海上油田河流相复合砂体构型级次解析*

胡光义 王海峰 范廷恩 高玉飞陈 飞 肖大坤 张显文

1 海洋石油高效开发国家重点实验室，北京 100028 2 中海油研究总院有限责任公司，北京 100028

地质历史中相同级次事件的循环往复与不同级次事件之间的嵌套组合，形成了各个级次的地质体及其组成单元。层次性是地质体的内在属性，也是地质理论的普遍规律(张昌民，1992)。在诸多地质领域中，例如经典层序地层学(Vail，1987； Wagoneretal.，1990；李思田等，1992)、高分辨率层序地层学(Cross，1988；邓宏文，1995；郑荣才等，2001)、沉积学、储层构型(Allen，1983；Miall，1996；吴胜和等，2013)、油气田开发地质学(吴元燕和陈碧珏，1996；姚光庆等，1994；陈景山等，2007；熊琦华等，2010)等，层次性在理论地质研究和油气勘探开发生产中发挥着指导性作用。

储层构型研究的核心是层次结构(吴胜和等，2013)。笔者历时10年探索，提出了海上油田开发尺度的河流相复合砂体构型理论(胡光义等，2018a，2018b，2019)。复合砂体构型以现有的河流相储层构型理论为基础，通过渤海油田新近系明化镇组下段河流相砂体(胡光义等，2014；陈飞等，2015；胡光义等，2017a)、鄂尔多斯盆地南部野外露头、内蒙古海拉尔河和北京潮白河现代沉积的地质雷达探测与探槽研究(胡光义等，2018b；肖大坤等，2018)，以及机理模型正演模拟(胡光义等，2017b；范廷恩等，2018a；张显文等，2018)等多方面综合分析，补充了地表沉积体规模和地下地震资料分辨能力之间的“灰区地带”，从而建立了系统的理论体系及分级方案。基于现代曲流河点坝砂体的探测结果，结合海上油田的经济开发尺度以及井震资料对地下砂体的识别能力，在前人构型分级的基础上，复合砂体构型分级中增加了“复合点坝”级次(肖大坤等，2018；胡光义等，2019)，完善原有的构型分级方案，阐明河流相砂体在实际沉积演化过程中的复合性，提高储层构型理论在海上油田开发中的实用价值以及“地震导向、井震联合”构型表征思路的可操作性。

表 1 碎屑沉积构型单元级次(译自Miall，1996)Table 1 Hierarchies of architectural units in clastic deposits(translated from Miall，1996)

作者重点解析河流相复合砂体构型分级方案，从地质成因、主控因素、时空规模等角度阐述各级次构型单元的特征。在此基础上，对比复合砂体构型分级与现有储层构型分级的异同，并从资料基础、技术手段等方面论证其在海上油田开发中的优势。

1 现有的储层构型分级方案

储层构型的级次分析由来已久，是储层构型理论研究的重点内容。Allen(1966)将河流和三角洲相野外露头划分序列，从小到大包括小型波痕、大型波痕、沙丘、河道以及包含上述四者的“综合体系”共5个级次。随后，众多学者针对河流—三角洲沉积体、各种沉积底形、风成沙丘等沉积地质体开展级次研究(Pettijohnetal.，1972；Jackson，1975；Brookfield，1977；Allen，1983；Miall，1988，1996；于兴河等，2004；吴胜和等，2008，2013)。其中，影响较深远且对储层构型理论发展和国内油气勘探开发起到较大推动作用的研究成果主要有2个，分别是Miall(1996)建立的不同类型碎屑沉积构型单元分级，以及吴胜和等(2013)以河流相为例整理的碎屑沉积地质体构型界面分级。

1.1 不同类型碎屑沉积构型单元分级

Miall(1988)在Allen(1983)的3级构型，即沙坝、沙坝复合体、席状砂岩的基础上，提出一个6级划分方案。

此后，在原1级界面之前增加一级纹层界面，在原6级界面之后增加三级地层层序界面，即二至四级层序，同时根据沉积时间尺度将原1级界面拓展为两级，最终构成一个二级层序内的11级方案(表 1)(Miall，1996)。吴胜和等(2013)在引用该方案时，将2个原1级界面和2个地层层序界面分别合并，形成三级层序地层内的9级划分方案。

该方案按照沉积体的时间尺度、控制因素和瞬时沉积速率，首次将不同沉积类型(河流—三角洲、风成沉积、滨岸—河口、浅海陆架和海底扇)置于同一分级框架下，建立了不同类型碎屑沉积构型单元的级次关系，梳理了不同级次构型单元的沉积成因与控制因素，对于储层构型理论建立与发展具有重要的基础意义。

1.2 碎屑沉积地质体构型分级

吴胜和等(2013)在Miall(1996)碎屑沉积构型的基础上，以6级层序单元为异旋回地层与自旋回沉积体的衔接点，以倒序方式整理了以河流相为例的碎屑沉积地质体构型分级方案(表 2)。该方案将沉积盆地内的构型划分为12级，其中1—6级是层序构型，对应经典层序地层学的1—6级层序单元；7—9级是自旋回沉积环境中形成的成因单元，本质是沉积相构型，即曲流带、点坝和增生体级别；10—12级是层理级别构型，反映沉积底形的层次特征。

表 2 碎屑沉积地质体构型界面分级简表(据吴胜和等，2013)Table 2 Hierarchies of architectural bounding surfaces in clastic deposits(after Wu et al.，2013)

