泌阳凹陷双河油田扇三角洲前缘构型精细解剖

姜建伟，肖梦华，王继鹏，胡书奎

（1.中国石化河南油田分公司科技处，河南南阳473132；2.中国石化河南油田分公司新疆采油厂，新疆焉耆841199；3.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；4.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450043）

泌阳凹陷双河油田扇三角洲前缘构型精细解剖

姜建伟1，肖梦华2，王继鹏3，胡书奎4

（1.中国石化河南油田分公司科技处，河南南阳473132；2.中国石化河南油田分公司新疆采油厂，新疆焉耆841199；3.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；4.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450043）

利用岩心、测井和生产动态资料，在扇三角洲前缘内部构型级次划分及识别单一河道砂的基础上，精细解剖泌阳凹陷双河油田Ⅶ10小层扇三角洲前缘的构型。双河油田扇三角洲前缘复合砂体主要发育水下分流河道、河口坝和溢岸砂3类构成单元，单一砂体构型界面为泥粉砂质夹层、钙质砂砾岩夹层以及泥砾岩夹层。研究区砂体的拼接样式分为河口坝-河口坝拼接、河口坝-辫状水道拼接、辫状水道-辫状水道拼接以及辫状水道-溢岸砂拼接等4种类型。应用三维视窗内多视角栅状组合技术在小层内识别出3条单一河道及其相应河口坝和溢岸砂，单一河道宽度为100～150 m，具有从北向南逐步交叉合并并分流的变化规律。油田现有的井网不能有效地控制单一河道砂体分布，需要缩小井距，沿单一河道完善注采系统，以提高注水开发效果。

成因单砂体；构型解剖；扇三角洲前缘；双河油田；泌阳凹陷

南襄盆地泌阳凹陷是我国典型的中新生代山间含油气断陷湖盆，沉积一套陡坡型扇三角洲沉积体系［1-3］，其东南部的双河油田为亿吨级整装油田，储集层砂体多，面积小，厚层发育，岩性复杂，非均质性强［4-7］。目前，双河油田处于开发后期，含水率高，油层水淹水窜严重，剩余油分布零散复杂，认识难度大［8-10］。主要开发对象为数米厚的单层或单砂体，弄清层内特征及砂体内部结构是开采的主要难点［11-14］。目前内部结构特征已经成为控制剩余油分布的主要地质因素，构型界面是大量可动宏观剩余油滞留的主要富集区，为有效挖潜剩余油，需要开展构型的深入研究［15-17］。本文以双河油田Ⅶ10小层为例，利用钻井岩心、测井和生产动态资料，在沉积微相研究的基础上，从成因单砂体识别和夹层分布入手，从单井、剖面和三维空间开展储层构型的精细解剖，建立高含水开发后期精细地质模型，不仅为研究区油水差异流动规律及剩余油分布提供了地质依据，亦为扇三角洲前缘构型的精细解剖提供了范例。

1　层次分析及构型界面分级

层次分析是储层构型的基础，国内外相关学者针对扇三角洲前缘储层构型开展研究工作，提出了扇三角洲前缘储层级次划分方案和构型内涵［18-21］。扇三角洲前缘构型研究包括多期辫状河水道划分与河口坝叠置体分析，单一辫状河水道划分，河口坝和溢岸砂识别，同期辫状河水道复合体、河口坝复合体、河口坝与水道复合体识别，从而刻画不同复合砂体的内部结构。具体内容包括3个方面：首先，利用钻井岩心、测井和动态资料，厘定复合河道砂体的边界，在复合河道内部进行单一河道砂体解剖，识别划分与单一河道砂体同期发育的河口坝砂体和溢岸砂体；其次，在等时地层格架范围内研究各个构型单元的展布，从三维空间识别单一构型单元及其展布规律，尤其是河道砂体与河口坝砂体、溢岸砂体的空间配置关系；再次，根据单井和连井剖面上构型单元的接触关系及其组合特征，建立构型单元的平面分布特征、展布方向及规模等，揭示扇三角洲前缘储层构型分布模式及空间展布规律，为油田开发方案的调整提供地质模型。

本文根据Maill［22］提出的河流相构型界面分级系统，结合双河地区扇三角洲前缘砂体分布特征及沉积规律，将扇三角洲前缘内部构型划分为6级（见图1）。

图1　扇三角洲前缘储层构型分级

其中：第6级单元为扇三角洲沉积体，第5级单元为多期辫状水道叠置体，第4级单元为同期辫状水道复合体，第3级单元为单一辫状水道，第2级单元为加积体，第1级单元为层理。根据油田开发的需求，第3级与第4级构型单元是其关键。本文重点阐述第3级与第4级构型单元的分布。

