曲流河廢棄河道走向判定與單砂體構(gòu)型表征
——以渤海灣盆地埕寧隆起石臼坨凸起西部新近系明化鎮(zhèn)組下段為例

牛博，趙家宏，付平，李軍建，鮑志東，胡勇，蘇進(jìn)昌，高興軍，張弛，于登飛，臧東升，李敏

（1.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；2.中國石油吉林油田公司勘探開發(fā)研究院，吉林松原 138001；3.中國石油長慶油田公司第五采油廠，西安 710200；4.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；5.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

1 研究背景及地質(zhì)概況

目前，中國東部油田已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)階段，傳統(tǒng)的沉積微相刻畫已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求，單砂體精細(xì)刻畫及內(nèi)部構(gòu)型定量表征成為儲集層研究的熱點(diǎn)[1-2]。中國東部新生代含油盆地中河流相儲集層的儲量占已開發(fā)油田的 40%以上[3]。曲流河作為重要的河流相儲集類型，其單砂體及內(nèi)部構(gòu)型的刻畫對高含水油田后期剩余油研究有著重要意義。為此，前人進(jìn)行了大量研究并形成了一套較為完善的曲流河點(diǎn)壩單砂體構(gòu)型分析方法[4-6]。但是由于曲流河點(diǎn)壩砂體切割疊置復(fù)雜，分析結(jié)果往往具有多解性，如何準(zhǔn)確判定廢棄河道走向，精確預(yù)測點(diǎn)壩及內(nèi)部構(gòu)型，目前仍存在一定的不確定性[7]。本文結(jié)合油田實(shí)際，利用水平井、定向井等資料，綜合廢棄河道走向判定、砂體平面組合、經(jīng)驗(yàn)公式分析等技術(shù)，對曲流河點(diǎn)壩單砂體及其內(nèi)部構(gòu)型進(jìn)行定量化表征，并以此為基礎(chǔ)建立基于三級構(gòu)型界面的三維原型模型，并對曲流河點(diǎn)壩構(gòu)型空間展布及其剩余油分布特征進(jìn)行研究。

本文研究區(qū)位于渤海灣盆地埕寧隆起石臼坨凸起西部，是在前第三系古隆起背景上發(fā)育并被斷層復(fù)雜化的大型披覆構(gòu)造。含油層系主要發(fā)育在新近系明化鎮(zhèn)組（Nm）下段（簡稱明下段）和館陶組（Ng）上段（簡稱館上段），目的層位于明化鎮(zhèn)組下段明三油層組第 2小層（NmⅢ2），發(fā)育曲流河沉積環(huán)境，平面上河道呈帶狀分布，單砂層厚度為6～12 m（見圖1）。由于儲集層埋深較淺，處于欠壓實(shí)階段，成巖作用較弱，因此物性較好，平均孔隙度為35%，平均滲透率為1 750×10-3μm2。研究區(qū)目前已進(jìn)入高含水開發(fā)階段，采出程度僅為21%，而局部含水率卻超過90%，存在大量可動剩余油。前人研究表明，在高含水時(shí)期，儲集層內(nèi)部隔夾層已經(jīng)成為影響流體運(yùn)動和剩余油分布的重要因素[5-6]。因此，對研究區(qū)開展曲流河單砂體構(gòu)型精細(xì)解剖，建立相關(guān)點(diǎn)壩構(gòu)型模型，有助于進(jìn)一步認(rèn)識儲集層非均質(zhì)性，為厘清地下剩余油分布及后期調(diào)整挖潛提供依據(jù)。

