湖泊相浊积水道储层构型特征及其对开发生产的影响——以东营凹陷现河油区河146井区沙三中亚段为例

焦红岩

( 中国石化胜利油田分公司 现河采油厂，山东 东营 257068 )

0 引言

随着油田开发的不断深入，开发单元逐步细化，储层构型导致的储层内部渗流屏障和渗流差异对地下储层剩余油的控制作用越来越明显。自Allen J R L等[1]和Miall A D[2]等提出储层构型概念以来，人们基于露头资料、现代沉积结构单元的沉积特征及几何形态特征等，研究河流、三角洲沉积构型特征[3-7]；根据钻井资料的密井网信息及地震信息，结合生产资料研究储层构型。在研究曲流河点坝、三角洲河口坝和滨岸相储层的构型单元空间几何特征[8-9]，以及浅水三角洲、辫状河等沉积体的构型特征[10-14]、内部具有成因联系的渗流遮挡层等方面取得成果。

研究早期，主要利用岩心、测井等资料研究浊积体的沉积特征及沉积类型[15-20]，根据地震数据预测浊积体储层[21-22]；研究后期，综合利用岩心、钻井、地震和分析测试等资料，以及地形地貌、气候等数据，分析浊积体分布的控制因素[23]、浊积水道叠加样式[24]等。根据野外露头资料，人们划分深水浊积储层结构单元的组成，描述各结构单元的形态结构特征，推测浊积水道的迁移特征[25]。林煜等[26]、张文彪等[27]、赵晓明等[28]利用岩心、钻井资料及较高分辨率的地震数据，研究海相深水厚层浊积水道构型层次、特征及分布；万琼华等[29]在浊积水道构型划分的基础上，研究单一浊积水道控制下的流动单元特征。

在有关浊积体的构型研究中，关于湖泊相厚度较小(单一成因砂体厚度小于8.0 m)的浊积水道构型研究相对较少，而湖泊相浊积体储层构型研究能够丰富深水储层构型、指导储层开发调整。以东营凹陷现河油区河146开发单元浊积水道储层为例，利用岩心、钻井、生产动态等资料，探讨浊积水道构型半定量—定量表征方法，开展浊积体系构型研究，为提高湖泊相岩性油藏采收率提供指导。

1 地质背景

现河油区河146井区位于济阳坳陷东营凹陷中央隆起背斜带西翼西北部、梁家楼—现河构造带中部(见图1)，整体上表现为“东高西低、南高北低”的构造特征。沙河街组三段中亚段(沙三中亚段)沉积时期，中央隆起带物源主要来自东南部的鲁西隆起，构造运动剧烈，盆地沉降速率大，物源供给充足，东营三角洲向盆地的沉积中心(向西)快速推进。由于东营三角洲迅速发育，形成陡倾的前缘砂体，液化的沉积物在重力作用下发生滑塌，不同期次形成的大量滑塌浊积岩在区内集中[30]。沙三中亚段为东营三角洲自东向西推进过程中、在湖盆前缘部分滑塌形成的浊积扇体，平面上呈朵叶状，剖面上呈透镜状，以薄层、低孔、低渗砂岩为主，单一成因砂体厚度为2.0～8.0 m，叠合砂体厚度小于16.0 m。在现河油区，沙三中亚段为一套以暗色泥岩为主，并夹粉、细砂岩的沉积，主要为开阔的半深湖—深湖相沉积环境，埋藏深度为2 800.0～3 260.0 m，地层厚度约为400.0 m[31-32](见表1)。人们将沙三中亚段划分为5个砂层组，其中第4砂层组在现河油区发育自南向北推进的扇体，扇体由单一水道分汊形成两个水道，分别向北西和北东方向延伸[33-34]。

