辮狀河三角洲水下分流河道儲(chǔ)層構(gòu)型研究

王 燕，楊少春，吳力耘，羅海寧，溫雅茹

（1．中國(guó)石化勝利油田博士后科研工作站，東營(yíng)257002；2．中國(guó)石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，青島266580；3．中國(guó)石化江蘇油田分公司 地質(zhì)科學(xué)研究院，揚(yáng)州225009；4．中國(guó)石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探開發(fā)研究院，庫(kù)爾勒841000）

辮狀河三角洲水下分流河道儲(chǔ)層構(gòu)型研究

王 燕1，楊少春2，吳力耘3，羅海寧4，溫雅茹2

（1．中國(guó)石化勝利油田博士后科研工作站，東營(yíng)257002；2．中國(guó)石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，青島266580；3．中國(guó)石化江蘇油田分公司 地質(zhì)科學(xué)研究院，揚(yáng)州225009；4．中國(guó)石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司 勘探開發(fā)研究院，庫(kù)爾勒841000）

以蘇北盆地海安凹陷泰一段為例，發(fā)育典型的辮狀河三角洲沉積，砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚不明確。綜合考慮巖性、沉積特征等因素，并從測(cè)井資料提取反映構(gòu)型要素的電性、物性特征參數(shù)，進(jìn)行特征值交會(huì)圖分析，建立構(gòu)型要素由定性到定量的識(shí)別模型。研究認(rèn)為，可將水下分流河道厚砂體分成三種級(jí)次：水下分流河道復(fù)合砂體、單一水下分流河道砂體、河道砂體內(nèi)部的增生體；兩種構(gòu)型要素：河道主體和河道側(cè)緣，建立了辮狀河三角洲水下分流河道內(nèi)部構(gòu)型模式。

辮狀河三角洲；水下分流河道；儲(chǔ)層構(gòu)型；構(gòu)型界面

水下分流河道砂體是辮狀河三角洲前緣重要的儲(chǔ)集砂體，許多學(xué)者對(duì)水下分流河道砂體［1－7］做過相關(guān)的研究工作，側(cè)重對(duì)露頭和沉積模式的研究，大多將水下分流河道做為一個(gè)完整的成因單元或者一種構(gòu)型要素，而對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究較少。自Miall［8］提出儲(chǔ)層構(gòu)型分析方法以來，該方法主要集中于曲流河儲(chǔ)層［9－14］，而針對(duì)辮狀河三角洲水下分流河道砂體的地下儲(chǔ)層構(gòu)型研究仍處于探索階段。前人對(duì)海安凹陷泰一段沉積方面做過研究，但主要側(cè)重于泰一段的沉積微相及發(fā)育演化特征方面，缺乏對(duì)厚油層砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究，作者以蘇北盆地海安凹陷泰一段（K2t1）為例，重點(diǎn)剖析海安凹陷李堡油田堡1斷塊，依據(jù)巖心、測(cè)井等資料，對(duì)水下分流河道內(nèi)部?jī)?chǔ)層構(gòu)型進(jìn)行研究。

1 研究區(qū)概況

海安凹陷位于蘇北盆地東臺(tái)坳陷東南部，為晚白堊世發(fā)育起來的箕狀斷陷，次級(jí)構(gòu)造單元包括孫家洼次凹、豐北次凹、富安次凹、新曹次凹、海北次凹、新街次凹、曲塘次凹和海中斷隆，面積約3 200 km2。泰州組是海安凹陷發(fā)育初期形成的碎屑巖沉積地層，為主要的勘探層系。其中堡1斷塊位于海安凹陷以南海北次凹李堡構(gòu)造帶北部，為近東西走向的堡①斷層控制的斷塊，與堡①斷層近平行的堡1－2斷層將斷塊復(fù)雜化，地層近乎單斜，傾向向北，整體較緩（圖1）。主要含油層位為泰一段，泰一段主要為細(xì)砂巖、粉砂巖，局部含礫石，夾泥巖組成的碎屑沉積，厚度為100 m～200 m。本次研究的目的層為泰一段二砂層組（K2t21）的厚砂體，巖性主要為細(xì)砂巖，沉積微相為辮狀河三角洲前緣水下分流河道。

