渤海湾H油田沙二段水下分流河道储层隔夹层研究

李换浦 刘汝敏 王震

(中海油田服务股份有限公司油田生产研究院，河北廊坊 065201)

隔夹层把厚油层分隔成多个连通或不连通的流动单元，从不同程度上控制着油水运动。其阻碍作用严重影响着油田的采收率［1］，油田开发实践证实高含水开发期仍存在可观的由于隔夹层分割而形成的剩余油相对富集区［2］，因此隔夹层描述与预测已成为高含水油田剩余油研究的重要技术手段之一［3］。隔夹层的发育及分布也成为判断不同期次河道的重要依据。前人通过储层构型研究对曲流河、辫状河储层内隔夹层空间展布与剩余油关系进行了大量研究［4－8］，对于辫状河三角洲前缘，由于受河流、湖泊双重作用，水下分流河道砂体内部构型较曲流河、辫状河砂体更为复杂［9］，相关研究较少。以H油田沙河街组沙二段主力Es21～Es23砂体为例，通过隔夹层识别、层次结构及成因、剖面平面展布等方面，对隔夹层进行了系统研究，为油藏地质精细模型的建立提供了有利的证据。

H油田位于渤海湾盆地，其主力油层沙河街组沙二段油层埋深3200～3300 m，为辫状河三角洲前缘沉积，沉积微相主要为水下分流河道、分流间湾。储层物性较差，岩心分析孔隙度(地下条件)主要分布在11% ～22%之间，渗透率主要分布在(1～20)×10－3μm2之间，属于中孔、低渗储层。如何评价储层非均质性、研究剩余油分布是该油田开发研究的一个难题。

1 隔夹层层次结构特征及成因

A.D.Miall利用构型要素分析法将河流相沉积界面划分为6级［10］，本次参照Miall储层构型要素分析法，将水下分流河道划分为6个层次，不同级别隔夹层与划分的不同级别沉积界面所对应。其中6级界面为一组大型水下河道或古河谷的底面，在油田全区分布，在地震上有明显的反射面，该界面对应于沙二段底部的大套泥岩，为海侵时期洪泛面，主要为湖泊或前三角洲泥岩沉积，对应的为砂层组之间的隔层。5级界面为水下河道充填复合体的大型砂体界面，对应于沙二段各小层之间的泥岩沉积，主要为分流间湾或河漫滩泥岩，全区分布较为稳定，局部由于后期分流河道的下切使其变薄，对应于小层间的隔层。4级界面为单一水下分流河道界面，主要是由于水下河道搬运碎屑物质能力下降，形成位于水下分流河道正韵律顶部泥质披覆层，基本平行于砂体顶面，对应于沙二段各小层内部单一河道砂体之间的泥质沉积，分布较为局限，对应于单砂体之间的夹层。3级界面为加积体内次级增生体间的沉积界面，为单一河道砂体内部薄泥质夹层，零星分布，对应于单砂层内部夹层。2级、1级界面则分别为纹层组间、纹层间的沉积界面。本文根据隔夹层的定义及其成因特征，重点研究了小层间的隔层、单一河道砂体之间夹层及单一河道内部夹层的特征。

2 隔夹层划分标准

2.1 隔夹层物性标准

隔夹层的物性数值标准在各油田并不统一。国内外学者提出了渗透率是储层和致密层分类的重要依据。其中中原油田将渗透率在(0.1 ～1)×10－3μm2，(0.02 ～0.1) × 10－3μm2，＜ 0.02 ×10－3μm2的岩层分别定位成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类致密岩层，1998年加拿大壳牌公司将渗透率小于1×10－3μm2的岩层定为致密岩层。

H油田取心井岩心描述资料表明:沙二段岩性为含砾砂岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩。依据隔夹层定义，泥岩、粉砂质泥岩、钙质砂岩及部分泥质粉砂岩、粉砂岩都可以作为隔夹层，本区取心及电测解释，并未发现钙质隔夹层。从H油田取心井的不同岩性孔隙度与渗透率关系图(图1)中可以看出，粉砂质泥岩以及泥岩这些非渗透性岩层大多分布在渗透率＜1×10－3μm2、孔隙度＜10%的区域。测试资料显示，一般含油层及干层孔隙度≥11%，泥质含量≤30%(图2)。由此得到H油田沙二段隔夹层的物性判别标准:渗透率 ＜1×10－3μm2，孔隙度 ＜10%。