图1 研究区构造位置Fig.1 Tectonic location of the study area

河146井区沙三中亚段储层埋藏深度为2 850.0～3 200.0 m，目的层砂体厚度为3.0～12.0 m，孔隙度为16.9%～22.3%，空气渗透率为(1～64)×10-3μm2，原始地层压力为45.26 MPa，饱和压力为10.58 MPa，属于低渗透、低饱和、稀油、深埋藏、异常高压的岩性油藏。研究区共有56口井，平均井距为280.0 m，局部井距为35.0～72.0 m，局部密井网区域的钻井和生产动态资料有助于研究储层构型特征。研究区油藏开发储量为1.2×108t，综合含水率为76.2%，采出程度为20.4%，已进入中高含水开发期。

2 浊积水道构型单元

有关浊积水道构型划分方案及不同级次构型单元定义还没有统一的标准。目前，比较有代表性的是Mutti E等[35]的五级划分方案。Zhang Xuewei等[36]研究新近系基伍湖浊积水道沉积特征及古气候特征，认为浊积水道的发育主要与古洪水事件相关。

Faruk O A等[25]、Lisa S等[37]、Jonathan E F等[38]研究海相浊积水道体系内部结构级次，提出研究区浊积水道构型七级划分方案(见表2)。其中，一级构型单元为纹层组、层理；二级构型单元为沉积单元内部的某一韵律段，即层理组合；三级构型单元为单一浊积水道内部侧积单元(类型A)或加积单元(类型B)；四级构型单元为单一浊积水道，是由洪水、地震等事件引起的一期单一水道沉积，其顶界面代表一期沉积事件的终止，水体环境处于相对平静期；五级构型单元为浊积水道带，是由斜坡水道底形的填平与迁移形成的，其顶界面记录水道底形的填平和废弃；六级构型单元为浊积水道复合体，由多个浊积水道带在同一地层层位中侧向迁移、垂向叠加而成，其界面记录斜坡上大的负向底形的填平与废弃；七级构型单元为浊积水道复合体组合，为多个浊积水道复合体叠置而成的成因单元，记录斜坡带上大的负向底形的迁移变化史。一级和二级构型单元主要为岩心级别，不做赘述。

表1东营凹陷地层简况

Table1FormationsituationofDongyingdepression

表2 研究区浊积体系构型单元划分方案

3 浊积水道构型特征

3.1 构型要素

根据取心井和钻井资料，研究区发育深湖—半深湖浊积水道特征；采用层次界面分析法，将研究区浊积水道构型要素划分为浊积水道、浊积水道堤岸(或溢岸)(见表2)。在一定的外界触发条件或自身重力作用下，三角洲前缘砂体沿斜坡低洼处的沟槽向湖盆中心移动，形成由斜坡到湖盆深处的条带状浊积水道沉积。浊积水道附近泥岩发育变形构造(见图2(a、e))；浊积水道砂体C—M图平行于基线(见表3)。

浊积水道主体位置的碎屑颗粒磨圆较差，多呈次棱角—次圆状：底部发育冲刷构造和泥岩撕裂屑(见图2(b))，以粗砂岩为主，含泥砾；中下部为块状砂岩；下部偶见泥砾(见图2(c))。向上粒度逐渐变细，上部多为粉砂岩、粉砂质泥岩，变形构造发育(见图2(d))；沉积物粒度概率累积曲线由两段式变为不明显的三段式(见表3)。

图2 研究区浊积水道构型要素岩性特征Fig.2 The lithologic characteristics of the configuration elements of turbidite channel in the study area

浊积水道堤岸(或溢岸)类似于浊积水道中上部，属于低密度浊流沉积，波状层理和变形层理发育，与下部泥岩呈突变接触，变形构造较为发育；岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩，粒度概率累积曲线呈一段式(见表3)。浊积水道中、下部孔隙度为18.0%～22.3%，空气渗透率为(10～30)×10-3μm2。浊积水道上部及浊积水道两侧边部岩性变细、物性变差，孔隙度为16.0%～20.0%，空气渗透率小于10×10-3μm2。

