辫状河三角洲水下分流河道储层构型研究

王 燕，杨少春，吴力耘，罗海宁，温雅茹

（1．中国石化胜利油田博士后科研工作站，东营257002；2．中国石油大学 地球科学与技术学院，青岛266580；3．中国石化江苏油田分公司 地质科学研究院，扬州225009；4．中国石油天然气股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探开发研究院，库尔勒841000）

辫状河三角洲水下分流河道储层构型研究

王 燕1，杨少春2，吴力耘3，罗海宁4，温雅茹2

（1．中国石化胜利油田博士后科研工作站，东营257002；2．中国石油大学 地球科学与技术学院，青岛266580；3．中国石化江苏油田分公司 地质科学研究院，扬州225009；4．中国石油天然气股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探开发研究院，库尔勒841000）

以苏北盆地海安凹陷泰一段为例，发育典型的辫状河三角洲沉积，砂体内部结构尚不明确。综合考虑岩性、沉积特征等因素，并从测井资料提取反映构型要素的电性、物性特征参数，进行特征值交会图分析，建立构型要素由定性到定量的识别模型。研究认为，可将水下分流河道厚砂体分成三种级次：水下分流河道复合砂体、单一水下分流河道砂体、河道砂体内部的增生体；两种构型要素：河道主体和河道侧缘，建立了辫状河三角洲水下分流河道内部构型模式。

辫状河三角洲；水下分流河道；储层构型；构型界面

水下分流河道砂体是辫状河三角洲前缘重要的储集砂体，许多学者对水下分流河道砂体［1－7］做过相关的研究工作，侧重对露头和沉积模式的研究，大多将水下分流河道做为一个完整的成因单元或者一种构型要素，而对其内部结构研究较少。自Miall［8］提出储层构型分析方法以来，该方法主要集中于曲流河储层［9－14］，而针对辫状河三角洲水下分流河道砂体的地下储层构型研究仍处于探索阶段。前人对海安凹陷泰一段沉积方面做过研究，但主要侧重于泰一段的沉积微相及发育演化特征方面，缺乏对厚油层砂体内部结构的研究，作者以苏北盆地海安凹陷泰一段（K2t1）为例，重点剖析海安凹陷李堡油田堡1断块，依据岩心、测井等资料，对水下分流河道内部储层构型进行研究。

1 研究区概况

海安凹陷位于苏北盆地东台坳陷东南部，为晚白垩世发育起来的箕状断陷，次级构造单元包括孙家洼次凹、丰北次凹、富安次凹、新曹次凹、海北次凹、新街次凹、曲塘次凹和海中断隆，面积约3 200 km2。泰州组是海安凹陷发育初期形成的碎屑岩沉积地层，为主要的勘探层系。其中堡1断块位于海安凹陷以南海北次凹李堡构造带北部，为近东西走向的堡①断层控制的断块，与堡①断层近平行的堡1－2断层将断块复杂化，地层近乎单斜，倾向向北，整体较缓（图1）。主要含油层位为泰一段，泰一段主要为细砂岩、粉砂岩，局部含砾石，夹泥岩组成的碎屑沉积，厚度为100 m～200 m。本次研究的目的层为泰一段二砂层组（K2t21）的厚砂体，岩性主要为细砂岩，沉积微相为辫状河三角洲前缘水下分流河道。

2 界面划分

泰一段2砂层组（K2t21）发育厚度较大的辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体，在1次水体由深变浅的过程中形成水下分流河道砂体，整体上呈现水退旋回。单一水下分流河道在垂向或者侧向叠置使得河道砂体以复合河道形式出现，在单一河道砂体内部，因河道砂体在向湖推进的过程中不断加积而形成河道砂体内部多期河道增生体，运用层次分析方法，并结合文献调研［15］，将泰一段21层划分为5级界面：一级界面为交错层的层系界面；二级界面为交错层系组的界面，即岩相界面；三级界面是水下分流河道砂体内部的一个沉积韵律，为K2t21河道砂体向湖推进的过程中形成的多期河道增生体的顶、底界面，为河道砂体内的沉积间断面或冲刷面，代表一次沉积事件的开始或者结束，该类界面为不稳定的泥质或物性界面，界面上下岩相组合相似；四级界面为单一水下分流河道的分界面，是多个河道砂体增生体叠合而形成的单一河道砂体的界面，在K2t21中以稳定的泥质界面为主，次为物性或钙质界面，界面上下岩相组合不同；五级界面为多个河道砂体垂向或者侧向叠加而形成的砂体复合体的界面，为主要的侵蚀或洪泛面，界面为稳定的前辫状河三角洲泥岩。考虑到测井资料分辨率和研究精度，主要对三级—五级界面进行研究。

图1 海安凹陷李堡油田堡1断块构造位置图Fig．1 Structural location map of Bao 1 block in Libao oilfield of Haian depression