2　单一河道识别

目前，油田的地层划分和对比都是以小层为最小单元，但在现有井网资料条件下，以小层为单元识别的砂体通常呈大面积分布，与油田动态资料矛盾突出，满足不了油田中后期开发的需求。前人研究成果及详细解剖研究表明，以小层为单一划分的大套砂体一般是由多期或同期多条单河道砂体拼合而成的复合河道砂体，其内部非均质性极强，需要对这些大面积分布的复合河道内的单一河道进行识别和划分［23］。复合河道内部的单河道分为同期次及不同期次河道。同期次河道为同一时期内2条或多条单一河道在不同区域发育的河道；不同期次河道通常指同一层内由不同时期发育的河道在纵向叠置和平面拼合而成河道砂体。这些同期或多期的单一河道都需要逐一识别，然后进行配套组合。

根据双河油田密井网资料，不同成因的单一河道砂体，其岩性及电性在平面和剖面几何形态上具有不同的特征。在同一小层内，同期形成的河道单砂体的顶面高程差异小，电性特征相似，砂体的长宽比也基本相同；不同时期形成的河道单砂体在其顶面高程、电性特征、砂体规模及其长宽比参数等方面明显不同。研究区同一小层内的复合河道砂体，既可以是同层不同期形成的多条单一河道叠置构成，又可以是同层同期形成的多条单一河道叠加构成。其单砂体从以下3个方面进行有效识别（见图2）。

1）高程差异。同一个小层可以发育不同期次的河道，但其形成条件及发育时间存在差异，因此，单一河道砂体顶面通常会出现明显的高程差异（见图2a）。因此，在等时框架范围内，河道砂体的顶面高程差异或变化是识别单一辫状水道砂体的有效标志。

2）横向厚度变化。由于同一时期形成的河道砂体在侧向上的变化相对稳定，因而在剖面上表现出厚度稳定分布的特征。在同一小层单元内存在不同单一河道砂体的侧向叠加，沉积厚度出现“薄—厚—薄”的特征。据此，可以有效地识别单一河道砂体的边界大致范围（见图2b）。

3）河道间沉积。在同一小层内，同期形成的多条单一河道侧向上发生叠置可以形成复合河道，2条单一河道之间通常为泥质沉积或薄层细粒沉积（河道间泥或溢岸沉积）。这种河道间泥或不连续分布的薄层河道间细粒砂，是不同单一河道分界的标志（见图2c）。

图2　单一河道单砂体识别

3　复合砂体类型

在单一河道的划分基础上，可以对复合砂体的内部结构单元进一步剖析。按照扇三角洲前缘的沉积规律及其组合模式，结合钻井岩心和测井资料，双河油田扇三角洲前缘复合砂体可以进一步划分为水下分流河道砂、河口坝砂和溢岸砂3类构型单元（见图3）。

3.1水下分流河道

水下分流河道主要为灰褐色含砾砂岩和浅灰色—灰褐色中砂岩，垂向上呈正韵律分布，内部发育交错层理、波状层理和块状层理，底部多发育冲刷面，冲刷面上多含砾石，砂岩分选中等—差。水下分流河道在测井曲线上呈箱形-钟形组合或漏斗形-钟形组合，微电位曲线与微梯度曲线幅度差较大（见图3a）。水下分流河道砂体的平均孔隙度为11.3%，平均空气渗透率为273×10-3μm2。

3.2河口坝

河口坝位于水下分流河道的前方，砂体展布与水下分流河道砂近垂直。河口坝的岩性主要为含砾中砂岩、细砂岩、粉砂岩夹少量灰色泥质粉砂岩，垂向上呈反韵律分布。砂体内部常见平行层理、槽状交错层理、浪成沙纹层理、波状层理、复合层理，泥质粉砂岩见透镜状层理，呈现下细上粗的反韵律特征。在测井曲线上，河口坝自然伽马曲线呈漏斗形至箱形组合，齿化不明显（见图3b）。河口坝砂岩的平均孔隙度14.3%，平均空气渗透率213×10-3μm2。

3.3溢岸砂

水下溢岸砂体分布于水下分流河道的两侧，其砂体展布与水下分流河道砂展布基本一致。溢岸砂为粉砂岩、泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层，发育小型波状交错层理、爬升波纹层理、水平层理及微细交错层理，呈正旋回序列分布。测井曲线形态为指形或扁钟形尖峰，测井曲线为中—高幅度值，无—中等幅度差（见图3c），测井响应特征反映低能环境。