该方案系统整理了河流相储层构型分级方案，并改进了Miall(1996)方案中5级与6级之间跨度过大、级次缺失的问题。同时，该方案建立了储层构型单元与经典层序地层、高分辨率层序地层和油层对比单元三者的对应关系，梳理了油气田勘探开发不同阶段研究的构型级次以及识别不同级次构型单元所需的资料基础和技术手段。

2 河流相复合砂体构型分级的设想与方案

2.1 河流相砂体的复合性

河流相砂体的“复合性”是河流沉积演化的自然规律(胡光义等，2018a)。中期基准面上升半旋回的早期阶段是砂体沉积的主要时期，此时可容空间与沉积物供给量比值A/S较小，物源供给充足、沉积速率较快，河道通过曲流带横向扩张、曲率增大或者向下游平移扩张、曲率半径保持稳定等方式频繁迁移摆动(冯圣伦和赵晓明，2018)，点坝砂体不断重复“沉积—侵蚀—再沉积—再侵蚀”的过程。据此推测，除个别沉积末期的点坝保存较完整外，其他绝大多数点坝是以残存的方式彼此叠置形成复合点坝，复合点坝进一步叠置构成级次更高、规模更大的河道带、复合河道带等。

河流相砂体的复合性通过现代沉积的地质雷达探测、砂体规模测量等多方面得到证实。例如，对于满岸宽度约百米的海拉尔河，根据河道满岸宽度与满岸深度的经验公式(Leeder，1973；王海峰等，2017)计算，单期点坝厚度(即河道满岸深度)大约是5m。但是，实地挖掘探槽和地质雷达探测显示，单期点坝的厚度一般只有1～3m(图 1)，实测值普遍小于理论值。通过对现代河流观察发现，看似完整的点坝实际上是多期残缺点坝组合叠置而成，并被最末一期废弃河道包围，形成貌似单一完整点坝的“假象”(图 2)。实际上，单一完整点坝更多是具有理论意义，是河流沉积的过程产物，最终难以完整保存。同样，其他级次的河流相构型单元也呈现“复合性”特征。

图 1 海拉尔河现代沉积探地雷达解释剖面(据胡光义等，2018a)Fig.1 An interpretation section of ground-penetrating radar(GPR)in modern Hailer river (after Hu et al.，2018a)

图 2 现代河流的多个点坝构成复合点坝(N45°44′39.66″，E126°20′04.25″； Google Earth, 2019年9月)Fig.2 Multiple point bars of modern rivers constitute compound point bar(N45°44′39.66″，E126°20′04.25″， Google Earth, 9/2019)

需要说明的是，野外露头和测井上见到的单期点坝，厚度往往较大，个别可达一二十米，推测原因为： 由于地下泥岩压实损失率远大于砂岩，相邻点坝之间的泥岩压实严重，改变了原来的岩性组合或影响了电性响应，其本质是多个点坝合而为一形成的复合点坝。

2.2 对现有构型分级的思考

现有的碎屑沉积地质体构型分级(吴胜和等，2013)，由粗到细包括了适应于油田勘探的层序构型、适应于油田开发的相构型以及岩心尺度的层理构型3个部分共12个级次，从盆地到纹层，几乎涵盖了地质工作者面对的所有宏观研究尺度。其中，5—9级构型单元(即叠置河流沉积体、河流沉积体、曲流带/辫流带、点坝/心滩坝、增生体)是油田开发阶段的储层构型研究尺度，利用陆上油田的密井网资料、岩心资料以及丰富的生产动态资料，并借助于一定的高分辨率地震资料，即可实现构型界面的对比与构型单元的剖析，且随着油田开发程度的逐渐提高，资料越来越丰富，构型研究的级别也就更精细。

目前中国东部陆上油田普遍进入高至特高含水期，碎屑沉积地质体构型分级方案明确了比点坝级次更细的侧积体，开发地质的研究尺度随之到该级别，研究内容从传统上以沉积微相为主的储集层品质研究，细化到影响油气水流动的储集层内部结构(吴胜和等，2008；马世忠等，2008a；白振强等，2009；曾祥平，2010)。在该构型分级的指导下，众多学者探索了依托密井网和岩心资料的侧积单元解剖方法，分析了侧积层对油田注水开发的影响规律与提高水驱波及程度的技术手段(岳大力等，2007；马世忠等，2008b；闫百泉等，2008；岳大力等，2009)，对于提高陆上老油田的最终采收率具有积极的推动作用。

然而，海上油田的开发方式有别于陆上油田，受海上平台寿命(一般20～30年)、平台规模(井槽一般20～40个)和油气开发成本限制，必须秉承“少井高产”的高效开发理念。因此，基于前述河流相砂体复合性以及海上油田开发特点的综合分析，现有的碎屑沉积地质体构型分级方案在海上油田开发应用中略显“水土不服”，表现在2个方面。

1)现有分级方案对河流相砂体的复合性表达不足。在多级阶地构成的河谷空间内，多期河流在横向上迁移摆动、纵向上叠置演化，全部沉积体总和构成了叠置河流沉积体；受单级阶地约束，几期河流横向摆动叠置形成的沉积体总和，即复合河道带，具有单层河道砂体侧向叠置特征；单级阶地内，同期河流形成的条带状沉积体构成单河道带；而在单一河道带内，每次河道摆动均形成多个点坝砂体，而多期点坝在经历多次沉积、侵蚀后，彼此复合叠置形成复合点坝。因此，河流相复合砂体包含叠置河流沉积体、复合河道带、单一河道带、复合点坝和单点坝等多个级次的沉积单元，其中，复合点坝是相同或不同河道的多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元，是河床上的大型底形，是河道带内较长时间形成的微地貌单元。根据河流相砂体的自然演化规律分析，复合点坝是其中重要的构型级次之一。

