辫状河储层单砂体刻画及剩余油分布

2021-03-08李俊飞

复杂油气藏 2021年4期

李俊飞

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

辫状河沉积是陆相河流-三角洲沉积体系重要的组成部分［1］，垂向上砂体多期叠置，横向上砂体相互切割，造成储层非均质性强［2］；多年的注水开发，导致油田剩余油分布复杂，亟需开展精细的单砂体刻画。近年来，国内外学者在辫状河储层研究方面做了大量的探索性工作，尤其在辫状河沉积模式［3］、心滩坝沉积演化［4-5］及隔夹层研究及三维地质建模［6-9］等方面取得较大进展，但在单砂体刻画及其对剩余油分布的影响方面研究较少。因此，以渤海湾盆地L 油田4 区馆陶组为例，探讨辫状河单砂体接触样式及定量规模，并分析其对剩余油分布的影响，以期为油田中后期剩余油挖潜提供依据。

1 研究区概况

L 油田位于渤海湾盆地中南部海域渤南低凸起中段，该油田为受两组近南北向走滑断层控制、内部次生断层复杂化的断裂背斜构造。主力含油层系是馆陶组，以辫状河储层为主，发育辫状河道、心滩坝、溢岸砂。岩性以中砂岩、细砂岩为主，局部含砾石，颗粒分选较差，磨圆是次棱角状—次圆状。储层孔隙度为18.9%～32.6%，渗透率为（15.0～5 900.0）×10-3μm2，属于中高孔、中高渗储层。

4区于2008年投产，经过十几年的注水开发，目前已进入高含水阶段，综合含水81%，储层水淹状况复杂，剩余油分布难以预测。为满足油田开发需要，需对辫状河储层单砂体平面接触样式进行刻画，对其定量规模进行研究，并探讨其对剩余油分布的影响。

2 单砂体识别

2.1 单砂体平面接触样式

辫状河河床宽浅，河道反复分岔合并，在不稳定水流作用下，易废弃改道，主要发育河床亚相和河漫亚相。河漫亚相是洪水泛滥期，水流漫过堤岸沉积的大量悬浮沉积物，以粉砂岩和泥岩为主。河床亚相是在双向环流作用下，在河床上沉积的砂砾质沉积物，主要以砂岩为主；根据沉积方式、砂体厚度和测井响应特征的差异，可进一步细分为心滩坝和辫状河道微相；随着河道改道和物源供给的影响，辫状河道充填方式发生变化，通过对顺物源方向和垂直物源方向连井剖面接触关系进行统计，认为研究区单砂体在平面上存在3 种接触样式:砂质接触、半泥质接触和泥质接触。

2.1.1 砂质接触

河道分流使得水流速度突然降低，其携带的沉积物超出河道的负载能力，砂质沉积物卸载，形成砂质岩相，与已沉积的心滩坝相接触，即砂质接触（见图1a）。由于河道的冲刷作用，使得心滩坝和砂质河道单砂体之间连通较好，成为油气运移的通道。河道砂体的厚度与同期心滩坝砂体的厚度相当或者略小。

2.1.2 半泥质接触

物源供给不足，随着河道水流速度的突然降低，其携带的沉积物按照粒径大小先后沉积，河道下部发育砂岩，上部发育砂质泥岩和泥岩，与已沉积的心滩坝相接触，即半泥质接触（见图1b）。因水动力不足，半泥质河道下部砂体物性较差，与心滩坝单砂体连通性较差。

2.1.3 泥质接触

河道改道使得其在一段时间内保持隔离的静水环境，最终，河道内细粒悬浮物质自然沉积下来形成泥岩沉积［10］，与已沉积的心滩坝相接触，即泥质接触（见图1c），其两侧的心滩坝单砂体之间不连通，相互之间没有油气运移。

图1 L油田馆陶组单砂体平面接触样式

2.2 单砂体规模

单砂体的定量刻画在井间存在很强的预测性，因而，单砂体的几何形态成为其定量表征的关键。辫状河是由多期辫流带砂体叠加而成，其间发育不稳定分布的泛滥平原泥岩，单期辫流带砂体是由多个心滩坝及辫状河道组成，呈现“宽坝窄河道”的模式［11］，在此模式指导下，开展辫状河单砂体的定量刻画。

Leclair 等［12］通过对辫状河现代沉积单一辫流带的测量，认为单一辫流带宽度与平均单河道满岸深度呈对数线性关系:

式中，Wmin为单一辫流带最小宽度，m；Wmax为单一辫流带最大宽度，m；ha为平均单河道满岸深度，m。

研究区平均单河道满岸深度为5～8 m，由式（1）、（2）计算，得到单一辫流带宽度为1 000～3 300 m。研究区辫流带最大宽度为2 000 m，仅在辫流带边部发育一定规模的泛滥平原，因此认为研究区发育一个辫流带。研究表明，在现代沉积中，辫流带宽度与心滩坝宽度、心滩坝宽度和长度之间具有一定的相关性。通过对具有相似沉积背景的典型辫状河的辫流带宽度、心滩坝宽度、心滩坝长度等构型要素进行测量，得到它们之间的经验公式［13］，再结合单砂体平面接触样式，计算得到研究区心滩坝宽度250～750 m，心滩坝长度600～1 750 m。根据Kelly［14］的经验公式，研究区辫状河道宽度为100～250 m。

研究区L70C 单层自北东东方向发育一条辫流带，辫流带内发育14 个心滩坝以及多条废弃河道，统计结果表明，心滩坝宽度280～590 m，心滩坝长度685～1 058 m（见图2）。

图2 L油田馆陶组L70C单层单砂体平面分布

3 辫状河单砂体平面接触样式对剩余油分布的控制

研究区馆陶组单砂体的平面接触样式主要包括砂质接触、半泥质接触和泥质接触3种类型；心滩坝单砂体呈均质韵律，在重力的作用下，水向下运动，使得单砂体呈底部水淹；因此，在平面接触样式和注采井网的耦合下，研究区剩余油分布复杂。

砂质接触的砂体横向连通性较好，水驱效果较好，剩余油不富集（见图3a）。半泥质接触的砂体由于上部泥质河道遮挡，单砂体间仅下部连通，且连通性较差，易在心滩坝侧翼中上部和辫状河道形成剩余油富集（见图3b）。泥质接触的砂体因泥质河道的存在，使得2个心滩坝单砂体横向不连通，易在心滩坝单砂体的侧翼富集剩余油（见图3c）。

图3 单砂体对剩余油分布的控制机理

当注水井在半泥质河道、采油井在心滩坝上时，由于河道下部砂体物性差，两者间连通性较差，后期在心滩坝上的调整井呈未水淹（见图4a），或者当注水井在心滩坝、采油井在半泥质河道上时，由于两者间连通性差，后期在半泥质河道上的调整井呈未水淹（见图4b），说明半泥质接触的砂体水驱效果差，剩余油富集在心滩坝侧翼或者半泥质河道。当注水井在心滩坝、采油井在泥质河道微相时，两者间不连通，后期在心滩坝上的调整井呈未水淹（见图4c），说明泥质接触的砂体在心滩坝侧翼富集大量剩余油。在剩余油富集的心滩坝侧翼设计1口定向井，钻井证实主力砂体厚度累计60 m 左右，主力层测井解释为未水淹，投产后日产油44 m3/d，含水率61%，地层压力平稳，有力证实了辫状河单砂体平面接触样式对剩余油分布控制的合理性。