圖1 研究區(qū)位置（a）及地層柱狀圖（b）

2 點(diǎn)壩與廢棄河道識別及刻畫

曲流河儲集層內(nèi)部構(gòu)型解剖主要分為兩個(gè)級次：①在曲流河內(nèi)部識別出單一成因砂體；②對點(diǎn)壩內(nèi)部三級構(gòu)型要素的產(chǎn)狀、規(guī)模進(jìn)行研究[5,8]。前者是曲流河儲集層構(gòu)型解剖的基礎(chǔ)，具體包括點(diǎn)壩識別和廢棄河道刻畫這兩個(gè)方面的內(nèi)容。尤其是廢河道刻畫直接關(guān)系到點(diǎn)壩側(cè)積層傾向的判定，需要重點(diǎn)予以關(guān)注。

2.1 點(diǎn)壩與廢棄河道識別

由于廢棄河道是點(diǎn)壩最后一次側(cè)向遷移的邊界，其在平面上與點(diǎn)壩形成“鑲邊”的位置形態(tài)。因此，目前國內(nèi)主要采用“廢棄河道定邊、厚度定位”的方法對曲流河內(nèi)部單砂體的平面展布形態(tài)進(jìn)行刻畫[9]。

點(diǎn)壩是曲流河的基本單元，是構(gòu)成曲流河“二元結(jié)構(gòu)”的主體，單井垂向呈現(xiàn)正韻律是其最主要的特征。測井曲線主要表現(xiàn)為自然電位曲線呈鐘形或箱形，電阻率曲線呈較大幅度差。

廢棄河道通常圍繞點(diǎn)壩發(fā)育，是點(diǎn)壩邊界的重要識別標(biāo)志。根據(jù)廢棄方式的不同，廢棄河道可以分為漸棄型和突棄型。漸棄型廢棄河道反映水動力逐級減弱的過程，測井曲線形態(tài)由底部的高幅度向上逐漸減弱為小型齒狀形態(tài)。突棄型廢棄河道則形成于水動力突然減弱的沉積環(huán)境，測井曲線形態(tài)由底部的高幅度快速突變?yōu)榻咏鄮r基線的小型鋸齒狀[10-12]。研究區(qū)廢棄河道主要以突棄型或快速廢棄型為主，反映水動力突然改變的沉積環(huán)境特征。

點(diǎn)壩的形成過程為一個(gè)明顯的“凹蝕增凸”的過程，點(diǎn)壩砂體在復(fù)合河道內(nèi)部呈透鏡狀與周圍廢棄河道加以區(qū)分。因此，通過砂巖厚度圖可有效識別出點(diǎn)壩及其周圍廢棄河道的分布形態(tài)。研究區(qū)可以識別出5個(gè)點(diǎn)壩，整體呈由東向西的方向排列，廢棄河道圍繞點(diǎn)壩發(fā)育，是不同點(diǎn)壩間隔的重要識別標(biāo)志（見圖2）。

2.2 點(diǎn)壩與廢棄河道平面組合

曲流河單砂體平面分析的關(guān)鍵與難點(diǎn)在于點(diǎn)壩與廢棄河道的平面組合。目前主流組合方法是在密井網(wǎng)條件下，根據(jù)廢棄河道的廢棄模式，結(jié)合廢棄河道和點(diǎn)壩的平面分布狀況，確定不同廢棄河道歸屬，最終組合出曲流河砂體的展布形態(tài)[9]。但是，該方法存在一定的局限性，由于廢棄河道寬度往往接近或者小于井距，一般井網(wǎng)難以對其走向和彎曲幅度進(jìn)行有效判定；雖有學(xué)者提出“初-末期流線包絡(luò)線”的方法進(jìn)行輔助判斷，但由于曲流河砂體演化復(fù)雜，最終的平面預(yù)測結(jié)果仍具有很強(qiáng)的多解性。如本文存在兩種不同的廢棄河道走向解釋方案（見圖2），哪種代表真實(shí)的廢棄河道流向尚不甚明確，該問題在較長時(shí)間內(nèi)一直限制著曲流河單砂體解剖的進(jìn)一步發(fā)展[7]。