溢岸砂沉积多夹于低幅较平直的分流河道间沉积中，顶部表现为渐变接触，底部表现为突变接触。溢岸砂岩的平均孔隙度为12.3%，平均空气渗透率为162× 10-3μm2。

图3　复合砂体构型单元特征

4　单井构型

4.1构型界面类型

单井构型是利用岩心和测井资料恢复不同期次构型单元在垂向上的分布，其关键是构型界面的识别（见图4）。单一砂体之间构型界面表现为夹层，通过岩心分析，研究区的夹层主要有泥粉砂质夹层、钙质砂砾岩夹层和泥砾岩夹层3种类型。

图4　Z3井构型单元综合图

4.1.1泥粉砂质夹层

泥粉砂质夹层的岩性为泥岩、泥质粉砂岩、页岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩等，它是由于水动力减弱，由细的悬移质沉积而形成的。这类夹层在纵向上分布的频率较高（占79%），在测井曲线上主要表现为泥质岩的特征，自然伽马值相对升高，微电极和深侧向电阻率值明显下降，微电极幅度差值很小。测井曲线上，符合此特征均可确定为泥粉砂质夹层。

4.1.2钙质砂砾岩夹层

钙质砂砾岩夹层的岩性为钙质粉砂质、钙质细砂岩、钙质中砂岩与砾岩等。碳酸盐矿物的胶结、交代等成岩作用的不均匀性影响此类夹层的形成，其纵向上分布的频率中等（占19%）。此类夹层岩性致密，同时碳酸盐矿物充填孔隙、交代碎屑，在测井曲线上，此类夹层表现为声波时差值小，微电极曲线呈尖峰状，表现为高阻的特征。根据研究区41层钙质砂砾岩夹层的岩电资料统计，这类夹层微电位和微梯度与邻层的比值超过1.2以上。测井曲线上，符合此特征均可确定为钙质砂砾岩夹层。

4.1.3泥砾岩夹层

泥砾岩夹层主要包括泥砾岩、砾状砂岩及泥质胶结砾岩，在纵向上分布的频率低（为2%）。此类夹层主要为河道下部的沉积物和水下重力流的沉积物。由于其泥质体积分数高，在测井曲线上表现为自然伽马值相对升高，自然电位值幅度低，声波时差值小，微电极值和深侧向电阻率值相对较高。

4.2砂体叠置关系

在利用钻井岩心和测井资料识别单一河道和不同成因单砂体的基础上，通过不同方向剖面单砂体的交互分析，并结合砂体平面等厚图分布特征，对不同成因单砂体的组合样式及其叠置关系进一步分析。研究区单一砂体的叠置组合样式分为河口坝-河口坝拼接、河口坝-辫状水道拼接、辫状水道-溢岸砂拼接以及辫状水道-辫状水道拼接等4种类型（见图5）。

图5　单一构型砂体空间组合样式

不同成因单砂体的这些叠置关系在顺物源方向剖面上反映明显。从图6a可以看出，H4-147井—H5-138井—观15井—T6-136井—7-127井的测井曲线形态都表现为典型的箱形特征，即典型的水下分流河道特征。T8-117井—H8-127井—9-118井的测井曲线形态为漏斗形，厚度变薄，即典型的河口坝沉积特征。到F9-118井，测井曲线变为指形，为席状砂微相。沿着河道方向，砂体厚度逐渐变薄，测井曲线形态特征具有继承性和连续性变化特征，反映该剖面的砂体从分流河道到河口坝再到席状砂的成因变化。图6b和图6c都表现出同样的变化规律，这3条顺物源方向剖面为扇三角洲前缘的一套完整沉积过程和组合。

图6　顺物源方向构型剖面对比

5　三维构型

在单一河道和不同成因单砂体识别的基础上，通过单井和不同方向连井剖面的对比分析，对研究区进行了三维构型解析。在三维视窗内对连井剖面进行多视角观察及详细分析，应用三维视窗内多视角栅状组合技术实现从点、线（单井）、面（剖面）到油藏三维空间的单砂体识别和叠置关系组合，并通过栅状图来表现。这不仅能够从宏观上确定单河道和单砂体的规模，还能合理地对不同成因单砂体的空间展布规律和叠置关系进行配套组合，克服了二维识别单砂体的缺陷，提高了储层构型的效率和可信度。在此基础上，依据相似标志相连接的原则，以单河道和单砂体的定量模式为指导，将相邻的同种类型识别标志作为同一个边界连接起来，将单一河道边界线投影在平面上；在扇三角洲前缘沉积模式的指导下，编制各单一河道砂体及其相应的河口坝和溢岸砂的平面分布图，可以清晰地展示同期分流河道、河口坝和溢岸砂的发育规律及规模。通过上述研究以及在三维视窗内多视角栅状组合技术的应用，在小层内识别出3条单一河道及相应的河口坝和溢岸砂的分布，3条单一河道宽度为100～150 m，从北向南逐步交叉合并并分流（见图7）。

