动静相结合的浅水三角洲平原分流河道单砂体对比方法

李艳然

（中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州 450000）

单砂体是指自身垂向上和平面上都连续，但与上下砂体间有泥岩或不渗透夹层分隔的砂体［1］。单砂体对比是进行油藏精细描述的基础，其准确性直接影响着油藏精细描述的可靠性。国内外多以露头实测、测井资料为基础，结合现代沉积特征和地震属性，研究单砂体的识别划分与对比。如张庆国等［2］在垂向上利用沉积间断面，横向上根据邻井砂体层位差异、测井曲线形态变化划分单砂体。金振奎等［3］提出了判别单河道砂体的6 种方法，并利用地震相及属性分析对单河道砂体识别方法进行了总结。常用的砂体等时追踪对比技术主要有三种：①韵律层对比法，即以区域标志层为等时对比依据，将砂对应砂、泥对应泥进行逐层对比；②等高程对比法，即以砂顶距标志层的高差为划分单砂体的依据，该方法多用于高密度井网区；③旋回对比法，即旋回对比、分级控制，不同相带区别对待［4-5］。

浅水三角洲平原地形平缓，水体较浅，分流河道迁移频繁，砂体非常发育，平面上砂体常呈大连片状，难以准确划分其单砂体，对于静态约束与动态响应相结合的单砂体对比方法更是缺乏系统的研究。

基于目前的研究现状，同样的一条剖面，可以有多种对比方法（图1）。

图1 不同单砂体对比方案连井剖面（剖面位置图见图3）

以上对比结果均是在标志层拉平，减少构造影响的情况下，综合考虑各井的砂顶高程差以及分流河道的宽厚比范围等条件对比出来的。但这些对比结果存在很多问题，比如砂体之间是否连通，不能仅依据河道的宽厚比确定。W1 井砂岩较薄，应与左边（未画出）井还是与右边井组成同一河道不能确定；划分方案β、γ 中，W2、W4 井二者砂顶高程几乎没有差别，哪个河道先形成无法准确判断；而最后四口井怎样组合都看似合理。由于考虑的约束条件均不完全，也没有露头实测、沉积模式与动态资料作指导，这些对比结果并不能反映真实情况。因此，如何在反映浅水三角洲沉积特点的情况下对三角洲平原分流河道单砂体进行划分和对比，是亟待解决的问题。

本文以松辽盆地某油田开发区块为例，利用该区密井网资料（平均井距约100 m），在考虑浅水三角洲平原沉积特点的基础上，建立三角洲平原分流河道单砂体对比模式，运用各种静态约束条件与动态资料（示踪剂），形成一套完整的单砂体对比方法，提高单砂体对比的准确性。

该开发区块已进入三次加密井开发阶段，本次研究的主力砂组为葡萄花油层一油组，目前可细分为19个小层，单层地层厚度约6～14 m，单层砂体厚度约2～8 m，前人研究表明葡萄花油层沉积期处于坳陷湖盆的低水位期，造成该时期形成的三角洲为浅水三角洲为主［6］。

1 浅水三角洲及其分流河道的特征

浅水三角洲是一类发育于水体较浅和构造相对稳定的台地、陆表海或地形平缓、整体沉积缓慢的坳陷湖盆中的三角洲［7-11］。前人从构造背景、水动力条件、地形、气候、湖平面变化、水深、物源、沉积相带和骨架砂体等角度对浅水三角洲进行了研究，得到一些共同认识［12-16］：从水动力条件来看，河流控制为主，受波浪或潮汐改造较少，为高建设性三角洲；从地形坡度的角度分析，沉积基底平缓，为坡度较小的环境，一般小于1°；从构造背景来看，多发育于盆地构造演化的坳陷期，沉积过程中构造活动稳定或整体一致下降；因坡度较小湖平面变化导致湖岸线的摆动展布范围广，形成不同水进、水退旋回，使得砂体叠置关系复杂；水体较浅，尚无定量标准，一般不超过20 m，对物源流量、流速要求较高，物源供给较为充足；气候的周期变化影响湖平面波动及物源供给，从而控制三角洲发育，相对潮湿环境易形成大型浅水三角洲；沉积相带可分为三角洲平原、三角洲前缘与前三角洲过渡接触，无明显转换，无Gilbert 型三角洲典型的顶积层、底积层、前积层三元结构；骨架砂体以分流河道、水下分流河道为主，河口坝、远沙坝不发育，砂体展布具有一定的方向性。

