春光油田沙湾组多期次辫状河沉积单砂体识别与刻画

邵志芳，李伟才，黄煜旸，秦 玲，张辉松，周继龙

（1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南 南阳 473132；2.中国地质大学（武汉），湖北 武汉 430074）

春光油田位于新疆准噶尔盆地西北缘，区域构造上位于盆地西部隆起车排子凸起东部，属于准噶尔盆地西部断隆带[1-3]。研究区位于春光油田东北部，储层发育，受河道水动力条件及古地貌等多种因素影响，河道频繁改道迁移，导致不同时期河道相互叠加、切割，形成多期次复合连片河道砂体[4-6]。

研究区砂体叠置关系异常复杂，储层呈“构造高部位为水层、低部位为油层”的展布特征，油水关系矛盾。为了理顺油水关系，落实砂体的空间展布特征，充分利用地震、钻测录、岩心等静态资料及实钻井动态生产数据，采用“高度上利用层位差、垂向上结合厚度差、空间上遵循微相分布规律”的研究方法，对单河道砂体进行识别，并综合物性及实钻情况，进一步刻画单砂体边界，为研究区剩余油挖潜调整提供地质依据。

1 隔夹层识别

此次研究并未严格区分隔层及夹层，将小层内部横向及垂向上连续分布，且能将上下砂体分割开的不渗透层或泥岩层统称为隔夹层。隔夹层的识别是区分与刻画上、下单砂体的关键[7-10]。研究区内复合河道中，隔夹层一般以泥质或钙质的形态发育[11-13]。综合自然电位（SP）、自然伽马（GR）、电阻率（RT）等测井曲线响应特征，对研究区内隔夹层成因进行分析，识别出泥质隔夹层及钙质隔夹层。

1.1 泥质隔夹层

河流相沉积砂体中，在单砂体形成末期，由于沉积的水动力能量在逐渐减弱，在砂体顶部往往形成落淤泥层，即泥质夹层。这种泥质夹层正是区分早、晚两期河道之间沉积分界的标志。从识别结果可以看出，泥质夹层特征明显：自然电位曲线明显回返，自然伽马高值、电阻率低值，据此可将砂体分成上、下两套单砂体（图1）。

图1 小层及单层岩电响应特征

1.2 钙质隔夹层

在河流相沉积枯水期，水体处于浅水蒸发环境，容易形成薄的钙质层。当后期洪水到来时，枯水期沉积砂体复活，形成新的浅水河道，带来的砂体覆盖在钙质层上。因此，河流相沉积环境中，砂岩中部的钙质层也可用于鉴别两期河道砂体。研究区钙质夹层非常发育，尤其是在单层分界线附近，“钙尖”特征明显：声波时差（AC）值低于330 μm/s，电阻率（RT）值高于2.5 Ω·m（图1）。

2 单砂体特征

在隔夹层识别的基础上，综合岩心、单井相、连井相、测井相等对单砂体特征进行分析。认为研究区沙一段Ⅱ砂组（S1Ⅱ砂组）为辫状河沉积，主要发育条带状河道砂体及土豆状心滩砂体（图2）；受水动力条件及古地貌等因素影响，辫状河道摆动频繁，不同期次河道砂体相互切割，垂向上砂体叠置关系复杂，平面上砂体叠合连片发育。

3 单河道砂体识别

如何准确识别单河道砂体边界是研究单河道砂体的难点。此次研究以测井响应为基础，结合地震反射特征，对河道砂体边界进行刻画，并通过动态、静态资料加以验证，确保河道砂体刻画的准确性。

3.1 测井资料

研究区复合河道砂体垂向上叠合形态随切叠程度而异，测井曲线具有一定的回返现象，为单一河道边界的识别刻画奠定了基础。本次采用“高度上利用层位差、垂向上结合厚度差、空间上遵循微相分布规律”的研究方法，利用测井曲线进行单砂体识别，并对区内单河道砂体边界进行精细刻画。

3.1.1 高度上利用层位差

不同的河道受沉积古地貌、河道分流能力等因素影响，在顶面构造高度上会存在层位高差，这一特征可作为判断不同期次河道砂体的标志之一。春10-593与春10-5井连井剖面为垂直物源方向，两口井沉积砂体厚度相差4.6 m，构造上高度相差10.0 m（图3a）。结合地震属性也可看出两口井之间存在明显的弱属性带（图4，弱属性带②）。综合分析认为，春10-593与春10-5井分属于不同期次的河道砂体。

3.1.2 垂向上结合厚度差

不同沉积时期，因沉积水动力强弱变化，往往导致沉积砂体在厚度及规模上会有所差异。研究区内砂体变化多表现为“厚-薄-厚”的分布特征，这种变化特征多为不同期次辫状河道频繁摆动形成的，也为单一河道砂体边界的刻画提供了依据。春10-592井至K437-30H井连井剖面上呈现砂体厚度为明显的“厚-薄-厚”变化特征，垂向上沉积砂体厚度差异明显。综合分析认为，春10-592井与春10-593井为同期辫状河道沉积砂体，K437-30H井为另一期辫状河沉积砂体（图3b）。

3.1.3 空间上遵循微相分布规律

河道间一般沉积泥岩或泥质粉砂岩等细粒沉积物，砂体不发育或砂泥呈薄互层特征，取心资料上可见水平层理或波状层理等，测井曲线常为锯齿状或指形，为洪水期河水溢出河岸留下的沉积物。因此，河道间沉积物的出现可用来精细刻画单河道边界。春10-392井至K437-24H井连井剖面上，在中部春10-3101井处出现明显河道间薄层细粒沉积，地震属性上也表现为弱反射特征（图4，弱属性带③）。综合分析认为，在春10-392井与K437-24H井之间存在单河道砂体边界（图3c）。

