水下分流河道帶砂體內部構型解剖研究及應用
——以鄂爾多斯盆地吳起地區長8 段為例

王 楠，王繼偉，王 芳，范 崢，張普剛

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田 勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710018；3.北京瑞馬能源科技有限公司，北京 102200）

目前水平井已成為超低滲-頁巖油開發的主體井型，但是在水平井段鉆進過程中，井眼軌跡調整和甜點鉆遇研究，還需要大量的地質認識[1-4]。近年來，位于鄂爾多斯盆地西南部的吳起地區已成為長慶油田上產和穩產的主要區塊之一。吳起地區長8段油藏儲量規模大，但縱向上隔夾層發育，含油性差異大；橫向上砂體變化快，連續性差，屬典型的超低滲III 類油藏。為了實現水平井高效開發，有必要在測井二次解釋的基礎上，開展精細小層對比及砂體構型研究，從而明確長8 段油藏優質儲層平面展布規律，為水平井部署及軌跡優化提供依據。

1 油藏基本特征

吳起地區位于鄂爾多斯盆地南部沉積中心，主要含油層系為三疊系延長組和侏羅系延安組，其中三疊系延長組長8 段油藏構造簡單，為東高西低的鼻狀隆起，其起伏形態、傾沒方向與斜坡的傾向基本一致，油藏平均埋深2 030.0 m；儲層巖性為中-細粒巖屑長石砂巖，孔隙類型主要以粒間孔、長石溶孔為主，平均孔徑為37.1 μm；平均油層厚度為13.0 m；巖心孔隙度為9.6%，滲透率為0.20×10-3μm2，屬于典型的超低滲儲層。

1.1 沉積體系

吳起地區上三疊統延長組是在鄂爾多斯盆地持續拗陷和穩定沉降過程中沉積的一套河流-湖泊相陸源碎屑巖巖系。大量文獻研究表明[5-7]，長8 段主要包括三角洲前緣、前三角洲、淺湖共3 種沉積亞相。根據2011 年劉化清等[8]學者的研究成果，吳起地區由于位于湖盆北面坡腳處，長8 段主要為淺水三角洲沉積，砂體主要以水下分流河道沉積為主。

1.2 相標志

為詳細識別研究區內長8 段的沉積環境及沉積微相特征，本文結合取心井資料開展了巖性、沉積微構造、泥巖及薄片等分析。

1.2.1 巖性

研究區內長8 段巖性主要為灰褐色、褐灰色、淺灰色細砂巖，淺灰色鈣質細砂巖，灰色粉砂巖、泥質粉砂巖，灰色、深灰色粉砂質泥巖、泥巖和黑色碳質泥巖（圖1a）；其中，細砂巖層面往往富含云母和碳屑，表明沉積環境水動力總體較弱，屬于弱氧化-弱還原環境。

1.2.2 沉積構造 研究區內長8 段巖心可見沖刷面，楔狀、板狀、槽狀交錯層理發育，水動力較強，具有水下分流河道沉積特征；波狀層理、脈狀層理、沙紋交錯層理發育（圖1b），具有較弱的波浪作用。

1.2.3 泥巖

研究區內長8 段泥巖主要為灰黑色碳質泥巖、泥巖及粉砂質泥巖（圖1c），呈貝殼狀斷口，體現為弱還原-還原環境。

1.2.4 薄片分析

研究區內長8 段儲層以細粒長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，碎屑分選中等-好，磨圓度為次棱-次圓，接觸方式為點-線接觸，膠結方式以孔隙薄膜為主，其成分和結構成熟度中等（圖1d），表明沉積物搬運距離較近或中等。

綜合區域沉積背景及取心資料的觀察分析表明，吳起地區長8 段儲層主要為三角洲前緣沉積砂體。

1.3 物源方向

通過對研究區長8 段所有取心井的巖心顏色和砂巖粗細程度的平面展布特征分析發現：自北-北東到南-南西，巖心顏色由灰褐色逐步轉變為灰色、深灰色；砂巖顆粒由中砂巖、細砂巖逐步轉變為粉砂巖、泥質粉砂巖。初步確定研究區內長8 段物源方向為北-北東向，水流也主要由北-北東向向南-南西向流動。

