水下分流河道带砂体内部构型解剖研究及应用 ——以鄂尔多斯盆地吴起地区长8 段为例

王 楠，王继伟，王 芳，范 峥，张普刚

（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田 勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018；3.北京瑞马能源科技有限公司，北京 102200）

目前水平井已成为超低渗-页岩油开发的主体井型，但是在水平井段钻进过程中，井眼轨迹调整和甜点钻遇研究，还需要大量的地质认识[1-4]。近年来，位于鄂尔多斯盆地西南部的吴起地区已成为长庆油田上产和稳产的主要区块之一。吴起地区长8段油藏储量规模大，但纵向上隔夹层发育，含油性差异大；横向上砂体变化快，连续性差，属典型的超低渗III 类油藏。为了实现水平井高效开发，有必要在测井二次解释的基础上，开展精细小层对比及砂体构型研究，从而明确长8 段油藏优质储层平面展布规律，为水平井部署及轨迹优化提供依据。

1 油藏基本特征

吴起地区位于鄂尔多斯盆地南部沉积中心，主要含油层系为三叠系延长组和侏罗系延安组，其中三叠系延长组长8 段油藏构造简单，为东高西低的鼻状隆起，其起伏形态、倾没方向与斜坡的倾向基本一致，油藏平均埋深2 030.0 m；储层岩性为中-细粒岩屑长石砂岩，孔隙类型主要以粒间孔、长石溶孔为主，平均孔径为37.1 μm；平均油层厚度为13.0 m；岩心孔隙度为9.6%，渗透率为0.20×10-3μm2，属于典型的超低渗储层。

1.1 沉积体系

吴起地区上三叠统延长组是在鄂尔多斯盆地持续拗陷和稳定沉降过程中沉积的一套河流-湖泊相陆源碎屑岩岩系。大量文献研究表明[5-7]，长8 段主要包括三角洲前缘、前三角洲、浅湖共3 种沉积亚相。根据2011 年刘化清等[8]学者的研究成果，吴起地区由于位于湖盆北面坡脚处，长8 段主要为浅水三角洲沉积，砂体主要以水下分流河道沉积为主。

1.2 相标志

为详细识别研究区内长8 段的沉积环境及沉积微相特征，本文结合取心井资料开展了岩性、沉积微构造、泥岩及薄片等分析。

1.2.1 岩性

研究区内长8 段岩性主要为灰褐色、褐灰色、浅灰色细砂岩，浅灰色钙质细砂岩，灰色粉砂岩、泥质粉砂岩，灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩和黑色碳质泥岩（图1a）；其中，细砂岩层面往往富含云母和碳屑，表明沉积环境水动力总体较弱，属于弱氧化-弱还原环境。

1.2.2 沉积构造 研究区内长8 段岩心可见冲刷面，楔状、板状、槽状交错层理发育，水动力较强，具有水下分流河道沉积特征；波状层理、脉状层理、沙纹交错层理发育（图1b），具有较弱的波浪作用。

1.2.3 泥岩

研究区内长8 段泥岩主要为灰黑色碳质泥岩、泥岩及粉砂质泥岩（图1c），呈贝壳状断口，体现为弱还原-还原环境。

1.2.4 薄片分析

研究区内长8 段储层以细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，碎屑分选中等-好，磨圆度为次棱-次圆，接触方式为点-线接触，胶结方式以孔隙薄膜为主，其成分和结构成熟度中等（图1d），表明沉积物搬运距离较近或中等。

综合区域沉积背景及取心资料的观察分析表明，吴起地区长8 段储层主要为三角洲前缘沉积砂体。

1.3 物源方向

通过对研究区长8 段所有取心井的岩心颜色和砂岩粗细程度的平面展布特征分析发现：自北-北东到南-南西，岩心颜色由灰褐色逐步转变为灰色、深灰色；砂岩颗粒由中砂岩、细砂岩逐步转变为粉砂岩、泥质粉砂岩。初步确定研究区内长8 段物源方向为北-北东向，水流也主要由北-北东向向南-南西向流动。