图7　双河油田Ⅶ10小层单层河道方向三维沉积相栅状图

井网对河道砂体的控制程度是确定合理井网密度的关键因素之一。

双河油田Ⅶ油组下的平均井网井距是280 m，而单一河道砂体的宽度为100～150 m，现有的井网无法控制住单一河道砂体的展布（见图8）。因此，建议在河道砂体范围内缩小井距，沿单一河道建立和完善注采对应关系，提高注水受效范围，以有效地动用剩余油和提高油田的后期注水开发效果。

图8　双河油田Ⅶ10小层单层河道方向沉积相平面展布

6　结论

1）在重新划分扇三角洲前缘内部构型级次的基础上，利用钻井岩心和测井资料，以及油田生产动态资料，总结了利用高程差异、横向厚度变化和河道间沉积识别单一河道砂体的方法。

2）双河油田扇三角洲前缘储层复合砂体主要发育水下分流河道、河口坝及溢岸砂3类构成单元。单一砂体构型界面为泥粉砂质夹层、钙质砂砾岩夹层以及泥砾岩夹层。单一砂体的拼接样式分为河口坝-河口坝拼接、河口坝-辫状水道拼接、辫状水道-溢岸砂拼接以及辫状水道-辫状水道拼接4种类型。

3）应用三维视窗内多视角栅状组合技术，在小层内识别出3条单一河道及其相应河口坝和溢岸砂，单一河道宽度为100～150 m，具有从北向南逐步交叉合并并分流的变化规律。研究区现有的井网不能控制单一河道砂体，需要缩小井距，沿单一河道完善注采系统，以有效地提高注水开发效果。

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（编辑李宗华）

Detailed reservoir architecture of fan-delta front in Shuanghe Oilfield，Biyang Depression

Based on the data of cores，well logging and dynamic production，architecture hierarchies re-division of fan-delta front，and single fluvial sand body identification，the reservoir architecture of fan-delta front of VII10 layer in Shuanghe Oilfield，Biyang Sag，is finely dissected.Underwater distributary channels，mouth bars，and overbank sands developed in the composite sand bodies of fan-delta front in Shuanghe Oilfield.And architecture boundaries of a single sand body are clay silty intercalations，calcium glutenite intercalations and muddy gravel intercalations.Stitching styles of single sand bodies present four types，i.e.，a mouth bar stitching a mouth bar，a mouth bar stitching a braided channel，a braided channel stitching a braided channel，and a braided channel stitching an overbank sand body.Three single sand bodies and their corresponding mouth bars and overbank sands are identified in VII10 layer on the basis of multi-view palisade combination technology in 3D window.The single sand bodies，with width of 100-150 meters，gradually merge and distribute from north to south.Since the existing well pattern cannot effectively control the distribution of a single channel sand body，it is necessary to reduce the well space and improve injection-production systems along a single channel to enhance the water flooding development effect.

genetic single sand body；architecture anatomy；fan-delta front；Shuanghe Oilfield；Biyang Sag

TE121.3+1

A

10.6056/dkyqt201605004

2016-01-23；改回日期：2016-07-12。

姜建伟，男，1968年生，高级工程师，1992年毕业于江汉石油学院，现在从事油田开发地质研究工作。E-mail：jiangjianweihnyt@163.com。

引用格式：姜建伟，肖梦华，王继鹏，等.泌阳凹陷双河油田扇三角洲前缘构型精细解剖［J］.断块油气田，2016，23（5）：560-568.

JIANG Jianwei，XIAO Menghua，WANG Jipeng，et al.Detailed reservoir architecture of fan-delta front in Shuanghe Oilfield，Biyang Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（5）：560-568.

JIANG Jianwei1，XIAO Menghua2，WANG Jipeng3，HU Shukui4

（1.Research Institute of Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Nanyang 473132，China；2.Xinjiang Oil Production Plant，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Yanqi 841199，China；3.College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；4.Research Institute of Exploration and Development，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Zhengzhou 450043，China）