克拉玛依油田克75井区上乌尔禾组沉积特征及砂体连通性

刘念周，李波，张艺，邬敏，王泉，苏航

（中国石油 新疆油田分公司a.勘探开发研究院；b.开发处，新疆 克拉玛依 834000）

20 世纪90 年代，有学者对克拉玛依油田五区南克75井区和克76井区上乌尔禾组冲积扇沉积体系等方面进行了研究[1-3]，分析不同井区的油气藏沉积及储集层特征，建立储集层分布模式[4-6]；开展克拉玛依油田八道湾组洪积扇沉积微相分析研究[7-9]，利用岩心、测井、地震和生产动态数据，开展储集层沉积特征研究，认为气藏边界及砂体连通性与实际生产动态不符合，影响油气藏开发效果。前人在克拉玛依油田储集层展布特征研究基础上[10]，建立储集层沉积微相划分体系及相应的沉积模式，在克75 井区油气藏沉积及储集层研究等方面取得一定的成果，但未对该油气藏冲积扇各级构型要素的侧向、垂向组合样式及砂体连通性进行阐述。由于冲积扇快速堆积，砂体纵向叠置以及横向连片复杂，需开展精细研究[11-13]，刻画单砂体纵向及平面发育特征，明确砂体连通性。本文以准噶尔盆地克75 井区上乌尔禾组为例，结合储集层沉积特征，对碎屑流与辫状水道共同控制的冲积扇各亚相带内4 级构型要素特征及其侧向、垂向构型样式进行了研究，并结合油气藏开发实践，分析了各构型样式的砂体连通性。

1 气藏概况

克75 井区位于准噶尔盆地西北缘克—乌断裂带下盘（图1），东邻玛湖凹陷，为单斜构造，地层倾角为4°～10°。研究区目的层为二叠系上乌尔禾组，该组自东向西逐层超覆于遭受强烈剥蚀的佳木河组之上，共发育乌一段、乌二段和乌三段共3套储集层，其中乌一段为主力储集层，厚度为4.5～104.0 m。上乌尔禾组岩性主要为砾岩、不等粒砂岩和灰色中—细砂岩，受西高东低的古地貌影响，自北向南再向西发育扇根、扇中及扇缘亚相。克75 井区含油气面积为19.4 km2，地质储量为42.82×108m3。克75井区上乌尔禾组气藏于1992 年投入开发，1998 年水井停注，转入衰竭式开发阶段。目前克75 井区勘探开发的难题在于其储集层非均质性强，对砂体连通性认识不清，气藏边界和砂体展布特征与早期认识差异较大。克75 井区有效储集层既发育碎屑流控制的片流砂砾岩体，又发育由辫状水道控制的辫流砂体，不同构型砂体表现出连通性不同，这对气藏区未来作为储气库的布井方案有较大影响，需厘清砂体连通性，为后期开发方案调整提供依据。

2 冲积扇构型及构型要素

根据冲积扇储集层内部各构型要素特点，分析砂体连通性。根据岩心、录井、测井等资料，结合冲积扇沉积构型剖面及平面发育特征，按照碎屑流与辫状水道共同控制的冲积扇构型分级标准[14-16]，开展了克75井区构型要素特征及其构型样式研究（表1、图2）。扇根亚相主要发育5 级构型要素，即槽流带、片流带、漫洪带、辫流带和径流带；4级单砂体构型要素为槽流砂砾岩、片流沙砾岩、辫流水道砂岩、径流水道砂体、漫洪（流）砂体和漫洪（流）细粒沉积。克75 井区以片流砂砾体构型样式为主，砂砾岩为油气的主要储集层。

表1 克75井区4级构型要素主要特征Table 1.Main characteristics of the 4th-order architectural elements in Wellblock Ke 75

