渭北油田密井网水下分流河道储层构型研究及应用

郭秀娟，魏荷花,金振奎，于靖之

(1.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学(北京)，北京 102249；3.中国石油天然气股份有限公司吐哈油田分公司丘东采油厂，新疆 鄯善 838202)

渭北油田密井网水下分流河道储层构型研究及应用

郭秀娟1，魏荷花1,金振奎2，于靖之3

(1.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学(北京)，北京 102249；3.中国石油天然气股份有限公司吐哈油田分公司丘东采油厂，新疆 鄯善 838202)

渭北油田是鄂尔多斯盆地南部最近两年新发现的含油区块，本文以其密井网区延长组四段33油组为例，应用岩心、测井、地震及动态等资料，对辫状河三角洲水下分流河道砂体内部构型开展了系统研究。在分析单河道基本发育特征的基础上，剖面上井震结合识别单河道，平面上采用最大单层厚度与砂体层数交绘的方法，在密井网区长33油组识别出八个单河道发育期，单河道宽度一般在500～800m之间，宽厚比介于100～130之间；在平面复合河道中识别出单河道发育条数及分布范围；同时提出长33油组河道内部发育下切叠加式、不完全下切式、孤立式及薄层叠加式四种砂体叠置方式，明确了不同叠置模式在密井网区分布范围，为渭北油田密井网区注水开发和外围有利区带选取提供了地质依据。

辫状河三角洲；单河道；砂体构型；延长组；渭北油田

渭北油田是鄂尔多斯盆地南部最近两年新发现的含油区块，属于辫状河三角洲前缘亚相，由于河道的游荡汇聚，致使不同期次、不同级别河道垂向叠置和侧向拼接，形成复杂且大面积分布的大型复合储集体。不同期次单河道砂体粒度、分选、磨圆各不相同，储集物性有着很大的差异，单河道砂体彼此之间经常发育薄层泥岩、泥质粉砂岩或泥质细砂岩等细粒隔夹层[1]，从而导致多期河道叠加地区连通性较差，河道砂体含油不均。大量密井网区砂体构型研究表明[2-5]，在连片大面积分布的河道砂体中，局部注采井之间连通性本应较好，但注水井注入状况差强人意，油井采出状况也很差，由此可看出大面积分布的河道砂体中必然存在河道边界，识别和预测单河道边界对油田注水开发非常重要。本文以渭北油田密井网区延长组四段33油组为例，依据密井网区岩心观察、测井资料及地震剖面，根据单井的岩性、电性和含油性特征，确定单井单期河道的主要识别依据；在小井距密井网区进行单河道侧向追踪，剖面上分析组合，确定单期河道发育规模及宽厚比；同时在密井网区利用沉积微相约束，单层最大厚度与砂体层数交绘，平面上识别单期河道；最后综合平面及剖面反馈信息，互相校正修改，提出渭北地区多期河道主要砂体叠置模式，确定其判别标准，并分析不同叠置模式在33油组三个小层平面展布规律，该项研究对深化渭北油田延长组四段33油组储集层内部非均质认识，准确建立密井网区地质模型，指导油田开发部署具有重要意义。

1 研究区概况

渭北油田位于陕西省咸阳市旬邑县、铜川市宜君县、延安市黄陵县境内，面积800km2，密井网区渭北2井区为重点开发区，面积约200km2。构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部，渭北隆起与伊陕斜坡交汇处，总体上为西北倾向的极平缓单斜构造。区块位于延安组湖盆中心，延长组湖盆的形成、发展、萎缩到消亡的整个过程在区块内的深井中都有完整的记录(图1)。研究目的层延长组四段33油组主要为辫状河三角洲沉积体系，水下分流河道为有利沉积微相[6-7]。储集层孔隙度主要分布在8%～16%之间，平均11.8%；渗透率一般小于1.0mD，平均0.7mD，属中低孔致密储集层。截至2014年4月，渭北油田有二维地震800km2，覆盖全区；三维地震580km2；共完钻320口，密井网区渭北2井区完钻定向开发井279口，井距130～500m，井网密度11口/km2，因此在密井网区可较好的识别小尺度储层构型单元。