相比定向井而言，水平井可以在平面上更為準(zhǔn)確地揭示儲集層的橫向變化，隨著地質(zhì)導(dǎo)向探邊技術(shù)的發(fā)展，可以對水平井軌跡上下邊界數(shù)米范圍內(nèi)的巖性邊界進(jìn)行有效識別，為儲集層砂體及廢棄河道的組合關(guān)系提供了新的判定依據(jù)[13-17]。如A1水平井地質(zhì)導(dǎo)向探邊解釋成果顯示（見圖3a），在兩個(gè)砂體之間夾有泥巖，通過對比兩側(cè)砂體尖滅形態(tài)及泥巖組成的半月形河道發(fā)育特征，結(jié)合研究區(qū)沉積特征，綜合判定在兩點(diǎn)壩之間夾有廢棄河道。廢棄河道左側(cè)界面比右側(cè)有著更大的傾斜角度，根據(jù)廢棄河道的地質(zhì)形態(tài)，綜合判定左側(cè)為廢棄河道凹岸，右側(cè)為廢棄河道凸岸。

水平井地質(zhì)導(dǎo)向探邊成果直觀、可靠，是廢棄河道走向判定的直接證據(jù)，但該方法成本高昂，資料稀少。本文基于水平井地質(zhì)導(dǎo)向原理，探索一種利用水平井普通電阻率曲線計(jì)算砂泥巖界面傾角的方法，進(jìn)而確定廢棄河道的彎曲方式，是對現(xiàn)有曲流河單砂體-構(gòu)型解剖技術(shù)的一種補(bǔ)充與完善。

圖2 研究區(qū)砂巖厚度及點(diǎn)壩分布圖

3 利用水平井電阻率曲線確定砂泥巖界面產(chǎn)狀

3.1 方法及原理

在水平井電阻率測井過程中，隨著推進(jìn)器的移動，測井電極系對儲集層電性進(jìn)行測量。在均質(zhì)砂巖地層中，測井電阻率曲線為一條水平線（見圖4）；當(dāng)電極系探測半徑的上邊緣由砂巖進(jìn)入泥巖時(shí)（A點(diǎn)），探測半徑內(nèi)地層巖性由砂巖變?yōu)樯澳鄮r，電阻率曲線開始下降；當(dāng)電極系探測半徑的下邊緣開始離開砂巖時(shí)（C點(diǎn)），探測半徑內(nèi)地層巖性由砂泥巖變?yōu)槟鄮r，電阻率曲線停止下降并達(dá)到最低值。因此，可以利用電極系徑向探測半徑、砂泥巖界面傾角、電阻率曲線下降段長度之間的三角函數(shù)關(guān)系，對砂泥巖界面的視傾角進(jìn)行定量化表征?？紤]到測井電阻率電極系的探測半徑會隨著介質(zhì)電阻率的降低而減小，因此其在砂巖和泥巖中具有不同的探測半徑。在電阻率測井過程中，電極系在A點(diǎn)為對應(yīng)砂巖電性下的探測半徑R，在C點(diǎn)為對應(yīng)泥巖電性下的探測半徑r，在A點(diǎn)與C點(diǎn)之間的探測半徑受多種因素影響而呈現(xiàn)為一個(gè)類橢圓結(jié)構(gòu)。當(dāng)井軌跡保持水平時(shí)，可以利用（1）式計(jì)算砂泥巖界面視傾角。當(dāng)井軌跡不是水平時(shí)，需要根據(jù)水平井軌跡與砂泥巖界面的組合關(guān)系進(jìn)行校正（見圖5）。當(dāng)砂泥巖界面傾向與井軌跡傾向一致時(shí)（見圖5a—圖5d），利用（2）式對（1）式進(jìn)行校正；當(dāng)砂泥巖界面傾向與井軌跡傾向相向時(shí)（見圖5e—圖5h），利用（3）式對（1）式進(jìn)行校正。

