基于水平井信息的单砂体分布特征研究——以松辽盆地南部长岭凹陷乾安地区某水平井为例

王鑫锐，闫百泉，董长春，赵华生，刘如昊

（1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163000；2.中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院，吉林松原 138000）

0 引言

致密砂岩储层具有平面分布面积广、埋藏深度大、储层物性差、非均质性强的特点，依靠常规开发技术难以开采，往往需通过大规模水平井压裂或其他特殊工艺才能开发生产，这就对地下储层的砂体特征认识提出了更高的要求（王凤娇等，2017；杨晓萍等，2007；于兴河等，2015；崔明明等，2019；宋兆杰等，2019）。目前，包括基准面旋回控制下的砂体解剖（何宇航等，2018；丛琳等，2017），类比沉积过程的砂体结构反演（张昌民等，2013），构型要素参与下的储层砂体精细识别（陈薪凯等，2020；周银邦等，2011），构造、沉积等多因素约束下地震相识别（刘化清等，2018；曾灿，2018），建模、数模等多手段融合的单砂体表征（任双波等，2016）都取得了长足的进步。将Bridge 现代沉积基础构型要素简化至油藏描述范畴，利用代表不同流体及不同沉积序列的测井相组合特征识变化情况来识别砂体的不同部位和不同拼接方式，从而建立更精确的单砂体空间展布样式。王延光等（2020）和刘化清等（2018）利用振幅和频率构成的复合地震属性，对薄层单砂体厚度进行了精确的估算。但上述方法对井网密度及地震资料品质有着较高的要求，乾安地区扶余油层为典型的致密砂岩储层，但由于井距过大，地震资料匮乏等问题，难以开展扶余油层砂体解剖工作，如何合理高效运用广泛分布在致密砂岩储层中的水平井信息，是明确储层砂体特征，致密油精细挖潜的关键。因此，本次针对研究区水平井信息丰富的特点，将水平井纳入常规砂体解剖中，以沉积学理论为指导，建立直井—水平井联动的单砂体识别标准，应用水平段进行平面单砂体边界厘定，提高储层砂体定量研究与内部砂体分布特征描述的精度，精细刻画乾安地区扶余油层储层单砂体成因类型及分布特征。

1 区域地质概况

松辽盆地位于东经119°40′～128°24′，北纬42°25′～49°23′，是油气资源最为丰富的新生代陆相沉积盆地，其兼具断-坳双重特征，内部可进一步划分为6 个一级构造单元，31 个二级构造单元，油气集中分布在中央坳陷区内（图1）。本次选取的松辽盆地南部长岭凹陷乾安地区X 水平井开发区位于松辽盆地南部中央坳陷区长岭凹陷中部，东与木头油田相连，北至新立油田，西邻乾安油田，区内主要发育白垩系、古近系，新近系。此次研究的目的层段为白垩系下统泉头组四段（下简称泉四段），是该地区的下部含油组合，埋深1600～2350 m，平面分布稳定，厚130 m 左右。受西南保康—通榆水系控制，发育以浅水三角洲为主的沉积体系。

图1 松辽盆地南部中央凹陷区油气聚集位置分布图

2 储层单砂体的成因类型

通过对研究区内24 口取芯井岩芯样品沉积微相类型及岩相特征分析，研究区为浅水三角洲沉积环境，中下部为三角洲平原沉积，向上水体加深发育三角洲前缘亚相。在这个沉积演化过程中，可作为储层的单砂体类型主要包括分流河道，水下分流河道，河控沙坝及席状砂，岩性测井特征如图2 所示。其中陆上平原沉积中的溢岸薄层砂（天然堤、溢岸砂、决口扇等）分布面积小，垂向厚度薄，难以成为有效储层。