2 界面劃分

泰一段2砂層組（K2t21）發(fā)育厚度較大的辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，在1次水體由深變淺的過程中形成水下分流河道砂體，整體上呈現(xiàn)水退旋回。單一水下分流河道在垂向或者側(cè)向疊置使得河道砂體以復(fù)合河道形式出現(xiàn)，在單一河道砂體內(nèi)部，因河道砂體在向湖推進(jìn)的過程中不斷加積而形成河道砂體內(nèi)部多期河道增生體，運(yùn)用層次分析方法，并結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研［15］，將泰一段21層劃分為5級(jí)界面：一級(jí)界面為交錯(cuò)層的層系界面；二級(jí)界面為交錯(cuò)層系組的界面，即巖相界面；三級(jí)界面是水下分流河道砂體內(nèi)部的一個(gè)沉積韻律，為K2t21河道砂體向湖推進(jìn)的過程中形成的多期河道增生體的頂、底界面，為河道砂體內(nèi)的沉積間斷面或沖刷面，代表一次沉積事件的開始或者結(jié)束，該類界面為不穩(wěn)定的泥質(zhì)或物性界面，界面上下巖相組合相似；四級(jí)界面為單一水下分流河道的分界面，是多個(gè)河道砂體增生體疊合而形成的單一河道砂體的界面，在K2t21中以穩(wěn)定的泥質(zhì)界面為主，次為物性或鈣質(zhì)界面，界面上下巖相組合不同；五級(jí)界面為多個(gè)河道砂體垂向或者側(cè)向疊加而形成的砂體復(fù)合體的界面，為主要的侵蝕或洪泛面，界面為穩(wěn)定的前辮狀河三角洲泥巖。考慮到測(cè)井資料分辨率和研究精度，主要對(duì)三級(jí)—五級(jí)界面進(jìn)行研究。

圖1 海安凹陷李堡油田堡1斷塊構(gòu)造位置圖Fig．1 Structural location map of Bao 1 block in Libao oilfield of Haian depression

堡1斷塊泰一段21層構(gòu)型界面的測(cè)井響應(yīng)特征（圖2）主要表現(xiàn)為：三級(jí)界面的巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主，厚度小于0．4 m，自然電位和自然伽馬曲線表現(xiàn)為輕微回返，微電極幅度差較河道砂體變小，延伸范圍較小，橫向連通性較差，圖2中堡1－1井泰一段21層中三級(jí)界面厚度小于0．2 m，只能在巖心資料上識(shí)別，電性特征不明顯；四級(jí)界面的巖性以粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，厚度大于0．4 m，自然電位和自然伽馬曲線表現(xiàn)為明顯的回返，微電極幅度差中等；五級(jí)界面為厚度穩(wěn)定的純泥巖段，自然電位曲線特征表現(xiàn)為泥巖基線，微電極曲線無幅度差，在研究區(qū)內(nèi)穩(wěn)定分布。

圖2 堡1－1井構(gòu)型界面識(shí)別Fig．2 Identification of architectural boundary on well Bao 1－1

3 構(gòu)型要素識(shí)別

構(gòu)型要素為三級(jí)到五級(jí)界面之間所限定的巖相序列所組成的地層單元。堡1斷塊泰一段21層厚砂體都在4 m以上，沉積微相類型為辮狀河三角洲前緣水下分流河道。從巖心的沉積特征上分析，識(shí)別出厚砂體主要由水下分流河道主體和側(cè)緣兩種構(gòu)型要素組成：①水下分流河道主體主要有細(xì)砂巖和含礫砂巖等巖相（圖3）組成，碎屑成分以石英為主，次為長(zhǎng)石，分選性較好，磨圓為次棱角狀—次圓狀，主要發(fā)育塊狀層理，粒序上以正粒序?yàn)橹鳎穸葹? m～4 m，平均厚度在2 m左右，自然電位和自然伽馬曲線呈現(xiàn)箱形或者漏斗形，微電極幅度差較大；②水下分流河道側(cè)緣主要以粉砂巖為主，局部見含礫砂巖，塊狀或正粒序，泥質(zhì)含量增加，厚度較河道主體薄，平均厚度在1m左右，自然電位和自然伽馬以指形為主，次為箱形，微電極幅度差較主體小，且齒化嚴(yán)重。這表明在河道主體部位水動(dòng)力條件較強(qiáng)，向河道邊緣部位水動(dòng)力條件逐漸減弱。