可以看出浅水三角洲与正常三角洲有一定的区别，因此研究过程中要区别对待。浅水三角洲平原沉积以分流河道为主，但三角洲平原中的分流河道既非典型辫状河，也非典型曲流河。典型的曲流河与辫状河的下切作用与迁移改道作用十分明显，而三角洲平原中的分流河道由于能量急剧减小，其下切力相对较弱，一般表现出规模小、下切浅、分支快、变化大的特点，砂体厚度一般较大，剖面上表现出多期次河道单砂体重复叠置的特点。

为了强调浅水三角洲平原分流河道沉积模式与典型的曲流河、辫状河模式的区别，将三角洲平原分流河道分为非典型辫状河、非典型曲流河以及过渡河型。浅水三角洲平原分流河道河型变化复杂，在不同部位差异较大：上三角洲平原部位主要发育具辫流型分流河道（非典型辫流型），两侧发育曲流型分流河道（非典型曲流型）；下三角洲平原部位主要发育曲流型分流河道，辫流型分流河道较少；三角洲前缘部位主要发育曲流型和网状型水下分流河道；外前缘部位水下分流河道砂体受湖盆作用影响较大，往往被改造形成席状砂体，若湖盆作用较强，则整个前缘部位被席状砂覆盖。整体表现出顺物源方向上从三角洲平原到三角洲前缘，砂体从低角度平缓前积逐渐表现出正常前积的特征（图2）。

图2 浅水三角洲沉积模式

2 浅水三角洲平原分流河道单砂体对比模式

浅水三角洲平原不同位置的河道常呈现不同的形态特征。河流上游的河道窄而直，水流快、下切深；中游逐渐变得宽而浅，频繁的侧向迁移使得河流弯曲；下游河流分叉形成朵体。针对浅水三角洲水浅坡缓及分流河道规模较小的特点，利用开发区资料总结出三种浅水三角洲平原分流河道单砂体叠置模式：多边叠迁式、单边叠迁式和相对孤立式（图3）。

2.1 多边叠迁式

该模式呈现出砂多泥少的特征。分流河道单砂体垂向、横向上连通性均很好，含泥量很少，泥岩几乎起不到阻隔砂岩的作用，多形成于三角洲平原上游、远离三角洲前缘的浅水环境。分流河道靠近供源河流，水浅坡缓，河道改道频繁。分流河道砂体主要表现为大连片的复合河道砂体，平面上朵体分异不清，难以划分单砂体界限。单河道宽而厚，垂向上砂体有明显叠加现象，后期河道常常切割早期形成的河道砂体，自然电位（SP）曲线表现为大段的箱状砂，由同一分流河道频繁迁移摆动或垂向上多条单河道互相切叠形成（图3a-A）。

2.2 单边叠迁式

该模式呈现出砂泥各半的特征。砂泥互层中泥岩为主要的隔夹层，分流河道单砂体垂向上不连通，横向上局部连通，是介于多边叠迁式和相对孤立式之间的过渡类型，多形成于三角洲平原下游、靠近三角洲前缘的浅水环境。分流河道远离供源河流，水深较多边叠迁式明显加深，分流间湾较为发育。分流河道砂体主要表现为条带状或局部连片的复合河道砂体，平面上朵体分异较清晰，易划分出单河道界限。单河道有宽有窄，砂体有薄有厚，垂向上砂体被泥岩隔开，无明显叠加现象，自然电位曲线表现为稳定的泥岩和箱状砂互层，由同一分流河道稳定形成，或者局部频繁迁移或垂向上多条单河道互相切叠形成（图3e）。

2.3 相对孤立式

该模式呈现出泥多砂少的特征，单砂体相对孤立，砂体之间完全不连通，多形成于分流河道末端，砂体主要表现为相对孤立的单一河道砂体，水动力条件很弱，河流携带砂的能力有限，发育大面积的分流间湾，平面上河道呈条带状，极易划分单砂体界限。单河道少而细，垂向上砂体沉积很薄，自然电位曲线主要表现为薄层的钟状砂被厚层稳定泥隔开，极少的井局部有厚层砂出现。河道较稳定，侧向迁移不频繁（图3f）。

图3 浅水三角洲平原及其分流河道单砂体对比模式

3 对比流程与实例

在单砂体对比过程中，上述对比模式三不难划分，而模式一由于砂体呈大连片状，模式二的砂体呈局部连片状，在实际生产中较难划分对比。现利用定量知识库、等时对比技术等与动态资料（示踪剂）相结合，详细论述单砂体的对比方法。

