曲流河废弃河道的识别方法研究<br/>——以大港油田港西一区明小层为例

曲流河废弃河道的识别方法研究
——以大港油田港西一区明小层为例

2016-09-20蒋正军董桂玉高莲凤马文静冷春鹏李宗峰常永杰付海丰

西部探矿工程 2016年9期

关键词：砂体测井沉积

蒋正军，董桂玉，高莲凤，马文静，冷春鹏，李　坤，李宗峰，常永杰，付海丰

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.天津方联科技发展有限公司，天津300280）

曲流河废弃河道的识别方法研究

蒋正军*1，董桂玉1，高莲凤1，马文静2，冷春鹏1，李坤1，李宗峰1，常永杰1，付海丰1

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.天津方联科技发展有限公司，天津300280）

河流相储层的废弃河道微相，在侧向上对流体起隔挡作用，因此正确识别废弃河道对于进一步分析储层内部构型以及改善油田开发效果具有很大的现实意义。以大港油田港西一区明Ⅱ17小层为例，首先进行沉积微相研究，确定复合曲流带的分布范围；然后在复合曲流带内确定单一河道边界；其次在单一河道划分的基础上，结合废弃（末期）的鉴别标志和沉积微相特征，依据高弯曲河道砂体沉积规律，确定废弃河道和末期河道的发育位置。识别废弃河道并进行精细刻画不仅对储层非均质性研究和剩余油分析具有重要意义，还对后期开发方案编制具有实际指导意义。

曲流河；废弃河道；单一河道；末期河道；港西一区

1　沉积微相特征及识别

曲流河各个微相之间，无论是空间排布、发育规模还是成因上都存在着紧密的联系，所以为了识别废弃河道，有必要对曲流河的微相进行精细划分，以提高废弃河道识别的准确性［7］。研究区曲流河主要发育河床滞留沉积、点砂坝（边滩）、天然堤、决口扇和河漫滩等微相，其中在部分地区由于河流迅速侧向迁移，天然堤发育不良，洪水泛滥可形成广阔平坦的河漫沉积区，沉积物不仅有泥质，还有部分砂质沉积，此时堤岸亚相和河漫亚相已无区别，各沉积微相特征分别如下：板状交错层理、板状+槽状交错层理、槽状交错层理、平行层理、波状交错层理等。

2　单一河道识别

单一河道是在平原上一条新的单一的河道的形成，经过发展、侧蚀沉积、废弃，直到在新的区域产生新的河道开始另外一期河道的演化，而老的河道废弃。一般河道砂体是由一条或者多条单一河道组合而成，对于复合河道内部的单河道，可以是同期，也可以是不同期。同期次是指2条或者多条单一河道在同一时期内在不同的区域同时发育的河道，不同期是指同一层内的河道砂体由不同时期发育的河道在纵向叠置和平面拼合而成。不同成因砂体在岩性、电性平面和剖面几何形态上都有所差异，因此利用密井网条件下丰富的井资料结合高弯度曲流河河流演化的特点、各井点的曲线形态以及空间上的组合特点，综合识别出单一河道［1］。单河道边界的识别是识别单河道的关键，在识别河道带的基础上确定4种单一河道边界的识别标志［8］：①不连续河间砂体的出现代表着2条不同河道的边界；②河道砂体顶面存在层位差也说明了是不同期次的河道；③河道砂体的厚度差异表明是不同水动力条件下的河道沉积；④废弃河道沉积物是单一河道砂体边界的重要标志。

（1）不连续河间砂体或河间泥质沉积。不连续河间砂体的出现很可能就代表2条不同单一河道的边界。一般来讲，大面积连片分布的复合河道砂体是多条河道侧向拼合的结果，但2条河道之间总要出现分叉，河道改道过程中往往留下河间沉积物的踪迹，沿河道纵向上不连续分布的河间砂体（河间泥或溢岸沉积）正是不同单一河道分界的标志（图1）。

（2）曲线形态差异。不同河道由于受到沉积古底形的影响，具有不同的沉积物携带能力，造成不同河道的测井曲线响应特征必然有一定的差别，不同的曲线形态可以作为单河道划分的标志（图2a）。

图1　港西一区一明Ⅱ-7-1单河道划分标志（河道间沉积）

图2　港西一区一明Ⅱ-7-1单河道划分标志（曲线形态差异+废弃河道+砂厚差异）

（3）废弃河道。在曲流带内部，废弃河道代表一个点坝发育的结束，而最后一期次废弃河道代表一期河流沉积作用的改道。因此废弃河道沉积物是单一河道砂体边界的重要标志（图2b）。

（4）河道砂体的厚度差异。由于不同河道分流能力受到多种因素的影响，不同河道砂体而必然会出现差异，由此造成沉积砂体的厚度上的差异，如果这种差异性的边界可以在较大范围内追溯，很可能就是不同河道单元的指示（图3c）。