研究区浊积水道、浊积水道堤岸(或溢岸)等浊积体储层上下泥岩颜色以灰色、深灰色为主，反映沉积时水体环境由浅湖到半深湖—深湖的变化；灰色泥岩中偶见透镜状层理，发育变形构造。

3.2 构型界面

七级构型界面为沉积体系顶界面，为中期旋回控制形成的大套泥岩；六级构型界面为短期洪泛面，为短期洪泛厚层泥岩[25,38]。对油田开发起重要影响的是五级、四级和三级构型界面，其特征在钻井资料上更易识别(见图3)。五级构型界面是在相同物源、相似水动力和水下环境等条件下，由一系列时间上相互关联的事件形成的成因单元间的界面，多发育泥岩；自然电位和自然伽马曲线为基线。四级构型界面是由一期成因相同、时间上相互连续的诱发事件形成的重力流成因单元间界面，泥质含量相对较低；自然电位和自然伽马曲线为基线到微弱回返，微电极曲线无幅度差或幅度差较小，物性较差，深浅电阻率曲线较明显回返；自然电位和电导率随砂质含量和粒度的增加而降低。三级构型界面多为单一成因砂体[39]内部界面，以粉砂质岩类为主；自然电位和自然伽马曲线微弱回返，微电极曲线、深浅电阻率曲线弱回返，三级构型单元主体叠加位置界面不易识别。

表3研究区浊积体构型要素特征

Table3Characteristicsofluxoturbiditearchitectureelementsinthestudyarea

图3 研究区浊积体构型界面特征Fig.3 The electrical characteristics of luxoturbidite configuration interface of the study area

3.3 构型单元

选取研究区分布范围广、井网控制程度好、生产资料丰富的浊积水道井组，作为构型单元分析的试验井组(见图4(a))。做试验井组连井剖面，其中标准层拉平的浊积水道发育特征，可近似反映浊积水道沉积时剖面方向上的古地貌特征。

3.3.1 单一浊积水道构型特征

单一浊积水道是构成单砂体的主要构型单元，也是浊积水道构型研究的四级构型单元。研究区湖泊相单一浊积水道厚度较小，为2.0～8.0 m，沉积时的沟槽底形幅度较小，浊积水道侧向迁移明显。根据野外露头资料，同期浊积水道顶面构造幅度相近，浊积水道侧缘比浊积水道主体顶面构造形态略低[10]，后期水道主体下切部位的顶面构造幅度表现为较明显差异。

图4 研究区局部密井网试验井组单一浊积水道构型特征Fig.4 Architecture characterization of single luxoturbidite channel using dense spacing well date of the study area

将垂直于水道延伸方向的H146-XN64—H146-X74井剖面(见图4(b))上部标准层拉平并进行压实校正，可近似反映浊积水道间的高程差异。结合浊积水道横向形态变化特征，研究浊积水道构型特征。浊积水道由主体(H146-63井)向一侧(H146-N63井)延伸减薄，直至尖灭，后期浊积水道(H146-64井)在上部叠加；浊积水道主体向另一侧延伸，与H146-X74井中部的浊积水道侧缘连通。同时，根据连井剖面可近似得到每期浊积水道底界面倾角，浊积水道底部倾角为0.9°～2.4°。

井间生产动态资料验证剖面中单一浊积水道间的连通关系(见图5)。其中水井(H146-63井)注水量高，油井(H146-64井)产液量低且总压降超过30.00 MPa，表现为不受效特征(见图5(a-b))，说明两井间浊积水道不连通；H146-N63井注水后，H146-X74井动液面缓慢下降且产液量较高，表现为较明显的受效特征(见图5(c-d))。

根据研究区多个垂直浊积水道延伸方向上的剖面分析(见图4)，得到多组单一浊积水道构型解析数据；根据井间同一单一浊积水道厚度变化与其对应的延伸距离的关系，得到单一浊积水道构型定量特征(见图6)。