3.1 标志层的确定

标志层代表了一个极短时期形成的标准等时面，通常是沉积稳定、分布广泛的泥岩。在确定标志层后，对比时进行拉平，从而明确对比的等时性，减少构造影响。一般将研究层位的顶部进行拉平，但在一些情况下同样可以使用底拉平。本次研究中利用底部的P14小层作为等时对比标志。

3.2 确定主要河道

单砂体的对比，应在初步确定沉积相的基础上进行。平面上，用砂厚门槛值控制主要河道，如本次研究中以4 m 作为划分主要河道的门槛值，当单层砂体总厚度大于4 m 时，认为是主要河道存在的位置，注意把握一个河道一个厚度中心的原则；剖面上，从测井相的角度出发确定分流河道，根据已知取心井点的测井曲线特征，判断单层中是否存在自然电位呈箱状或钟形砂体以及砂体中间无隔夹层出现，勾勒出特别明显的一期河道，进而确定各井点钻遇河道的具体位置并在平面图上表现出来。通过对前文中图1 剖面进行分析后发现，W2、W4 及W8 井为厚度中心，因此通过标志层拉平及确定主要河道后可以初步分为三条分流河道（图4），当然这只是一个初步结果，还需要按照后续流程进行进一步精细刻画。

3.3 找到变化井点，遵守相序递变规律

这里所说的变化井点即分流河道单砂体在平面上发生变化的位置；相序递变指要遵守瓦尔特相序，河道只有一个，中心向两边逐渐减薄。本文所指的变化井点分为三种：

3.3.1 废弃河道

废弃河道代表一个点坝的结束，最后一期废弃河道则代表一次性河流沉积作用的改道。平面上废弃河道的位置与河道相邻，位于单一河道砂体凹岸的边部。出现废弃河道的位置往往代表单一河道砂体的边界［17］。因此废弃河道可作为区分同一成因不同河道砂体的良好标志，其自然电位测井曲线特征为下部指状、上部平直。

3.3.2 河型变化的位置

三角洲平原分流河道河型可分为三种：非典型辫流型、非典型曲流型和过渡型。不同的河型代表不同成因的河道砂体，若两种相邻井的自然电位测井曲线有着明显差别，则两口井之间存在砂体的边界，例如图5A、B、C 为三种不同类型的分流河道，则A和B、B和C之间必然存在砂体分界。

3.3.3 河道砂体表现出“厚—薄—厚”特征的位置

在标志层拉平的基础上，同一时间单元地层单元如果河道砂体剖面上表现出“厚—薄—厚”的特征，则存在单一河道砂体边界。这种特征有四种可能模式：

①同期发育的2 条河道，其侧向叠置可形成复合河道，但复合河道总要分叉，河道之间可发育细粒的河间沉积，如河间泥或者溢岸沉积，这种不连续分布的河间沉积是不同河道分界的标志［19］（图6a）；

②河道中间发育一期小河道，与两侧的河道存在一定的厚度规模差异（图6b）；

③由于两期河道互相切割，凸岸和凹岸接触，中间砂体较薄的部位有废弃河道沉积，一般会存在一个废弃面［20］（图6c）；

④两条单河道侧向相切，河道边部砂体较薄，剖面上即出现砂体的“厚—薄—厚”的特征（图6d）。

图6 河道砂体“厚—薄—厚”模式

3.4 明确叠置顺序

“等高程”是指同一河流内的河道沉积物，其顶界是等时的，顶面距标志层的高程应大致相等［1］。因此，标志层拉平后，可以根据各井的砂顶高程差划分河道，即相邻的井砂顶高程差较大，可能属于不同期次的河道；反之，高程差较小甚至为零，可能属于同一期次的河流。

但并不能仅凭高程差判断河道期次，还应注意废弃河道的干扰和差异压实作用的影响。废弃河道通常砂体较薄，其上沉积大量泥岩，其砂顶的位置较低，若是识别出废弃河道砂体，尽管与邻井砂体顶部高度相差较大，与相邻河道砂体仍有可能为同一河道。由于浅水三角洲构造稳定地形平缓，差异压实作用的影响较小而可忽略。另外，不同河道下切程度不同沉积能力也不同，因此相邻两口井的砂顶高度相同或相差不大时，应属相同期次的河道。