圖3 A1水平井地質(zhì)導(dǎo)向探邊解釋成果與測井曲線響應(yīng)特征

圖4 水平井電極系探測砂泥巖界面電阻率曲線變化示意圖

圖5 水平井軌跡與砂泥巖界面的不同組合關(guān)系模式圖

上述方法的適用條件為：①砂泥巖分界面為突變或者快速漸變地層；②界面兩側(cè)為均質(zhì)地層；③地層砂體要有一定厚度，不能突然尖滅或者復(fù)雜疊置。

本文研究區(qū)主要采用P16H、P40H、A40H這3類隨鉆測井電阻率曲線，對應(yīng)在電阻率為25 Ω·m砂巖中的探測半徑分別為0.3 m，0.9 m，1.8 m。其中，P16H電極系探測半徑過小，受沖洗帶影響較大；考慮到研究區(qū)水平井主要沿著砂體中上部鉆進(jìn)，A40H曲線的探測半徑相對于儲集層厚度過大；因此，本文主要采用探測距離較為適中的P40H電阻率曲線進(jìn)行計(jì)算，從而降低探測范圍超出砂體的可能。

3.2 水平井應(yīng)用實(shí)例分析

3.2.1 定性快速判定A1井鉆遇廢棄河道凹岸、凸岸

由（1）式可知，單一電極系在砂泥巖均質(zhì)地層，在R、r等值變化幅度有限的前提下，θ值與L值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即L值越大、θ值越小。因此，可以通過L值對廢棄河道凹岸、凸岸進(jìn)行快速定性識別。

以A1水平井為例，電阻率曲線在A點(diǎn)突然降低（鉆遇泥巖），在 A′點(diǎn)達(dá)到最低，在 A′—C′段保持平直，在C′點(diǎn)迅速上升（鉆遇砂巖），最終在C點(diǎn)恢復(fù)平直（見圖3b），研究表明A1井在A—C段鉆遇了廢棄河道，通過對比發(fā)現(xiàn)左側(cè)（A—A′）電阻率曲線比右側(cè)（C′—C）電阻率曲線的斜率更大、L值更大，可定性判定廢棄河道左側(cè)產(chǎn)狀大于右側(cè)，進(jìn)而推斷左側(cè)為凹岸、右側(cè)為凸岸。上述結(jié)果已得到A1井探邊解釋成果的驗(yàn)證（見圖3）。

3.2.2 定量判定H1井鉆遇廢棄河道凹岸、凸岸

H1水平井主體位于點(diǎn)壩2，尾部鉆遇點(diǎn)壩1與點(diǎn)壩2之間的泥巖（見圖2），屬于廢棄河道的有利發(fā)育位置。該井水平段鉆遇180 m砂巖后進(jìn)入泥巖段，測井曲線由平穩(wěn)快速下降，疑似鉆遇廢棄河道。電阻率曲線（見圖6）在D點(diǎn)達(dá)到最高值25 Ω·m，在D′點(diǎn)達(dá)到最低值3 Ω·m，L值為7.8 m，R值為0.9 m，r值為0.5 m，β值為89.97°，考慮到水平井主要沿砂巖中上部鉆進(jìn)，更易向上鉆出儲集層，故利用（2）式計(jì)算得到θ值為10.2°。由于H1井傾斜插入泥巖中，砂泥巖界面的真實(shí)傾角會更大，其傾角不僅遠(yuǎn)超該處地層產(chǎn)狀，也大大超過了研究區(qū)5°～6°的側(cè)積層產(chǎn)狀。H1井在砂巖段曲線平直，電阻率變化幅度極小，排除了中途經(jīng)點(diǎn)壩鉆遇溢岸砂等較差砂體的可能，說明水平井在該處從點(diǎn)壩直接鉆出到泥巖。點(diǎn)壩以大傾角與泥巖接觸，應(yīng)為與點(diǎn)壩兩側(cè)發(fā)育的廢棄河道側(cè)向接觸，水平井方向?yàn)榇怪眰?cè)積層方向。綜上所述，最終判斷H1井在水平段尾部泥巖段鉆遇廢棄河道，并在廢棄河道內(nèi)部完鉆。由于其左側(cè)界面產(chǎn)狀遠(yuǎn)大于側(cè)積層產(chǎn)狀，結(jié)合廢棄河道的地質(zhì)形態(tài)，綜合判定其左側(cè)為廢棄河道凹岸，右側(cè)為廢棄河道凸岸，進(jìn)而最終確定圖2中廢棄河道可能走向 2為研究區(qū)廢棄河道的真實(shí)發(fā)育方向。由于點(diǎn)壩4比點(diǎn)壩3和點(diǎn)壩5的位置更加突出，利用“初-末期流線包絡(luò)線”方法亦可得出相同結(jié)論[7]，進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果。