表 3 海上油田河流相复合砂体构型分级Table 3 Fluvial compound sand-body architecture hierarchy in offshore oil field

2)海上油田的储层构型研究尺度与陆上油田存在差异。前已述及，陆上油田储层构型研究尺度可精细到侧积体级别，原因在于陆上油田开发成本较低，加密后的井距能达到100m以内(即每平方千米100口井)，有的井距甚至小于50m，井距小于地下点坝的规模。基于密井网条件能够获得大量的岩心、测井、分析化验和生产动态资料，且资料的再录取能力和频率也远高于海上油田，丰富的资料足以支撑在点坝内剖析侧积体。而海上油田受桶油开发成本、钻完井费用、平台操作空间等条件限制，即使是开发中后期的平均井距也在300～500m，大于常见点坝砂体的规模(一般宽几十米至几百米)，与稀疏井网相应的各种基础资料均较少，资料的再收集、再研究能力也较弱(王海峰等，2020)。受资料不足的制约，海上油田构型研究难以精细到点坝级次，而现有方案中比点坝粗一级的河道带(一般宽数百米、长数千米至十几千米)又过大，难以满足油田精细注水开发的需求。因此，海上油田的储层构型研究尺度要粗于陆上油田，在点坝与河道带之间寻求合理的构型单元尺度是海上油田储层构型研究面临的一个问题。

2.3 复合砂体构型分级原则和依据

笔者在提出“复合砂体构型”的概念后，着手从河流相砂体的自然演化规律出发，梳理一套适用于海上河流相油田开发的复合砂体构型分级。构型分级应遵循下列4项原则与依据：

1)各级构型单元具有成因地质意义。层序构型、相构型和层理构型是储层构型级次的3个组成部分，其中，层序构型形成周期漫长、空间规模巨大，主要受控于大地构造运动和天文等低频因素，如全球板块运动、盆地构造运动、米兰科维奇旋回等；相构型形成于特定物理、化学和生物条件下，与沉积环境相关；而层理构型则是沉积底形上相对稳定水动力条件的反映。不同级次的构型单元均具有其独特的地质成因与地质含义，在构型分级中应得到体现。

2)各构型级次能够反映不同层次的储集层非均质性问题，服务于油田勘探开发的不同阶段。油田勘探开发是一项循序渐进的工作，包括区域普查、圈闭预探、油气藏评价、产能建设与油气生产等多个阶段，在不同阶段对地质体、尤其是对储集层的研究，必然存在选择最佳描述尺度的问题。在勘探早期以盆地内沉积体系为研究对象，描述其形态、范围、厚度及构造起伏等特征；在评价阶段则细化至储集层的纵横向连续性；进入油田开发阶段，除了关注储集层的连续性、连通性，还要关注储集层内的低渗透层、隔夹层的厚度、岩性、分布等；在开发中后期，甚至要关注同一套储集层的物性变化等细节(姚光庆等，1994)。建立合理的构型分级方案不仅能准确描述不同阶段的储集层非均质性问题，还能及时正确指导油气勘探开发工作。

3)各级构型单元的研究应以不同层次的资料基础和技术手段作支撑。各级构型单元“看得见、摸得着、可描述”是建立分级方案的前提，为实现这个目的，则需要相应的资料与方法。一般而言，以地震资料为主，配合少量探井和区域地质调查资料能够支撑盆地尺度的地质研究；以地震资料为主，加上一定的测井、取心和测试资料，则可以开展油田范围或区域地质研究，基于井点资料可以实现地质体参数的定量刻画；随着地震资料分辨能力的提高以及测井、钻井、岩心资料的进一步丰富，研究对象可精细至小尺度的层序构型单元；而相构型研究则需要开发井网下的测井、钻井、岩心以及分析化验测试资料，同时借助于野外露头等辅助资料。

4)与现行的地质体分级方案具有良好的对应关系，便于推广应用。地质学是内涵最丰富的自然科学基础学科之一，分支学科众多，同一地质体在不同地质领域中分属各自的研究对象。

例如单期河流沉积体，受控于米兰科维奇旋回的岁差周期，是1期河流自发育至消亡的沉积结果，纵向厚度近似满岸深度，基本对应经典层序地层学的层组、高分辨率层序地层学的超短期旋回、油田开发单元中的单砂体和河流地貌单元中的单级阶地。与不同领域地质体分级方案建立对应关系，将各级构型单元置于现有的地质体理论框架下，能够赋予各级构型单元更加合理的地质含义，便于理解和推广应用。

2.4 河流相复合砂体构型分级方案

在目前的碎屑沉积地质体构型分级方案(吴胜和等，2013)基础上，充分考虑自然界中河流沉积的复合性特点，遵循地质体分级原则与依据，建立了适用于海上油田开发的河流相复合砂体构型分级方案(表 3，图 3)。该方案补充“复合点坝”级别，延展油田开发尺度的构型级次，将原方案调整为13级，包括叠合盆地充填复合体、盆地充填复合体、盆地充填体、体系域、叠置河流沉积体、复合河道带、单一河道带、复合点坝、点坝、侧积体、层系组、层系、纹层。