图3 沙湾组S1Ⅱ砂组单河道砂体识别标层

图4 沙湾组S1Ⅱ砂组振均方根幅属性

3.2 地震资料

研究区内河道砂体摆动、迁移频繁，在地震反射同相轴上通常会表现为一定程度的错开、断续、振幅强度变化等特征，根据这些地震反射特征，可区别不同的河道砂体。目的层沙一段Ⅱ砂组内横向上同相轴错开、连续性差，振幅强度变化明显，表现 出不同期次河道砂体相互叠置的反射特征（图5）。

图5 沙湾组S1Ⅱ砂组多期河道砂体叠置地震反射特征

通过对均方根平面属性分析，综合钻井及动态资料，在研究区内共识别出七条地震振幅弱反射带，以此作为单河道砂体边界，共识别出六期河道沉积（见图4）。

4 砂体叠置关系

砂体叠置关系反映了砂体形成时的水动力特征、物源及沉积相变等。通过对测井及地震资料分析，认为研究区砂体以垂向加积为主，单砂体空间接触关系可划分为分离式和叠加式两种类型。其中，叠加式可进一步划分为侧向叠加式、垂向叠加式和垂向切叠式。图6为区内沙湾组S1Ⅱ砂组东西向砂体叠置剖面，由图可知，靠近研究区西部，砂体以分离式为主，纵向上连通性差；向东砂体叠加方式逐渐过渡为叠加式，纵向上连通性好（图6）。

4.1 分离式

靠近研究区西部，在垂向上主要呈现分离式砂体叠置关系。垂向上分离的各砂体是不同时期发育的叠置河道，砂体叠合范围内隔层连续且稳定发育，此时上、下层砂体之间无明显切叠现象，砂体厚度较薄，自然电位曲线为分离的箱形或钟形特征，砂体之间为平直曲线段，纵向上砂体不连通（图6）。

图6 沙湾组SI砂组东西向砂体叠置剖面

4.2 叠加式

4.2.1 侧向叠加式

两期或多期河道砂体侧向上迁移摆动形成复杂的侧向叠加式砂体，且后期河道对前期河道砂体改造作用较弱，两期或多期河道呈相切接触。该叠置模式下，砂体横切面呈弱对称透镜状，厚度减小，在河道相切处，自然电位曲线回返明显，为分支间湾泥岩或天然堤薄层细粒沉积，自然电位曲线为两个阶梯状的中-高幅箱形或钟形。该叠置类型砂体主要发育于研究区中部（图6a）。

4.2.2 垂向叠加式

两期或多期河道砂体垂向接触，后期河道对前期河道砂体没有明显的改造，两期河道砂体均能完整保留下来的叠置模式。该叠置模式下，两期河道呈相切接触，砂体厚度大，该叠置类型在两期河道叠加处，自然电位曲线回返明显，为分支间湾或天然堤等细粒沉积，自然电位曲线显示为两个阶梯状的中-高幅箱形或钟形特征。该叠置类型砂体主要发育于研究区中偏东部（图6b）。

4.2.3 垂向切叠式

两期或多期河道砂体垂向切割，后期河道对前期河道砂体具有明显的改造作用。该叠置模式下，砂体剖面上呈不对称透镜状，厚度较大，可达40.0 m，自然电位以中-高幅箱形或钟形为主，砂体叠合范围内隔层不发育或成离散状分布，上下层砂体之间切叠现象明显，反映沉积时期具有较强的水动力条件。该叠置类型砂体主要发育于研究区东部（图6c）。

5 单砂体平面展布

在单河道边界识别、砂体组合模式分析的基础上，结合河道发育宽度，认为研究区发育多支单河道砂体，河道呈南北向发育，北部单砂体独立发育，向南逐渐交汇叠置。依据地震属性及测井资料，可将研究区沉积砂体划分为土豆状心滩和条带状河道砂体，两者在沉积厚度及砂体形态方面有较大差异：河道单砂体厚度为3.0～8.0 m，心滩砂体厚度为6.0～12.0 m；河道宽度为200.0～700.0 m，主要宽度范围为300.0～500.0 m，单河道砂体多呈交织带状分布（图4、图7）。

图7 沙湾组S1Ⅱ砂组沉积微相

6 现场应用效果

基于上述研究方法，2020年在研究区共计部署开发井12口，部分实钻井资料同样表现出“构造高部位为水层、低部位为油层”的特征，对其河道单砂体识别与刻画后，均显示为多期次河道砂体的叠加，可以很好解释油水关系矛盾的问题。在研究区河道及心滩部位部署的水平井，水平段全部钻入油层，投入生产后，平均日产油在7.0 t以上，取得了较好的生产效果。现场应用效果进一步验证了多期次河道单砂体识别与刻画的准确性。

7 结论

（1）研究区隔夹层特征明显，泥质隔夹层自然电位曲线明显回返，自然伽马高值、电阻率低值；钙质夹层声波时差值低，电阻率值高，“钙尖”特征明显。

（2）利用地震属性及测井资料在研究区共识别出六期单河道砂体，其砂体叠置关系可划分为分离式和叠加式两种类型，其中叠加式进一步划分为侧向叠加式、垂向叠加式和垂向切叠式。

（3）研究区主要发育土豆状心滩和条带状河道砂体，河道单砂体厚度为3.0～8.0 m，心滩砂体厚度为6.0～12.0 m；河道宽度为200.0～700.0 m，主要宽度范围为300.0～500.0 m，单河道砂体多呈交织带状分布。