2.1 上乌尔禾组沉积特征

古地貌是控制克75 井区上乌尔禾组冲积扇展布特征的主要因素，决定了各相带的展布范围及构型特征。该区古地貌整体西高东低，南部受克007 西断裂及五区南断裂控制，断裂以南乌一段不发育，低部位呈向西突进的“几”字形。研究区东部砂砾岩发育，西部砂砾岩减薄，砂岩与泥岩含量增加，沉积厚层泥岩夹薄层砂岩，整体具东粗西细的沉积特征。北部发育明显的主槽沟道，由北向南呈喇叭形向下倾方向延伸。地层由主槽向西侧减薄，主槽沟道东侧发育有低隆区，是克75井区上乌尔禾组冲积扇与其他冲积扇体交叠过渡的地带。

利用岩性、物性、沉积旋回、测井曲线形态等，开展克75 井区上乌尔禾组乌一段分析。乌一段以砂砾岩为主，夹杂少量的薄层褐色泥岩，同时发育薄层不等粒砂岩。发育扇根主槽，夹漫洪带和槽滩微相。该段以正旋回为主，底部沉积物粒度相对较粗，向上水动力逐渐减弱，出现少量泥岩和砂岩。乌一段发育扇根、扇中和扇缘亚相，主要发育扇根亚相，以主槽微相为主，槽滩零星分布，扇中和扇缘亚相则呈条带状展布（图3）。乌一段砂砾岩连片发育，顺物源剖面主槽储集层连续性好，单层厚度大，而垂直物源方向细粒沉积较发育，在一定程度上影响了砂体的连续性，尤其是小层顶部储集层的连续性。整体上，乌一段扇根亚相泥岩不发育。

克75 井区上乌尔禾组超覆沉积在遭强烈侵蚀的佳木河组之上，是一套具有正旋回的韵律层。乌一段中部以砂砾岩、砂质小砾岩和泥岩为主，泥岩厚度较大，以扇中亚相为主，发育辫流线、辫流砂岛和漫流沉积。该段发育2 期正旋回，可进一步划分为多个小层，各小层辫流线发育，储集层物性较好（图4）。

2.2 构型样式

冲积扇扇根多为混杂粗碎屑岩，即使有片流存在，也很难形成大面积的连通砂体。扇中物性最好，河道（辫状流）及漫滩砂体发育。扇缘亚相常见砂岩、含砾砂岩、泥质砂岩、泥岩等。受古地貌影响，扇缘漫流细粒沉积厚度没有明显增加，扇缘（冲积扇）岩性较细，溢流造成的席状砂广泛分布且连通性好，对应的电阻率低，声波时差较高。

扇根与扇中过渡带可发育辫流水道片流砂砾体，主要发育在片流发散的起始位置，片流砂砾体与辫流砂体为分支关系，具有较好的连通性[17-19]，而片流砂砾体与漫流砂体为冲刷切割关系，连通性较差。扇体中发育的溢流细粒沉积嵌布有辫状河道砂体。纵向上可发育4 种构造样式：截断辫状河叠加、辫状河—溢流砂体—辫状河、孤立辫状河和孤立溢流砂体。辫状流道的截断垂向叠加不太发育，2 条辫状流道之间存在溢流砂体或细粒沉积，与溢流砂体或孤立的辫状流道形成垂向接触。因此，总体上层间发育辫状流带，垂向连通性差。溢流砂体多以垂直隔离形式存在，未形成有效储集层。结合冲积扇沉积构型剖面及平面发育特征，建立各亚相单砂体构型模式（图5）。

2.3 构型要素特征

扇中的辫状流带由多个辫状流道组成，在扇根部片状流带中径向发散。溢流带可进一步细分为溢流砂体和溢流细粒沉积2个4级构型单元[20-25]。

（1）径流通道 径流带是辫状河道的末端或分支，流体动力最小，砂体尺寸最小。通常沉积砂砾岩和中—细砂岩，径流通道的渗透率为7.8～11.4 mD，平均为9.1 mD。渗透率的下降是由泥质含量的增加引起的。