1.4 沉积微相及构型要素

综前所述，研究区内长8 段为浅水三角洲沉积，以三角洲前缘亚相为主，可细分为水下分流河道、分流间湾、水下天然堤等沉积微相[9-10]。通过全区的测井相分析，吴起地区长8 段砂体主要发育于水下分流河道微相，且多位于水下分流河道末端，规模较小。

水下分流河道位于三角洲平原分流河道的水下延伸部位，当水动力较强时通常会越过沙坝，在河口坝表面发育，垂向上呈正韵律，交错层理、斜层理、平行层理等发育；岩性以褐灰色、浅灰色细砂岩为主，底界面常为明显的冲刷面，砂体厚度4.0～15.0 m；GR、SP 曲线呈中高幅度的钟形、箱形、齿化钟形、齿化箱形等特征（图2a）。区内河口坝微相发育较少，垂向上呈反韵律，脉状层理、沙纹交错层理、波状层理等发育；岩性以粉、细砂岩为主，分选好，单一韵律层厚3.0～6.0 m；GR、SP 曲线呈中高幅度的漏斗形、箱形、齿化箱形等特征（图2a）。

图1 吴起地区长8 段沉积相标志

水下天然堤是水下分流河道溢岸沉积，决口扇是水下分流河道决口后在河道间的沉积。在电测曲线响应特征上，水下分流河道侧翼、天然堤和决口 扇的电测曲线响应特征相近，垂向上呈正韵律，中小型交错层理、斜层理、波状层理等发育；岩性以灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，砂体一般厚2.0～4.0 m；GR、SP 曲线呈中等幅度的指形、钟形等特征（图2b）。

分流间湾为水下分流河道间的低洼沉积，具有水平层理、波状层理，生物扰动构造及虫孔等发育；岩性以灰色、深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩为主，砂体厚度小于2.0 m；GR、SP 曲线处于基线或呈低幅度特征（图2b）。

图2 典型井沉积微相测井响应特征

2 储层构型分析

针对研究区长8 段水下分流河道内砂体沉积的特征，通过构型界面的划分，利用层次分析方法，开展了全区单砂体构型的解剖[11-16]。

2.1 构型界面划分

为了详细研究区内长8 段构型，参照Miall 研究河流相构型界面分级法，开展了全区六级、五级和四级共3 个级次构型界面的研究（图3）。

图3 浅水三角洲沉积体系构型界面划分示意图

2.2 构型单元解剖

2.2.1 六级构型单元

六级构型单元通过开发井的单层划分与对比确定，以浅水三角洲前缘沉积模式为指导，结合测井曲线、砂体剖面和砂体厚度等解剖，确定水下分流河道带的位置及分布。其水下分流河道带解剖思路是根据单井储层构型要素解释结果，结合水下分流河道沉积模式、储层构型单元剖面和砂体厚度等，确定水下分流河道带的平面分布。

分别沿物源方向和垂直物源方向绘制构型剖面，对各层六级构型单元逐一解剖（图4）。研究表明：区内长81油层组又可划分为长811和长812两个小层，其中，长811小层厚层砂体主要顺水流方向展布，经水下分流河道带砂体叠合后，厚度大于10.0 m 的砂体连片分布；长812小层厚层砂体也主要顺水流方向展布，经水下分流河道带砂体叠合后，厚度大于10.0 m 的砂体以条带状分布为主，局部连片分布。

2.2.2 五级构型单元

在六级构型单元解剖的基础上，对各单层五级构型单元逐一解剖，分别沿水下分流河道带方向和垂直河道带方向建立构型剖面（图5）。研究表明：区内各单层内单一水下分流河道带间不断叠置、交汇或分流，平面上河道带局部连片或呈条带状分布。通过测量统计得出，各单层的单一水下分流河道带宽度变化范围较大，单一水下分流河道带宽度为 500.0～2 500.0 m，平均约1 300.0 m（图6）。

