基于河型演变模式的单一成因砂体对比研究

束青林，肖 斐，丛国林

（1.中国石化胜利油田分公司，山东东营257001；2.胜利油田森诺胜利工程有限公司，山东东营257000）

孤岛油田为大型整装稠油疏松砂岩披覆背斜构造油气藏，馆上段为主要含油气储层，属于河流相沉积。该油田历经天然能量、常规水驱和化学驱开发，现处于特高含水期开发阶段，砂体侧向非均质性及其控制的剩余油分布逐渐成为研究重点［1-4］。

在河流沉积层序演化过程中，不同类型河流之间相互叠置，而且不同成因砂体也相互叠置［5-9］。近年来，笔者通过研究现代河流沉积发现，在河流的不同河段或不同发育时期，由于河流负载、流量变化不同，加上沉积时期地貌、岩性、大地构造及环境条件的不同，河道形式会呈现不同变化；由于河道侧向迁移，不同位置垂向演化不同，在沉积层序演化过渡阶段，不同成因砂体交互出现［10-14］。据此，在孤岛油田中一区油井井间距和水井井间距为75 m、注采井距为150 m的密井网条件下，开展了利用河型演变模式指导曲流河、辫状河单一成因砂体对比和拼接关系研究，以期为特高含水期层内剩余油分布规律研究提供依据，并将其用于矿场实践，通过指导井网调整流场转向，以进一步提高水驱及化学驱采收率。

1 河型演变模式

河流相沉积体系包括网状河、曲流河和辫状河，据此建立了辫状河—曲流河（模式A）、曲流河—辫状河（模式B）、辫状河—网状河（模式C）、网状河—辫状河（模式D）、网状河—曲流河（模式E）和曲流河—网状河（模式F）共6种河型体系纵向叠置演变模式（图1），每种演变模式具有相似的特征、水动力条件和沉积环境。其中，模式A是由辫状河向曲流河演变，最为普遍；模式F是由曲流河向网状河演变，演变条件是河岸抗冲性增强、河道比降减小。

孤岛油田馆上段自下而上发育Ng6—Ng5，Ng4—Ng3和Ng1+2共3套砂层组、34个小层。其中，Ng6—Ng5砂层组为辫状河沉积，Ng4—Ng3砂层组为曲流河沉积，而Ng1+2砂层组则有曲流河和网状河沉积2种观点。但是，笔者通过研究河型演变发现，研究区位于邻海三角洲地区，海平面上升，符合曲流河向网状河的演变条件；并且植被由稀少变得茂盛，也有利于网状河流发育，故认为Ng1+2砂层组为网状河沉积。研究区自下而上由辫状河沉积（Ng6—Ng5砂层组）向曲流河沉积（Ng4—Ng3砂层组）过渡，顶部（Ng1+2砂层组）出现网状河沉积，分别对应河型演变模式A和模式F。沉积体系的演化并不完全是渐变的，由于河道侧向迁移，不同位置垂向演化不同，在沉积层序演化过渡阶段，不同成因砂体交互出现。

图1 河型体系纵向叠置演变模式

2 沉积特征

孤岛油田馆上段以复合正韵律和正韵律沉积为主。在Ng6—Ng5砂层组沉积时期，由于辫状河河流顺流增生沉积，心滩发育，交替出现河间滩地、河道充填与河道砂坝。底部为含砾砂岩，向上变为中砂岩、细砂岩、泥岩，常缺少粉砂岩，二元结构不明显，下部河道沉积砂层厚度大，上部溢岸沉积泥岩厚度较薄。在Ng4—Ng3砂层组沉积时期，由于曲流河河流侧向增生沉积，点坝发育，在河流侧向运动中，底流运动强度逐渐减弱，使得点坝下部沉积相对较粗，向上由中、细粒渐变为细砂岩、粉砂岩至泥岩，粒序连续，属于典型的二元结构。在Ng1+2砂层组沉积时期，网状河河道变窄，在稳定的河道带间，发育广阔的洪泛平原和泛滥盆地，广泛分布泥岩，可见大植物化石，平面上砂体组成了顺直到弯曲相互联接的网状河道。

孤岛油田馆上段作为一个长期基准面旋回，可容空间与沉积物供给量比值较高，可划分为6个中期旋回，自下而上依次为 Ng65，Ng64—Ng63，Ng62—Ng53，Ng52—Ng44，Ng43—Ng35和 Ng34—Ng33，均包括1个上升半旋回和1个下降半旋回，为1个完整的基准面旋回。在旋回转换点，砂体最为发育。在每个上升半旋回，主要发育河道砂体，其不但大范围分布，且横向叠加连片；在每个下降半旋回，主要发育泛滥平原和溢岸砂体，由于河道发育较少，砂体分布相对局限。