3.5 河道规模控制

不同研究区河道规模不一致，一般通过露头实测和经验公式共同约束建立河道规模定量知识库，进而指导单砂体划分与对比。

露头实测是建立河道规模定量知识库最直观、最真实的方法，具有可检测性、精确性、完整性等特点。一般选择河道砂体出露良好、能连续追踪的、易于野外观察的露头进行实测工作［21］。露头实测一般选择研究区内进行，或者其它地区地质背景相似的地方。

在实际工作中，常用的计算河道砂体规模的公式如下［22-23］：

式中P为曲率；F为宽深比；M为粉砂及泥质含量体积分数，%。

Leede［22］在研究104 个河流实例后建立了反映曲流河定量规模的定量公式，对于河道弯曲度大于1.7的河道，两者之间的关系如上。式中W为河流满岸宽度，m；h为河流满岸深度，m；r为相关系数。

应用步骤3、步骤4 及步骤5 进一步针对图4 对比后发现，W2 和W3 井砂体顶界是近等时的，但是河道类型有一定的变化，并且在具有一定距离的情况下，砂体厚度应该有所变化，但W2 和W3 井的砂体基本一致，所以应该属于不同类型的分流河道；W7 和W8 井的砂体厚度有一定的差异并且顶界不同，所以应该属于不同类型的分流河道（图7）。此时对于各个分流河道砂体之间的连通关系还不能确定，因此需要进一步通过动态资料指导对比。

图7 单砂体对比过程剖面2

3.6 动态资料指导

机械地运用以上各种约束条件和对比方法对单砂体进行划分和对比，仍有很多不确定性。若单独依赖测井曲线判断河道类型，那么没有考虑到河道的不同位置测井曲线形态不同。若过分依赖等高程对比方法，可能导致单砂体划分过细，从而破坏沉积物的原始面貌［24］。若过分依赖河道宽厚比或是寻找变化井点，难以确定河道间的连通关系。因此，依靠示踪剂对油水井的水淹层进行动态监测，能指导解决上述问题准确划分对比单砂体。示踪剂是一种易溶于水的物质，运用注水井示踪剂监测技术是指在注水井投放示踪剂，并对其进行跟踪检测，最后不仅可以确定水淹层的厚度、渗透率，还能确定油水井之间的连通关系，从而对单砂体的对比起着指导和验证的作用。

综合上述各种约束对比方法，再在注水井W2、W4 和W6 井中投放示踪剂，对周围油水井进行跟踪监测，根据各油水井产出示踪剂离子情况的不同，确定出5 条单河道（图8）。由于周围油水井并非都见效，说明横向上砂体并非连通性很好，可以明确单河道之间的连通关系。因此，动态监测和静态约束相结合，能对单砂体进行准确划分和对比，并且反映真实的连通情况。

图8 正确的河道砂体剖面

通过该砂体对比方法的合理运用，对于松辽盆地某油田密井区的单砂体对比与划分起到良好的指导效果，并且对于稀井网区的砂体对比起到了一定的指示意义，有效地指导该油田的增储上产工作。

4 结论

（1）浅水三角洲平原分流河道河型变化复杂。上三角洲平原部位主要发育具辫流型分流河道（非典型辫流型），两侧发育曲流型分流河道（非典型曲流型）；下三角洲平原部位主要发育曲流型分流河道，辫流型分流河道较少；三角洲前缘部位，主要发育曲流型和网状型水下分流河道；外前缘部位水下分流河道砂体受湖盆作用影响较大，往往被改造形成席状砂体。整体表现出顺物源方向上从三角洲平原到三角洲前缘，砂体从低角度平缓前积逐渐表现出正常前积的特征。

（2）浅水三角洲平原分流河道单砂体对比可分为三种模式：多边叠迁式、单边叠迁式和相对孤立式。多边叠迁式砂体呈大连片状，单边叠迁式砂体平面上呈局部连片状，在实际生产中较难划分对比。

（3）针对多边叠迁式和单边叠迁式，提出一套成熟的对比流程：①选取标志层，并进行层拉平；②确定各层砂岩厚度门槛值确定主要河道；③找到变化井点，遵守相序递变规律，变化井点分为三种：废弃河道、河型变化的位置、河道砂体表现出“厚—薄—厚”特征的位置；④根据“等高程对比”的方法，明确对比原则；⑤通过露头实测和经验公式建立定量知识库进行约束；⑥通过动态资料指导验证划分结果。通过对砂体对比方法的合理运用，对松辽盆地某油田单砂体对比与划分起到良好的指导效果。