图4 过X416～W518～X347～X541～X268 井六级构型单元剖面

图5 过G54～G201～X517～W514～X448 井五级构型单元剖面

图6 长81油层组单一水下分流河道带砂体厚度与宽度关系

2.2.3 四级构型单元

四级构型单元几何形态重点刻画单一水下分流河道（单一水下分流水道）的几何形态，构型解剖主要结合水平井规模及开发区内水平段的钻遇情况展开分析。

图7 为过WP480-51 水平井的单一水下分流河道剖面，结合WP480-51 井水平段内高伽马段（单一水下分流河道界面）的间距，确定顺水平段方向单一水下分流河道的宽度为150.0～250.0 m，水平段与河道夹角约52°，计算出单一水下分流河道宽度为115.0～200.0 m。

图7 过WP480-51 水平井的单一水下分流河道剖面

通过四级构型砂体解剖表明：研究区内长81油层组单一水下分流河道砂体宽度为115.0～250.0 m，与露头测量砂体宽度相近，且单一水下分流河道带主体区的单一水下分流河道规模比边缘区的规模大。

3 砂体展布特征

3.1 砂体平面展布特征

构型单元研究表明，研究区内长8 段各单层砂体主要受单一水下分流河道带控制，在五级构型单元分布特征控制下绘制了长81油层组各单层砂体等厚图，将各单层砂体厚度进行叠合，绘制了研究区长811和长812两个小层的砂体等厚图（图8）。由图可知，长811小层厚层砂体以连片分布为主（图8a）；长812小层厚层砂体以条带状分布为主，局部连片分布（图8b）。

图8 长81砂层组各小层砂体等厚图

3.2 砂体纵横展布特征

剖面分析表明，吴起地区南部重点区长8 段厚层砂体横向上受单一水下分流河道带控制，变化较快，以透镜状为主，部分厚层砂体相互叠置相连；纵向上多套单一水下分流河道带砂体垂向或侧向叠置，砂体纵向上建造性较强，由于多期建造、多套砂体垂向或侧向叠置，纵向上砂体厚度较大，但隔夹层较发育，使砂体纵向连通性变差。

4 储层综合评价

以鄂尔多斯盆地延长组储层综合评价标准为基础[17-19]，充分考虑本次砂体构型研究成果，再结合研究区内长8 段储层孔隙类型、孔隙结构和渗流能力等资料，建立了吴起地区长8 段储层综合评价标准（表1）。研究区内长8 段储层可划分为四类：Ⅰ类以特低渗储层为主，Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类均为超低渗储层。储层分类解释结果统计表明，研究区长8 段储层致密，以III 类储层为主；其中，I 类、II 类为区内优质储层，呈条带状分布，相对较少。

以长811-2、长812-1两个重点含油层（单层）为例，根据有利区评价标准，圈定了各级有利区分布范围（图9）。由图可以看出，各单层I 类和II 类有利区呈局部窄条带状分布，单个有利区面积较小。其中长811-2单层的I 类和II 类有利区8 个，面积为1.5～5.0 km2，合计面积26.1 km2（图9a）；长812-1单层的I 类和II 类有利区11 个，面积为1.2～9.0 km2，合计面积37.1 km2（图9b）。

表1 吴起地区长8 段储层综合评价标准

图9 吴起地区长81砂层组各单层有利区展布

5 认识与结论

（1）吴起地区长8 段为浅水三角洲前缘沉积，物源方向以北-北东向为主，储层主要为水下分流河道带沉积砂体，以细砂岩和粉砂岩为主，结构成熟度和成分成熟度较低。

（2）通过六级和五级构型单元解剖表明，研究区长8 段各单层可识别出2～4 条复合水下分流河道带，其中，最大砂体厚度5.0～14.0 m，宽度1 500.0～ 8 000.0 m；复合水下分流河道带内可识别出1～4 条单一水下分流河道带，单一水下河道带砂体以顺河道、呈北-北东向、窄条带状分布为主，其宽度500.0～2 500.0 m，平均约1 300.0 m。