1)叠合盆地充填复合体。 沉积盆地基底以上的全部盖层充填，由一系列不同期次和类型的盆地单元叠合而成，是盆地范围内几个成盆期充填物的总和(李思田等，1992)。界面是明显的区域不整合面，受控于全球板块运动。形成周期差异很大，视盆地的形成、演化和消亡过程而定，往往是数十个百万年；空间上厚达数千米，覆盖整个盆地。对应巨层序(mega sequence，1级层序)和巨旋回。如渤海湾盆地潜山界面之上的古近系、新近系和第四系。

2)盆地充填复合体。 沉积盆地内各构造演化阶段形成的沉积充填序列(李思田等，1992；郑荣才等，2001)。受控于盆地内的区域构造运动，界面是构造演化各阶段之间应力场转换时期形成的区域不整合面或与之相应的整合面。形成周期仍然差异很大，几个到几十个百万年；空间上厚达数百到数千米，覆盖整个盆地。对应超层序(super sequence，2级层序)、超长期基准面旋回。如渤海湾盆地中受华山运动、喜山运动等幕式构造运动控制形成的孔店组、东营组、明化镇组等地层。

3)盆地充填体。 盆地构造演化阶段中各次级构造运动形成的沉积充填序列。界面是幕式构造运动的强弱变化面，在盆地边缘多是局部隆升形成的低角度不整合面或大型冲刷面，向盆地内部过渡为相应的整合面。形成周期多在1～2Ma，个别盆地超过5Ma(郑荣才等，2001)；空间上厚达几十到数百米，一般覆盖整个盆地。对应层序(sequence，3级层序)、长期基准面旋回以及油层对比单元中的含油层系。如渤海湾盆地新近系馆陶组上段、明化镇组下段等地层。

4)体系域。 一系列同时期形成的沉积体系组合。受控于长偏心率周期导致的气候冷、暖变化，界面多为海/湖泛面及其与之对应的界面。多个盆地统计显示，体系域形成周期0.2～1Ma，平均0.6Ma(郑荣才等，2001)，接近于米兰科维奇旋回中引起夏季日射量变化的长偏心率周期；空间上厚达数米到上百米，覆盖盆地的一部分。大致相当于准层序组、中期基准面旋回以及油层对比单元中的油组，纵向上通常限于同一个沉积体系内，而横向上则呈现多个沉积体系的组合。如渤海湾盆地新近系明化镇组下段的某油组。

5)叠置河流沉积体。 多级阶地构成的河谷空间内的河流沉积充填序列。受控于黄赤交角周期导致的气候干、湿变化，底界面是河谷边界，顶界面是洪泛面或与之对应的界面。形成周期在0.01～0.1Ma之间，接近米兰科维奇旋回中的黄赤交角周期；空间上厚度几米到几十米，横向分布在河谷范围内，现代沉积考察可见河谷两侧翼的低山作为近物源区，宽数千米到数十千米。局部范围内，如常见油田范围内，具有较好的可对比性和等时性；而在区域范围内，尤其是发生沉积相变时，对比难度大。大致相当于准层序、短期基准面旋回以及油层对比单元中的砂组/小层。

6)复合河道带。 充填于单级阶地的河流沉积体。受控于岁差周期导致的气候变化，是异旋回作用控制下形成的最小单元，底界面是河道及同期沉积的底界，顶界面是河道顶部洪泛平原沉积。形成周期约几千年到上万年，接近米兰科维奇旋回的岁差周期；空间上厚度多在几米到十几米，近似于河流满岸深度，横向分布受制于单级阶地，是几期河流横向摆动叠置形成的河道带，具有单层河道砂体侧向叠置特征。局部范围内可对比，区域上难对比。对应层组、超短期基准面旋回以及油层对比单元中的单砂体，是最小的地层单元。

7)单一河道带。 单级阶地内同期河流形成的条带状沉积体。受控于河流改道，是自旋回作用下的最大成因单元，其顶底界面与复合河道带相当。形成周期约几千年到上万年，空间厚度多在几米到十几米，近似于河流满岸深度，侧向上多条单一河道带叠置构成复合河道带，充满河谷内的单级阶地。

8)复合点坝。 是相同或不同河道的多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元，是河床上的大型底形，是河道带内较长时间形成的微地貌单元(图 2)。其成因可能与河道废弃或河流水动力变化等高频次的沉积环境因素有关，是现代河流的常见沉积单元和地貌单元。底界面以局部冲刷充填和河床底部滞留为特征，侧向边界多样，如废弃河道、泛滥平原等，部分边界遭侵蚀破坏后，相邻的复合点坝相互接触，以岩性的“粗—细—粗”或砂岩厚度的“厚—薄—厚”为边界识别标志。形成周期约数千年，垂向厚度与单个或多个点坝相当，横向展布范围数百米，甚至上千米。