2.1 分流河道、水下分流河道沉积特征

分流河道及水下分流河道是三角洲沉积中最主要的砂体类型，岩性以细砂岩、粉砂岩为主。该砂体形成水动力强，底部冲刷面明显，常发育斜层理、槽状交错层理、平行层理等沉积构造，如图2 所示。垂向上多呈现典型河流的二元结构，其中陆上分流河道沉积序列更完整，底部是砂体的底界面，多具冲刷充填特征，突变面下部为分流间细粒沉积，受河流强烈的冲刷作用的影响，形成厚层泥砾发育的底部滞留沉积，钙质胶结频繁，多呈现灰白色，物性及含油性较差，为典型的块状层理含砾细砂岩相；在这之上为河道沉积的主体部分，多发育交错层理细砂岩相，显示为分选良好的均值韵律，故储层物性及含油性较好；顶部由于水动力减弱形成的细粒沉积，为波状层理粉砂岩或泥质粉砂岩相，内部向上泥质含量增加逐渐过渡为溢岸砂、天然堤或分流间泥沉积，物性及含油性差。

2.2 水下溢岸沉积砂体特征

三角洲平原以分流河道砂体为主，溢岸沉积不发育，故仅对水下溢岸沉积进行分析。其主要包括河控沙坝及席状砂两种类型成因单砂体，沉积特征如图2 所示。二者平面上多呈条带状分布在水下分流河道两侧，显示为明显的河控特征，由河岸向两侧能量逐渐降低，由粉砂岩过渡为水下分流间泥质沉积。垂向上，河控沙坝显示为明显的反韵律特征，底部与下伏分流间湾递变接触，发育水平层理泥质粉砂岩或粉砂质泥岩相，向上粒度逐渐增大，主体部分可见平行层理粉砂岩相，与上覆块状层理泥岩相成突变接触关系。其内部多见揉皱构造、生物化石及黄铁矿等自生矿物；而席状砂多为波状层理粉砂岩相，顶底与平行层理及块状层理泥岩相突变式接触。二者含油性物性与其自身厚度相关，靠近河道主体部位厚度大，物性及含油性较好，向外则逐渐变差。

3 储层单砂体的精细识别

井距过大带来了井间对比的不确定性，从而导致砂体规模及分布特征难以精确识别（石桓山等，2018）。研究区丰富的水平井信息，可以较好的弥补这一缺陷。合理利用水平井段信息可以为划分单砂体成因类型，厘定砂体边界，明确井间砂体变化等提供地质资料支撑（黄文松等，2018；陈学洋，2017）。

图2 乾安地区某水平井开发区主要单砂体成因类型

3.1 水平井和直井不同成因单砂体对应图版的建立

储层砂体的岩性物性与测井曲线响应存在一定的相关性，不同成因类型单砂体由于岩性，旋回特征不同，在直井曲线响应中形成截然不同的幅度、形态、锯齿化程度特征，水平井同样存在这种分异，但由于水平井测井响应机理与垂直井存在差异，难以从曲线形态简单判断单砂体类型。利用研究区不同成因类型单砂体对电阻率R、自然伽马GR曲线敏感的特点，利用两种类型井钻遇相同砂体提取二者电性响应参数，选取多个样本点以建立不同成因类型砂体电性响应关系，以此建立不同成因类型单砂体的R-GR图版，圈定不同成因类型单砂体的测井响应范围，补充单砂体井间识别地质证据。

三角洲平原沉积砂体识别图版见图3，水平井由于上下围岩的干扰，对于相同成因类型砂体的电阻率及自然伽马响应取值范围分布区间与直井相比略低。结合取芯井进行验证，R-GR交汇图版在研究区单砂体识别准确率为91.2%，可以通过该方法对单砂体特征，尤其是缺乏直井井网控制的井间特征进行更加清晰的描述。

3.2 水平井与直井联合的单砂体精细解剖

研究区受直井井位密度低、井间距大的影响，当仅采用直井信息进单砂体平面展布分析时，对于河道规模的大小、河道的摆动方向及不同成因类型砂体组合关系存在一定的多解性，同时对井网未控制区域的单砂体判别对存在较大的误差，研究区水平井水平段距离在800～1200 m，加入水平井后，在一定程度上对井间未控制区域做出了资料的补充，利用水平井横穿砂体的特点，确定不同成因类型砂体规模，识别单砂体边界。