3 单一成因砂体对比

曲流河成因砂体的研究方法是：根据河流相储层分布特点，采用旋回对比、分级控制的对比思路，利用标志层附近等高程对比、河道叠置砂体细分对比、河道砂体下切对比、侧向相变对比4种地层对比模式，采取标志层顶底围限、分级控制、三维闭合的方式，建立顺物源和切物源方向等时地层格架；根据废弃河道、河道砂体顶面层位高程差异、不连续河间沉积、河道砂体规模差异性4种边界识别标志，将经验公式法与小井距法相结合，以栅状图的表现形式，对单一曲流带边界点，按照相似标志相连接的原则，合理组合，由点到线、由线到面，建立精细的单一成因砂体平面模型和三维空间分布模型。研究表明，连片状复合曲流带为复合点坝叠置形成；交织条带状复合曲流带点坝局部发育，为多个简单曲流带侧向拼接而成；在斜交或正交废弃河道方向，侧积层向废弃河道方向倾斜，且呈倾斜分布；在平行废弃河道方向，侧积层基本水平分布。例如中一区GD1-11-J11井区Ng33（1），以往认为该井区是大面积的复合曲流带砂体分布区，砂体连通性好；通过开展单一成因砂体识别研究，认为该井区发育9条断续分布的废弃河道，使得原先的大面积河道砂体分割成多个砂带，由于废弃河道物性较差，对流体渗流有侧向遮挡作用，沿着河道砂带的走向，形成流体渗流的高渗透带（图2）。

图2 GD1-11-J11井区Ng33（1）复合曲流带废弃河道平面分布

采用同样研究思路，解剖辫状河成因砂体。首先研究复合河道垂向演化和平面分布特征，再采用砂顶相对深度法识别心滩，合理组合井间近水平展布的落淤层。由于不同级次、不同期次砂体叠加，且河道摆动频繁，心滩砂体与辫状河道砂体之间通过侧积面或者侵蚀面相互叠切、连通，夹层垂向连续性差，多呈交错分布；平面分布不稳定，多呈孤立的土豆状或窄条带状。

结合注采对应关系，建立了4种成因砂体拼接类型，即单一河道内部（注采井位于单一河道）、河道—河道（注采井位于不同的单一河道，河道砂体侧向相接）、河道—废弃河道—河道（注采井位于不同的单一河道，中间有废弃河道遮挡）、河道—溢岸—河道（注采井位于不同的单一河道，中间由溢岸砂体连接）。根据示踪剂测试资料，成因砂体侧向拼接关系不同，其注采连通性是有差异的。单一河道内部与河道—河道2种河道砂体拼接类型，示踪剂见效时间快，砂体连通性较好；河道—废弃河道—河道和河道—溢岸—河道2种河道砂体拼接类型，由于废弃河道、溢岸砂体遮挡，示踪剂见效时间慢，砂体连通性较差。在砂体连通性较差部位，由于过水倍数较低，导致特高含水期层内剩余油富集。如在聚合物驱后，老井GD1-0-4的含水率为96.5%，井组采出程度为52%，因套管发生变形报废后，新钻了 GD1-0-X41井，由于Ng33（1）废弃河道遮挡（图3），Ng33（1）剩余油富集，因此，GD1-0-X41井投产后，初期产油量为11.6 t/d，含水率为77.2%。

图 3 GD1-0-4 井区 Ng33（1）成因砂体平面分布

4 结束语

通过河流相储层河型演变研究，建立了6种河型演变模式，确认孤岛油田Ng1+2砂层组为网状河沉积；在河流相储层河型演变模式指导下，开展了曲流河、辫状河单一成因砂体三维多视角对比、识别，建立单一成因砂体平面和空间分布模型；结合注采对应关系，建立了4种成因砂体拼接类型，其注采连通性存在差异，主要控制了特高含水期层内剩余油分布，在废弃河道、溢岸砂体遮挡部位剩余油富集，据此指导了孤岛油田中一区Ng3聚合物驱后井网调整非均相复合驱先导试验项目（采收率挑战60%）井网调整方案设计，实现转变液流方向，调整流场，从而进一步提高原油采收率。

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