辫状河沉积储层小层精细划分对比❋——以苏里格气田苏X加密井区为例

韩兴刚， 肖 峰， 张 伟， 张 珂， 刘莉莉， 岳 君， 李志超

(1.中国石油长庆油田公司苏里格气田研究中心，陕西 西安 710018；2.低渗透气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018；3.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100)

辫状河沉积储层小层精细划分对比❋
——以苏里格气田苏X加密井区为例

韩兴刚1,2， 肖 峰1,2， 张 伟1,2， 张 珂3， 刘莉莉1,2， 岳 君1,2， 李志超1,2

(1.中国石油长庆油田公司苏里格气田研究中心，陕西 西安 710018；2.低渗透气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018；3.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100)

辫状河沉积形成的砂体具有单层厚度大，横向变化快的特点，垂直物源方向上井间砂体对比连续性较差，常规分层方法难以对小层进行细分对比。本次研究结合苏里格气田苏X加密区气藏开发实际，确定了小层细分层的基本原则，并以Miall的河流相构型理论为依据，明确了单一心滩沉积微相为合理的细分层级次。最后，结合精细地质研究成果，分别从岩心、测井、及旋回性方面论证了小层细分标志，将盒8下1、盒8下2小层分别划分为3个细层，单个细层厚度大约为5 m，有利于气藏的合理开发。

辫状河；苏里格气田；小层细分；河流相

对于低渗透气藏来说，精细划分开发小层是进行沉积微相、砂体储层评价、气藏精细地质建模及数值模拟的基础，同时，也可以合理控制气藏生产，有利于气井的长期稳产。辫状河沉积砂体垂向上以厚层砂岩发育为主，纵向上砂岩比例相对较高，但由于河道频繁摆动、交叉汇合和迁移，砂体的横向(垂直物源)变化速率快，垂直物源方向井间砂体对比连续性较差，给小层细分带来了很大难度，常规的小层细分方法在该地区的应用效果较差[1]。

目前，国内学者主要是以层序地层学理论为依据进行层位划分，并按照需求将地层划分为不同级次的单元[2]。这种分层方法首先需要选定标准井，然后将测井资料与岩心资料结合，确定相对明显的界面特征，再对其他井进行统一细分。但有时这些特征在测井曲线上表现不明显，使得分割点难以取舍，给分层带来了困难[3]。鉴于此，有学者提出了层序地层学与沉积学相结合的层位细分方法，该方法要求必须搞清砂体的成因，并考虑砂体的沉积过程及地层等时性，这在一定程度上提高了细分层的精度，但对于横向变化快的辫状河储层来说，细分层仍然面临较大的困难[4]。本次研究综合运用多种技术手段，寻找小层细分的标志，对小层进行多角度精细划分，方便下一步的油藏精细描述研究及开发过程中生产井措施调整。

1 研究区概况

苏里格气田位于内蒙古自治区和陕西省境内，构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡北部中带，是中国陆上最大的气田[5]。苏X加密区位于苏里格气田北部，面积约20 km2，是目前苏里格气田先导试验区井网密度最大的井区。气藏上古气层主要分布在下二叠统下石盒子组的盒8上段和盒8下段，以及山西组的山1段，其中盒8下为主力气层，为一套辫状河沉积砂体，储层岩性以中-粗粒岩屑石英砂岩和细-中粒岩屑砂岩为主，以岩屑溶孔、晶间孔等次生孔隙为主，储层非均质性极强，属于低孔—低渗致密砂岩气藏[6]。

2 河流相小层细分的原则

河流相砂体横向连续性差，垂直河流流向的地层对比标志不明显，细分小层时容易产生串层。另外，对于单层厚度较大的河流相储层来说，其在垂直流向方向上应该呈现顶平底凸的特点，与临井其他类型薄砂体对比时容易切穿砂体[7]。因此，河流相储层细分小层时要明确砂体的类型及沉积过程，分析砂体是单期河道沉积而成,还是多期河道叠加沉积而成，才能划分出相对合理的细层，指导气藏开发[8]。