3．1 電性特征

圖3 巖相特征Fig．3 Lithofacies characteristics

泰一段水下分流河道砂體的測(cè)井曲線形態(tài)絕大部分都是復(fù)合形態(tài)，單一型的較少。考慮到測(cè)井曲線形態(tài)是對(duì)砂體沉積特征的反映，可以對(duì)構(gòu)型要素進(jìn)行識(shí)別。自然伽馬曲線主要反映巖石中所含放射性元素的含量，用以劃分巖性和計(jì)算泥質(zhì)含量，泥質(zhì)含量與砂體沉積能量相關(guān)，從而與構(gòu)型要素相關(guān)；微電極曲線的幅度差與巖性和泥質(zhì)含量有關(guān)，利用該幅度差可將滲透層和非滲透層區(qū)分開，盡管受流體特征的影響較大，但與巖性的關(guān)系仍為密切，選用自然伽馬和微電極這些能較好地反映砂體沉積特征的曲線。對(duì)堡1斷塊泰一段構(gòu)型要素測(cè)井曲線形態(tài)統(tǒng)計(jì)表明，河道主體的自然伽馬曲線形態(tài)以箱形為主，占87．5%，微電極幅度差較大；河道側(cè)緣的自然伽馬曲線形態(tài)以指形為主，占81．8%，微電極幅度差較河道主體的變小，并且齒化嚴(yán)重（圖4）。

1）厚度—自然伽馬交會(huì)圖（圖5）。泰一段21層河道主體的厚度介于1．2 m～4 m，平均厚度2．2 m，自然伽馬值的分布介于39．7 API～65．3 API，平均值為51．4 API，小于53 API的占62．5%；河道側(cè)緣的厚度介于0．4 m～3 m，平均厚度1．1 m，自然伽馬值的分布介于49．6 API～87．8 API，平均值為64．6 API，大于等于53 API的占77．3%。河道主體主要分布在右下角區(qū)域，河道側(cè)緣分布在左上角。

圖4 構(gòu)型要素電性特征Fig．4 Electrical property characteristics of architectural elements

2）厚度—微電極幅度差交會(huì)圖（圖6）。河道主體微電極幅度差最小值為0．38，平均值為0．6，大于0．5的占70%；河道側(cè)緣微電極幅度差最小值為0．26，平均值為0．5，小于等于0．5的占59．1%。河道主體主要分布在右上角區(qū)域，河道側(cè)緣分布在左下角區(qū)域。

圖5 構(gòu)型要素厚度與自然伽馬交會(huì)圖Fig．5 Cross plot charts of the architectural elements thickness and GR

圖6 構(gòu)型要素厚度與微電極幅度差交會(huì)圖Fig．6 Cross plot charts of the architectural elements thickness and micro－pole range differential

3．2 物性特征

物性變化在一定程度上反映河道主體與河道側(cè)緣水動(dòng)力條件的強(qiáng)弱和碎屑物質(zhì)供給的特點(diǎn)，河道主體部位水動(dòng)力條件較強(qiáng)，物源充足，砂體的分選較好，河道砂體之間主要為物性相對(duì)較差的物性界面；向河道邊緣隨著水動(dòng)力作用的減弱，砂體的分選較差，在早期河道砂體之上易形成泥質(zhì)沉積。由堡1斷塊泰一段水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型界面類型統(tǒng)計(jì)資料（表1）可見，物性界面和鈣質(zhì)界面主要分布在河道主體之間，而泥質(zhì)界面主要分布在河道側(cè)緣附近。

表1 堡1斷塊水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型界面統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表Tab．1 Architectural boundary of inner subaqueous distributary channel in Bao 1 block

1）厚度—孔隙度交會(huì)圖（圖7）。泰一段河道主體的孔隙度最小值為8．9%，平均值為15．5%，其中孔隙度值大于13%占80%；河道側(cè)緣的孔隙度平均值10．4%，孔隙度值小于等于13%占63．6%。

圖7 構(gòu)型要素厚度與孔隙度交會(huì)圖Fig．7 Cross plot charts of the architectural elements thickness and porosity

