三角洲前緣儲層構型及對剩余油分布的影響
——以鄂爾多斯盆地白豹油田為例

代婷婷，何文祥，車 橋，毛 俊，吳曉明

（1.長江大學資源與環境學院，湖北武漢 430100；2.長江大學外國語學院；3.中國石油長慶油田分公司第七采油廠）

三角洲前緣儲層構型及對剩余油分布的影響
——以鄂爾多斯盆地白豹油田為例

代婷婷1，何文祥1，車 橋2，毛 俊1，吳曉明3

（1.長江大學資源與環境學院，湖北武漢 430100；2.長江大學外國語學院；3.中國石油長慶油田分公司第七采油廠）

為了深入探查三角洲前緣儲層構型特征及剩余油分布，針對鄂爾多斯盆地白豹油田白 157區儲層非均質性強、剩余油分布復雜等特點，充分利用巖心、測井等資料，對儲層內部構型進行深入分析，闡明了三角洲前緣儲層構型要素的類型和特點，對單一砂體邊界具有4種識別方法，提出了垂向和側向上構型要素的疊置模式，在垂向上主要分為侵蝕沖刷型、疊置相望型和孤立型，在側向上可分為側向相切型和側向相隔型兩種。不同構型要素剩余油富集不同，反韻律河口壩砂體具有上、中、下三種剩余油富集模式，正韻律水下分流河道砂體剩余油一般集中在中上部。

鄂爾多斯盆地；白豹油田；三角洲前緣；儲層構型；剩余油分布

白豹油田白157區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中南部（圖1），處于三角洲前緣亞相，其地形較復雜，地勢向湖盆自然傾斜，水體激烈交鋒加劇了沉積物的堆積；成因和級次不同的砂體在空間上反復沉積，使得砂體內部構型更加復雜多變，剩余油開采難度大，因此對三角洲前緣儲層構型深入解剖非常重要[1–2]。

本文以鄂爾多斯盆地白豹油田白157區三疊系延長組4+5儲層為例，擬探討三角洲前緣儲層構型模式及對剩余油分布規律的影響。

1 儲層概況

白豹油田長4+5儲層巖性簡單，顆粒粒度中等、分選較好，磨圓度多為次棱；河道頻繁分叉、交匯，平面上呈現網狀分布，反映了水動力較弱、水體較淺、地形較為平緩、河道擺動遷移等特點。前人研究認為水下分流河道整體呈北東–南西向展布，自下而上沉積微相呈現繼承性發育的特征；砂體分布由下部相對不發育到發育再到不發育這樣一個完整的湖平面下降、上升的特點，且砂體分布受控于沉積微相。長4+5油藏埋藏深度1 910～1 950 m，主力油層厚度為80～100 m，孔隙度15.76%，滲透率6.23×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層，原油密度0.73 g/cm3，溫度60 ℃下原油粘度1.14 MPa·s，油水分異差，含水飽和度高，原油乳化嚴重，局部存在邊底水。

圖1 鄂爾多斯盆地白豹油田白157區位置

2 儲層構型要素類型與界面級次

儲層構型要素是構成儲集層的基本單元。通過對取心井的分析，結合測井曲線形態、剖面沉積相和平面沉積相，認為該區內砂體以水下分流河道、河口壩、席狀砂、支流間灣和湖泥5種構型要素為主。主要發育的水下分流河道是三角洲平原河道在水下的延伸部分；三角洲前緣砂體重要組成部分河口壩砂體，厚度大、規模較小，平面上在南部發育；席狀砂，厚度小，測井曲線呈尖峰狀，砂巖上下為各種成因形成的支流間灣隔夾層。

儲層構型界面是指通過層次界面將不同層次實體分隔開來的具有等級序列的地層單位分界面[3]。層次界面可以是含泥質的非滲透性界面，也可以是不含泥質的滲透性界面；可以是層組、小層、單砂體內各要素界面，也可以是地層單位的分界面。不同級次的儲層構成要素的幾何形態、內部結構、空間展布及其砂體疊置關系都有所不同。本文參照Maill提出的河流相構型界面分級系統，結合區塊的實際情況，將本區三角洲前緣儲層內部構型劃分為6級（表1），本文重點表征3級～5級構型單元。