9)点坝。 河床侧向侵蚀、沉积物侧向加积形成的单一微相，是河床上的沉积底形。形成于数百年间，单期点坝垂向厚度一般不超过三五米，横向展布几十米到数百米。

10)侧积体。 点坝内的增生单元，受控于季节性洪水等周期性事件。形成周期为1年到几十年，单层厚度较小，约几厘米到几十厘米。

11)层系组。 由多个岩性相似的层系或岩性不同但成因有联系的层系叠置而成。

12)层系。 由多个岩性、结构、厚度和产状相似的同类型纹层组合而成，形成于相对稳定的水动力条件下。

13)纹层。 相同性质沉积物同期沉积的结果。

2.5 与现有构型分级方案的差异

根据前述河流相砂体的复合性分析可知，单一曲流带和点坝的理论意义较强，是河流演化过程中某一瞬时的沉积结果。实际上，由于河道频繁迁移摆动，后期河道侵蚀改造早期沉积砂体，导致单一曲流带的边界难辨，待河流趋于消亡、阶地被充满后呈现的结果，往往是一系列期次不明的复合点坝彼此叠置充填于河谷的某级阶地上，而河流沉积过程中可见的单一曲流带边界早已不复存在(图 4)。尤其是当砂体深埋于地下以后，相邻河道带之间的高程差异、残存的废弃河道边界等识别标志更加难辨，利用有限的井震资料和技术手段难以刻画。同理，点坝沉积结束后，很快被河道改造破坏，点坝不断重复“沉积—侵蚀—再沉积—再侵蚀”的过程，除个别沉积末期的点坝保存较完整外，其他绝大多数点坝是以多个残缺个体叠置的方式存在(图 4)。

图 4 海拉尔河现代沉积(地理位置：N49°11′58.27″，E120°17′34.15″)Fig.4 Modern sediments of Hailar River(geography location: N49°11′58.27″，E120°17′34.15″)

本次方案补充的“复合点坝”，指单级阶地内接近等时的同期或多期河道侵蚀叠置形成的一系列点坝复合体。相邻的复合点坝可能不形成于同一期河道，因而具有一定的穿时性，但该“穿时”的时间跨度相对较小，小于河道沉积的历史周期，在实际工作中可忽略。复合点坝由多个残缺的点坝横向叠置而成，其垂向厚度与1个或多个点坝相当，横向展布范围数十至数百米，甚至上千米。“复合点坝”级次的提出，充分考虑了河流实际沉积演化规律，弥补了单一河道带和点坝现实意义的不足和层次之间的跨度。

3 河流相复合砂体构型分级在海上油田开发中的优势

进入油田开发中后期，储层构型研究逐渐成为开发地质研究的重要内容。河流相复合砂体内部各级各类构型界面广泛分布，例如单一河道带底面的滞留沉积砾岩、顶面的洪泛泥岩，复合点坝之间的废弃河道、泛滥平原以及点坝切叠后留下的岩性、物性差异界面，均能构成地下油气水的渗流屏障，阻隔流体流动，是影响油田注水开发的关键地质因素。以渤海BZ油田明化镇组下段(明下段)某砂体为例，在均质模型中，模拟注水驱替地下原油的水驱流线均匀分布，波及系数较高，注水开发能实现较高的采收率(图 5-a)；而实际上受构型界面遮挡，储集层呈现强非均质性，注入水绕界面而行，局部流线稀疏、剩余油富集(图 5-b)。

与陆上油田相比，海上油田井资料相对稀缺，必须依赖地震资料开展储层构型研究。在沉积模式和复合砂体构型理论指导下，利用有限的井资料，充分挖掘地震资料信息，建立构型单元与界面的地震响应关系，探索“地震导向、井震联合”的方法，成为海上油田储层构型研究的有效途径。

利用地震资料开展储层构型研究的主要难点在于分辨率的限制，其极限是 1/4 波长。以中国东部渤海油田明下段的河流相砂体为例，埋深在1000～1500m之间，地震主频在30～40Hz之间，垂向分辨能力能达到10～15m。根据前述复合砂体构型级次分析，地震资料分辨能力大致与复合河道带/单河道带的规模相当。同时，依赖于明下段低砂地比(10%～20%)条件下清晰的砂岩、泥岩波阻抗差异，岩性界面地震反射特征清晰，借助于高分辨率地震数据处理和反演等技术手段，能够较准确地预测复合河道带、单河道带级次砂体的分布、厚度等，进而指导油田开发初期的储量品质评价、开发井网设计等。

a—均质模型；b—有构型界面约束的非均质模型图 5 渤海BZ油田明化镇组下段复合砂体构型界面对水驱流线的阻隔Fig.5 Barrier of compound sand-body architectural interface to water drive streamline of the lower part of Minghuazhen Formation in Bohai BZ Oilfield

a—河流相复合砂体模型；b—地震记录；c—结构类敏感地震属性图 6 河流相复合砂体内部构型界面预测(据王海峰等，2020)Fig.6 Prediction of internal architectural interface of fluvial compound sand-body(after Wang et al.，2020)

但是地震手段对河道带的刻画只能到“看得见砂体，但看不清砂体内部结构”的程度，即不能描述更细级次的构型单元，仍不能满足油田开发中后期对于层内非均质性研究的需求。近年来，笔者课题组开展了一系列利用地震属性预测复合砂体内部构型界面的探索。例如，利用河流相砂体接触样式的滑块模型，建立反映构型界面主因素变化的砂岩厚度与泥质夹层数量及夹层空间位置变化的地震敏感属性响应图版(张显文等，2018)，针对不同类型的构型界面优选相应的敏感地震属性，基本实现更高级次的构型界面预测(图 6)。

那么海上油田利用上述地震手段剖析的最小构型单元究竟能否精细到点坝级次呢？目前显然无法达到。点坝的垂向厚度一般小于5m、横向宽度几十到上百米，即使经过高分辨率处理或利用敏感地震属性，也依然难以开展如此小尺度地质体的预测与描述。而复合点坝由多个点坝叠置而成，厚度达到几米到十几米，横向展布范围数十至数百米，甚至上千米，规模介于点坝与河道带之间，基本相当于上述地震资料和技术手段的分辨能力。同时，也与海上油田经济注采井距以及有效注采井网覆盖范围大致相当。

