三角洲前缘水下分流河道及河口坝储层构型研究——以J油田东二下段为例

韩雪芳，颜冠山，刘宗宾，宋洪亮

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

三角洲前缘水下分流河道及河口坝储层构型研究
——以J油田东二下段为例

韩雪芳，颜冠山，刘宗宾，宋洪亮

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

以取心井岩心、测井及生产动态资料为基础，在储层构型理论指导下，采用“垂向分期”、“侧向划界”的思路，针对渤海海域J油田东二下段Ⅰ、Ⅱ油组三角洲前缘沉积砂体，按复合河口坝(复合水下分流河道)、单一河口坝(单一水下分流河道)2个层次进行了构型单元的逐级解剖。通过小层精细对比，认为研究区存在泥质夹层、含砾砂岩层、钙质夹层3种垂向分期识别标志；归纳出曲线形态差异、岩性差异、厚度差异、高程差异、水淹特征差异5种侧向划界识别标志，重构了油田范围内以水下分流河道为骨架、河口坝砂体为主体，多个单一河口坝连片分布、水下分流河道交叉叠置的沉积特征。研究成果用于指导油田4个注聚井组调剖，单井日增油量10 m3。

三角洲前缘 水下分流河道 储层构型 单砂体 河口坝

目前，储层构型研究在曲流河、辫状河砂体解剖中应用比较成熟。自1985年以来，国外学者Allen和Miall等相继提出了河流相的储层构型界面分级方案[1-3]。近年来，我国学者将层次表征和层次建模结合起来，提出了储层研究中的层次分析方法。随着越来越多的老油田进入二次采油、三次采油阶段，密井网条件下的储层构型研究方法得到了长足的发展[4-9]，也逐步引入到三角洲前缘河口坝、分流河道砂体剩余油分布研究中[10-13]。

随着地下油气资源的不断采出，油田逐步进入高含水开发阶段，寻找剩余油、稳油控水是实现海上油田高产、稳产所面临的主要问题。实践证明，不同级次的砂体构型研究是解决这一矛盾的有效方法。笔者从砂体成因角度出发，充分利用岩心、测井、生产动态资料，在储层构型理论指导下，采用“垂向分期”、“侧向划界”的思路，对J油田三角洲前缘河口坝、水下分流河道砂体开展了构型研究；指出了该类型单砂体垂向分期、侧向划界识别标志，并重构了单砂体展布特征，为油田精细化管理提供地质基础。

1 研究区概况

J油田位于辽东湾坳陷辽西凹陷的北洼，是辽东湾北部海域的一个中型油田。油田纵向上发育东二下段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ油组三套主力含油层系，为多物源三角洲沉积、水下分流河道与河口坝交互叠置。储层横向分布稳定；纵向上隔夹层发育，层间变异系数达到0.79，各砂体吸水强度不均，层间矛盾突出。随着油田综合调整的实施，目前油田开发井井距为200～400 m，为储层构型研究提供了条件。

该油田综合调整新实施开发井分析表明，目的层位单井钻遇未水淹层段约占75%，井间存在大量剩余油富集区。但是，平面上各井区水淹程度差异大，纵向上剩余油分布规律复杂。油田开发动态分析表明，高渗透条带、大压差、高采出程度等因素导致了油田纵向及平面注采的不均衡，注水区存在水窜、注聚区存在聚窜，油田面临着油层动用不均衡、层内及平面剩余油分布规律不清楚等一系列开发问题。针对油田存在的问题，此次选择了油田主要生产层位东二下段Ⅰ、Ⅱ油组为研究目的层位。

2 储层构型研究

前期研究表明，J油田东二下段可识别出三角洲前缘水下分流河道、河口坝、席状砂、远砂坝和水下分流河道间等5种沉积微相类型。本次储层构型研究中，笔者从油田生产需要出发，针对J油田取心资料少，井距200～400 m的现状，分2个层次逐级解剖复合河口坝(复合水下分流河道)和单一河口坝(单一水下分流河道)构型单元，建立了构型研究的层次划分方案(图1)。复合河口坝(复合水下分流河道)构型单元顶底界面为5级界面，单一河口坝(单一水下分流河道)构型单元的分界面为4级界面。本文在井震结合、旋回对比的基础上，首先识别了5级构型界面。并通过分级控制的原则，进一步识别了4级构型界面，划分出了单成因砂体。

