基于砂地比的复合河道沉积期次空间解析方法——以鄂尔多斯盆地苏里格气田ST密井网试验区盒8下(2)为例

王文胜，兰义飞，史红然，田清华，张志刚，薛 雯

(1.中国石油 长庆油田分公司 勘探开发研究院，陕西 西安 710018； 2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)

复合河道沉积期次空间解析属于储层构型研究的范畴，对应Maill构型理论5级界面研究内容[1-2]，Maill对构型要素、构型级次和沉积模式等构型理论进行了开创性研究，国内外学者利用现代沉积和野外露头对该理论进行了继承和发展[3-6]。复合辫状河储层由于结构复杂性，目前研究成果相对较少，其中以单敬福和刘钰铭等人最具代表性。单敬福采用“去压实效应邻井单期河道标定法”深入研究了砂体叠置程度较深情况下的单井识别[7-9]；刘钰铭在单井识别基础上，利用“厚-薄-厚”等原则研究了单期河道的侧向划界，重点分析了井间是否存在河道边界问题[10-11]。这些研究成果极大的促进了构型理论的发展，但在井间河道边界存在情况下，具体尖灭位置仍不能很好地解决，这也是制约苏里格气田开发效果的重要因素之一。

笔者在从事苏里格气田构型分析及储层精细描述的过程中，总结出了一套快速、定量确定单期河道边界尖灭位置的方法，即利用小层砂地比等值线图确定不同期数单期河道叠置范围，以单井识别为基础，在不同期数河道叠置范围控制下刻画单期河道在剖面上边界尖灭位置在平面及三维空间延伸展布范围，实现复合辫状河道沉积期次空间解析。需要注意的是，本方法的前提是细分各单层砂体厚度相当、地层基本等厚的情况，而对于各单层厚度差别较大的地层，本方法不适用。

1 方法和步骤

1.1 不同期数叠置区域分布

砂地比是储层评价的一项重要参数，对沉积环境具有较好的指示作用，经常被用来进行物源分析、沉积微相划分、砂体连通性定量表征等[12-14]，砂地比等值线图的准确程度直接决定了后续研究的可靠性。砂地比等值线图绘制分为两种，一是具有三维地震资料区域，通过井点处平均反射强度、均方根振幅等地震属性与砂地比回归分析，确定定量关系式，正演或反演出研究区砂地比等值线图[15-16]；二是无三维地震资料区域，主要依靠单井测井和录井等资料，在精细综合地质研究基础上，结合地质经验进行人机交互处理，得出研究区砂地比等值线图[17]。其中，第二种情况最为常见。

研究小层细分n个单层基本等厚前提下，依据小层砂地比等值线图，圈定不同期数叠置区域分布图(图1)。

图1 不同期数叠置区域分布及剖面线位置精细刻画Fig.1 The distribution of superimposing areas of several periods and the fine description of the section line position

i期叠置区域砂地比范围为：

(i-1)/n～i/n

(1)

式中：i期叠置区域表明在此区域范围内有i个单层发育河道,i=1，2，3，…，n。

1.2 剖面线位置精细刻画

建立多条连井横剖面和纵剖面，以井点处每一单层内河道是否发育为基础，利用不同期数叠置区域在横剖面和纵剖面位置的投影为约束，确定每一剖面上各单层相邻井井间河道发育情况及尖灭位置。

在井识别基础上，在不同期数叠置区域控制下，扩展到剖面线位置，体现了由点到线的研究思路。井间是否发育、发育几期和河道由不同期数叠置区域约束，具体哪一期或哪几期发育，主要决定于相邻两井井点处哪一个或哪几个单层发育河道(图1)。

1.3 空间解析

以建立的多个横剖面和纵剖面为基础，将不同期数叠置区域边界投影到具体单层在空间的组合，实现复合河道沉积期次的空间解析。

将单层在剖面线位置的河道发育情况，在不同期数叠置区域控制下，延伸到三维空间，体现了平面与剖面相结合、扩展到三维空间的研究思路，剖面间是否发育、发育几期河道由不同期数叠置区域约束，具体哪一期或哪几期发育，主要决定于相邻两剖面上哪一个或哪几个单层发育河道，图2为一个小层细分3个单层(即n=3)时解析出的各单层河道空间展布。

2 实例应用

应用实例位于苏里格气田中区ST区块密井网试验区，平均井网350 m×500 m。研究层段盒8下(2)小层为辫状河沉积，可细分为盒8下(2-1)、盒8下(2-2)和盒8下(2-3)三个单层(即n=3)[18-21]。

