sand body are created. Interlayers of PMB are dominated by clay,physical interlayer locally distributed;single mouth bar is divided into multi-proliferation body by approximately horizontal interlayers. Interlayers of DMB are dominated by physical and calcite interlayers,which are distributed mainly in the middle-up of the mouth bar,with poor continuation to the foreset. It is revealed that evolution of interlayer types from land to the basin are calcite sandstone interlayer,physical interlayer,and marl interlayer. Reservoir quality distribution pattern of different configuration units indicates that single configuration unit controls reservoir parameters plane distribution.The center of mouth bar is dominated by class I and class II reservoirs. Class III reservoir is generally distributed in the shielding area of mouth bar interlayer and bar edge,with Class IV reservoir in sand sheet.

Shenger block; delta sandstone; reservoir architecture; reservoir quality

2015-01-07

国家科技重大专项(编号2008ZX05004-002)、国家油气专项(2011ZX05004-002)、中国石油天然气股份有限公司重大科技专项(2014E-32)和中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室资助

张 友(1985—)，男，山东泰安人，中国石油杭州地质研究院工程师，硕士。

P534.5 TE122.2+3

A

1004-602X(2015)02-0008-06