因此，基于河流“复合性”演化规律提出的、比点坝规模略大的“复合点坝”级次，就成为河流相复合砂体构型理论、海上油田资料分辨能力与海上油田经济开发尺度三者的契合点。“复合点坝”级次的建立，是海上油田“地震导向、井震联合”构型研究思路的良好实践。目前，在海上少井条件下，基于能够预测复合砂体内部构型界面的结构类敏感地震属性的空间导向作用，建立了从单井到剖面再到平面的多维度复合砂体构型解剖方法(范廷恩等，2018a，2018b)，能够有效指导储集层连通性分析、剩余油分布预测以及油田开发调整等。

4 结论

1)在目前的碎屑沉积地质体构型分级方案基础上，充分考虑自然界中河流沉积演化特点以及海上油田的资料基础与经济开发尺度等因素，遵循地质体分级原则与依据，建立了河流相复合砂体构型分级方案。

2)从地质成因、主控因素、时空规模、生产应用等方面系统阐述了河流相复合砂体13级构型单元的基本特征，并解析其与相关沉积地质体级次的关联性。

3)本研究提出的分级方案与现有的储层构型分级的差异主要在于新增了“复合点坝”级次，该级次是储层构型理论、海上油田资料分辨能力与经济开发尺度三者的契合点，是海上油田“地震导向、井震联合”构型研究思路的良好实践，对于指导海上油气开发具有一定的优势。

参考文献(References)

白振强，王清华，杜庆龙，郝兰英，张善严，朱伟，于德水，王贺军. 2009. 曲流河砂体三维构型地质建模及数值模拟研究. 石油学报， 30(6): 898-907. [Bai Z Q，Wang Q H，Du Q L，Hao L Y，Zhang S Y，Zhu W，Yu D S，Wang H J. 2009. Study on 3D architecture geology modeling and digital simulation in meandering reservoir. Acta Petrolei Sinica， 30(6): 898-907]

陈飞，胡光义，范廷恩，孙立春，高云峰，王晖. 2015. 渤海海域W油田新近系明化镇组河流相砂体结构特征. 地学前缘， 22(2): 207-213. [Chen F，Hu G Y，Fan T E，Sun L C，Gao Y F，Wang H. 2015. Sandbody architecture and sequence stratigraphy of fluvial facies，Neogene Minghuazhen Formation，W oilfield，Bohai Bay. Earth Science Frontiers， 22(2): 207-213]

陈景山，彭军，周彦，谭秀成，李凌. 2007. 基准面旋回层序与油层单元划分关系. 西南石油大学学报， 29(2): 162-165. [Chen J S，Peng J，Zhou Y，Tan X C，Li L. 2007. Relationship between base level cycle sequence and reservoir unit division. Journal of Southwest Petroleum University， 29(2): 162-165]

邓宏文. 1995. 美国层序地层研究中的新学派: 高分辨率层序地层学. 石油与天然气地质， 16(2): 9-97. [Deng H W. 1995. A new school of thought in sequence stratigraphic studies in U. S.: high-resolution sequence stratigraphy. Oil and Gas Geology， 16(2): 9-97]

范廷恩，王海峰，胡光义，宋来明，张晶玉，张显文. 2018a. 海上油田复合砂体构型解剖方法及其应用. 中国海上油气， 30(4): 102-112. [Fan T E，Wang H F，Hu G Y，Song L M，Zhang J Y，Zhang X W. 2018a. Anatomy method of composite sand body architecture in offshore oilfield and its application. China Offshore Oil and Gas， 30(4): 102-112]

范廷恩，王海峰，张晶玉，汤婧，高玉飞，于斌. 2018b. 基于中期旋回洪泛面的河流相地层等时划分. 吉林大学学报: 地球科学版， 48(5): 1316-1329. [Fan T E，Wang H F，Zhang J Y，Tang J，Gao Y F，Yu B. 2018b. Isochronous stratigraphic division of fluvial facies based on mid term cycle flood surface. Journal of Jilin University： Earth Science Edition， 48(5): 1316-1329]

冯圣伦，赵晓明. 2018. 平移型点坝形成机理及沉积特征. 第十五届全国古地理学及沉积学学术会议摘要集. 成都: 398. [Feng S L，Zhao X M. 2018. Formation mechanism and sedimentary characteristics of point dam with translation. Summary of the 15th National Conference on palaeogeography and Sedimentology. Chengdu: 398]

胡光义，陈飞，范廷恩，孙立春，赵春明，高云峰，王晖，宋来明. 2014. 渤海海域S油田新近系明化镇组河流相复合砂体叠置样式分析. 沉积学报， 32(3): 586-592. [Hu G Y，Chen F，Fan T E，Sun L C，Zhao C M，Gao Y F，Wang H，Song L M. 2014. Analysis of fluvial facies compound sandbody architecture of the Neogene Minghuazhen formation of S oilfield in the Bohai Bay. Acta Sedimentologica Sinica， 32(3): 586-592]

胡光义，陈飞，范廷恩，胡宇霆. 2017a. 基于复合砂体构型样式的河流相储层细分对比方法. 大庆石油地质与开发， 36(2): 12-18. [Hu G Y，Chen F，Fan T E，Hu Y T. 2017a. Subdividing and comparing method of the fluvial facies reservoirs based on the complex sandbody architectures. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing， 36(2): 12-18]