圖6 H1水平井水平段測井曲線響應(yīng)特征（井位見圖2）

3.3 砂體解剖成果

采用“廢棄河道定邊、砂體厚度定位”的研究思路，首先根據(jù)單井分析砂體厚度及曲線特征圈定出每個(gè)點(diǎn)壩的范圍，再根據(jù)廢棄河道的廢棄模式，結(jié)合廢棄河道和點(diǎn)壩的平面分布狀況，對廢棄河道沿著點(diǎn)壩邊緣進(jìn)行平面組合，并輔以剖面作為驗(yàn)證，最終得到研究區(qū)曲流河儲集層微相砂體的識別與解剖分析結(jié)果（見圖7、圖8）。結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)有5個(gè)點(diǎn)壩呈串珠狀排列，廢棄河道特征明顯，泛濫平原作為背景相分布于周圍，以洪泛泥巖為主要沉積，與點(diǎn)壩形成明顯區(qū)分。

4 點(diǎn)壩內(nèi)部三維構(gòu)型分析

點(diǎn)壩作為曲流河最重要的地貌單元，形成于側(cè)向加積作用，由多個(gè)側(cè)積層與側(cè)積體組成[18-20]。前人研究表明，點(diǎn)壩內(nèi)部構(gòu)型主要由側(cè)積體和側(cè)積層這 2種要素構(gòu)成。曲流河點(diǎn)壩構(gòu)型精細(xì)解剖的關(guān)鍵在于對側(cè)積層與側(cè)積體的相關(guān)構(gòu)型參數(shù)進(jìn)行定量化表征[18]。

圖7 連井剖面分析結(jié)果（剖面位置見圖2）

圖8 沉積微相及側(cè)積泥巖平面分布圖

4.1 側(cè)積層傾角定量計(jì)算方法

針對點(diǎn)壩內(nèi)部側(cè)積層產(chǎn)狀的測量，目前研究已經(jīng)相對成熟[5-9,21-22]。本文在調(diào)研前人成熟研究方法的基礎(chǔ)上，采用業(yè)內(nèi)較為經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式方法，對研究區(qū)內(nèi)點(diǎn)壩側(cè)積層傾角進(jìn)行定量計(jì)算。

國內(nèi)外對曲流河點(diǎn)壩內(nèi)部構(gòu)型模式進(jìn)行了大量研究，總結(jié)出一系列經(jīng)驗(yàn)公式[8-10,22-24]。其中，Leeder[23]收集了 107個(gè)高彎度曲流河實(shí)例，建立了高彎度條件下點(diǎn)壩內(nèi)部側(cè)積層傾角公式。

鑒于Leeder公式目前已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可，本文利用該公式對研究區(qū)側(cè)積層傾角進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)廢棄河道統(tǒng)計(jì)結(jié)果，古河道滿岸厚度主要為 5.0～6.5 m，推算廢棄河道滿岸寬度為80～120 m，側(cè)積層傾角約為5°左右。

