河流相储层单一河道的识别及其对油田开发的意义

河流相储层单一河道的识别及其

对油田开发的意义

陈清华1)　曾　明2)　章凤奇1)　冷　风3)　魏荷花3)

1)石油大学・东营;2)中原石油勘探局对外经济贸易总公司;

3)中原油田分公司勘探开发科学研究院

摘要:利用密井网条件下丰富的测井资料,通过储层建筑结构层次分析,对主河道、废弃河道、决口水道、决口扇、天然堤、河漫滩成因砂体进行了综合识别,其中河道成因的砂体是河流相储层的骨架砂体。总结出识别单一河道边界的五种标志,并探讨了单一河道识别对于油田开发的重要意义。关键词:河流相储层;识别;单一河道;成因砂体中图分类号:TE122.2 文献标识码:A

文章编号:1009-9603(2004)03-0013-03

引言

我国东部中新生代含油气盆地已开发的油田

中,河流相储层的石油地质储量占40%以上[1],仅胜利油区就有三分之一的储量分布在上第三系馆陶组河流相储层当中[2]。随着开发的深入,河流相储层严重的非均质性对油田开发的影响越来越大,剩余油呈高度分散状态。因此,准确预测剩余油的分布,充分挖掘油层内部潜力,减缓产量递减,实现控水稳油,是目前油田开发工作的重中之重。

大量露头资料、现代沉积调查证实[3～9],河流相储层单一成因砂体内部物性变化具有较好的规律性,但成因砂体之间往往存在与各种地质界面密切相关的不连续隔、夹层或低渗透物性界面,造成地下复杂的流体渗流特征。以往沉积微相研究识别的是成因相,而未进一步深入到单一成因砂体层次。单一成因砂体是控制流体运动的基本单元,也是油田开发过程中理想的注采单元。

近年来,双河、马厂等油田对扇三角洲储层建筑结构探索性研究[10～12]和大庆油田对河流—三角洲储层精细描述方面所取得的诸多成果[13～17],对于单一成因砂体研究都具有一定的借鉴意义。我国东部某油田属典型的河流相储层[2],基本上还处在沉积微相(成因相)研究层次,经过几十年的深度开发,

现已积累了丰富的密井网资料,这为深入开展单一成因砂体研究奠定了坚实的物质基础。

1　河流成因砂体类型

不同的河流类型,成因砂体发育程度不同根据河道分岔参数和弯曲度提出河流体系可分为平直河、曲流河、辫状河、网状河四种类型。通常平直河与网状河沉积以稳定垂向加积为主,成因砂体类型比较简单,河道砂体是主要的类型;辫状河虽为多河道沉积,但由于河道宽而浅且稳定性差,迁移迅速,多以大范围的心滩沉积为特征,废弃河道、天然堤、决口扇、泛滥平原沉积不发育。曲流河不论是现代还是古代都是最常见和最重要的河流类型,不仅砂体成因类型最多,而且伴随着河道侧向迁移及频繁地决口改道、废弃,使得砂体时空分布极为复杂。按照曲流河的沉积特点和演变规律主要形成主河道、废弃河道、决口水道、决口扇、天然堤、河漫滩六种成因砂体,其中河道成因的砂体(包括主河道、废弃河道和决口水道)不仅厚度大,而且分布广,是河流相储层的骨架砂体,也是油气主要的储集空间。然而大面积分布的河道砂通常具有复杂的建筑结构,往往由众多单一河道砂体(点坝)镶嵌拼合而成[15]。

因此,在河流相储层中单一河道的识别与其他

收稿日期2003-11-24;改回日期2004-03-13。

作者简介:陈清华,男,教授,1982年毕业于华东石油学院石油地质专业,1998年获石油大学(东营)矿产普查与勘探专业博士学位,长期从事盆地构造与油气勘探方面的研究工作。联系电话:(0546)8392450,通讯地址:(257061)山东省东营市北二路271号。

油　气　地　质　与　采　收　率

　2004年6月 PETRO LE UM GE O LOGY AND REC OVERY EFFICIE NCY

第11卷　第3期

单一成因砂体识别相比就显得尤为关键。

2　单一河道的识别

2.1　不同成因砂体的识别

不同成因砂体的识别是单一河道识别的基础。

按照层次分析的思路[5],充分利用密井网条件下丰富的组合测井和取心资料,对主河道、废弃河道、决口水道、决口扇、天然堤及河漫滩六种基本成因砂体的岩性、沉积特征、电性特征及平面和剖面几何形态等进行了综合识别。