图1 J油田砂体构型研究层次划分方案

2.1 复合砂体特征

通过对研究区沉积微相垂向、平面展布特征研究发现，复合砂体包括复合水下分流河道砂体和复合河口坝砂体；连片分布的复合砂体则由多期单一水下分流河道或河口坝垂向、侧向叠加而成；复合水下分流河道砂体一般为多段正韵律组成的复合正韵律，复合河口坝砂体一般为多段反韵律组成的复合反韵律(图2)。在5级构型界面识别的基础上，按照分级控制的原则，根据自然伽马和电阻率曲线的幅度变化及复合砂体内的泥质夹层和钙质夹层，可以进一步识别出4级构型界面，将复合砂体划分为多个单成因砂体，每个单成因砂体均代表了单一的水下分流河道或河口坝沉积。

2.2 单成因砂体识别

通过对研究区40口井10个小层的单井、井间及垂向、侧向单成因砂体界面的岩心特征以及电测曲线不同响应特征的研究，建立了J油田单成因砂体的垂向、侧向识别标志。

2.2.1 垂向界面特征

根据单成因砂体的岩心标定结果和电测曲线特征，通过水下分流河道、河口坝组合关系研究，确定了以下3种单成因砂体的垂向叠置边界识别标志。

(1)泥质夹层。泥质夹层是研究区最为发育的一种垂向识别标志。泥质层往往会引起自然伽马和电阻率测井曲线的明显回返(图2a)。研究区泥质层的出现，反映了三角洲前缘两种沉积特征，一是早期河口坝沉积末期，随着水动力作用的减弱而在砂体之上形成的一套泥质沉积物，类似于心滩的落淤层沉积；另一是水下分流河道间的泥质沉积，随着后期水下分流河道(河口坝)逐渐发育以及侵蚀作用不断增强的影响，此前的泥质沉积物一部分会被侵蚀，但这种侵蚀作用还不至于下切至前期沉积的砂体，在两期砂体之间便形成了泥质夹层。研究区范围内，泥质夹层可以作为单一河口坝砂体划分识别标志。

图2 单成因砂体垂向界面识别图版

(2)含砾砂岩层。含砾砂岩层主要由冲刷-充填作用形成。根据JZ7井岩心及电测曲线特征研究表明，含砾砂岩层物性相对较差，油气充满度不如其上部砂岩段，电阻率曲线出现一定回返；但与下部被冲刷的砂岩或泥岩则形成较大的岩性、含油性差异，在测井曲线上突变现象明显(图2b)。研究区范围内，含砾砂岩层可以作为单一水下分流河道砂体划分识别标志。

(3)钙质夹层。由于水下分流河道以正韵律为主，韵律层下部物性较好，是孔隙水的优势渗流部位，也是钙质优先沉积场所，易形成钙质砂岩。因此发育于水下分流河道砂体的底部的钙质层是单成因砂体最为典型的4级构型界面。其在测井曲线上表现为低自然伽马、高密度、高电阻率的“刺刀状尖峰”(图2c)。研究区范围内，钙质夹层可以作为单一水下分流河道砂体划分识别标志。

2.2.2 侧向界面特征

(1)测井曲线形态差异。河口坝规模大小的不同，其测井曲线形态存在差异，在一定程度上也反映了砂体沉积时水动力条件的差异。图3a中E25井与C9井均发育河口坝沉积，前者测井曲线表现为光滑漏斗形，后者表现为齿状漏斗形；根据两口井测井曲线特征的差异，就可作为判断不同河口坝砂体沉积的标志。

(2)岩性差异。相邻的水下分流河道间砂体和河道间泥的出现代表两条不同河道的边界。一般情况下，大面积分布的水下分流河道砂体为多条河道侧向拼合的结果。如果河道出现分岔，则在河道间会因为漫溢作用形成不连续的溢岸砂或者因砂质沉积缺乏而只有水下分流河道间泥。因此，沿河道横向上不连续分布的水下分流河道间砂体或者河道间泥便成为了两条不同水下分流河道的侧向分界标志(图3b)。

(3)厚度差异。不同朵叶体携砂能力不一致，同时河口坝边缘砂体相对变薄，两个砂体厚度上呈现“厚薄厚”的形态，说明其分属两个不同的河口坝，反映了两个河口坝边部的接触情况，可以作为判断不同河口坝复合体沉积的侧向拼接标志(图3c)。

图3 单成因砂体侧向边界识别图版

(4)高程差异。同一单层内，不同朵叶体尽管属于同一地质时期沉积的产物，但是受其沉积古地形的影响，沉积能量的微弱差别，不同朵叶体能量存在差异，沉积砂体就会在剖面上表现出顶底相对高程差异(图3d)。

(5)水淹特征差异。由于不同的单一河口坝形成、演化具有相对独立的特征，不同河口坝砂体之间存在一定渗流屏障，这些地质特征必将会引起开发动态上的响应。图3e中注水井W42井、采油井W32井为投产初期开发井，采油井D8井为综合调整阶段开发井。D8井上、下两个单层均为河口坝沉积，且之间存在明显的夹层，下部单层全部强水淹，而上部单层为未水淹，说明下部单层注水井W42和采油井W32井形成了良好的注采对应关系，造成D8井该砂体全部水淹；上部单层W42和W32井未形成良好的对应注采关系，处在井间的D8井表现为未水淹。因此可以推断上部单层在D8与W32井之间存在一个河口坝的侧向界面。