图1 研究区构造位置图

2 单河道砂体识别

2.1 单井单河道识别

了解单井上单河道的基本特征是开展河道叠置关系研究的第一步，应用沉积学理论，河道砂体具有二元结构特征，一个完整的河道砂体表现为正旋回特征。本文以取芯井为标准井，综合取芯、测井及分析化验等资料，总结了渭北地区单期河道发育的主要依据。

1)冲刷面：固结和半固结的沉积层的顶面,会因水流冲刷而成为凹凸不平的冲刷面，冲刷面的发育代表着新一期河道的开始；对一些水动力较弱的河道，由泥岩向砂岩或砾岩的岩性突变也是识别单期河道的标志。岩心观察显示，渭北地区反映冲刷面的滞留沉积厚度变化大，几厘米到几十厘米不等，但厚度小于20cm的滞留沉积电性上难以识别，目前只能精确到测井能识别的单河道级别。

2)岩性组合特征：岩性的组合可以直接反映出一期河道从成长到废弃的完整过程。渭北油田河道底部岩性发育早期河道形成的致密低渗透砾岩，中部为河流稳定期筛滤沉积形成的高渗透砾岩或粗砂岩，顶部为河流衰弱期形成的泥质粉砂岩或泥岩。

3)沉积构造垂向组合特征：单河道砂体发育向上变细的正旋回特征或是没有明显粒度变化的均匀沉积序列；下部由反映水动力条件较强的大型槽状交错层理、平行层理、板状交错层理和块状层理为主，向上逐渐变为水动力较弱的波纹层理、水平层理为主[8]。

4)测井曲线台阶特征：多期河道沉积叠加砂岩中的高自然伽马、自然电位正异常泥质夹层通常是成为识别一期河道的标志，在研究区内，一期单河道在自然伽马和自然电位曲线上表现为明显的正韵律特征，当测井曲线出现多个自然伽马和自然电位折返现象或钟形、箱型等韵律特征，电测曲线呈台阶状变化，则应为多期河道叠加形成。

5)钙质夹层发育：一期河道发育后，出现局限、浅水、蒸发的环境，逐渐形成钙质层，后期河道带来的砂质沉积则直接覆盖在钙质层上[9]。因此在砂体中部发育钙质夹层，则代表砂体为两期河道的叠加，钙质夹层在渭北地区十分发育，为单井上单河道的识别和划分提供重要依据。

结合岩芯观察，密井网区厚度大于10m的砂体基本上为多期河道叠加而成，一般单期河道厚度介于4～8m之间，最薄的单期河道厚度不到2m，由于厚度较薄，河道能量弱，其岩性粒度较细，物性也相应变差。

2.2 剖面单河道识别

对水下分流河道复合砂体，由于其纵横向上相变快，多期河道叠加，砂体厚度变化大，造成井间对比难度大。明确渭北油田延长组四段33油组水下分流河道复合砂体的物源来自东南方向的前提下，以“旋回对比、分级控制”为指导[10-11]，结合层序地层学理论[12]，选取垂直物源方向剖面，在密井网区井距小于300m的井间利用井间砂体不连续、“厚薄厚”的特征及顶面深度差异、测井曲线相邻相似等常规判别方法，在复合河道中识别出多期叠置的单河道[13-16]。

另外，在渭北密井网区内，部分井井距大于300m，常规方法无法确定相邻井两个砂体是否为同一期河道。则结合渭北实际情况，通过地质模型正演模拟，确定出砂体发育段对应连续性好的强波谷，砂体不发育段对应平直波谷；砂体厚度越大对应的波谷变形大，砂泥薄互层对应波谷变形弱的地震响应特点(图2)。因此在密井网区井距大于300m的井间单河道识别，主要利用井震结合的方法，根据地震剖面上波形特征的变化判断相邻砂体是否属同一条河道。