主河道是河流主流线所经过部位沉积的砂体,岩性以细砂岩、粉细砂岩为主,底部含中砂,顶部为粉砂岩和泥质岩夹层,常出现槽状交错层理、平行层理和斜层理,厚度一般为4～9m ,甚至可达到10m 以上。单一主河道的自然电位、微电极曲线为“钟形”、

“箱形”或“圆头状”(图1),当多个主河道发生垂向叠置时则表现为“复合钟形”、“复合箱形”、“钟—箱

复合形”,各单元间往往发育有泥质隔夹层或冲刷界面,曲线上通常相应地出现回返或突变。主河道砂体平面上多呈弧形带状、长条形或人字形等;横剖面上呈典型的透镜状,厚度最大位置不在砂体中心部位,而是有一定的偏移,是典型的点坝砂体侧向迁移的结果

。

图1　河流相储层建筑结构要素典型测井曲线特征

废弃河道底部一般与河道层位相当,底部为少量的砂质或粉砂质充填,上半部则由河道废弃的泥或砂泥交互沉积所充填,充填过程毫无规则。其中塔松状和微锯齿状曲线代表流槽截断造成的逐渐废弃河道,指状、尖峰状曲线代表了颈部截断造成的废弃河道(图1)。废弃河道常位于河道凹岸的边部或大型河道砂体之中,平面上呈弯曲带状、平直带状、宽窄相间的带状;纵剖面上一般均呈上游厚、下游薄,直至尖灭的楔状;横剖面有窄而厚的盆状、宽而浅的盘状或透镜状。

决口水道一般与小型河道砂体类似,岩性以粉

砂岩为主,底部含细砂,与主河道沉积相比,泥质含

量高,厚度一般小于4m ,发育有小型槽状交错层理和平行层理。电测曲线表现为底部突变、顶部突变或快速渐变的低幅钟形(图1)。平面上,决口水道呈窄条状,向上游方向多与主河道呈直角或锐角交汇,总体指向下游较宽阔的洪泛平原,并常与决口扇、溢岸薄层砂等共生;横剖面呈薄透镜状,纵剖面即从决口端到末梢多呈楔状。

决口扇也是一类常见的决口沉积,与决口水道在岩性、电性特征、纵向剖面形态等方面都很相似,但平面上多呈现扇形或不规则片状。

天然堤与河漫滩同属于低能环境下的溢岸沉积,主要为泥质粉砂沉积,厚度一般都小于3m ,电测曲线多为低幅尖峰或交互微齿状(图1)。通常它们都紧邻河岸两侧或平行河岸分布,绝大多数砂体为1～2口井的钻遇面积,以小朵状、小豆荚状镶于河

道砂体的边部或嵌于河道砂体之间。两者最大的区别是,当它们与河道砂对照,天然堤层位较高,一般分布在河道顶部,河漫滩则位于中下部。

可见,不同的成因砂体在岩性、电性面和平剖面几何形态上等都存在着明显的差异性。因此,利用密井网条件下丰富的组合测井资料,结合各类微相的分布位置、各井点曲线形态及其空间上的组合特征,综合识别出不同类型的成因砂体是可以实现的。2.2　单一河道边界的识别河道边界的准确识别是识别单一河道的关键。在识别成因砂体类型和精细解剖单砂体空间配置结构的基础上,参考前人的研究[14,15],确定了研究区单一河道边界的五种识别标志。

第一,废弃河道沉积物(图2a )。根据废弃河道的成因,在曲流带内部,废弃河道代表一个点坝的结束,而最后一期废弃河道则代表一次性河流沉积作用的改道。废弃河道沉积物是单一河道砂体边界的重要标志。

第二,不连续河间砂体(图2b )。尽管大面积分布的河道砂体是多条河道侧向拼合的结果。但两条河道之间总要出现分叉,留下河间沉积物的踪迹,沿河道纵向上不连续分布的河间砂体正是两条不同河道分界的标志。

第三,河道砂体顶面层位差异(图2c )。不同河道砂体尽管属于同一个成因单元,但是受其沉积古地形的影响,沉积能量的微弱差别及河道改道或废弃时间差异的影响,在顶底层位上会有差异。如果这种差异出现在河道分界附近,就可以将其作为两

・41・油　气　地　质　与　采　收　率 2004年6月