图4a 为9 口直井所绘制的单砂体平面分布图，图4b 为在加入9 口水平井后与直井结合绘制的砂体平面图，对比纯直井绘制平面图存在明显的差异：其一是利用C1、C3、C5 识别出了新的成因类型单砂体（天然堤、溢岸砂）；其二是上部河道砂体由于水平井的影响，对其规模及摆动方式做出修正；其三是南部河道砂体由于水平井识钻遇分流间泥岩，重新厘定其边界。

水平井信息参与判相后，丰富研究区目前的井网密度，提供了原本缺失的井间信息。使得在单砂体识别过程中，对河道砂体规模及形态划分更加准确，溢岸沉积砂体平面可识别性显著增强。对储层单砂体规模，摆动方式，及平面组合模式有了更加清晰的认识。

4 储层单砂体分布特征

运用上述直井-水平井联动砂体识别方法，对储层单砂体进行平面及垂向的精细解剖，结合研究区沉积演化规律，分析单砂体的空间分布特征（任双坡等，2016；张莉等，2017；赖鸿飞等，2017）。研究区扶余油层主要发育水上三角洲平原亚相及水下的三角洲前缘亚相两个截然不同的沉积相带，其单砂体类型及分布特征存在较大的差异（图5）。本次选取不同亚相中的典型层位，对其单砂体分布规律进行分析（孙雨等，2016；高阳等，2019）。

三角洲平原沉积时期主要对应研究区IV～II 砂组，主要砂体成因类型为分流河道砂体及河道间零星分布的溢岸砂、天然堤、决口扇等溢岸沉积，分流间泥质沉积发育。此时水动力强，物源供给丰富，分流河道砂体单期规模大，厚度约7～10 m，平均8.4 m，宽度多为700～1500 m。分流河道砂体平面迁移迅速，河道砂体频繁分支-汇聚，构成了侧向相切或相接的接触关系，局部形成宽阔的由多期分流河道砂体组成的宽阔砂带。垂向上不同基准面河道下切作用强烈，河道顶层沉积缺失，形成接垂向叠置严重，连通性较好厚层砂体。河道两侧由于河道砂体侧向侵蚀作用保留较少，厚度多为3 m 左右。因此可见，三角洲平原沉积储层多为宽阔的河道复合砂带，分流河道砂体的垂向下切，侧向迁移是构成该沉积时期砂体特征复杂多变的主要原因。

三角洲前缘亚相对应研究区I 砂组沉积时期，该时期主要发育水下分流河道、河控沙坝、席状砂沉积。该时期水体较深，河流作用减弱，分流河道砂体规模较小，多以中小型为主，单期河道砂体厚度集中在4～6 m，宽约400～800 m，受到湖水的顶托作用的影响，两侧常与河控沙坝、席状砂相伴生，表现为水下分流河道→河控沙坝主体→河控沙坝外缘→席状砂（主体及非主体）→分流间泥的平面相序。垂向上，由于水下分流河道砂体下切能力较弱，顶层沉积发育完整，细粒沉积隔夹层发育，垂向多为砂泥薄互层。综上所述，三角洲前缘沉积中，储层砂体分布呈现“河控面状”多成因砂体组合的特征，平面分布面积大但厚度值不高。

5 结论

（1） 研究区单砂体类型主要包括分流河道，水下分流河道，河控沙坝及席状砂。

（2） 利用直井与水平井对相同成因单砂体的响应特征差异，可以建立直井及水平井单砂体识别电性模板，对河道砂体规模，摆动方式，组合关系进行更准确的解剖。

（3） 通过对研究区不同沉积环境单砂体特征的分析可知，研究区主要包括“河控带状体”及“河控面状体”两种不同的单砂体分布模式。前者主要发育在扶余油层早期三角洲平原沉积中，表现为多河道复合特征，少见溢岸沉积，垂向及平面厚度较大，是扶余油层水平井精细挖潜的主要目标。而后者主要是晚期三角洲前缘沉积中发育的主要储层砂体类型，是由水下分流河道，河控砂坝、席状砂等多成因单砂体组合而成的，平面分布面积大，垂向厚度较薄，隔夹层丰富，剩余油挖潜潜力较低。

致谢成文过程中，得到了吉林油田的数据支撑以及技术指导，笔者在此表示衷心感谢。