于 斌 高玉飛 吳穹螈 李俊飛 王海峰

(1. 中海油國際貿(mào)易有限責任公司，北京 100028； 2. 中海油研究總院有限責任公司，北京 100028；3. 中海石油(中國)有限公司天津分公司， 天津 300452)

淺水三角洲沉積中蘊藏著豐富的油氣資源。近幾年來，渤中地區(qū)明下段淺水三角洲儲層投產(chǎn)增多，部分老油田進入綜合調(diào)整階段，層間、層內(nèi)及平面矛盾日益突出，儲層內(nèi)部滲流屏障識別及定量問題引起重視。針對淺水三角洲儲層的構型解剖問題，學者們開展了大量研究，在淺水三角洲分類、沉積模式、砂體形態(tài)特征以及接觸關系等方面取得了一系列成果[1-5]。而對于淺水三角洲內(nèi)，特別是單一朵葉體內(nèi)部滲流屏障的識別和定量分析研究較少，且這些有限的研究主要借鑒了陸上油田較為成熟的曲流河構型解剖方法，依據(jù)巖心和密井網(wǎng)資料開展構型研究。對于海上油田，受特殊地理條件、較高工程成本等條件的制約，井網(wǎng)密度難以達到研究要求，因此無法采用密井網(wǎng)解剖方法[6-10]。

本次研究是以渤中A油田為例，基于油田大量水平井信息，利用水平井橫向段延續(xù)較長、平面信息豐富可靠的優(yōu)勢，通過巖性識別細分，擬確定淺水三角洲內(nèi)部滲流屏障的分布規(guī)律、規(guī)模及物性等特征，為油田注采調(diào)整及三維地質(zhì)建模提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)渤中A油田位于渤南低凸起西端、渤海灣盆地黃河口凹陷，其構造為發(fā)育于黃河口凹陷中央構造脊北端的復雜斷塊(見圖1)。其主力含油層系位于新近系明化鎮(zhèn)組下段，主要為淺水三角洲沉積體系。該區(qū)油藏儲層物性較好，為高孔高滲儲層，平均孔隙度為29.8%，平均滲透率為1.129 5 μm2，主要含油砂體呈疊合連片狀分布，受到構造形態(tài)、巖性和斷層的控制，為巖性-構造油氣藏。

圖1 研究區(qū)構造位置簡圖[11]

目前，區(qū)內(nèi)總井數(shù)119口，其中水平井60口，水平段長度約200～450 m。經(jīng)過多年注水開發(fā)，儲層非均質(zhì)性導致油田注采不均衡，新鉆調(diào)整井顯示砂體空間分布復雜多變、連通關系復雜，存在明顯的滲流屏障遮擋作用。

2 滲流屏障類型與識別

2.1 沉積特征

有研究表明，渤中A油田區(qū)域明化鎮(zhèn)組下段發(fā)育砂壩型淺水三角洲[12]。此類型淺水三角洲主要有分流砂壩、分流河道、分流間灣、溢岸砂、席狀砂等。研究區(qū)分流砂壩的巖性以細砂巖為主，可見中砂巖，分選性和磨圓度較好，泥質(zhì)較少，砂體厚度多在2.5～7.0 m，垂向韻律以均質(zhì)韻律和反韻律為主，測井曲線形態(tài)以箱形、高幅漏斗形為主。分流河道以細砂巖粉砂巖互層為主，向上逐漸變細，出現(xiàn)泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，垂向韻律為正韻律，測井曲線形態(tài)主要為齒化鐘形、箱形或中幅指形。分流間灣以泥巖為主，自然電位在泥巖基線附近小幅波動，自然伽馬值高。溢岸砂和席狀砂雖成因不同，但二者巖性均多為泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖(見泥質(zhì)條帶)沉積，研究區(qū)較少鉆遇。研究區(qū)單井沉積微相如圖2所示。