4.2 側(cè)積體規(guī)模定量計(jì)算方法

4.2.1 經(jīng)驗(yàn)公式求取

依據(jù)前人研究成果[6-10,20]，本文同樣采用 Leeder公式對研究區(qū)側(cè)積體的規(guī)模進(jìn)行定量計(jì)算。依據(jù)（6）式可知，側(cè)積體的規(guī)模為滿岸河道寬度的2/3，根據(jù)前面推算的廢棄河道滿岸寬度計(jì)算得到研究區(qū)側(cè)積體規(guī)模為55～80 m。

4.2.2 水平井測井資料求取

通過識別水平井中側(cè)積夾層，可得到兩相鄰側(cè)積層的砂巖長度，即為該側(cè)積體的視寬度，利用水平井和側(cè)積層傾向之間夾角對其進(jìn)行修正，就可計(jì)算出該側(cè)積體的真實(shí)寬度值。H2水平井鉆遇 3個(gè)側(cè)積層、2期側(cè)積體，2期側(cè)積體規(guī)模分別為73 m和75 m，其對應(yīng)夾角為20°，由此計(jì)算出H2井鉆遇的側(cè)積體規(guī)模分別為68.6 m和70.5 m（見圖9）。

圖9 利用測井資料求取H2水平井鉆遇側(cè)積體規(guī)模

綜上所述，以經(jīng)驗(yàn)公式方法為基礎(chǔ)，輔以水平井測井資料分析結(jié)果加以驗(yàn)證，二者計(jì)算結(jié)果相近，且水平井測井資料分析結(jié)果處于經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算結(jié)果范圍之內(nèi)，故最終確定研究區(qū)側(cè)積體寬度為55～80 m，以70 m附近相對集中。

4.3 點(diǎn)壩三維構(gòu)型解剖成果

以上述分析結(jié)果為基礎(chǔ)，在已識別出的 5個(gè)點(diǎn)壩內(nèi)部進(jìn)行精細(xì)構(gòu)型解剖，主要以點(diǎn)壩內(nèi)部具有側(cè)積層特征的井點(diǎn)為基礎(chǔ)，以水平井資料做驗(yàn)證，結(jié)合側(cè)積體的規(guī)模、產(chǎn)狀，分析側(cè)積層的空間展布特征，參照國內(nèi)較為經(jīng)典的曲流河點(diǎn)壩構(gòu)型模式[5]，在點(diǎn)壩內(nèi)部完成對側(cè)積層頂部平面投影的繪制（見圖8）。

5 多點(diǎn)壩構(gòu)型建模與剩余油分布

相比傳統(tǒng)建模技術(shù)，構(gòu)型級別的建模可以實(shí)現(xiàn)對三、四級甚至更小級別界面的模擬，大大提高儲集層非均質(zhì)性的表征精度，前人針對曲流河點(diǎn)壩構(gòu)型三維表征展開大量工作，建立許多建模方法[25-29]以及可以表征 3級構(gòu)型界面的三維模型。目前多利用網(wǎng)格來表征側(cè)積體，模型網(wǎng)格數(shù)量異常龐大，計(jì)算工作量大且時(shí)間長，若對模型進(jìn)行粗化，則無法保存?zhèn)确e層的完整形態(tài)，是制約側(cè)積層模型在油田廣泛應(yīng)用的瓶頸所在[30-31]。

5.1 曲流河多點(diǎn)壩模型建立

本文在構(gòu)型分析的基礎(chǔ)上采用界面約束原理建立區(qū)域三維構(gòu)型模型（見圖10）。首先根據(jù)構(gòu)型精細(xì)解剖成果，數(shù)字化表征點(diǎn)壩內(nèi)部側(cè)積層、側(cè)積體等不同構(gòu)型要素的構(gòu)型界面；然后依據(jù)點(diǎn)壩的側(cè)向加積過程，利用構(gòu)型界面將點(diǎn)壩內(nèi)部不同構(gòu)型要素的頂?shù)捉缑孢M(jìn)行逐級封隔，并按照其空間疊置順序在點(diǎn)壩內(nèi)部進(jìn)行組合封裝；最后在側(cè)積層、側(cè)積體內(nèi)部分別進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分，因?yàn)椴煌瑐?cè)積層、側(cè)積體之間由相關(guān)界面分隔，可以在粗化處理時(shí)針對不同封隔體建立不同的網(wǎng)格精度，有效解決模型網(wǎng)格數(shù)與側(cè)積層精度之間的矛盾（見圖11）。

