水下復(fù)合河道內(nèi)單一河道的精細識別方法

叢 琳， 王 威， 王占武

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318； 2.大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠， 黑龍江 大慶 163513)

水下復(fù)合河道內(nèi)單一河道的精細識別方法

叢 琳1， 王 威1， 王占武2

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318； 2.大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠， 黑龍江 大慶 163513)

針對三角洲前緣水下復(fù)合河道砂體內(nèi)局部儲層注采效果不好的問題，利用巖心、密井網(wǎng)等資料，重新精細刻畫葡北二斷塊水下復(fù)合河道砂體。垂向上，通過物性、泥質(zhì)、鈣質(zhì)三種夾層標(biāo)志，將水下復(fù)合河道細分至單一期次。平面上，提出定量參數(shù)與定性參數(shù)相結(jié)合計算綜合系數(shù)的新方法，用以追蹤、預(yù)測井間單一河道邊界。應(yīng)用實例證明，該方法可以提高水下復(fù)合河道砂體精細刻畫的準(zhǔn)確性和可操作性，在油田實際開發(fā)調(diào)整中取得良好的效果。

復(fù)合河道砂體； 單一河道邊界； 精細識別； 三角洲前緣

在淺水湖盆三角洲前緣，沉積受河流能量和湖能雙重能量控制，當(dāng)河流能量強于湖能時，水下分流河道位置會頻繁擺動，形成具有“平面上連片發(fā)育，垂向上相互切疊”的水下復(fù)合河道沉積。認(rèn)清水下復(fù)合河道中單一河道分布是優(yōu)化該類儲層注采關(guān)系及剩余油挖潛的關(guān)鍵[1]。目前，識別水下單一河道的方法較粗略，主要是定性方法識別，人為因素對識別結(jié)果影響較大。因此，需要一種新的水下復(fù)合河道內(nèi)部單一河道精細識別的方法，以提高砂體認(rèn)識程度，使水下分流河道砂體刻畫具有更強的準(zhǔn)確性和可操作性。大慶油田葡北二斷塊廣泛發(fā)育三角洲前緣水下復(fù)合河道砂體。在油田注水開發(fā)的過程中發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合河道砂體注采效果不好。為此，筆者利用巖心、密井網(wǎng)等資料對其進行精細刻畫，以達到增產(chǎn)的效果。

1 研究區(qū)概況

葡北二斷塊位置及構(gòu)造特征如圖1所示。

圖1 葡北二斷塊位置及構(gòu)造特征

Fig.1LocationandstructuralcharacteristicsofPubeitwofaultblock

葡北二斷塊位于大慶長垣南部的葡萄花構(gòu)造北部，主要發(fā)育葡Ⅰ組油層，11個小層，該油層位于白堊系姚家組一段。研究區(qū)葡I組油層屬三角洲前緣沉積，進一步可分為三角洲內(nèi)前緣、三角洲外前緣和三角洲內(nèi)外前緣交互亞相沉積三個亞相。第1～5小層屬于三角洲內(nèi)外前緣交互亞相沉積。第10～11小層屬于三角洲外前緣亞相沉積。第6～9小層為三角洲內(nèi)前緣亞相沉積，且單層厚度一般大于2 m，最厚可達8 m左右，是葡北油田的主要產(chǎn)油層，也是剩余油挖潛的主要層位[2]。

2 單一河道識別標(biāo)志

從沉積學(xué)角度[3-4]，水下復(fù)合河道砂體在垂向上是由多期單一河道相互切疊，平面上是由多條單一河道側(cè)向拼合形成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，識別單一河道在垂向和平面上的邊界標(biāo)志成為精細識別復(fù)合河道中單一河道的關(guān)鍵。

2.1垂向識別

垂向識別單一河道的標(biāo)志包括物性夾層、泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層，特征如下：

(1)物性夾層

在研究區(qū)，物性夾層的成因主要有兩種。第一種是，當(dāng)后期河流水動力不強時，只切疊掉前期河流的頂部部分沉積物，留下另一部分相對較細粒的沉積物質(zhì)，該部分物質(zhì)成為一段砂巖中物性相對較差的部分，從而形成了砂巖段中的物性夾層。第二種是，當(dāng)后期河流水動力強時，完全切疊掉前期河流的頂部沉積，留下前期河流物性好的部分，而后期河流底部滯留沉積成為一段砂巖中物性相對較差的部分，從而形成砂巖段中的物性夾層。由此，物性夾層可以作為兩期水下分流河道的分界標(biāo)志。從巖心上看，物性夾層處孔隙度和滲透率較好，含油飽和度較高，只略低于上下的砂巖儲層。測井響應(yīng)特征為電阻率曲線有輕微回返現(xiàn)象(圖2a)。