表1 白豹油田白157區三角洲前緣儲層構型級次劃分

3 單一砂體識別方法

在研究區砂體精細對比的基礎上，參照已有河道單砂體界面識別劃分方法，結合白豹油田157區井網資料，總結出研究區三角洲前緣單砂體主要有以下4類邊界識別方法。

3.1 通過砂體間泥質沉積劃分單砂體

在同一期河道砂體沉積的中后期，水動力逐漸減弱，沉積物逐漸卸載，在河道上部漸漸沉積細粒泥質[4]。由于后期河道的擺動和向下侵蝕，沉積物被破壞，最終在不同期次河道間形成厚度不一的泥質沉積物[5]。在側向上，在同一小層內，同一時期發育的多條單一河道間形成河道間泥或細粒沉積，是不同河道識別的標志之一（圖2a）。

3.2 通過測井曲線形態差異劃分單砂體

在沉積時期，水動力條件和碎屑沉積物的性質存在差異，使其在測井響應上存在差異[6]，故可以利用這種差異進行識別（圖2b）。

3.3 通過砂體橫向厚度變化劃分單砂體

分流河道呈現出“頂平低突”的“船型”特征，而河口壩呈現出“低平頂突”的“倒船型”特征。在同一時期沉積的砂體側向上沉積是穩定的。當砂體厚度呈現“薄—厚—薄”特征時[7]，證明發育兩個時期沉積的砂體（圖2c）。

3.4 通過砂體頂面高程差異劃分單砂體

由于發育在不同期次的同一小層砂體，形成的環境不盡相同，故其頂面一般會形成一定的高程差（圖2d）[8]，可以利用這個差異來劃分砂體。

4 單一砂體內部夾層類型

研究區發育的三級界面表現為夾層。油田生產開發實踐證明，內部夾層的分布規律對油田開發中后期單砂體注采關系和剩余油分布有著重要的影響，因此，如何正確地預測單砂體內部構型顯得尤為重要[9]。根據單井巖心和測井綜合分析，研究區夾層多以泥質夾層和鈣質夾層為主[10]。

4.1 泥質夾層

泥質夾層主要由泥巖組成，沉積水動力環境發生改變時，水下分流河道分流改道，形成的泥質夾層切割河道，滲透性變差，其厚度較薄。這種夾層的厚度愈大，分布愈廣泛。測井響應特征主要表現為微電極幅度明顯下降，幅度差幾乎為零或很小，自然電位明顯回返靠近基線，伽馬曲線明顯偏高，電阻率值較低，聲波時差較高。

4.2 鈣質夾層

鈣質夾層主要是由鈣質粉砂巖和礫巖等構成，是在長期沉積成巖過程中，隨著埋深增加、溫度升高、壓力增大，有機質熱演化所釋放大量的CO2與地層水中的某些離子結合形成的碳酸鹽礦物，在膠結、交代等成巖作用下形成的夾層。該類夾層致密，測井曲線上呈以下特征：聲波時差低，微電極高值呈尖峰鋸齒狀，電阻率升高，自然電位無明顯變化。