圖10 點(diǎn)壩構(gòu)型建模原理

利用上述方法，將不同點(diǎn)壩在復(fù)合河道內(nèi)部進(jìn)行重組疊合，建立研究區(qū)目的層位能表征三級構(gòu)型界面的巖相模型和相關(guān)物性模型（見圖12）。巖相模型作為屬性建模的相控約束條件，主要采用確定性模擬和隨機(jī)模擬相結(jié)合的方式進(jìn)行構(gòu)建，在廢棄河道與側(cè)積層內(nèi)部，主要采取確定性建模方法定義其中的優(yōu)勢巖相。在點(diǎn)壩內(nèi)部側(cè)積體與泛濫平原，則采用了適用于小井距、能較好模擬復(fù)雜各向異性的序貫指示模擬方法，對其內(nèi)部砂巖分布規(guī)律進(jìn)行有效表征。最后，以巖相模型作為相控條件，采用序貫高斯模擬的方法，建立相關(guān)三維物性模型。在模擬過程中，側(cè)積層、側(cè)積體對應(yīng)的巖性、物性數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照已知鉆井?dāng)?shù)據(jù)，通過合理設(shè)置相關(guān)變差函數(shù)，保證最終模型各構(gòu)型單元模擬結(jié)果符合地下真實(shí)情況。

圖11 單一點(diǎn)壩構(gòu)型建模流程

圖12 研究區(qū)目標(biāo)砂體三維構(gòu)型模型

曲流河內(nèi)部各種結(jié)構(gòu)單元均在模型中得到很好再現(xiàn)（見圖12）。曲流河河道具明顯彎曲性。點(diǎn)壩與廢棄河道側(cè)向接觸。在點(diǎn)壩砂體內(nèi)部發(fā)育側(cè)積層，側(cè)積層平面弧形特征和剖面傾斜形態(tài)得到很好的再現(xiàn)?？紤]數(shù)值模擬過程中需要對網(wǎng)格總量進(jìn)行控制（通常不超過106個(gè)），采用非均勻粗化對構(gòu)型模型進(jìn)行粗化處理，即通過界面約束，分別對側(cè)積層、側(cè)積體施加不同的網(wǎng)格密度，確保在粗化砂體模型的同時(shí)保留了側(cè)積層的形態(tài)完整（見圖11d）。粗化后的模型在保證相關(guān)點(diǎn)壩、廢棄河道、側(cè)積層精準(zhǔn)展示的同時(shí)，大幅縮減了網(wǎng)格數(shù)量，總有效網(wǎng)格數(shù)為78×104個(gè)。實(shí)現(xiàn)了以較小網(wǎng)格數(shù)還原地下構(gòu)型分布樣式，為油藏?cái)?shù)值模擬、剩余油分布預(yù)測提供了模型基礎(chǔ)。

5.2 利用數(shù)值模擬預(yù)測點(diǎn)壩剩余油分布

儲集層構(gòu)型模型研究最終目的是預(yù)測剩余油分布。本文利用數(shù)值模擬方法對目標(biāo)砂體開展剩余油預(yù)測。數(shù)值模擬結(jié)果表明，由于網(wǎng)格數(shù)量和類型設(shè)置合理，模型具有較快的運(yùn)算速度和較好的收斂性，適用于油田工業(yè)化生產(chǎn)中反復(fù)多次的歷史擬合計(jì)算。圖13為模型運(yùn)算至2017年6月的剩余油分布圖，為清晰區(qū)分各類構(gòu)型單元，隱去了廢棄河道與側(cè)積層等相關(guān)部分的網(wǎng)格。