试验井组浊积水道底部倾角为0.9°～2.4°，平均为1.5°。单一浊积水道横剖面构型几何参数线性拟合函数斜率对应的倾角为1.2°(见图6(a))，与试验井组浊积水道底部倾角均值差别较小，表明直线型函数斜率与单一浊积水道底部倾角大体一致。单一浊积水道横剖面构型几何参数指数模型(见图6(b))，与大于70.0 m井距的数据点的变化趋势更为吻合。将浊积水道带底部规模小的单一水道特征值(图4(b)的第1期浊积水道)去掉后，新模型相关因数大于0.800 0，即浊积水道带中、上部的单一浊积水道用指数模型拟合和预测效果更好。

3.3.2 单一浊积水道构型模式

结合局部密井网和小井距剖面分析，以及生产动态验证资料，确定研究区浊积水道砂体规模及结构形态参数，得到浊积水道的定量构型模式(见图7)。研究区浊积水道发育在弱限制型的沉积底形上，单一浊积水道厚度为2.0～8.0 m，沉积时的沟槽底形幅度较小，浊积水道下切能力较弱，单一浊积水道底部倾角为0.9°～2.4°，水道宽度为120.0～450.0 m，侧向迁移明显。早期浊积水道充填古沟槽中的低洼地形，受地形限制，早期浊积水道的规模有限。第1期浊积水道沉积形成的次洼地形由第2期浊积水道充填，第2期浊积水道顶界面明显高于第1期的。第2期浊积水道沉积后，古沟槽中新的低洼地带被第3期浊积水道充填。第2、3期浊积水道沉积时的古地形对沉积物限制较小，加之水体能量较强，第2、3期浊积水道形成规模较大，第3期浊积水道的边缘略高于第2期的，且两期浊积水道边缘叠加处保留部分深水泥岩。第4期浊积水道沉积时为古沟槽填充末期，水体能量弱，浊积水道规模小，沉积在新的相对低洼地形处。

图5 河146-63井组注采动态曲线Fig.5 Injection and production performance curves of He146-63 well group

图6 研究区单一浊积水道横剖面构型几何参数拟合关系Fig.6 The quantitative model of single luxoturbidite channel of the study area

图7 研究区单一浊积水道构型模式Fig.7 The mode of single luxoturbidite channel architecture of the study area

3.3.3 单一浊积水道构型分布

根据单一浊积水道构型定量关系及横剖面单一浊积水道构型分析，对河146-63试验井组单一浊积水道空间形态进行细致刻画(见图8)。单一浊积水道空间演化特征为：研究区事件性浊积水道沉积迁移频繁；早期浊积水道充填低洼地形，浊积水道规模较小，水道宽度为120.0～300.0 m(见图8(a))；早期浊积水道沉积后形成的次洼地形由中期1浊积水道充填，中期1浊积水道边缘位于早期浊积水道上部(见图8(b))；中期1浊积水道沉积后，古沟槽中新的低洼地带被中期2浊积水道充填(见图8(c))；中期1、2浊积水道规模较大，中期2浊积水道的顶界面略高，且两期浊积水道边缘侧向叠加；晚期浊积水道沉积时为古沟槽填充末期，水体能量弱，浊积水道规模小，沉积在新的相对低洼地形处(见图8(d))。中期1、2浊积水道规模较大，水道宽度为300.0～450.0 m；晚期浊积水道规模小，水道宽度为120.0～280.0 m。晚期沉积的浊积水道冲刷充填新形成的次级低洼地形，沉积持续时间较短，表现为不连续的侧向迁移。

4 对开发生产的影响

深水浊积体储层具有低渗透特征，多埋藏较深；注采井网与浊积水道空间构型的匹配关系，影响低渗透岩性油藏的生产开发效果及剩余油分布。

研究区浊积水道宽度为120.0～450.0 m。由单一浊积水道构型定量关系推算，浊积水道中心向边界延伸距离小于280.0 m。河146井区开发单元采用反九点式井网，生产井距较大(280.0 m左右)，在垂直、斜交水道延伸方向上，注水井与采油井多位于不同浊积水道。在近平行水道延伸方向上，注采井多位于同一水道，生产效果整体较好(见表4、图9)。水道横剖面投影距离越小，注采井在同一浊积水道内概率越大，油井生产效果越好，理想投影距离在120.0 m内；在浊积水道主体叠加区域，投影距离可以超过120.0 m(见图10)。