2）厚度—滲透率交會(huì)圖（圖8）。河道主體的滲透率介于0．14×10－3μm2～81．67×10－3μm2之間，滲透率值大于2×10－3μm2占80%；河道側(cè)緣砂體的滲透率介于0×10－3μm2～22．57×10－3μm2之間，滲透率值小于等于2×10－3μm2占72．7%。

圖8 構(gòu)型要素厚度與滲透率交會(huì)圖Fig．8 Cross plot charts of the architectural elements thickness and permeability

從構(gòu)型要素厚度與物性參數(shù)交會(huì)圖中看出，河道主體基本上分布在右上角區(qū)域內(nèi)，河道側(cè)緣分布在左下角區(qū)域內(nèi)，且在物性特征上更易于將構(gòu)型要素區(qū)分開，電性特征上識(shí)別構(gòu)型要素不夠準(zhǔn)確，有的甚至難于區(qū)分，因此構(gòu)型要素的識(shí)別需要綜合考慮。

在對(duì)水下分流河道厚砂體進(jìn)行構(gòu)型要素的識(shí)別過程中，僅用其中的一種方法無法達(dá)到識(shí)別構(gòu)型要素的目的。在確定構(gòu)型要素時(shí)，綜合考慮構(gòu)型要素的巖性、電性和物性特征，建立了海安凹陷堡1斷塊泰一段水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型要素的定量識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（表2），依此為依據(jù)，除了單井上的分析以外，還應(yīng)結(jié)合平面上的組合特征來驗(yàn)證構(gòu)型要素識(shí)別的合理性，因而構(gòu)型要素識(shí)別過程是一個(gè)綜合過程。

表2 堡1斷塊水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型要素定量識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)Tab．2 Standard for inner subaqueous distributary channel architectural elements in Bao 1 block

4 水下分流河道構(gòu)型模式

海安凹陷泰一段辮狀河三角洲前緣水下分流河道厚砂體是以充填式沉積形成的碎屑巖，由河道主體和側(cè)緣兩種構(gòu)型要素組成，物源方向來自西北方向。平面上總體呈現(xiàn)北西—南東展布，河道主體主要以條帶狀分布，河道側(cè)緣除了以條帶狀分布在河道主體邊緣以外，還有土豆?fàn)罘植迹辉谄拭嫔媳憩F(xiàn)為水下分流河道砂體在向湖推進(jìn)過程中不斷加積在砂體內(nèi)部形成的多個(gè)沉積單元，沉積單元之間發(fā)育不同規(guī)模的構(gòu)型界面，平行砂體的頂?shù)捉缑妫运綘詈偷徒嵌葼町a(chǎn)出。綜合分析上述各構(gòu)型要素及構(gòu)型界面的沉積特征后，建立了海安凹陷泰一段水下分流河道砂體內(nèi)部構(gòu)型模式（圖9）。

圖9 水下分流河道內(nèi)部構(gòu)型模式Fig．9 Architecture model within subaqueous distributary channel

5 結(jié)論

1）對(duì)泰一段水下分流河道復(fù)合砂體進(jìn)行了儲(chǔ)層構(gòu)型研究，劃分為三個(gè)級(jí)次：水下分流河道復(fù)合砂體、單一水下分流河道砂體、河道砂體內(nèi)部的增生體；識(shí)別出二種構(gòu)型要素：河道主體和河道側(cè)緣。

2）對(duì)構(gòu)型要素的電性和物性特征值交會(huì)圖進(jìn)行分析，在物性特征上更易于將構(gòu)型要素區(qū)分開，電性特征上識(shí)別構(gòu)型要素不夠準(zhǔn)確，有的甚至難于區(qū)分。

3）河道主體主要以條帶狀分布，河道側(cè)緣除了以條帶狀分布在河道主體邊緣以外，還有土豆?fàn)罘植迹粯?gòu)型界面平行砂體的頂?shù)捉缑妫运綘詈偷徒嵌葼町a(chǎn)出。

［1］ 李東海，姜在興，李繼山．濟(jì)陽坳陷東部新近系館陶組下段辮狀河三角洲沉積研究［J］．石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，27（3）：10－13．

［2］ 李維鋒，高振中，彭德堂．勝利油田孤東礦區(qū)老第三系沙河街組辮狀河三角洲沉積［J］．成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，29（5）：511－514．