堡1断块泰一段21层构型界面的测井响应特征（图2）主要表现为：三级界面的岩性以泥质粉砂岩为主，厚度小于0．4 m，自然电位和自然伽马曲线表现为轻微回返，微电极幅度差较河道砂体变小，延伸范围较小，横向连通性较差，图2中堡1－1井泰一段21层中三级界面厚度小于0．2 m，只能在岩心资料上识别，电性特征不明显；四级界面的岩性以粉砂质泥岩和泥岩为主，厚度大于0．4 m，自然电位和自然伽马曲线表现为明显的回返，微电极幅度差中等；五级界面为厚度稳定的纯泥岩段，自然电位曲线特征表现为泥岩基线，微电极曲线无幅度差，在研究区内稳定分布。

图2 堡1－1井构型界面识别Fig．2 Identification of architectural boundary on well Bao 1－1

3 构型要素识别

构型要素为三级到五级界面之间所限定的岩相序列所组成的地层单元。堡1断块泰一段21层厚砂体都在4 m以上，沉积微相类型为辫状河三角洲前缘水下分流河道。从岩心的沉积特征上分析，识别出厚砂体主要由水下分流河道主体和侧缘两种构型要素组成：①水下分流河道主体主要有细砂岩和含砾砂岩等岩相（图3）组成，碎屑成分以石英为主，次为长石，分选性较好，磨圆为次棱角状—次圆状，主要发育块状层理，粒序上以正粒序为主，厚度为1 m～4 m，平均厚度在2 m左右，自然电位和自然伽马曲线呈现箱形或者漏斗形，微电极幅度差较大；②水下分流河道侧缘主要以粉砂岩为主，局部见含砾砂岩，块状或正粒序，泥质含量增加，厚度较河道主体薄，平均厚度在1m左右，自然电位和自然伽马以指形为主，次为箱形，微电极幅度差较主体小，且齿化严重。这表明在河道主体部位水动力条件较强，向河道边缘部位水动力条件逐渐减弱。

3．1 电性特征

图3 岩相特征Fig．3 Lithofacies characteristics

泰一段水下分流河道砂体的测井曲线形态绝大部分都是复合形态，单一型的较少。考虑到测井曲线形态是对砂体沉积特征的反映，可以对构型要素进行识别。自然伽马曲线主要反映岩石中所含放射性元素的含量，用以划分岩性和计算泥质含量，泥质含量与砂体沉积能量相关，从而与构型要素相关；微电极曲线的幅度差与岩性和泥质含量有关，利用该幅度差可将渗透层和非渗透层区分开，尽管受流体特征的影响较大，但与岩性的关系仍为密切，选用自然伽马和微电极这些能较好地反映砂体沉积特征的曲线。对堡1断块泰一段构型要素测井曲线形态统计表明，河道主体的自然伽马曲线形态以箱形为主，占87．5%，微电极幅度差较大；河道侧缘的自然伽马曲线形态以指形为主，占81．8%，微电极幅度差较河道主体的变小，并且齿化严重（图4）。

1）厚度—自然伽马交会图（图5）。泰一段21层河道主体的厚度介于1．2 m～4 m，平均厚度2．2 m，自然伽马值的分布介于39．7 API～65．3 API，平均值为51．4 API，小于53 API的占62．5%；河道侧缘的厚度介于0．4 m～3 m，平均厚度1．1 m，自然伽马值的分布介于49．6 API～87．8 API，平均值为64．6 API，大于等于53 API的占77．3%。河道主体主要分布在右下角区域，河道侧缘分布在左上角。

图4 构型要素电性特征Fig．4 Electrical property characteristics of architectural elements

2）厚度—微电极幅度差交会图（图6）。河道主体微电极幅度差最小值为0．38，平均值为0．6，大于0．5的占70%；河道侧缘微电极幅度差最小值为0．26，平均值为0．5，小于等于0．5的占59．1%。河道主体主要分布在右上角区域，河道侧缘分布在左下角区域。

图5 构型要素厚度与自然伽马交会图Fig．5 Cross plot charts of the architectural elements thickness and GR

图6 构型要素厚度与微电极幅度差交会图Fig．6 Cross plot charts of the architectural elements thickness and micro－pole range differential

3．2 物性特征

物性变化在一定程度上反映河道主体与河道侧缘水动力条件的强弱和碎屑物质供给的特点，河道主体部位水动力条件较强，物源充足，砂体的分选较好，河道砂体之间主要为物性相对较差的物性界面；向河道边缘随着水动力作用的减弱，砂体的分选较差，在早期河道砂体之上易形成泥质沉积。由堡1断块泰一段水下分流河道砂体内部构型界面类型统计资料（表1）可见，物性界面和钙质界面主要分布在河道主体之间，而泥质界面主要分布在河道侧缘附近。

表1 堡1断块水下分流河道砂体内部构型界面统计数据表Tab．1 Architectural boundary of inner subaqueous distributary channel in Bao 1 block