(2)泥質(zhì)夾層

水下復(fù)合河道沉積中的泥質(zhì)夾層代表了一期水下分流河道沉積結(jié)束到下期水下分流河道沉積開始之間短暫的細粒物質(zhì)沉積[5]。這種泥質(zhì)夾層是垂向上識別單期水下分流河道的重要標(biāo)志，巖心上表現(xiàn)為灰色、黑色細粒物質(zhì)沉積。測井響應(yīng)特征為，電阻率值低，自然伽馬曲線幅度回返達20%以上，電阻率曲線回返幅度達30%以上(圖2b)。

a 物性夾層

b 泥質(zhì)夾層

c 鈣質(zhì)夾層

Fig.2Verticalidentificationmarkofasingleriverchannel

(3)鈣質(zhì)夾層

鈣質(zhì)夾層形成于淺水、蒸發(fā)環(huán)境中，通常為一期河流沉積末期、水體變淺位置，所以鈣質(zhì)夾層可以作為判斷單期次河道沉積的標(biāo)志。取心井資料顯示，研究區(qū)鈣質(zhì)夾層巖性為鈣質(zhì)粉砂巖，巖性致密，孔滲性差，不含油，滴鹽酸強烈起泡。測井響應(yīng)特征為自然電位曲線有一定幅度的回返，電阻率曲線有極高值，且電阻率曲線和自然伽馬曲線呈尖峰狀(圖2c)。

2.2平面識別

2.2.1 定量標(biāo)志

平面識別單一河道的定量標(biāo)志包括層位差異、厚度變化和夾層變化，特征如下：

(1)層位差異

不同期次沉積的河道砂體在層位上總會有所差異，因此，河道砂體頂面位置之間的層位差異可作為判斷單一河道邊界的重要標(biāo)志[6]。當(dāng)兩口鄰井河道砂體頂面位置之間的層位差異超過各自砂體厚度的1/2時，則判斷兩口井分屬不同河道(圖3a)。

(2)厚度變化

水下分流河道沉積主要以垂積和前積方式為主，因此，垂直物源方向，河道寬度較窄小，河道砂體厚度變化趨勢是由河道中心向邊部逐漸減薄，物性逐漸變差，但厚度變化不會太大。因此，厚度明顯變化也可作為判斷河道邊界的標(biāo)志。當(dāng)井點砂體厚度小于鄰井砂體厚度的1/2以上時，該井點可判定為單一河道的邊部沉積。當(dāng)砂體厚度變化呈現(xiàn)厚-薄-薄-厚變化時，則說明兩厚砂體應(yīng)分屬不同河道，且單一河道的邊界應(yīng)該在薄砂體井點中間[7](圖3b)。

a 層位差異

b 厚度變化

圖3 單一河道體平面識別定量標(biāo)志

(3)夾層變化

夾層的發(fā)育情況在一定程度上反映了河流沉積時期水動力變化和物源供給特征[8]，因此，鄰井間不同的夾層情況變化可以作為判斷單一河道邊界的標(biāo)志。圖3c中，葡72-80井發(fā)育2條夾層，葡72-81井和葡72-斜802井都只發(fā)育1條夾層，夾層變化為1條，葡72-80井和葡72-81井兩井應(yīng)分屬不同河道。

2.2.2 定性標(biāo)志

單一河道平面識別定性標(biāo)志包括曲線形態(tài)變化和水下分流間沉積，特征如下：

(1)曲線形態(tài)變化

測井曲線組合形態(tài)、韻律變化是水動力條件的直接響應(yīng)。不同的河流具有不同的水動力條件。因此，鄰井測井曲線形態(tài)變化可以作為識別單一河道的標(biāo)志。圖4a中，葡75-85井鉆遇河道砂體電阻率曲線為正韻律，形態(tài)為漏斗形，有輕微齒化現(xiàn)象，葡76-85井鉆遇砂體電阻率曲線形態(tài)呈現(xiàn)反韻律。兩口井電阻率曲線發(fā)生了明顯形態(tài)變化，所以葡75-85井和76-85井在PI820沉積時間單元鉆遇的砂體應(yīng)該分屬不同河道。

(2)水下分流間沉積

水下分流間沉積的薄層砂和河道間泥都可作為單一河道分界的標(biāo)志。圖4b中，葡73-832井為水下分流間沉積的前緣薄層砂，與兩側(cè)河道砂體側(cè)向相接。葡72-832井和葡74-83井在PI320沉積時間單元鉆遇的河道砂體應(yīng)分屬兩個不同河道。

a 曲線形態(tài)變化

圖4 單一河道體平面識別定性標(biāo)志

2.2.3 參數(shù)權(quán)重

根據(jù)五種標(biāo)志在平面上識別單一河道邊界的貢獻程度，確定每種參數(shù)的權(quán)重比例。其中，層位差異的權(quán)重系數(shù)為0.25。水下分流河道河寬較窄，垂直物源方向厚度變化不大，因此，厚度變化的權(quán)重系數(shù)為0.25。在葡北二斷塊，夾層不發(fā)育，且一般延伸長度較小，因此，夾層變化的權(quán)重系數(shù)為0.05。同期河道測井曲線形態(tài)相似，測井曲線形態(tài)變化的權(quán)重系數(shù)為0.20。水下分流間沉積的權(quán)重系數(shù)為0.25。