研究区早期和晚期单一浊积水道分布范围有限(见图8)，内部可采储量和剩余油少。单一浊积水道中期1内有较完善井网，注水波及范围大，剩余油较少；单一浊积水道中期2内注水井位于水道侧缘，物性较差，H146-N63井注入水主要进入物性较好的浊积水道中期1内(对应图4(b)第2期浊积水道)。单一浊积水道中期2内注水有效波及范围小，剩余油丰富，剩余可采储量占总剩余可采储量的54%(见表5)。

图8 河146-63试验井组浊积水道空间展布及演化Fig.8 Spatial distribution and evolution of turbidity channel of He146-63 well group

Table4CharacteristicsofproductionwellsinthedevelopmentunitofHe146anditsrelationtotheconfigurationofthechannel

油井最大产液量/(t·d-1)稳定期平均产液量/(t·d-1)累计产油量/104t注采井水道横剖面投影距离/m注采井方向与水道延伸方向的关系H2-X632.10(合采)2.101.80240.0斜交H146-XN6412.84(合采)9.160.7576.0垂直H146-X7422.26(合采)12.890.89150.0斜交H146-X2315.51(合采)8.532.0270.0小角度斜交H14643.4713.652.4920.0平行H146-137.10(合采)13.242.20100.0小角度斜交H146-2860.002.001.00200.0斜交H146-4624.42(合采)6.000.77150.0小角度斜交H146-5321.35(合采)4.901.37160.0小角度斜交H146-X2735.5410.432.8630.0平行H146-X3534.6612.467.02140.0斜交H146-4532.3613.422.77100.0小角度斜交H146-7315.728.620.65180.0斜交H146-5518.0011.321.63120.0斜交H146-6428.721.000.15222.0垂直H146-7226.9714.672.7540.0平行H146-4725.4010.003.38180.0斜交

图9 研究区注采井方向与油井生产情况关系Fig.9 Relationship between the direction of injection production well and the production of oil well of the study area

期次面积/km2有效厚度/m储量 /104t采出量/104t极限可采储量/104t剩余可采储量/104t早期中期晚期10.111.71.730.480.730.2520.10 1.71.550.510.650.14 10.283.07.642.613.210.6020.352.78.431.803.541.74 10.102.22.040.600.860.2620.151.11.490.400.620.22

5 结论

(1)以东营凹陷现河油区河146井区沙三中亚段为研究对象，建立浊积水道七级构型单元划分方案，从小到大为沉积层理、单元内部的某一韵律段(层理组)、单一水道内侧积或加积单元、单一浊积水道、浊积水道带、浊积水道复合体及其组合。

(2)利用岩心、测井及生产动态等资料，识别研究区浊积水道主要构型要素(浊积水道、浊积水道堤岸(或溢岸))。浊积水道主体自下而上发育砾岩、递变层理粗—细砂岩、波状—变形层理粉砂岩和泥质粉砂岩；浊积水道侧缘自下而上发育块状—平行层理细砂岩，以及波状—变形层理粉砂岩—粉砂质泥岩。

(3)单一浊积水道底部倾角为0.9°～2.4°，浊积水道宽度为120.0～450.0 m，浊积水道厚度变化与延伸距离具有较明显的指数关系。

(4)研究区浊积水道沉积发育在弱限制型沉积底形上，下切能力较弱，平面上表现为不连续的侧向迁移，沉积充填样式以不连续地充填新的低洼底形为主要特征，时间上相邻发育的两期水道间的地层泥质含量较高。注采井在水道延伸方向投影的距离对单井生产效果具有明显影响，吸水性较差的单一浊积水道内剩余油相对富集。