［3］ 于興河，王德發(fā)，孫志華．湖泊辮狀河三角洲巖相、層序特征及儲(chǔ)層地質(zhì)模型——內(nèi)蒙古貸岱海湖現(xiàn)代三角洲沉積考察［J］．沉積學(xué)報(bào)，1995，13（1）：48－58．

［4］ 于興河，王德發(fā)．陸相斷陷盆地三角洲相構(gòu)形要素及其儲(chǔ)層地質(zhì)模型［J］．地質(zhì)論評(píng)，1997，43（3）：225－231．

［5］ 鐘俊義，鄭浚茂，王振付，等．泌陽凹陷北部斜坡帶三角洲沉積特征與油氣成藏研究［J］．特種油氣藏，2006，13（1）：26－29．

［6］ 邵先杰．泌陽凹陷新莊辮狀河三角洲沉積體系及儲(chǔ)集性能［J］．特種油氣藏，2006，13（5）：22－25．

［7］ 牟漢生，孫鈺，姜在興．勝坨地區(qū)沙二段辮狀河三角洲沉積特征［J］．特種油氣藏，2007，14（3）：24－27．

［8］ MIALL A D．Architectural－elements anlysis：A new method of facies analysis applied to fluvial deposits［J］．Earth Science Reviews，1985，22（4）：261－308．

［9］ 何文祥，吳勝和，唐義疆，等．地下點(diǎn)壩砂體內(nèi)部構(gòu)型分析——以孤島油田為例［J］．礦物巖石，2005，25（2）：81－86．

［10］徐振永，吳勝和，楊漁，等．地下曲流河沉積點(diǎn)壩內(nèi)部?jī)?chǔ)層構(gòu)型研究——以大港油田一區(qū)一斷塊Dj5井區(qū)為例［J］．石油地球物理勘探，2007，42：86－89．

［11］岳大力，吳勝和，劉建民．曲流河點(diǎn)壩地下儲(chǔ)層構(gòu)型精細(xì)解剖方法［J］．石油學(xué)報(bào)，2007，28（4）：99－103．

［12］李椿，于生云，黃伏生，等．河流相儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)的解剖與應(yīng)用［J］．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，28（2）：92－94．

［13］岳大力，吳勝和，譚河清，等．曲流河古河道儲(chǔ)層構(gòu)型精細(xì)解剖——以孤東油田七區(qū)西館陶組為例［J］．地學(xué)前緣，2008，15（1）：101－109．

［14］饒資，陳程，李軍．扶余X10－2區(qū)塊點(diǎn)壩儲(chǔ)層構(gòu)型刻畫及剩余油分布［J］．特種油氣藏，2011，18（6）：40－43．

［15］MIALL A D．The geology of fluvial deposits［M］．Springer Verlay Berlin Heidelberg，1996．

Study on architectural element in underwater distributary channel of braided river delta

WANG Yan1，YANG Shao-chun2，WU Li-yun3，LUO Hai-ning4，WEN Ya-ru2
（1．Postdoctoral Scientific Research Workstation of Shengli Oilfield，SINOPEC，Dongying，Shandong 257002，China；2．School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；3．Institute of Geosciences，Jiangsu Oil Company，SINOPEC，Yangzhou 225009，China；4．Research Institute Of Petroleum Exploration and Development，Tarim Oilfiled Company，Petrochina，Korla 841000，China）

The member 1 of Taizhou formation in Haian depression of Subei basin is typical of braided river delta deposits and the internal structure of the sandstone is not clear．Considering factors such as lithology，sedimentary characteristics，and extracting the electric and physical property characteristic parameters from well logging data，the cross plots analysis was conducted，and both the qualitative and quantitative models of the architectural element were built．Three marks are divided in underwater distributary channel：combined underwater distributary channel，single underwater distributary channel and inner accretion layering of underwater distributary channel，and two architectural elements are also divided：underwater distributary channel main body and channel side body．The architecture model of underwater distributary channel is established．

braided river delta；underwater distributary channel；reservoir architecture；architectural boundary

TE 122．2＋21

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．17

1001-1749（2014）05-0613-06

2013-10-15 改回日期：2014-07-14

國(guó)家科技重大專項(xiàng)研究項(xiàng)目（2011ZX05009-003）

王燕（1977-），女，博士后，主要從事油氣地質(zhì)與油藏描述研究工作，E-mail：xiaoliuxing1212＠sina．com。