1）厚度—孔隙度交会图（图7）。泰一段河道主体的孔隙度最小值为8．9%，平均值为15．5%，其中孔隙度值大于13%占80%；河道侧缘的孔隙度平均值10．4%，孔隙度值小于等于13%占63．6%。

图7 构型要素厚度与孔隙度交会图Fig．7 Cross plot charts of the architectural elements thickness and porosity

2）厚度—渗透率交会图（图8）。河道主体的渗透率介于0．14×10－3μm2～81．67×10－3μm2之间，渗透率值大于2×10－3μm2占80%；河道侧缘砂体的渗透率介于0×10－3μm2～22．57×10－3μm2之间，渗透率值小于等于2×10－3μm2占72．7%。

图8 构型要素厚度与渗透率交会图Fig．8 Cross plot charts of the architectural elements thickness and permeability

从构型要素厚度与物性参数交会图中看出，河道主体基本上分布在右上角区域内，河道侧缘分布在左下角区域内，且在物性特征上更易于将构型要素区分开，电性特征上识别构型要素不够准确，有的甚至难于区分，因此构型要素的识别需要综合考虑。

在对水下分流河道厚砂体进行构型要素的识别过程中，仅用其中的一种方法无法达到识别构型要素的目的。在确定构型要素时，综合考虑构型要素的岩性、电性和物性特征，建立了海安凹陷堡1断块泰一段水下分流河道砂体内部构型要素的定量识别标准（表2），依此为依据，除了单井上的分析以外，还应结合平面上的组合特征来验证构型要素识别的合理性，因而构型要素识别过程是一个综合过程。

表2 堡1断块水下分流河道砂体内部构型要素定量识别标准Tab．2 Standard for inner subaqueous distributary channel architectural elements in Bao 1 block

4 水下分流河道构型模式

海安凹陷泰一段辫状河三角洲前缘水下分流河道厚砂体是以充填式沉积形成的碎屑岩，由河道主体和侧缘两种构型要素组成，物源方向来自西北方向。平面上总体呈现北西—南东展布，河道主体主要以条带状分布，河道侧缘除了以条带状分布在河道主体边缘以外，还有土豆状分布；在剖面上表现为水下分流河道砂体在向湖推进过程中不断加积在砂体内部形成的多个沉积单元，沉积单元之间发育不同规模的构型界面，平行砂体的顶底界面，以水平状和低角度状产出。综合分析上述各构型要素及构型界面的沉积特征后，建立了海安凹陷泰一段水下分流河道砂体内部构型模式（图9）。

图9 水下分流河道内部构型模式Fig．9 Architecture model within subaqueous distributary channel

5 结论

1）对泰一段水下分流河道复合砂体进行了储层构型研究，划分为三个级次：水下分流河道复合砂体、单一水下分流河道砂体、河道砂体内部的增生体；识别出二种构型要素：河道主体和河道侧缘。

2）对构型要素的电性和物性特征值交会图进行分析，在物性特征上更易于将构型要素区分开，电性特征上识别构型要素不够准确，有的甚至难于区分。

3）河道主体主要以条带状分布，河道侧缘除了以条带状分布在河道主体边缘以外，还有土豆状分布；构型界面平行砂体的顶底界面，以水平状和低角度状产出。

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Study on architectural element in underwater distributary channel of braided river delta

WANG Yan1，YANG Shao-chun2，WU Li-yun3，LUO Hai-ning4，WEN Ya-ru2
（1．Postdoctoral Scientific Research Workstation of Shengli Oilfield，SINOPEC，Dongying，Shandong 257002，China；2．School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；3．Institute of Geosciences，Jiangsu Oil Company，SINOPEC，Yangzhou 225009，China；4．Research Institute Of Petroleum Exploration and Development，Tarim Oilfiled Company，Petrochina，Korla 841000，China）

The member 1 of Taizhou formation in Haian depression of Subei basin is typical of braided river delta deposits and the internal structure of the sandstone is not clear．Considering factors such as lithology，sedimentary characteristics，and extracting the electric and physical property characteristic parameters from well logging data，the cross plots analysis was conducted，and both the qualitative and quantitative models of the architectural element were built．Three marks are divided in underwater distributary channel：combined underwater distributary channel，single underwater distributary channel and inner accretion layering of underwater distributary channel，and two architectural elements are also divided：underwater distributary channel main body and channel side body．The architecture model of underwater distributary channel is established．

braided river delta；underwater distributary channel；reservoir architecture；architectural boundary

TE 122．2＋21

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．17

1001-1749（2014）05-0613-06

2013-10-15 改回日期：2014-07-14

国家科技重大专项研究项目（2011ZX05009-003）

王燕（1977-），女，博士后，主要从事油气地质与油藏描述研究工作，E-mail：xiaoliuxing1212＠sina．com。