圖2 研究區(qū)單井沉積微相

2.2 滲流屏障類型

砂壩型淺水三角洲前緣中以分流砂壩和分流河道最為常見。分流河道作為主要的輸砂通道，多被細粒的泥質(zhì)沉積物充填，最終形成廢棄河道[7-9]。垂向上，不同期次朵葉體之間由大規(guī)模的泛濫平原相隔，形成層間滲流屏障。平面上，單一朵葉體內(nèi)部，除廢棄河道之外，分流砂壩邊部的壩緣部分沉積物粒度往往比壩的主體部位細，會對實際油水運動產(chǎn)生明顯的遮擋作用，造成“砂壩相連，通而不暢”的生產(chǎn)效果。分流砂壩內(nèi)部仍存在受季節(jié)性水流影響而形成的落淤層等屏障。傳統(tǒng)的砂體解釋難以滿足水平井的橫向研究，特別是不滿足對壩緣部分識別的需求，因此提出應用精細巖性識別方法對淺水三角洲滲流屏障進行精細研究。

2.3 滲流屏障的識別

為保證利用測井進行巖石物理研究及儲層參數(shù)解釋模型的可靠性，在環(huán)境校正、測井曲線標準化的基礎之上，對研究區(qū)取心井進行巖心歸位。結合錄井及巖石薄片鑒定分析資料，發(fā)現(xiàn)渤中A油田明下段儲層主要為細粒和中 — 細粒巖屑長石砂巖，碎屑顆粒以石英、長石、巖屑為主，少量為云母和重礦物。巖石成分成熟度較低，顆粒分選性為中 — 好，呈次棱 — 次圓狀。主要發(fā)育6類巖性，包括細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及灰質(zhì)粉砂巖等。從表1可看出這6類巖性的分布規(guī)律、測井響應特征及測井參數(shù)值。

表1 研究區(qū)6類巖性及其測井曲線特征

在確定各類巖性測井響應特征及測井參數(shù)值后，采用測井曲線蛛網(wǎng)圖拾取有利于分辨巖性的敏感曲線(見圖3)。以研究區(qū)多口井的井壁取心資料為基礎，采用交會圖法建立巖性識別圖版(見圖4、圖5)。

圖3 渤中A油田各巖相測井相蛛網(wǎng)圖

圖4 自然電位與自然伽馬交會圖版

圖5 補償中子與自然伽馬交會圖版

從圖版上看，自然伽馬曲線反映了放射性，代表地層的黏土含量；自然電位曲線反映了離子的交換能力，代表地層的滲透性。因此，自然伽馬和自然電位相對值交會時巖性識別效果較好，且除細砂巖和粉砂巖混雜的情況之外，基本上可用于識別各類巖性。對于粉砂巖和細砂巖，從補償中子、伽馬交會圖來看，二者較好區(qū)分。

基于以上測井響應分析及識別圖版的構建，確定了基于自然電位、自然伽馬、補償中子、密度曲線的巖性識別標準：

(1) 細砂巖，ΔVSP-0.017 6×qAPI>-0.905 &φCNL+0.285×qAPI<52.45。

(2) 粉砂巖，ΔVSP-0.017 6×qAPI>-0.905 &φCNL+0.285×qAPI>52.45。

(3) 泥質(zhì)粉砂巖，-1.089<ΔVSP-0.017 6×qAPI<-0.905。

(4) 粉砂質(zhì)泥巖，-1.253<ΔVSP-0.017 6×qAPI<-1.089。

(5) 泥巖，ΔVSP-0.017 6×qAPI<-1.253。

(6) 灰質(zhì)粉砂巖，Δt<82&ρDEN>2.41。

應用上述標準識別渤中A油田非取心井的巖性，其識別結果與錄井剖面識別結果的吻合率約達83%，識別精度達到要求。

3 滲流屏障定量分析

3.1 基于水平井的分流砂壩巖性分布模式

研究人員結合地震、測井以及試井等資料，已初步完成了該油田部分砂體構型分析工作[12-13]。在此基礎上，我們對該油田所有水平井的巖性進行了細分識別，以典型水平井BZA-5H井為例進行分析。該井水平段巖性由初始的泥巖、粉砂巖逐漸過渡到細砂巖后，再次鉆遇部分粉砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層，進而與大段細砂巖相接，共鉆遇2處較大滲流屏障，細砂巖段內(nèi)偶見薄層粉砂巖。結合砂壩型淺水三角洲沉積規(guī)律，認為該井水平段軌跡由廢棄河道進入單一分流砂壩，并通過與相鄰砂壩疊合部，最終進入另一分流砂壩，且分流砂壩內(nèi)部存在落淤層。其中，滲流屏障A段為廢棄河道與壩緣的組合，滲流屏障B段為相鄰砂壩壩緣疊合部(見圖6)。結合現(xiàn)有沉積構型研究成果，確定渤中A油田砂壩型淺水三角洲巖性分布模式，如圖7所示。

