海上S油田三角洲前缘河口坝砂体夹层识别与表征

张雨晴，王 晖，范廷恩，刘振坤，王宗俊

(中海石油研究总院，北京 100027)

海上S油田三角洲前缘河口坝砂体夹层识别与表征

张雨晴，王 晖，范廷恩，刘振坤，王宗俊

(中海石油研究总院，北京 100027)

地层压力下降快、产量递减快已成为海上S油田目前开发面临的主要问题，为此对研究区单井隔夹层进行了识别，并对不同级次夹层成因进行了分析，对夹层的分布规律进行了定量表征，结果表明：单一河口坝砂体间的夹层主要是由坝间泥岩和废弃河道充填构成，而河口坝内部夹层是由两期增生体之间的细粒沉积构成；单砂体间的夹层分布连续，对砂体具有较强遮挡能力；而坝内夹层连续性差，对砂体的遮挡能力不强。

海上S油田；隔夹层；分布规律；河口坝；分流河道

油田进入中高含水阶段，由于夹层的分割，仍存在剩余油相对富集区，因此有必要对夹层进行描述与预测，深化储层非均质性认识，为定量研究剩余油分布规律，改善油藏开发效果提供依据。近年来，一些学者提出了河流相储层构型分析方法，通过对砂体成因与接触关系的分析，揭示了夹层的空间分布[1-2]。本文以S油田为研究对象，提出了一套三角洲前缘河口坝砂体内部夹层描述与预测方法，在单井夹层识别的基础上，对夹层成因及空间分布特征进行了分析，为寻找剩余油潜力区提供了依据。

1 研究区概况

S油田位于渤海辽东湾凹陷辽西低凸起带上，为一北东向展布的半背斜披覆构造油气藏，主要含油气目的层为古近系东营组，属湖相三角洲沉积环境，主要发育河口坝、水下分流河道、分流间湾、远砂坝及席状砂沉积微相。储层岩性主要以长石砂岩、长石石英砂岩为主，分选性好，磨圆度中等，具有较高的成分成熟度和结构成熟度。S油田储层具有高孔高渗的特征，渗透率变异系数较大，储层非均质性较强。

S油田共有8个平台，本文主要以A平台为研究对象。目前，A平台共有开发井37口，平均井距300 m，采用反九点井网注水开发，综合含水率已达71%。S油田已进入开发中后期，地层压力下降快，产量递减快，注水单层突进明显，已成为开发面临的主要问题。上述问题主要是由于储层非均质性强，对隔夹层分布规律认识不清造成的。

2 单井夹层识别

单井夹层识别是夹层描述的基础。单井夹层识别方法主要是对取心井进行直观地夹层识别，通过岩电标定建立夹层的测井响应特征，利用测井曲线对非取心井进行夹层识别[3]。

对研究区内4口取心井进行岩心观察，结果表明，夹层岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。通过进一步岩电标定可以看出，自然伽马和电阻率对夹层有较好的响应特征，测井曲线上主要表现为自然伽马值高，一般在65 API以上；电阻率值低，一般在6 Ω·m以下。根据测井曲线特征，进行了研究区其它开发井的夹层识别。

3 夹层的成因分类

夹层的成因与沉积过程中水动力条件的变化有关，因此不同级次的夹层与不同级次的构型界面相对应[4-5]。一些学者对三角洲河口坝砂体构型进行过研究，认为河口坝砂体可分为五个级次，一级界面为纹层界面；二级界面为纹层组界面；三级界面为河口坝砂体内部的增生面，对应的构型单元为河口坝砂体内部的增生体，增生体之间为不稳定的泥质(钙质)夹层；四级界面为单一河口坝砂体的分界面，对应的构型单元为单一河口坝，单一河口坝被泥质(钙质)隔层围限，形成独立连通体；五级界面为河口坝复合体的分界面，对应的构型单元为河口坝复合体，河口坝复合体之间为大套厚层泥岩[6-7]。

本文通过对小层内部进行构型分析，划分出四级及三级构型界面，分析各级界面对应的夹层成因特征，预测夹层分布规律，以期达到对小层内部非均质性的认识。

从连井剖面可以看出(图1a)，研究区4小层可分为3期河口坝砂体，晚期河口坝砂体叠覆在前期河口坝砂体之上，依次由北西向南东方向推进，形成一系列向湖盆方向斜列的砂体。砂体向岸方向为坝头，向湖盆方向为坝尾，坝头与坝尾之间为河口坝的主体，总体上来看单一河口坝砂体为一个向湖盆倾斜的大型长轴透镜体，中间厚边部薄，被泥质夹层围限(图1b)。

图1 河口坝砂体连井分布剖面

3.1 单一河口坝间夹层

坝间夹层的形成主要有两种成因，一是由于相邻两期砂体间歇期水动力条件的减弱，形成砂体间的泥质沉积，造成泥质夹层形成(图2a)。二是由于河口坝砂体不断向湖盆进积，后期发育的分流河道下切到先期河口坝砂体内部，后期河道底部下切侵蚀亦可形成河道底部滞留泥砾隔挡层(图2b)。单一河口坝砂体间发育的夹层厚度大，延伸范围大，主要顺砂体沉积方向延伸，横向发育稳定。