3 識別方法與應(yīng)用實例

3.1單一河道精細識別方法

垂向上，按照三種夾層標(biāo)志精細識別至單期河道。平面上，采用定量參數(shù)與定性參數(shù)相結(jié)合的方法，引入綜合系數(shù)概念。綜合系數(shù)=層位差異得分×層位差異權(quán)重+厚度變化得分×厚度變化權(quán)重+夾層變化得分×夾層變化權(quán)重+曲線形態(tài)變化得分×曲線形態(tài)變化權(quán)重+水下分流間沉積得分×水下分流間沉積權(quán)重。當(dāng)綜合系數(shù)值≥5.0時，兩口井之間存在單一河道邊界。

3.2應(yīng)用實例

葡63-842井是葡北二斷塊2012年10月投產(chǎn)的一口水驅(qū)生產(chǎn)井，開采層位是葡Ⅰ6～9小層。葡63-84是一口注水井，之前認(rèn)為兩口井在葡Ⅰ820沉積時間單元屬于同一條水下分流河道內(nèi)砂體，連通類型屬于河道—河道型，為一類連通，兩口井連井剖面如圖5所示。葡63-842井在投產(chǎn)初期產(chǎn)液量一直較低，開發(fā)效果不佳。應(yīng)用綜合系數(shù)法求得葡64-84井和葡64-832井綜合系數(shù)值為5.5，大于閥值5.0，兩口井應(yīng)分屬不同河道，連通關(guān)系不屬于一類連通。兩口井間單一河道邊界追蹤對比結(jié)果見表1。2016年5月，對葡63-842井附近注采關(guān)系進行重新調(diào)整，調(diào)整后，葡64-842井日產(chǎn)液量由23 m3上升至56 m3，日產(chǎn)油由0.84 t增至2.8 t，取得了較好的增產(chǎn)效果。

圖5 葡63-84井與葡63-842井連井剖面

Fig.5WellconnectingsectionformP63-84welltoP63-842well

表1 葡63-84與葡63-842井間單一河道邊界追蹤對比

4 結(jié)束語

三角洲前緣水下復(fù)合河道內(nèi)部單一河道精細識別時，垂向上，依據(jù)物性夾層、泥質(zhì)夾層和鈣質(zhì)夾層三種標(biāo)志將水下復(fù)合河道精細識別至單期次河道。平面上，依據(jù)層位變化、厚度變化、夾層變化三種定量參數(shù)與曲線形態(tài)變化、水下分流間沉積兩種定性參數(shù)相結(jié)合的方法，通過計算兩口井間綜合系數(shù)值，判斷兩口井間存在單一河道邊界(綜合系數(shù)值≥5.0)。應(yīng)用實例驗證了該方法的有效性。該方法既考慮了砂體沉積的復(fù)雜性，又增強了水下復(fù)合河道砂體精細刻畫的可操作性，降低了人為因素影響，具有推廣應(yīng)用價值。

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(編校荀海鑫)

Anovelmethoddevelopedforpreciseidentificationofsinglechannelinunderwatercompoundchannel

CongLin1,WangWei1,WangZhanwu2

(1.School of Geosciences， Northeast Petroleum University， Daqing 163318, China; 2.Daqing Oil Field Co.No.5 Production Plant, Daqing 163513, China)

This paper is motivated by the need for eliminating a poor local injection-production effect in composite channel sand reservoir in the delta front underwater. The study involves a new fine description of underwater composite channel sand body in Pubei two blocks using core, dense well pattern and other data; vertically subdividing the underwater complex channel into a single phase using the physical, muddy, calcareous three kinds of interlayer mark; and developing a new planar method for calculating the comprehensive coefficient by combining quantitative parameters with qualitative parameters in a way that tracks and predicts the single channel boundary between wells. The application shows that the method enables an improved accuracy and maneuverability when applied to the fine description of underwater composite channel sand body, and provides better results in actual oilfield development and adjustment.

compound channel sand; single channel boundary; precise identification; delta front

10.3969/j.issn.2095-7262.2017.06.009

P618.13

2095-7262(2017)06-0616-05

A

2017-09-04

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目(2013AA064903)；國家科技重大專項項目(2011ZX05006-005)

叢 琳(1983-)，女，黑龍江省大慶人，副教授，博士研究生，研究方向：油氣田開發(fā)地質(zhì)，E-mail：conglindq@163.com。