图4 J油田东二下段8小层单成因砂体解剖结果

3 构型识别结果

小层级别的沉积微相是小层内优势相，并不能将小层内每一个砂体的沉积类型表现出来。根据以上研究思路方法和侧向、垂向识别标志，识别出研究区东二下段Ⅰ、Ⅱ油组4级构型界面4个；其中，利用含砾砂岩层、钙质夹层识别出水下分流河道砂体4级构型界面2个，利用泥质夹层识别出河口坝砂体4级构型界面2个。储层构型研究表明，同一主干河道形成的多个单一河口坝的组合在平面上呈朵状、宽带状连片展布，能够真实反映单成因砂体的沉积类型和展布特征。如图4所示，在小层级别的沉积微相中为连片的水下分流河道，解剖后多支河道交叉叠置，并以河口坝沉积为主，各河口坝砂体又归属于不同的朵叶。平面上，沉积砂体以水下分流河道为骨架，以河口坝砂体为主体。水下分流河道为砂坝砂体主要供砂通道，河口坝砂体发育程度受控于水下分流河道的发育程度；水下分流河道砂体与河口坝砂体间具有一定连通关系。同时期不同河口坝砂体相互叠置，在钻井剖面上表现出曲线形态、厚度、水淹差异等特征，不同砂坝间砂体呈弱连通或不连通。

4 应用实例

W43井组位于本次研究区西侧河口坝发育区，W43井为采油井，W42井、W44井为与之对应的2口注聚井，通过实际生产反映W43井存在聚窜现象。结合开发早期的沉积微相研究认为，聚合物来源于与W43井岩石组合特征相似的W44井。但通过此次构型研究发现，W42井与W43井属于同一朵叶体，W44井则属于另一个朵叶体。结合构型研究成果，对W42井进行开关层作业后，W43井产聚浓度迅速下降，控制了聚窜井含水上升速度，证实了此次构型研究成果的准确性。砂体构型研究全面指导了聚窜方向的识别，对油田4个注聚井组实施调剖作业后，平均单井产聚浓度下降200～300 mg/L，平均单井日增油量10 m3。

5 结论

(1)J油田单成因砂体有3种垂向叠置识别标志(包括泥质层、钙质层及物性变化)和5种侧向边界识别标志(曲线形态差异、岩性差异、厚度差异、高程差异、水淹特征差异)。

(2)J油田东二下段以水下分流河道和河口坝沉积为主，水下分流河道砂体表现为多支河道交叉叠置；河口坝砂体表现为储层横向连片、稳定分布，不同河口坝砂体间存在渗流屏障。

(3)同一河口坝砂体油水井间注采对应关系好，容易发生水窜、聚窜；不同河口坝砂体油水井间注采对应关系差，存在剩余油富集区。砂体构型研究，可以有效预判水窜、聚窜方向，改善油田开发效果。

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(编辑 王建年)

Reservoir architecture analysis of underwater distributary channel and mouth bar in delta front：E3d2L in J oilfield taken as an example

Han Xuefang,Yan Guanshan,Liu Zongbin,Song Hongliang

(TianjinBranchofCNOOCLimited,Tianjin300452,China)

Based on the data of coring well cores,logging,production performance,under the guidance of reservoir architecture theory,the reservoir architecture units of the delta front sandbodies from I and II formation of E3d2L in J oilfield were step by step dissected according to the two levels：composite mouth bar or composite underwater distributary channel and single mouth bar or single underwater distributary channel.According to the fine contrasting stratums,the research area has three kinds of vertical stage identification marks：shale interlayer,pebbly sandstone and calcareous interlayer.And then it was summarized five kinds of lateral delimitation identification marks：curve shape differences,lithology differences,thickness differences,elevation differences and flooding differences.Finally,it was reconstructed the sedimentary characteristics within the oilfield：underwater distributary channels as skeleton and mouth bars as the main body,the contiguous distribution of multiple mouth bars,and the cross superimposition of underwater distributary channels.The research results were effectively used to guide the profile control of four polymer injection well groups

delta front;underwater distributary channel;reservoir architecture;single genetic sand;mouth bar

2016-06-21；改回日期：2016-07-22。

韩雪芳(1984—)，女，硕士，工程师，主要从事油气田开发地质研究工作,电话：13920208564，E-mail：hanxf@cnooc.com.cn。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.04.008

TE321

A