胡光义，范廷恩，陈飞，井涌泉，王晖，宋来明. 2017b. 从储层构型到“地震构型相”: 一种河流相高精度概念模型的表征方法. 地质学报， 91(2): 465-478. [Hu G Y，Fan T E，Chen F，Jing Y Q，Wang H，Song L M. 2017b. From reservoir architecture to seismic architecture facies: characteristic method of a high-resolution fluvial facies model. Acta Geologica Sinica， 91(2): 465-478]

胡光义，范廷恩，梁旭，宋来明，井涌泉，陈飞，肖大坤. 2018a. 河流相储层复合砂体构型概念体系、表征方法及其在渤海油田开发中的应用探索. 中国海上油气， 30(1): 89-98. [Hu G Y，Fan T E，Liang X，Song L M，Jing Y Q，Chen F，Xiao D K. 2018a. Concept system and characterization method of compound sandbody architecture in fluvial reservoir and its application exploration in development of Bohai oilfield. China Offshore Oil and Gas， 30(1): 89-98]

胡光义，范廷恩，陈飞，井涌泉，宋来明，梁旭，肖大坤. 2018b. 复合砂体构型理论及其生产应用. 石油与天然气地质， 39(1): 1-10. [Hu G Y，Fan T E，Chen F，Jing Y Q，Song L M，Liang X，Xiao D K. 2018b. Theory of composite sand body architecture and its application to oilfield development. Oil and Gas Geology， 39(1): 1-10]

胡光义，肖大坤，范廷恩，宋来明，陈飞，井涌泉，高玉飞. 2019. 河流相储层构型研究新理论、新方法： 海上油田河流相复合砂体构型概念、内容及表征方法. 古地理学报， 21(1): 145-161. [Hu G Y，Xiao D K，Fan T E，Song L M，Chen F，Jing Y Q，Gao Y F. 2019. New theory and method of fluvial reservoir architecture study: concepts，contents and characterization of offshore oilfield fluvial compound sandbody architecture. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition)， 21(1): 145-161]

李思田，杨士恭，林畅松. 1992. 论沉积盆地的等时地层格架和基本建造单元. 沉积学报， 10(4): 11-22. [Li S T，Yang S G，Lin C S. 1992. On the chronostratigraphic framework and basic building blocks of sedimentary basin. Acta Sedimentologica Sinica， 10(4): 11-22]

马世忠，吕桂友，闫百泉，范广娟. 2008a. 河道单砂体“建筑结构控三维非均质模式”研究. 地学前缘， 15(1): 57-64. [Ma S Z，Lü G Y，Yan B Q，Fan G J. 2008a. Research on three-dimensional heterogeneous model of channel sandbody controlled by architecture. Earth Science Frontiers， 15(1): 57-64]

马世忠，孙雨，范广娟，郝兰英. 2008b. 地下曲流河道单砂体内部薄夹层建筑结构研究方法. 沉积学报， 26(4): 632-639. [Ma S Z，Sun Y，Fan G J，Hao L Y. 2008b. The method for studying thin inerbed architecture of burial meandering channel sandbody. Acta Sedi-mentologica Sinica， 26(4): 632-639]

王海峰，范廷恩，宋来明，胡光义，梁旭，王帅，刘向南. 2017. 高弯度曲流河砂体规模定量表征研究. 沉积学报， 35(2): 279-289. [Wang H F，Fan T E，Song L M，Hu G Y，Liang X，Wang S，Liu X N. 2017. Quantitative characterization study on sand body scale in high sinuosity meandering river. Acta Sedimentologica Sinica， 35(2): 279-289]

王海峰，范廷恩，胡光义，何明薇，张显文，高玉飞. 2020. 海上油田开发中后期砂岩储层构型剖析与表征. 海洋地质与第四纪地质， 40(1): 114-125. [Wang H F，Fan T E，Hu G Y，He M W，Zhang X W，Gao Y F. 2020. Analysis and characterization of sandstone reservoir architecture in middle and late stages of offshore oilfield development. Marine Geology & Quaternary Geology， 40(1): 114-125]

吴胜和，岳大力，刘建民，束青林，范峥，李宇鹏. 2008. 地下古河道储层构型的层次建模研究. 中国科学(D辑)，38(增刊)： 111-121. [Wu S H，Yue D L，Liu J M，Shu Q L，Fan Z，Li Y P. 2008. Study on hierarchical modeling of reservoir configuration in underground ancient river. Science in China(Series D)，38(z1): 111-121]

吴胜和，纪友亮，岳大力，印森林. 2013. 碎屑沉积地质体构型分级方案探讨. 高效地质学报， 19(1): 12-22. [Wu S H，Ji Y L，Yue D L，Yin S L. 2013. Discussion on hierarchical scheme of architectural units in clastic deposits. Geological Journal of China Universities， 19(1): 12-22]

吴元燕，陈碧珏. 1996. 油矿地质学. 北京： 石油工业出版社，111-124. [Wu Y Y，Chen B J. 1996. Oilfield Geology. Beijing: Petroleum Industry Press，111-124]

肖大坤，胡光义，范廷恩，陈飞，董建华，高玉飞，梁旭. 2018. 现代曲流河沉积原型建模及构型级次特征探讨: 以海拉尔河、潮白河为例. 中国海上油气， 30(1): 118-126. [Xiao D K，Hu G Y，Fan T E，Chen F，Dong J H, Gao Y F, Liang X. 2018. Prototype model of modern fluvial deposits and discussion on architectural units: a case study of Hailar River and Chaobai River. China Offshore Oil and Gas， 30(1): 118-126]