（2）溢流砂体 主要为黏土砂岩，平均厚度为1.1 m，具有波状层理。自然伽马曲线呈箱形和指形，电阻率仅高于细粒溢流沉积。

（3）细粒沉积 泥质粉砂岩逐渐形成，电阻率较低，声波时差较高。

2.4 构型与储集层分类

研究区有效储集层主要发育在乌一段的片流带及辫流带内，其中，气藏呈“几”字形分布在冲积扇西部片流带前端及辫流带内，油藏则大面积分布在片流带内。为了突出砂体连通性的差异性，通过聚类分析后引入考虑储集层物性的砂体判别函数Y表征储集层层间连通性。

式中K——渗透率，mD；

ϕ——孔隙度，%；

ρ——测井密度，g/cm3。

将不同储集层有效孔隙度、渗透率和密度分别代入（1）式，结果表明Y可分为大于300、100～300及小于100。Y值越大，储集层物性越好，砂体连通性也越好。据此，可有效对储集层连通性进行分类。

3 砂体连通性

克75 井区气藏区有效储集层孔隙度为9.38%～16.54%，平均为11.76%，渗透率为10.21～96.72 mD，平均为35.29 mD；油藏区有效储集层孔隙度为6.35%～9.87%，平均为8.37%，渗透率为5.38～96.72 mD，平均为14.33 mD。结合油气藏构型平面分布特征，片流带内的储集层宏观上具有分带性，片流带前端的储集层物性好于其他部位。

3.1 气藏区

气藏区发育碎屑流控制的片流砂砾岩体，不同构型砂体连通性不同，对气藏改建储气库布井方案有较大影响。气藏区片流带泥岩不发育，单砂体厚度大（1.50～23.25 m，平均为8.52 m）。片流带砂砾岩之间的连通性与沉积旋回特征的一致性、漫洪砂体或漫洪细粒沉积的发育程度有较强相关性。片流带地层压力变化趋势一致，压降均衡，表明片流带前端砂体连通性好，气藏储量大，按照有效储集层连通性评价标准分析属于Ⅰ类（图6），因此,可以作为后期开发调整的有利区。

3.2 油藏区

克75 井区油藏区片流砂砾体连通性分析结果可为注采开发方案调整提供依据。研究区注采不见效主要是由于砂体不连通或射孔不对应，而注采见效明显的连通砂体则表现为同一砂体或侧向无分隔层的切接砂体，常具有相似的电性及沉积旋回特征，有效注采关系主要发育在P3w2-21层。50078 井位于研究区西北部，主要吸水段位于其中，注水初期50067 井产量增加，随后出现水淹，表明50067井与50078井砂砾岩具有良好的连通性，存在高渗通道。这2 口井的连通砂砾体具有较一致的电性及沉积旋回特征，仅50067 井上部的漫洪砂体及50078 井下部的砂砾岩体之间表现为不连通，表明漫洪砂体的发育影响了储集层连通性。不受效的50087井与50078井之间砂体连通性差，二者电性及沉积旋回特征差异较大。50087井的沉积旋回向上呈加积特征，电阻率高，砾岩发育，而50078 井则相反，砂砾岩不发育；50087 井与50078 井之间存在分隔层，导致砂体连通性差，按照有效储集层连通性评价标准该区域发育Ⅲ类储集层（图7），因此，非后期开发调整的有利区。

4 结论

（1）克75 井区西高东低，西部发育“几”字形低洼，北部主槽沟道向南部宽缓地带延伸，东北部发育低隆区。该地貌使冲积扇自北向南和向西均有展布，控制不同亚相及其构型样式的发育特征。

（2）扇根外带发育片流砂砾体，扇根与扇中过渡带的辫状河道片流砂砾体连通性相对较好。

（3）研究区片流带内的储集层具有分带特征，片流带前端的储集层物性相对好，且具有良好的连通性。当片流带相邻井具有相似的电性及沉积旋回特征时，砂体连通性较好；当漫洪砂体或漫洪细粒沉积较发育时，井间砂体连通性较差。

（4）冲积扇油气藏开发过程中，应充分考虑各构型要素之间的接触关系及组合类型，分析储集层的连通性，制定合理的开发方案。