1.4 沉積微相及構型要素

綜前所述，研究區內長8 段為淺水三角洲沉積，以三角洲前緣亞相為主，可細分為水下分流河道、分流間灣、水下天然堤等沉積微相[9-10]。通過全區的測井相分析，吳起地區長8 段砂體主要發育于水下分流河道微相，且多位于水下分流河道末端，規模較小。

水下分流河道位于三角洲平原分流河道的水下延伸部位，當水動力較強時通常會越過沙壩，在河口壩表面發育，垂向上呈正韻律，交錯層理、斜層理、平行層理等發育；巖性以褐灰色、淺灰色細砂巖為主，底界面常為明顯的沖刷面，砂體厚度4.0～15.0 m；GR、SP 曲線呈中高幅度的鐘形、箱形、齒化鐘形、齒化箱形等特征（圖2a）。區內河口壩微相發育較少，垂向上呈反韻律，脈狀層理、沙紋交錯層理、波狀層理等發育；巖性以粉、細砂巖為主，分選好，單一韻律層厚3.0～6.0 m；GR、SP 曲線呈中高幅度的漏斗形、箱形、齒化箱形等特征（圖2a）。

圖1 吳起地區長8 段沉積相標志

水下天然堤是水下分流河道溢岸沉積，決口扇是水下分流河道決口后在河道間的沉積。在電測曲線響應特征上，水下分流河道側翼、天然堤和決口 扇的電測曲線響應特征相近，垂向上呈正韻律，中小型交錯層理、斜層理、波狀層理等發育；巖性以灰色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖為主，砂體一般厚2.0～4.0 m；GR、SP 曲線呈中等幅度的指形、鐘形等特征（圖2b）。

分流間灣為水下分流河道間的低洼沉積，具有水平層理、波狀層理，生物擾動構造及蟲孔等發育；巖性以灰色、深灰色粉砂巖、泥質粉砂巖和泥巖為主，砂體厚度小于2.0 m；GR、SP 曲線處于基線或呈低幅度特征（圖2b）。

圖2 典型井沉積微相測井響應特征

2 儲層構型分析

針對研究區長8 段水下分流河道內砂體沉積的特征，通過構型界面的劃分，利用層次分析方法，開展了全區單砂體構型的解剖[11-16]。

2.1 構型界面劃分

為了詳細研究區內長8 段構型，參照Miall 研究河流相構型界面分級法，開展了全區六級、五級和四級共3 個級次構型界面的研究（圖3）。

圖3 淺水三角洲沉積體系構型界面劃分示意圖

2.2 構型單元解剖

2.2.1 六級構型單元

六級構型單元通過開發井的單層劃分與對比確定，以淺水三角洲前緣沉積模式為指導，結合測井曲線、砂體剖面和砂體厚度等解剖，確定水下分流河道帶的位置及分布。其水下分流河道帶解剖思路是根據單井儲層構型要素解釋結果，結合水下分流河道沉積模式、儲層構型單元剖面和砂體厚度等，確定水下分流河道帶的平面分布。

分別沿物源方向和垂直物源方向繪制構型剖面，對各層六級構型單元逐一解剖（圖4）。研究表明：區內長81油層組又可劃分為長811和長812兩個小層，其中，長811小層厚層砂體主要順水流方向展布，經水下分流河道帶砂體疊合后，厚度大于10.0 m 的砂體連片分布；長812小層厚層砂體也主要順水流方向展布，經水下分流河道帶砂體疊合后，厚度大于10.0 m 的砂體以條帶狀分布為主，局部連片分布。

2.2.2 五級構型單元

在六級構型單元解剖的基礎上，對各單層五級構型單元逐一解剖，分別沿水下分流河道帶方向和垂直河道帶方向建立構型剖面（圖5）。研究表明：區內各單層內單一水下分流河道帶間不斷疊置、交匯或分流，平面上河道帶局部連片或呈條帶狀分布。通過測量統計得出，各單層的單一水下分流河道帶寬度變化范圍較大，單一水下分流河道帶寬度為 500.0～2 500.0 m，平均約1 300.0 m（圖6）。