圖2 單一砂體構型要素邊界劃分

5 儲層砂體構型疊置模式

在研究區儲層單砂體垂向上和側向上展布特征精細描述的基礎上，結合前人對單砂體構型疊置模式的研究，提出以下構型模式。

5.1 垂向疊置模式

（1）侵蝕沖刷型：分為多期河道垂向沖刷型和河道與河口壩垂向沖刷型兩種類型。多期河道垂向沖刷型（圖3a）是指當早期河道沉積后，其頂部砂體被晚期河道沖刷侵蝕而形成的砂體疊置模式。若沉積環境中水動力較弱，沉積物下降沉積的速度遠大于晚期河道侵蝕沖刷的速度，早期河道頂部細粒物質被沖刷走，在兩期河道之間形成泥質沉積物和細粒巖等組成的低滲透界面。若沉積環境中水動力較強，晚期河道侵蝕沖刷的速度遠大于沉積物下降沉積的速度，則兩期河道間無明顯泥質隔夾層，滲透性較好，測井曲線中自然電位呈現帶有鋸齒狀的箱型。河道與河口壩垂向沖刷型多以河道侵蝕河口壩形成“壩上河”的形式存在。晚期沉積的河道在早期沉積的河口壩上部削蝕，兩期砂體間具有良好的滲透性，測井曲線上表現為由漏斗形到鐘型（圖3b）。

（2）疊置相望型：由同一構型要素多期垂向疊置或者兩個不同構型要素垂向疊置形成（圖3c）。晚期河道將早期河道頂部部分沉積物沖刷掉，但砂體間依然存在泥質粉砂巖、砂巖等沉積物，砂體間無連通性。測井曲線上呈現多個箱型或鐘型疊加，中間有明顯回返。

（3）孤立型：砂體單獨存在，砂體間被泥質填充，無連通性（圖3d）。

圖3 儲層構型砂體垂向疊置模式

5.2 側向疊置模式

（1）側向相切型：是由兩個同期沉積的砂體側向相切形成，這兩個砂體可以是同種構型要素，也可以是不同的構型要素。若是河道砂體側向相切型，可以通過砂體頂部高程差識別單砂體；若是河道與河口壩相切型，可以通過測井曲線形態差異來識別單砂體。這類復合砂體連通性較好（圖2b）。

（2）側向相隔型：兩個同期形成的相鄰砂體被同期形成的非滲透性泥巖相隔，砂體間不存在任何接觸，無連通性（圖2a）。

6 剩余油分布的控制因素

6.1 韻律對剩余油分布的影響

構型要素內部韻律變化與剩余油富集關系緊密。河口壩一般呈現反粒序，其在自然電位（SP）曲線上為清晰的漏斗形。韻律與重力綜合作用將其分為上部富集型、中部富集型和下部富集型三類[11]。上部富集型：若儲層頂底韻律變化不明顯，滲透率級差較小，則注入水在重力的作用下往儲層下部滲流，使得儲層上部受到的水波及小于下部，最終上部富集的剩余油較多；中部富集型：若儲層頂底韻律變化明顯，則綜合韻律及重力兩個因素，剩余油驅替相對均勻；下部富集型：若儲層頂底韻律變化非常大，下部滲透率很小，注入水沿頂部高滲帶突進，導致中下部水洗程度低，則剩余油集中在下部。

河道砂體一般表現為正韻律，且砂體較厚。其在SP曲線上一般呈箱型–鐘型。注入水由于重力作用向下滲流驅替剩余油，導致下部油氣優先動用、水淹較為嚴重；中上部注入水較難波及，故剩余油主要集中在儲層頂部[12]（圖4）。

6.2 砂體疊置模式對剩余油分布的影響

砂體垂向疊置類型中多期河道垂向沖刷型疊置時，由于兩期河道砂體接觸面沉積物的物性變化產生了低滲透界面，油水首當其沖是在同期河道砂體中運移，剩余油易富集于該界面附近[13]。河道砂體主體與側緣存在物性差異，注入水較難波及到砂體側緣，故剩余油也容易遺留在河道側緣中。河道與河口壩垂向沖刷型疊置時，河道與河口壩兩者接觸部位砂體粒度相對較粗，由于產生的低滲透面，富集的剩余油較多期河道垂向沖刷型的要少。河口壩側緣也易有剩余油殘余。砂體側向疊置類型中側向相切型疊置時，兩砂體側向接觸面既是砂體側緣又是低滲透面，故剩余油易富集在該部位周圍。

6.3 構型界面對剩余油分布的影響

構型界面對剩余油的影響與諸多方面有關，如構型界面展布范圍、注采關系等。若對四級界面垂向注水，由于隔層的遮擋作用，在界面之下水洗程度較低，注水效果不理想，易富集剩余油。三級界面部分遮擋、不穩定，對剩余油分布也有一定影響。