2.1 地层沉积的间断面要连续

图1 砂体间的不连续夹层

2.2 砂体间的高程差要结合沉积过程分析

辫状河沉积形成的砂体具有明显的厚度变化，心滩砂体中心的厚度较大，往两边逐渐减薄，最终尖灭于泥岩层中，所以河道的规模与砂体的延展性有直接关系，河道规模大，砂体横向延伸范围广；河道规模小，横向的延伸范围就小。所以，利用等高程法分层时一定要明确河道沉积的规模，确定河道沉积的边界；同一河道沉积的岩石顶面应是等时的，底部会出现略微向下凸起的趋势[10]，此时分层应充分考虑河道砂体形态，不要将细层界线穿插于单个心滩内部。如临井对比时，虽砂体虽厚度差别不大，但可能是两条河道沉积砂体，彼此并不连通(见图2)。

辫状河沉积形成的砂体厚度一般较大，纵向上呈多期心滩叠状态，对于这类砂体而言，由于其厚层较大，缺少泥岩夹层标志，可借助等高程切片法进行小层细分，将处在两个等时面之间的砂体划分为同一单砂体[11]。如图3所示的苏SX-J2井的单井相描述图上可以看出，该井盒8下2小层的砂体连续，纵向上呈现多期心滩叠加而成，因此，划分细层时要选择心滩叠加面，纵向上将厚层砂体进行劈分。

3 河流相小层细分级次

辫状河沉积储层划分的级次取决于砂体的成因及叠置关系，对于低渗透气田来说，一般将储层划分到单期砂体级别相对比较合理。分析Miall的河流构型分级方案(见图4a)，并结合研究区的钻井取心、地质录井及测井资料，在苏里格苏X加密区辫状河储层内可以识别出5级构型界面(复合辫流带、单砂体、单一心滩、层系组及纹层)，分别对应Miall构型界面的5～1级。其中构型界面的3～5级界面较易识别(见图4b)，追踪对比意义较大，其他级次的界面识别难度大或无识别意义[12,13]。

结合苏里格气田开发实际，本文细层大致位于构型界面的4级，层序界面级别为VII级，地层单位级别为细分层，即微相级单砂体，沉积单元属于单一心滩(包含心滩落淤层)或单期河道充填砂体(见表1)。

图2 等高程法分层原则Fig.2 The hierarchical principle of strata by using the method of isobaths

图3 苏SX-J2井盒8下2小层多期心滩叠加厚层的分层界线

4 河流相小层细分标志

4.1 单层厚度标志

苏里格气田苏X加密区主要产气层为辫状河沉积形成的粗砂岩，砂体主要以心滩叠置发育为主要特征，岩心观察和高分辨率层序地层研究成果表明：研究区砂岩储层单期河道砂体厚度一般在2～4 m之间，垂向上具多期叠置发育特征，但横向连续性较差[14]。研究区平均地层厚度约为16.69 m，主力层盒8的厚度相对较大，基本都在平均厚度以上(见图5)，可以划分为3个细层，单个细层的厚度约为5 m，对于气藏开发相对比较合理。

图4 苏X加密区辫状河构型级次及单井识别

构型级别Architecturalrank沉积单元级别Sedimentaryunits’rank层序级别Sequencerank地层单位Stratigraphicunit8级复合沉积体系III亚段7级多期沉积叠加体IV油组(砂组)6级复合辫状河道(冲刷面底界)V小层5级单期河道VI单砂体4级单一心滩VII细分层(微相砂体)3级心滩增生体VIII/2级层系组IX/1级层系及纹层X/

图5 苏X加密区盒8下亚段两个小层厚度统计图Fig.5 The thickness of the two layers of H8x in SuX area

表1为苏里格气田苏X加密区盒8下亚段两个小层的分层参数统计表，从表中可以看出：两个层的平均单砂体厚度大约为3.91 m，小层平均砂体厚度约为8.29 m，平均单井单层砂体个数为2.29个，理论上可以进行三分，但部分小层界线需要切穿砂体(见表2)。

表2 苏X加密区盒8下亚段两个小层的分层参数统计表Table 2 The dividing sequence parameters of the two layers of H8x in the encryption area of SuX