图1 H油田取心井不同岩性孔隙度与渗透率关系

2.2 隔夹层电性特征

由于该区取心资料有限，本次研究主要利用GR、SP、DT、LLS、LLD 等测井曲线进一步识别各类隔夹层，H－03井隔夹层划分结果见图3。泥质隔夹层在测井曲线上主要为泥岩特征，深浅侧向电阻值下降且差异减小，自然低位靠近基线，自然伽玛成高值，一般大于90API声波时差和密度成高值，声波DT曲线大于262 μs/m。

图2 H油田测试段孔隙度、泥质含量关系

物性隔夹层在测井曲线上主要表现为自然电位微弱异常，自然伽玛成锯齿状，深侧向电阻率降低，声波时差减小(小于262 μs/m)，密度曲线无明显变化。

图3 H－03井隔夹层划分结果

3 隔夹层展布特征

3.1 隔层展布特征

H油田沙二段隔层发育稳定，主力产油层Es21～Es23小层上下都分别存在一套稳定发育的小层间隔层，对应于前文所述的5级沉积界面，为复合砂体间分流间湾的细粒沉积，类型以泥质隔夹层为主，钻遇率较高，厚度较大，大多在3 m以上，局部由于后期河道切割变薄，可以进行全区追踪。此类隔层对油水分布和流动具有明显的控制作用，其上下储层的油水渗流规律有明显的不同。以Es21～Es22隔层为例，平均厚度为4.7 m，孔隙度为5.8%，渗透率为0.35×10－3μm2(见图4和表1)，物性较差，封堵能力较强，且在辫状河水下河道边缘，砂体减薄，隔层厚度增大。

图4 H油田隔夹层剖面展布图

表1 H油田沙二段隔层特征分析

3.2 夹层展布特征

H油田沙二段Es21～Es23单砂体之间及单砂体内部夹层发育程度较高，由于这2类夹层不易区分，本次一并进行研究。通过统计已钻井各小层内部的夹层特征可知(见表2)，夹层厚度集中在0.2～1.9 m，平均为 1.0 m 左右，夹层频率在0.09～0.57个/m，平均为 0.32个/m，夹层密度在 0.06 ～0.62 之间，平均为 0.30 左右，其夹层类型为泥质及物性夹层，主要是由于该时期水下分流河道搬运碎屑物质能力下降，形成泥质披覆层，一般位于水下分流河道正韵律顶部或块状韵律顶部，基本平行于砂体顶面。与该区沉积微相对比发现，辫状河三角洲前缘水下分流河道夹层主要发育在水下分流河道分叉处以及河道边缘，单一水下分流河道或河道主流线部位的夹层发育较少或不发育，这是由于水下分流河道分叉处区域砂体厚度较大，水动力条件及沉积结构组合类型较为复杂［12］，泥质沉积在该区域堆积较多，夹层发育程度较高，水下分流河道边缘部位由于水动力条件减弱，导致泥质成分增多，夹层也相对发育，而河道主流线部位水动力相对简单，从而造成泥质沉积较少，夹层发育程度较低，从H油田沙二段不同河道部位夹层特征分析(见表3)可以看出，河道边缘靠近分流间湾区域和河道分叉口区域非均质程度明显高于河道中心区域，其中河道分叉口区域夹层频率最高，导致了剩余油的富集［12］。

表2 H油田沙二段夹层特征分析

表3 H油田沙二段不同河道部位夹层特征分析

4 结论

(1)利用层次界面和结构要素分析方法划分了水下分流河道的6级构型界面，并将本区隔夹层划分为砂层组隔层、小层间隔层、单一河道之间夹层及单一河道内部夹层4类，分别与水下分流河道 6、5、4、3 级沉积界面对应。

(2)根据研究区岩心分析资料、测井曲线、测试资料等，可以建立H油田隔夹层的物性及电性划分标准。

(3)研究表明，隔层厚度从水下河道边缘到中心依次减薄，夹层在水下分流河道分叉口部位及河道边缘部位夹层发育程度较高，河道主流线部位夹层发育程度较低，进而影响了剩余油的分布。

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