圖4 白豹油田白157區關32–51構型剖面

7 結論

（1）白豹油田白157區塊為一套三角洲前緣沉積，主要發育水下分流河道、河口壩等構型要素，其中以水下分流河道最為發育。基于構型要素的特點，將三角洲前緣儲層內部構型劃分為5級。

（2）運用砂體間泥質沉積、測井曲線形態差異、砂體橫向厚度變化和砂體頂面高程差異等方法，進行單成因砂體界面識別。根據測井曲線形態差異，結合巖性可分為泥質、鈣質兩種界面。提出了研究區在垂向和側向上構型要素的疊置模式，在垂向上主要分為侵蝕沖刷型、疊置相望型和孤立型，在側向上可分為側向相切型和側向相隔型兩種。

（3）不同構型要素剩余油富集不同。在韻律與重力綜合作用下，提出了反韻律河口壩砂體上、中、下三種剩余油富集模式；正韻律水下分流河道砂體剩余油一般集中在中上部。相接觸的砂體疊置類型中剩余油易富集在兩砂體接觸面和砂體邊緣部位，構型界面遮擋部位也易富集剩余油。

[1] 李鳳杰，王多云．坳陷湖盆三角洲前緣沉積微相構成及其分帶性[J]．天然氣地球科學，2006，17（6）：775–788．

[2] 王振奇，何貞銘，張昌民，等．三角洲前緣露頭儲層層次分析[J]．江漢石油學院學報，2004，26（3）：32–35．

[3] 劉冬之，喬彥君，馬剛．劃分砂體內部建筑結構的建模方法[J]．大慶石油地質與開發，2003，22（1）：1–3．

[4] 黃麗莎，何文祥，陶鵬，等．辮狀河儲層構型與剩余油富集模式研究[J]．石油地質與工程，2017，31（1）：96–99．

[5] 王冠民，李明鵬．勝利油田永8斷塊沙二段辮狀河三角洲前緣儲層構型特征[J]．地球科學與環境學報，2016，35（2）：20–27．

[6] 胡張明，鄭麗君，印森林，等．長軸緩坡辮狀河三角洲前緣儲層構型研究[J]．中國科技論文，2016，11（9）：1 006–1 010．

[7] 徐振華，吳勝和，楊勤，等．一種基于構型界面的三角洲前緣儲層精細表征方法：以綏中油田古近系東營組下段為例[J]．科學技術與工程，2016，16（27）：6–12．

[8] 姜建偉，肖夢華，王繼鵬，等．泌陽凹陷雙河油田扇三角洲前緣構型精細解剖[J]．斷塊油氣田，2016，23（5）：560–568．

[9] 李延麗，王愛萍，鄭紅軍，等．柴達木盆地昆北油田厚油層隔夾層研究[J]．西南石油大學學報，2015，37（4）：68–71．

[10] 王玨，陳歡慶，周俊杰，等．扇三角洲前緣儲層構型表征[J]．大慶石油地質與開發，2016，35（2）：20–27．

[11] 袁靜，梁繪媛，宋墦，等．韋5斷塊三角洲前緣儲層構型及剩余油分布[J]．西南石油大學學報，2015，37（6）：2–10．

[12] 盧虎勝，林承焰，程奇，等．東營凹陷永安鎮油田沙二段三角洲相儲層構型及剩余油分布[J]．東北石油大學學報，2013，37（3）：40–46．

[13] 楊少春，王燕，鐘思瑛，等．海安南地區泰一段儲層構型對剩余油分布的影響[J]．中南大學學報（自然科學版），2013，44（10）：4 161–4 166．

TE112.23

A

1673–8217（2017）06–0069–05

2017–05–10

代婷婷，1992年生，長江大學地球化學專業在讀碩士研究生，研究方向為油氣地球化學、油氣儲層地質及油氣田開發。

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發”（2016ZX05046–002）資助。

蒲洪果