研究結(jié)果表明，在復(fù)合河道的層次，不同點(diǎn)壩之間主要受廢棄河道的遮擋作用，井網(wǎng)不完善的地方存在剩余油。如點(diǎn)壩 4內(nèi)部因缺乏注水井，相比其他 4個(gè)點(diǎn)壩擁有更高的剩余油飽和度（見圖13a）。在單一點(diǎn)壩內(nèi)部，剩余油分布更多地受 3級構(gòu)型界面（側(cè)積層）的影響，河道底部主要為高滲透帶，注入水快速突進(jìn)，剩余油飽和度相對較低；河道中部和上部因受到側(cè)積層遮擋作用，成為主要的剩余油分布區(qū)域，河道上部比河道中部擁有更高的剩余油飽和度（見圖13b）。不同側(cè)積體內(nèi)部的剩余油含量不同，因注入水會優(yōu)先沿著側(cè)積層的水平走向進(jìn)行驅(qū)替，然后再逐一擴(kuò)展到相鄰的側(cè)積體中，因此，離注水井垂直側(cè)積層走向距離最遠(yuǎn)，而沒有采油井鉆遇的側(cè)積體中上部存在最多的剩余油。

圖13 構(gòu)型界面約束下的儲集層剩余油分布預(yù)測結(jié)果

6 結(jié)論

本文利用水平井電阻率曲線對廢棄河道兩側(cè)砂泥巖界面傾角進(jìn)行定性—定量計(jì)算，確定廢棄河道的彎曲方式，是對現(xiàn)有曲流河砂體構(gòu)型解剖技術(shù)的一種補(bǔ)充與完善。

研究區(qū)水平井 H1在水平段尾部泥巖處鉆遇廢棄河道沉積，由于左側(cè)界面產(chǎn)狀遠(yuǎn)大于側(cè)積層產(chǎn)狀，根據(jù)廢棄河道的地質(zhì)形態(tài)，綜合判定左側(cè)為廢棄河道凹岸，右側(cè)為廢棄河道凸岸，進(jìn)而確定研究區(qū)廢棄河道的真實(shí)走向。

點(diǎn)壩側(cè)積體規(guī)模主要為55～80 m，側(cè)積層泥巖傾角以 5°～6°附近相對集中，傾向指向廢棄河道發(fā)育一側(cè)，自點(diǎn)壩上部向點(diǎn)壩下部延伸，發(fā)育深度占整個(gè)點(diǎn)壩砂體厚度的2/3左右。

利用界面搭建相關(guān)構(gòu)型要素，采用非均勻粗化對側(cè)積層、側(cè)積體分別施加不同的網(wǎng)格密度，對研究區(qū)多點(diǎn)壩復(fù)合曲流河砂體進(jìn)行精細(xì)三維構(gòu)建。該方法有效解決模型網(wǎng)格數(shù)與側(cè)積層精度之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)型模型在數(shù)值模擬的工業(yè)化應(yīng)用，進(jìn)而服務(wù)于油田優(yōu)化注水與剩余油預(yù)測挖潛。

符號注釋：

GR——自然伽馬，API；h——河道滿岸深度，m；H——2個(gè)側(cè)積層之間的垂向距離，m；L——A點(diǎn)與C點(diǎn)之間的距離，m；r——電極系在泥巖中的探測半徑，m；R——電極系在砂巖中的探測半徑，m；Rlld——深側(cè)向電阻率，Ω·m；Rlls——淺側(cè)向電阻率，Ω·m；RP40H——P40H測井電阻率，Ω·m；SP——自然電位，mV；W——河道滿岸寬度，m；Wc——側(cè)積體水平寬度，m；α——砂泥巖界面與井軌跡夾角，（°）；β——井軌跡傾角，（°）；θ——砂泥巖界面傾角，（°）；γ——側(cè)積層傾角，（°）。