图2 单河道地震响应特征

在实际研究过程中，当相邻井间砂体属于不同单河道时，还需确定两期单河道在井间准确的延伸范围，本文主要从以下几个方面着手：①河道砂体厚度控制，结合前期岩芯观察结果，当剖面上同一砂层厚度小于4m后，在当前开发阶段，不作为有利储集层，因此将4m定为河道边部；②沉积微相约束，相邻两口井同为水下分流河道相时、厚度差异不大、但不属于同一期次河道时，河道边界、定在井距一半，如厚度有差异，河道边界根据厚度比例向薄井点推移；而相邻井微相类型不同时，则需结合渭北油田平面沉积微相展布，边界点定在沉积微相边界；③物性下限控制，水下分流河道一般河道中部物性好，向河道两边物性变差，针对渭北油田现开发阶段精度要求，当河道砂体孔隙度小于10%，渗透率小于0.3mD时，认为不属于有利河道砂体，定为河道边界；④根据经验统计，在一定的区域范围内，某一时期的河道发育规模总体一致，宽厚比稳定在一定范围内，可通过密井网区剖面单河道初步划分，结合平面单河道展布，统计经验宽厚比，并依此互相修改，约束河道边界，为单河道平面展布范围研究及后期井位部署做准备。

2.3 平面单期河道识别

识别单河道，首先可在全区的小层沉积相草图上依据宏观范围的非河道沉积物，可初步确定单一河道大致的轮廓位置，一般而言，河道过于宽、且河道中发育串珠状分布的河间沉积物时，往往预示着此河道为多期河道叠加区。另外，不同河道沉积时由于不同的水动力条件，而使沉积的砂体厚度及规模存在差异，单河道沉积应存在一个厚度中心，若是在复合砂体厚度等值线图中大范围连续分布的河道砂体存在两个或多个沉积中心，说明可能存在多条河道叠加。

由于砂体厚度图及沉积微相图的编制过程中人为因素较大，识别单河道存在一定的局限性，本文采用砂体最大单层厚度与砂体层数交绘法，参考测井解释结果，实现平面与剖面成果相结合，在复合河道中有效识别出单河道的条数及主要分布范围。

图3 渭北油田密井网区单河道解剖成果图

在研究过程中，受测井解释精度影响，在一个小层内部，单河道中心部位一般仅发育1～2层砂体，其单层砂体厚度大于4m；河道边缘则为多个薄层砂岩与薄层泥岩互层发育区，砂体层数多大于3层，且一般单层砂体厚度小于4m，单层砂体物性相对较差。大多数地质软件可直接输出小层内部最大单层厚度及砂体层数，并形成等值线图，因此利用小层内最大单层厚度等值线图和小层内部砂体层数图叠加参考，可在连片复合河道中有效识别单河道，图中存在几个单层砂体厚度较大且层数小于3的条带，则为几期单河道叠加(图4，图5)。

图4 33油组小层内部砂体层数图

图5 33油组小层最大单层厚度分布

3 多期河道叠置模式及其展布

在渭北油田密井网区,发育多条稳定性差的单期河道，其叠置关系复杂，进而从单砂体尺度控制着不同小层储集层砂体平面分布特征。因此分别在平面和剖面识别单河道，揭示了33油组水下分流河道砂体的内部结构特征。

图6 33油组各小层河道厚度中心迁移状态

2)在剖面单河道划分的基础上，总结出4种河道叠加模式(表1)，结合砂体厚度图、最大单层厚度图及砂体层数图，确定了不同叠加模式在渭北2密井网区的平面展布范围(图7)。

图7 渭北油田密井网区典型砂体叠置模式平面分布范围

砂体叠置型式连通性总砂厚/m单层最大厚度占总砂厚/%分层系数河道特征分布Ⅰ下切叠加式纵横向连通性好>12>80<3河道能量强,垂向叠加为主313和323小层河道中部Ⅱ不完全下切式纵向连通性差,横向侧向叠加连通>1240-80>3河道发育。能量强,多条河道侧向叠加为主323小层333小层河道边部Ⅲ孤立式顺河道连通性好4～12>80<3河道不太发育各小层孤立河道Ⅳ薄层层叠式连通性差4～12<80>3河道不发育,能量较低;各个小层河道侧翼