熊琦华，王志章，吴胜和，徐樟有，侯加根. 2010. 现代油藏地质学理论与技术篇. 北京： 科学出版社，13-18. [Xiong Q H，Wang Z Z，Wu S H，Xu Z Y，Hou J G. 2010. Theory and Technology of Modern Reservoir Geology. Beijing: Science Press，13-18]

闫百泉，马世忠，王龙，张全恒. 2008. 曲流点坝内部剩余油形成与分布规律物理模拟. 地学前缘， 15(1): 65-70. [Yan B Q，Ma S Z，Wang L，Zhang Q H. 2008. The formation and distribution of residual oil in meander point bar by physical modeling. Earth Science Frontiers， 15(1): 65-70]

姚光庆，马正，赵彦超. 1994. 储层描述尺度与储层地质模型分级. 石油实验地质， 16(4): 403-408. [Yao G Q，Ma Z，Zhao Y C. 1994. Measures on reservoir description corresponding with the graduation of geological reservoir models. Experimental Petroleum Geology， 16(4): 403-408]

于兴河，马兴祥，穆龙新，贾爱林. 2004. 辫状河储层地质模式及层次界面分析. 北京： 石油工业出版社，60-106. [Yu X H，Ma X X，Mu L X，Jia A L. 2004. Geological Model and Interface Analysis of Braided River Reservoir. Beijing: Petroleum Industry Press，60-106]

岳大力，吴胜和，刘建民. 2007. 曲流河点坝地下储层构型精细解剖方法. 石油学报， 28(4): 99-103. [Yue D L，Wu S H，Liu J M. 2007. An accurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in point bar of meandering rive. Acta Petrolei Sinica， 28(4): 99-103]

岳大力，陈德坡，徐樟有，吴胜和，范峥，蒋婷婷. 2009. 济阳坳陷孤东油田曲流河河道储集层构型三维建模. 古地理学报， 11(2): 233-240. [Yue D L，Chen D P，Xu Z Y，Wu S H，Fan Z，Jiang T T. 2009. Channel reservoir architecture 3D modeling of meandering fluvial reservoir in Gudong oilfield，Jiyang Depression. Journal of Palaeo-geography(Chinese Edition)， 11(2): 233-240]

曾祥平. 2010. 储集层构型研究在油田精细开发中的应用. 石油勘探与开发， 37(4): 483-489. [Zeng X P. 2010. Application of reservoir structure research in the fine exploitation of oilfields. Petroleum Exploration and Development， 37(4): 483-489]

张昌民. 1992. 储层研究中的层次分析法. 石油与天然气地质， 13(3): 344-350. [Zhang C M. 1992. Hierarchy analysis in reservoir researches. Oil and Gas Geology， 13(3): 344-350]

张显文，胡光义，范廷恩，井涌泉，王海峰，于斌. 2018. 河流相储层结构地震响应分析与预测. 中国海上油气， 30(1): 110-117. [Zhang X W，Hu G Y，Fan T E，Jing Y Q，Wang H F，Yu B. 2018. Seismic response analysis and prediction for fluvial reservoir architecture. China Offshore Oil and Gas， 30(1): 110-117]

郑荣才，彭军，吴朝荣. 2001. 陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义. 沉积学报， 19(2): 249-255. [Zheng R C，Peng J，Wu C R. 2001. Grade division of base-level cycles of terrigenous basin and its implications. Acta Sedimentologica Sinica， 19(2): 249-255]

Allen J R L. 1966. On bed forms and paleocurrents. Sedimentary， 6(3): 153-190.

Allen J R L. 1983. Studies in fluviatile sedimentation: bars，bar complexes and sandstone sheets(lower-sinuosity braided streams)in the Brownstones(L. Devonian)，Welsh Borders. Sedimentary Geology， 33(4): 237-293.

Brookfield M E. 1977. The origin of bounding surfaces in ancient aeolian sandstones. Sedimentology， 24(3): 303-332.

Cross T A. 1988. Controls on coal distribution in transgressive-regressive cycles，Upper Cretaceous，Western Interior， U.S.A. In: Wilgaus C K，etal. Sea-level changes: an intergrated approach: SEPM Sepcial Publication，42: 371-380.

Jackson R G. 1975. Hierarchical attributes and unifying model of bed forms composed of cohesionless material and produced by shearing flow. Geological Society of America Bulletin， 86(11): 1523-1533.

Leeder M R. 1973. Fluviatile fining-upwards cycles and the magnitude of palaeochannels. Geological Magazine， 110(3): 265-276.

Miall A D. 1988. Architectural elements and bounding surfaces in fluvial deposits: anatomy of the Kayenta Formation(Lower Jurassic)，Southwest Colorado. Sedimentary Geology, 55(3-4): 233-262.

Miall A D. 1996. The Geology of Fluvial Deposits. Springer Verlag Berlin Heidelberg: 75-178.

Pettijohn F J，Potter P E，Siever R. 1972. Sand and Sandstone. Springer，Berlin Heidelberg，New York.

Vail P R. 1987. Seismic stratigraphy interpretation using sequence stratigraphy. Part 1: seismic stratigraphy interpretation procedure. Atlas of seismic stratigraphy. AAPG，Studies in Geology， 27: 1-10.

Wagoner J C V，Mitchum R M，Campion K M，Rahmanian V D. 1990. Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs，cores，and outcrops. AAPG Methods Exploration Series，(7): 10-45.