圖6 BZA-5H井水平段巖性分布分析

圖7 渤中A油田砂壩型淺水三角洲巖性分布模式

3.2 水平井鉆遇滲流屏障類型

在模式認知的基礎上，確定研究區(qū)內(nèi)水平井水平段鉆遇滲流屏障大致有分流間灣型、廢棄河道型、壩緣型、落淤層型等類型(見圖8)。 鉆遇大規(guī)模細粒沉積后進入分流砂壩，滲流屏障類型多為分流間灣、泛濫平原等大規(guī)模泥質(zhì)沉積體。水平段經(jīng)過多個分流砂壩，砂壩間由廢棄河道相隔，滲流屏障由“壩緣 — 廢棄河道 — 壩緣”組合形成，其中廢棄河道起到遮擋滲流的作用。水平段經(jīng)多個分流砂壩，砂壩相互搭接，滲流屏障主要為壩緣，對流體運動起阻礙作用。井段內(nèi)見多個薄層狀細粒沉積，為枯水期形成的落淤層，會對流體產(chǎn)生一定的阻礙作用。由于水平井軌跡往往經(jīng)過嚴格設計，水平段極少鉆遇、貫穿大段泥巖，難以對淺水三角洲泛濫平原、分流間灣等大規(guī)模細粒沉積相進行規(guī)模統(tǒng)計。

圖8 滲流屏障分類示意圖

在砂壩型淺水三角洲中：廢棄河道在平面上呈樹杈狀分布于分流砂壩之間，其巖性主要為泥巖和粉砂質(zhì)泥巖；分流砂壩壩緣沿砂壩四周均有發(fā)育，多為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖互層；落淤層通常披覆與分流砂壩內(nèi)，發(fā)育密度收季節(jié)性水流影響，發(fā)育數(shù)量多但厚度相對較小，阻礙流體運動的能力有限。結合儲層精細解剖研究成果，認為廢棄河道型和壩緣型為淺水三角洲單一朵葉體內(nèi)部的主要滲流屏障類型。

3.3 滲流屏障特征及規(guī)模分析

結合儲層精細解剖的成果，確定渤中A油田所有水平井鉆遇滲流屏障類型。利用過路井段在垂向上的信息，結合測井解釋及實驗分析等資料，對各類型滲流屏障三維規(guī)模和物性參數(shù)進行了統(tǒng)計。由于壩緣巖性成分相對復雜，因此采用厚度加權的方式統(tǒng)計其物性參數(shù)。在渤中A油田淺水三角洲儲層，廢棄河道型滲流屏障平面寬度約5～25 m，延伸長度一般小于1 km，孔隙度約5%～15%，滲透率小于4×10-3μm2；壩緣型分流屏障平面寬度約10～20 m，沿砂壩邊部延伸，孔隙度約10%～20%，滲透率約0.10 ～0.30 μm2；落淤層型滲流屏障鉆遇寬度一般小于5 m，垂向厚度一般小于1 m。

4 結 語

研究區(qū)淺水三角洲儲層可識別出6種巖相類型。應用交會圖法，根據(jù)不同巖性在測井曲線響應特征建立了各巖性的識別圖版，為滲流屏障的識別提供了可行性依據(jù)。基于大量水平井資料，明確了研究區(qū)淺水三角洲儲層4種滲流屏障類型：分流間灣型、廢棄河道型、壩緣型、落淤層型。其中，廢棄河道型和壩緣型滲流屏障是影響生產(chǎn)中油水運動的主要類型。通過多維互動對比與動靜態(tài)綜合分析的手段，充分利用水平井橫向延續(xù)長、平面信息豐富可靠的優(yōu)勢，明確了淺水三角洲內(nèi)部滲流屏障的分布規(guī)律、規(guī)模及物性等特征。