按照步骤1.1，利用测井和录井等资料，开展基于地质知识库约束的精细地质研究，绘制小层砂地比等值线图(图3a)，细分3个单期(n=3)的前提下，按照公式(1)，垂向发育一期(i=1)、两期(i=2)、三期(i=3)河道的砂地比范围分别为0～0.33,0.33～0.66,0.66～1，由此得出不同期数叠置区域分布图(图3b)。图中只划分出了叠置期数，具体哪几期叠置，则要参考井点处单期河道发育情况进行具体分析。以ST-2-16与ST-J14井间为例，从图3b可以看出ST-2-16井到ST-J14井，先后经历一期—两期—三期—两期叠置，ST-2-16井发育第2期，ST-J14井发育第2、第3期。第1期在两井点处不发育，在三期叠置区域发育，三期叠置区域边界即为第1期河道边界；第2期两井均发育，为同一河道，井间不存在尖灭情况；第3期在ST-J14井发育，由ST-J14向ST-2-16井方向延伸到三期叠置区域左边界位置。剖面位置上相邻两井井间分别进行以上分析，从而确定横剖面和纵剖面位置三期河道的组合情况(图4)；同样，在图3b的约束下，将井点和剖面位置单期河道发育情况按照以上思路进行分析，拓展到三维空间，实现复合河道沉积期次的空间解析(图5)。

图2 不同期数叠置区域分布约束下单期河道空间解析Fig.2 The spatial analysis of single-period channel under constraints of superimposing areas of diverse periods

图3 苏里格气田ST区块密井网试验区盒8下(2)砂地比等值线(a)及不同期数叠置范围分布(b)Fig.3 A contour map showing the sand-stratum ratio(a) and the superimposing area distribution(b) of the 2rd submember of the lower 8th member of Shahejie Formation in the infilled pattern test area of Block ST,Sulige gas field

图4 不同期数叠置区域约束下A—A′剖面三期河道组合Fig.4 Three-stage channel assemblages of section A-A′ under constraints of superimposing areas of various periods

方法的应用是基于地层基本等厚为前提，但实例应用区辫状河道下切侵蚀、侧向切叠，极易造成解释偏差。第一种情况是下切侵蚀造成局部地层厚度存在较大差异，若后期河道下切侵蚀早期河道，即“砂切砂”，单期地层厚度改变不影响复合河道砂地比，则对叠置区域划分结果没有影响；若后期河道下切侵蚀早期泥岩相(图6a)，即“砂切泥”，上期河道砂体变厚导致发育两期沉积的砂地比值大于0.66，造成实际两期沉积解释为三期叠置的解释偏差。第二种情况是河道边缘厚度逐渐变薄(图6b)，发育三期河道的砂地比值小于0.66，误将三期沉积解释为两期叠置。单期地层沉积厚度不可能完全相等，但从长期地质演化规律来看，相同沉积背景下，一定范围内地层厚度差异不大，可视为近似相等，局部变化不影响该方法的适用性，对上述两种情况在局部对解释结果稍作调整即可。

3 讨论

1) 方法的提出是以辫状河沉积为对象，溢岸砂发育较少，砂岩多为心滩和辫状水道组成的河道砂。对于曲流河，决口扇、河漫等溢岸砂岩沉积具有一定厚度，砂地比等值线图不仅仅反映河道沉积的展布，同时也反映出溢岸沉积的规模，因此对曲流河沉积期次解析，在不存在溢岸沉积的区域本方法适用，在发育溢岸沉积区域，此方法仅可作为参考。

2) 不同叠置区域分布图是空间复合河道投影到平面的反映，具体落实到垂向单期组合，井点单期河道发育情况依然是硬数据，因此，理论上来说，如果井网井距较大，且井间出现多个不同叠置区域，就无法具体解析哪几期叠合；实际上，国内大多数油气田已进入开发中后期，井网井距普遍较密，个别井网井距较大区域，综合对研究区河道展布规模等基础地质的认识，辅助解决空间解析多解性问题。

图5 苏里格气田ST区块密井网试验区单期河道空间展布Fig.5 The spatial distribution of single-period channels in the infilled pattern test area in Block ST,Sulige gas fielda. 盒8下(2-1)；b. 盒8下(2-2)；c. 盒8下(2-3)

3) 空间解析结果是单期河道空间展布，能够很好指导三维沉积相建模；对于三维砂体分布岩石相建模，解析结果可以作为约束条件，但不能给与较强的权重，否则会忽略主河道外的溢岸砂岩沉积。

4 结论

1) 随着油气田开发程度的不断深入，储层描述的尺度由小层复合砂体逐渐精细化到单层级别的定量化表征，砂体比能够很好的反应平面的宏观沉积规律，尤其是各单期沉积地层基本等厚的气藏，对于复合河道精细解析具有重要的指导意义。在河道下切侵蚀、河道边缘厚度变化区域，应在单井解释基础上依据地质认识进行适当调整。

图6 河道下切及边缘厚度变化造成解释偏差示意图Fig.6 A diagram showing the interpretation deviation caused by down-cutting and variation of edge thickness of channelsa. 河道下切侵蚀造成后期沉积砂体厚度变大；b. 河道边缘厚度变薄，误将三期沉积解释为二期

2) 利用测、录井资料，开展精细地质综合研究，绘制小层砂地比等值线图，确定多期叠置分布范围，实现复合河道沉积期次空间解析。研究结果表明，该方法能够快速、定量确定井间河道尖灭位置，有助于揭示辫状河砂体空间展布规律，提高储层定量化表征精度，为富集区筛选及优化井位部署提供技术支撑。