3.2 河口坝内部夹层

河口坝内部夹层主要为河口坝内部各增生体之间的夹层。增生体主要沉积于洪泛时期，其水动力条件强，当进入洪泛事件之后的平水期时，其水动力条件减弱，细粒悬浮物质会在前期增生体之上沉积(图2c)。从取心井岩心观察来看，增生体之间的夹层以细粉砂岩和泥岩为主，厚度不大，这类夹层往往发育于河口坝的坝尾及坝侧翼，分布较局限，界面可以是平行产状，也可以是倾斜产状。

图2 夹层成因类型

4 夹层空间分布特征

对于四级界面对应的夹层，单井夹层特征明显，厚度较大，延伸范围较大，横向发育稳定，因此依据单井夹层划分结果，绘制夹层的平面分布规律图，采用相控建模的方法得到夹层的三维模型[7]。以42单砂层为例对夹层的分布特征进行分析，结果表明，夹层的厚度为1～2 m，夹层连续性好，夹层发育面积占单层砂体面积的86%，表明对该砂体具有较强的遮挡能力。

对于三级界面对应的夹层，这类夹层分布局限，井间存在较大的不确定性，因此采用随机模拟的方式建立夹层的三维模型，对这类夹层进行描述。由于随机建模具有一定的不确定性，因此进一步通过后期的生产动态资料对模拟结果进行修正，以便得到符合地质认识的合理夹层模型。

通过对42单层单一河口坝进行构型解剖，发现砂体内部可划分为2个构型界面，相应地将该砂体分为3期增生体(图1a)。分别沿顺水流方向和垂直水流方向对内部这两个构型界面进行划分与对比，将划分的构型界面作为河口坝砂体内部地层细分的层面来约束夹层模拟，以确保模拟出的夹层与构型界面伴生。平面上设置网格精度为5 m×5 m，纵向上设置网格为0.1 m，采用等比例方法进行网格划分，并把夹层垂向比例曲线作为夹层模拟的概率约束。由于单砂体内部夹层厚度薄，平面分布不稳定，所以采用各向异性的变差函数，且以顺水流方向为主方向进行变差函数拟合。

由于序贯指示模拟结果具有较强的随机性，因此还需结合开发动态资料对模拟结果进行验证和修订。以A30井组为例，距离A30注水井相近的两口采油井A24和A35，生产状况却存在差异，从单井分配曲线看(图3)，A24的含水率在50%左右，产液量在200 m3以上，而A35的含水率在20%左右，产液量在100 m3以下，因此认为可能是隔夹层的遮挡作用导致A35注水效果比较差。隔夹层建模结果也表明，A35井附近存在隔夹层，因此，通过对模拟结果进行再处理，使得夹层三维模型既与井点吻合，井间又符合地质认识。

坝内夹层模型分析表明，夹层主要分布在坝尾及坝侧翼，分布比较零散，平面上连续性差，对砂体的封隔能力较差，只能起到局部遮挡的作用。

图3 A24及A35井生产动态曲线

5 结论

(1)研究区小层内部夹层包括坝间夹层和坝内夹层。坝间夹层的形成主要有两种成因，一是由于相邻两期砂体间歇期水动力条件的减弱，形成砂体间的泥质沉积，造成泥质夹层形成；二是由于河口坝砂体不断向湖盆进积，后期发育的分流河道下切到先期河口坝砂体内部，后期河道底部下切侵蚀亦可形成河道底部滞留泥砾隔挡层。坝内部夹层形成于洪泛事件之后的平水期，其水动力强度较弱，细粒悬浮物质会在前期增生体之上沉积，形成泥质夹层。

(2)采用相控建模的方法建立了坝间夹层模型，结果表明，夹层厚度较大、连续性好，对下部砂体具有较强的遮挡能力。在构型界面的约束下采用随机模拟方法建立了坝内夹层模型，结果表明，夹层主要分布在坝尾及坝侧翼，分布比较零散，平面上连续性差，对砂体的封隔能力较差，只能起到局部遮挡的作用。

[1] Hou Jiagen. Prediction of interbeds intercalated into complex heterogeneous reservoirs at a high water cut stage[J].Petroleum Science，2007，4(3):26-30.

[2] 张吉，张烈辉，胡书勇.陆相碎屑岩储层隔夹层成因、特征及其识别[J].大庆石油地质与开发,2003,22(4):1-3.

[3] 李阳.我国油藏开发地质研究进展[J].石油学报,2007, 28(3):75-79.

[4] 赵红兵，申本科.特高含水期三角洲前缘储层建筑结构分析与剩余油分布[M].北京：石油工业出版社,2011：118-120.

[5] 何文祥,吴胜和,唐义疆，等.河口坝砂体构型精细解剖[J].石油勘探与开发,2005,32(5):42-45.

[6] 辛治国.河控三角洲河口坝构型分析[J].地质论评,2008,54(4):527-531.

[7] 周华建, 密井网区储集层沉积微相模拟方法探讨[J].油气藏评价与开发,2012,2(2):17-22.

编辑：李金华

1673-8217(2015)01-0076-04

2014-08-08

张雨晴，博士，工程师，1982年生，2004年毕业于中国石油大学(北京)地质资源与地质工程专业，现主要从事石油开发地质工作。

TE112

A