圖4 過X416～W518～X347～X541～X268 井六級構型單元剖面

圖5 過G54～G201～X517～W514～X448 井五級構型單元剖面

圖6 長81油層組單一水下分流河道帶砂體厚度與寬度關系

2.2.3 四級構型單元

四級構型單元幾何形態重點刻畫單一水下分流河道（單一水下分流水道）的幾何形態，構型解剖主要結合水平井規模及開發區內水平段的鉆遇情況展開分析。

圖7 為過WP480-51 水平井的單一水下分流河道剖面，結合WP480-51 井水平段內高伽馬段（單一水下分流河道界面）的間距，確定順水平段方向單一水下分流河道的寬度為150.0～250.0 m，水平段與河道夾角約52°，計算出單一水下分流河道寬度為115.0～200.0 m。

圖7 過WP480-51 水平井的單一水下分流河道剖面

通過四級構型砂體解剖表明：研究區內長81油層組單一水下分流河道砂體寬度為115.0～250.0 m，與露頭測量砂體寬度相近，且單一水下分流河道帶主體區的單一水下分流河道規模比邊緣區的規模大。

3 砂體展布特征

3.1 砂體平面展布特征

構型單元研究表明，研究區內長8 段各單層砂體主要受單一水下分流河道帶控制，在五級構型單元分布特征控制下繪制了長81油層組各單層砂體等厚圖，將各單層砂體厚度進行疊合，繪制了研究區長811和長812兩個小層的砂體等厚圖（圖8）。由圖可知，長811小層厚層砂體以連片分布為主（圖8a）；長812小層厚層砂體以條帶狀分布為主，局部連片分布（圖8b）。

圖8 長81砂層組各小層砂體等厚圖

3.2 砂體縱橫展布特征

剖面分析表明，吳起地區南部重點區長8 段厚層砂體橫向上受單一水下分流河道帶控制，變化較快，以透鏡狀為主，部分厚層砂體相互疊置相連；縱向上多套單一水下分流河道帶砂體垂向或側向疊置，砂體縱向上建造性較強，由于多期建造、多套砂體垂向或側向疊置，縱向上砂體厚度較大，但隔夾層較發育，使砂體縱向連通性變差。

4 儲層綜合評價

以鄂爾多斯盆地延長組儲層綜合評價標準為基礎[17-19]，充分考慮本次砂體構型研究成果，再結合研究區內長8 段儲層孔隙類型、孔隙結構和滲流能力等資料，建立了吳起地區長8 段儲層綜合評價標準（表1）。研究區內長8 段儲層可劃分為四類：Ⅰ類以特低滲儲層為主，Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類均為超低滲儲層。儲層分類解釋結果統計表明，研究區長8 段儲層致密，以III 類儲層為主；其中，I 類、II 類為區內優質儲層，呈條帶狀分布，相對較少。

以長811-2、長812-1兩個重點含油層（單層）為例，根據有利區評價標準，圈定了各級有利區分布范圍（圖9）。由圖可以看出，各單層I 類和II 類有利區呈局部窄條帶狀分布，單個有利區面積較小。其中長811-2單層的I 類和II 類有利區8 個，面積為1.5～5.0 km2，合計面積26.1 km2（圖9a）；長812-1單層的I 類和II 類有利區11 個，面積為1.2～9.0 km2，合計面積37.1 km2（圖9b）。

表1 吳起地區長8 段儲層綜合評價標準

圖9 吳起地區長81砂層組各單層有利區展布

5 認識與結論

（1）吳起地區長8 段為淺水三角洲前緣沉積，物源方向以北-北東向為主，儲層主要為水下分流河道帶沉積砂體，以細砂巖和粉砂巖為主，結構成熟度和成分成熟度較低。

（2）通過六級和五級構型單元解剖表明，研究區長8 段各單層可識別出2～4 條復合水下分流河道帶，其中，最大砂體厚度5.0～14.0 m，寬度1 500.0～ 8 000.0 m；復合水下分流河道帶內可識別出1～4 條單一水下分流河道帶，單一水下河道帶砂體以順河道、呈北-北東向、窄條帶狀分布為主，其寬度500.0～2 500.0 m，平均約1 300.0 m。