Note:①Single layer；②Total sands thicknoss；③The number of san bodies；④Mean thickness of single sond bidy；⑤Mean thickness of sand bidies；⑥Mean thickness of this layer；⑦Mean thickness of sand bodies of single well in a layer；⑧Mean number of sand bodies of single well in a layer

从研究区井的实际分层过程来看，盒8下1、盒8下2两个层的单砂体厚度相对较大，砂体间的泥岩夹层分布频率不高，单从测井或层序上进行小层细分难度较大，需要充分结合岩心资料、砂体构型研究及旋回性特征，明确砂体间的界面特征，建立统一的分层对比标准。同时，要结合沉积微相研究成果对每个厚层砂体的成因及叠加关系进行详细分析，总结砂体接触规律，开展多方向砂体延展特征对比，对全区井进行小层细分。

4.2 岩心分层标志

精细的岩心观察与分析能够提取各种典型沉积相标志信息，如岩石颜色、岩石类型、碎屑颗粒结构、沉积构造等。同时，结合取心井段的典型测井曲线特征分析，可以从微观上进行沉积旋回识别，如河道冲刷面、心滩叠置面、落淤层等，为小层细分提供指导[15]。苏里格气田苏X加密区盒8下亚段为辫状河沉积，岩心观察显示，该段泥岩比例小，河道叠置现象明显，4级构型界面较清晰，可以识别出心滩之间的叠置界面和河道底部的冲刷界面(见图6)。对研究区内及相邻区域16口井的岩心岩心统计得出，这两个小层三分井占有效取心井数的90%。

图6 苏T井盒8下2岩心特征界面

4.3 测井分层标志

测井曲线最主要的应用就是识别地层沉积的旋回性，如岩性突变、沉积韵律等现象都会在测井曲线中反映出不同的形态，从而可以比较直观地判断地层言行的变化和递变关系[16]。对于层位细分来说，最主要的标志就是要寻找稳定发育的泥岩段，在测井曲线上泥岩夹层一般表现出高伽玛、低电位、尖峰状高阻的特点[17]。

根据泥质夹层的特征，可以大致划分为三类：Ⅰ类夹层是指测井解释砂层间的泥质夹层，厚度gt;0.6 m，在测井曲线上回返幅度大而明显，把砂体分为上下两个自然解释砂层。Ⅱ类夹层是指在一个测井解释砂层内部两个有效厚度段之间的夹层，厚度一般gt;0.4 m。Ⅲ类夹层是指有效厚度解释段内的夹层，厚度一般lt;0.4 m。研究得出：苏里格气田苏X加密区盒8下亚段盒8下1、盒8下2小层内Ⅰ类、Ⅱ类夹层分布频率先对较高，可以作为细层划分界线(见图7)。

图7 苏SX-J2井测井识别泥岩夹层界面特征Fig.7 The interface characteristics of interlayer by recognizing logging data in SuSX-J2

苏里格气田苏X加密区盒8下亚段两个小层的三分分层标志比较明显，相邻井之间都有一定的对比意义，但受河流相储层横向变化快的影响，距离较远的井难以进行横向对比。统计得出：研究区对比标志明显的井数大约有25口，约占总井数的85%左右。因此，研究区目的层段的盒8下1、盒8下2小层可以进行三分(见图8)。

图8 苏里格气田苏X加密区测井识别研究区三分特征及统计

4.4 旋回性分层标志

河流相储层的沉积旋回性与湖相、海相及三角洲相相比差别较大，旋回特征不明显，常规的高分辨率层序地层学分析难以识别有效的旋回界面。本次研究采用最大熵谱分析技术，该方法适用于数据规则性差和噪声较多的情况，可提高频谱估计的分辨率。应用此种方法对GR曲线进行积分处理，将旋回信号放大，得到的INPEFA曲线可以比较明显地指示地层旋回的变化特征。INPEFA曲线正趋势表示水进或者洪积阶段，负趋势代表水退阶段[18](见图9)。苏里格气田苏X加密区盒8下亚段盒8下1、盒8下2两个层的细分层界线都位于最大熵谱分析曲线的左尖峰处，是水退的标志，一般代表着多期冲刷的叠加界面，与沉积相界面及层序地层界面相对应。因此，这四个层的三分界线位置比较合理。