孤立式：河道不太发育，砂体孤立出现，主要发育在次河道，一般河道窄、但边界稳定，砂体规模较小。其发育特征为砂层总厚度4～12m，最大单层厚度占小层总砂体厚度的80%以上，砂体层数小于3。

薄层层叠式：河道不太发育，能量小较弱局部侧向拼接，河道间泥质隔层普遍存在，横向及纵向连通率都比较差。其发育特征为砂层总厚度4～12m，最大单层厚度占小层总砂体厚度的80%以下，砂体层数大于3，一般发育在河道侧翼,为较差储集层。

4 研究成果应用

运用储集层构型研究理论对渭北油田密井网区储集层进行精细描述，建立辫状河三角洲水下水流河道砂体构型模式，对渭北油田密井网外围区块有利区选择及密井网区油田注水开发提供了新思路。

第一，在大面积连片分布的各个小层复合河道内识别出多条单河道，为复合砂体间连通性分析提供了依据，同时确定注采对应井时在单条河道内效果更好。

最后，结合剖面及平面单河道分析，针对不同类型河道砂体叠置模式建立采用不同的开发策略：Ⅰ型下切叠加式的砂层厚，彼此连通性好，层内非均质性较弱，夹层厚度薄，可适当加大注采井距，局部可采用水平井提高开发效率；Ⅱ型不完全下切式叠加模式是密井网区主要叠置模式，分布范围最广，砂体发育，但砂体间存在不稳定夹层或低渗层，砂体连通性稍差，建议在500～800m的单河道内完善注采对应关系，可在近期内作为重点开发对象；Ⅲ型孤立式砂体叠置模式一般分布在单一河道发育区，河道规模相对较小，储量规模有限，可局部采用水平井开发，提高单井控制储量；Ⅳ型薄层层叠式，一般砂体不发育，垂向连通性差，平面连通性较好，但一般物性和含油性偏差，不是现阶段渭北2井区主要开发对象，不建议注水开发。

5 结论

3)剖面与平面相结合，总结出复合河道内部发育下切叠加式、不完全下切式、孤立式及薄层层叠式四种砂体叠置模式，确定了不同叠置模式在密井网区的分布范围，并从地质角度提出了不同开发策略建议。

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Reservoir configuration of underwater distributary channel in the area with dense well pattern and its applications in Weibei oilfield

GUO Xiu-juan1，WEI He-hua1,JIN Zhen-kui2，YU Jing-zhi3

(1.SINOPEC Exploration and Production Research Institute，Beijing 100083，China;2.China University of Petroleum(Beijing)，Beijing 102249，China;3.Qiudong Production Plant，Tuha Oilfield Company，Petro China,Shanshan 838202,China)

Weibei Oilfield is one of new oil-bearing blocks in southern Ordos Basin in the recent two years.Taking 33Oil Formation of the fourth member of Yanchang Formation in dense well area as the example，based on various data including cores，well logging and production performance，internal configuration of underwater distributary channel sand of braided river delta is studied in this paper.Under the premise of the basic characteristics of single channel in single well，using the method of well-seismic tie in profile and the combination of the maximum thickness of single sand body and number of the sand bodies in each small layer in plane，eight single channel development periods have been identified in Chang33Oil Formation；the number and distribution of single channels in complex channels have been identified in plane as while；besides，four kinds of sand bodies superimposition models and their distribution were summarized including incised superimposition model，in-completed incised superimposition model，isolated model and thin-layer superimposition model,which provides geological basis for waterflooding in dense well area and the selection of future favorable area in its adjacent region.

braided river delta；single channel；sand configuration；Yanchang formation；Weibei oilfield

2014-05-12

郭秀娟(1988-)，女，山东济南人，工程师，硕士，从事油气田开发地质工作。E-mail：guoxiujuansd@126.com。

P618.13

A

1004-4051(2015)02-0093-06