3　废弃河道识别

3.1废弃河道类型

根据废弃河道的平面形态及分布特征可将废弃河道组合分成2大类，一类是单水流作用形成的废弃河道，包括串沟取直型、颈项截直型、决口改道型；另一类是多水流作用形成的废弃河道，如串流改道型废弃河道［2］。根据沉积剖面特征废弃河道可分为渐弃型和突弃型2种［3］。

3.2废弃河道识别方法

目前，利用电性关系识别废弃河道的方法应用较为广泛，但存在多解性［8］。一方面废弃河道上部的泥岩段（细粒沉积）无论岩性、构造还是电测特征均与泛滥平原、天然堤以及决口扇相似，这就给废弃（末期）河道的准确识别造成了困难；另一方面废弃河道在平面上多呈孤立的弯月状，也有弯曲带状，其横、纵剖面上的延续性均有限，即便是连续弯曲带状的末期河道，其平行河流水流方向的纵剖面也不连续，所以识别废弃河道对井网密度要求较高［4］。为了提高废弃（末期）河道识别的准确性，需要结合相控思想，综合多种识别方法，多角度切入，动静态资料相互验证。

3.2.1测井相识别废弃河道

废弃河道底部发育与点坝类似滞留沉积和砂体（粗粒沉积），上部为标志性泥岩段（细粒沉积），电测特征表现为底部呈箱型或钟型，上部为微齿状或平直线型。整体形态上由于废弃河道类型分为渐弃型和突弃型，导致其测井相有所不同（图3）。

3.2.2砂顶相对深度法识别废弃河道

图3　废弃河道测井相类型

砂顶相对深度法是近年来地下河废弃河道快速识别的常用方法。砂顶相对深度即构造顶面与小层内河道砂顶之间的距离，也可以视作构造顶面与小层内河道砂顶之间泥岩（细粒沉积）厚度。按单层顶面拉平后，可确认砂顶相对深度大小，砂顶相对深度法理论模型如图4，同一小层内，点坝砂体厚度大，相对的砂顶上部的泥岩（细粒沉积）就薄，废弃河道底部沉积与相邻点坝沉积相同且深度大体一致，但厚度明显薄于相邻点坝砂体，上部的泥岩（细粒沉积）段明显厚。这就造成废弃河道砂体砂顶相对深度较两侧点坝砂体大［5］。利用砂顶相对深度法识别废弃河道时，砂顶应为厚层点坝沉积砂体的顶，对于点坝砂顶上部的薄层粉砂或细砂不应考虑在内。

3.2.3砂厚差异法识别废弃河道

主河道沉积以点坝砂体为主，砂体厚度大，废弃河道只有底部和下部发育与主河道类似的点坝砂体，其上部为废弃河道标志性的细粒沉积段。因此，废弃河道发育区砂体厚度明显薄于两侧点坝砂体，在剖面上呈明显的“高低高”形态。通过这一特征，在研究区内判断出多处废弃河道或末期河道。对于港西一区一明小层，西47-4-5井和西46-5-2井处砂岩厚度明显高于处于2井之间的西46-5井，综合考虑沉积相模式认为西46-5井处发育废弃河道（图5）。

图4　砂顶相对深度法识别废弃河道理论模型

图5　废弃河道砂岩厚度特征

3.3末期河道识别

由于当新的河道形成后，水流发生改道，原来的老河道逐渐失去了作为水流通行路径的作用，形成静水环境，河道水动力较弱，细粒悬浮物质逐渐沉积，以泥质沉积物为主，在曲线上形态与废弃河道相似，当整条河道被充填后，在平面上河道内砂体厚度应该为一条相对连续的可追踪的砂体减薄区域，可以综合剖面图和砂体等厚图来确定末期河道。严格来说末期河道还属于废弃河道，不是真正的末期河道，只不过在研究区内表现为整体完全废弃而标志着该次河道事件的阶段性终结。末期河道比狭义的废弃河道在废弃时间上稍晚［6］。综合前人关于末期河道的研究成果，在河道砂体发育区域识别末期河道最有效的方法是基于沉积微相平面展布图和砂岩厚度等值线图，借助剖面测井相及组合、“厚—薄—厚”的砂体平面发育特征和砂顶相对深度法综合判别。

图6　港西开发区一区一明Ⅱ-7-1沉积相分布图

4　结论

（1）研究摸索出一套密井网条件下基于测井资料有效识别废弃（末期）河道的研究思路：基于密井网测井资料，以现代曲流河沉积模式为指导，在充分分析各类型废弃河道特征的基础上，综合测井相识别法、砂顶相对深度法、砂厚差异法（“厚—薄—厚”）和亚、微相组合模式预测法等多种方法，多角度切入、相互验证，最后识别出废弃（末期）河道。

（3）在密井网条件下识别废弃（末期）河道的方法取得良好的效果，为下一步对点坝内部结构精细刻画起到铺垫作用，本文在平面上进行识别研究，有待更深的从三维角度进行更精确的研究。

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