图9 苏里格气田苏X加密区积分处理GR曲线旋回性特征Fig.9 The cycle characteristics of GR curve in the encryption area of SuX using the method of integral processing

5 研究区小层细分成果

以精细地质研究成果为基础，结合苏里格气田苏X加密区的开发特征，以地层厚度统计为前提，对盒8下亚段两个小层进行了三分，分别从夹层发育、沉积韵律性、钻井取心界面和测井曲线旋回变化特征变化等方面识别出了分层界面，盒8下1、盒8下2分别细分为3个单层，各单层间的分层界线比较明确(见表3)。

表3 苏里格气苏X加密区细分层成果

Note:①Formation；②Member；③Sub-member；④Bed；⑤Single layer；⑥Mean thickness of single layer

从分层连井剖面图上可以看出，研究区盒8下储层三分成细层后的连井对比效果相对较好，分层界线基本统一，具有较好的临井对比性(见图10)。

图10 苏里格气田苏X加密区细分层连井对比图

6 结论

(1)讨论了苏里格气田苏X加密区辫状河储层细分层的原则。一是划分小层的砂体间泥岩夹层要连续稳定分布，避免把落淤层当作分层标志；二是分层要紧密结合砂体的沉积过程，避免因为砂体间的高程差而切穿砂体。

(2)明确了苏里格气田苏X加密区盒8下储层合理的细分层级次。以Miall的河流相构型理论为依据，结合研究其气藏开发实际，将小层细分的级次确定在单砂体微相级别，构型界面的4级，层序界面的VII级，地层单位的微相单砂体级别，沉积单元上属于单一心滩。

(3)明确了研究区的分层标志，将盒8下1、盒8下2小层分别细分为3个细层。以精细地质研究成果为基础，分别从岩心、测井、及旋回性方面论证了研究区目的层段小层细分的标志,并将盒8下1、盒8下2小层分别进行了三分,单个细层厚度约为5 m。

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责任编辑 徐 环

StratigraphicDivisionandCorrelationofBraidRiverReservoir—AnExamplefromSuXDenseWellarea,SuligeGasFiled

HAN Xing-Gang1,2, XIAO Feng1,2, ZHANG Wei1,2, ZHANG Ke3, LIU Li-Li1,2,YUE Jun1,2, LI Zhi-Chao1,2

(1.Research Center of Sulige Gas Field, Changqing Oilfield Company, Petro China, Xi’an 710018, China; 2.Low Permwability Oil and Gas Field Exploration and Development National Engineering Laboratory, Petro China, Xi’an 710018, China； 3.College of marine Geosciences Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

The sand bodies of the braided river possess the feature of large thickness of single layer, changeable lithology horizontally as well as the bad continuity of sand bodies of inter-well on the section, which makes it is difficult to finish the work of subdivision and comparison of small layers by using the conventional subdivision method.Therefore, in this study, based on the actual gas reservoir development of SuX encryption area in the Sulige gas field, we confirmed the basic principles of subdivision in the study area. And then, according to the architectural theory of Miall’s fluvial facies, we understood the fact that it is reasonable to regard single mid-channel bar microfacies as the layer-subdividing order of the study area. Finally, based on the results of refined geological research, we proved the symbol of layer subdivision from the aspects of core, well logging, and cyclicity, and the H8x1, H8x2was subdivided into three thin layers, each single thin layer’s thickness is about 5 meters, which is conducive to the rational development of gas reservoirs.

braided river; Sulige gas field; reservoir subdivision; river facies

P618.13

A

1672-5174(2018)01-076-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20160244

韩兴刚， 肖峰， 张伟， 等. 辫状河沉积储层小层精细划分对比[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2018, 48(1)： 76-84.

HAN Xing-Gang, XIAO Feng, ZHANG Wei, et al. Stratigraphic division and correlation of Braid River Reservoir——An example from SuX dense wellarea, Sulige Gas Filed[J]. Periodical of Ocean University of China, 2018, 48(1)： 76-84.

国家自然科学基金项目(51504143)资助

Supported by the National Natural Science Foundation of China(51504143)

2016-07-03；

2016-12-03

韩兴刚 (1971-)，男，高级工程师，主要从事天然气开发研究工作。 E-mail: 895339598@qq.com