砂体的叠置关系对储层的非均质性及剩余油分布有重要影响, 是储层构型研究的重点之一^{[4, 5]}。曲流河发育过程中受到可容空间、沉积物输入量、河道水动力强度等因素影响, 在河道下切、水流侵蚀、河道加积作用下, 导致河道发生迁移、改道, 形成复杂的河道叠置关系^[6]。

2.1.1 曲流河叠置河道成因

可容空间和沉积物输入量的比值、河道水动力强度共同控制河道的纵向叠置关系。在物源供给稳定、可容空间和沉积物输入量的比值低、河道水动力强的条件下, 河控作用突出, 河道的下切作用强, 在纵向上发育多期河道, 河道叠置关系复杂, 形成纵向切叠砂体, 甚至独立砂体; 随着可容空间和沉积物输入量的比值升高, 河道的下切作用减弱, 水流侵蚀河道两侧, 在河道内部形成侧向加积, 在外部增加河道弯曲度, 使河道更容易发生迁移、改道, 复杂的河道叠置关系导致砂体间出现不稳定隔夹层, 形成叠加砂体; 可容空间和沉积物输入量的比值较高时, 河道间的泥岩趋于稳定, 河道垂向上不发生叠置关系, 形成侧向拼接, 随着物源发散、河道规模减小, 最终形成独立砂体。

2.1.2 砂体叠置模型

在单砂体识别的基础上, 通过测井相分析, 识别划分独立型、叠加型和切叠型3种砂体叠置方式^[7]。

(1)独立型砂体:在物源供应不足, 可容空间大的条件下形成的单砂体沉积。测井响应中, 电阻率曲线通常呈钟型。

(2)叠加型砂体:在物源供应充足, 可容空间较大的条件下, 河道通过迁移形成的侧积层, 砂体中通常发育隔夹层, 单砂体厚度较小, 砂体的延展性较差。测井响应中, 电阻率曲线呈钟型或者漏斗型。

(3)切叠型砂体:在物源供应充足, 可容空间有限的条件下, 河流不断进行改道, 后期河道将前期发育河道的顶部细粒沉积侵蚀, 形成河道砂体互相叠置切割且延伸性较好的特点, 与临井对比表现为增厚、整体粒度较粗的砂层。测井响应中, 电阻率曲线呈箱型。

2.1.3 储层构型界面划分

F 19区块NmⅡ 2-1砂体厚度较大, 全区油层连片发育, 为进一步细化地质认识, 加大研究精度, 需要对NmⅡ 2-1砂体进行储层构型界面划分。

通过单井地层对比、测井相分析、沉积旋回研究, NmⅡ 2-1砂体在垂向上表现出3种叠置模式(图1)。L 1井测井解释为上下两个电阻率曲线为钟型, 砂体被中间一套稳定的泥岩隔层分开, 泥岩厚3.5 m, 上下两套砂体为单独的两期河道砂沉积, 为独立型砂体。L 2井电阻率曲线为上钟型下箱型, 二者接触位置电阻率曲线略有回返, 整体为一套正旋回-正旋回组合, 且上下两个单独旋回较完整, 解释为两期河道的叠加接触, 为叠加型砂体。L 3井电阻率曲线为箱型, 后期河道将前期发育河道的顶部细粒沉积侵蚀, 与临井对比表现为一增厚、整体粒度较粗的砂层, 为切叠型砂体。因此, 根据河道的下切程度及复合河道内砂体叠置方式, 将F 19区块NmⅡ 2-1砂体解释为由两期单河道叠加形成, 可将该砂体细分为NmⅡ 2-1-1和NmⅡ 2-1-2两套砂体。

图1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 单河道叠置模式

2.1.4 砂体的复合模型

在同一期内, 构型单元之间的侧向拼接为同期复合, 其作用过程主要受控于自旋回因素, 河道短期内的迁移、改道、并行等均能导致构型单元同期复合^[8]。同期复合包括同相复合与异相复合。

(1)同相复合为多个同类单一微相砂体拼接而成的复合砂体。识别标志为河间沉积(如泛滥泥、溢岸砂等)、高程差、厚度变化等。L 2井与L 4井目的层对比, 两口井的测井曲线响应特征存在较大差异, L 4井比L 2井高程低13 m, 结合地震属性分析, 两口井钻遇为不同的两个点坝砂体(图2)。

图2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 同相复合砂体对比

(2)异相复合为多个不同类单一微相砂体拼接而成的复合砂体。在同一时间段, 平面上的微地貌存在差异, 从而形成不同成因砂体, 这些不同成因类型砂体侧向拼接形成异相复合, 如河道-溢岸复合砂体, 识别标志为相带变化, 废弃或末期河道等。L 5井与L 6井Nm 2-2-1-2砂体进行对比(图3), L 5井在该层的测井解释为底部沉积一层较薄的河道滞留砂, 顶部沉积一段较厚的泥岩, 为废弃河道沉积。L 6井测井响应为一漏斗状, 为一段砂岩沉积, 河流微相解释为点砂坝。废弃河道代表一个点坝的结束, 而最后一期废弃河道则代表一次性河流沉积作用的改造, 可根据废弃河道区分出不同的河道砂体。

图3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 异相复合砂体对比

点砂坝是单一河道的重要沉积单元, 目前点砂坝砂体主要通过沉积层序上的垂向正韵律特征、砂体呈透镜状分布和废弃河道伴生3个典型标志对其进行识别^[9]。本文通过测井曲线形态识别砂体内部构型特征, 利用水平井钻遇砂体的侧积体来研究点砂坝的横向展布。

2.2.1 内部构型表征方法

F 19区块NmⅡ 2-1砂岩层段沉积特征表现为顶部渐变接触, 底部突变接触, 表明沉积过程物源供给逐渐减少, 水动力条件逐渐减弱的变化过程, 可识别出4种沉积微相:天然堤(岩性为细砂、粉砂岩、泥岩, 垂向上砂、泥岩互层发育); 决口扇(与天然堤共生, 但沉积物的粒度较粗, 由细、粉砂岩组成); 点砂坝(以砂岩为主, 成分复杂, 常为长石砂岩, 岩屑砂岩等, 粒度范围变化较大); 废弃河道(主要以泥岩、粉砂岩为主)。

2.2.2 点砂坝的内部构型研究

在点砂坝识别的基础上, 进行点砂坝内部解剖。应用地下多井资料进行模式拟合, 主要分析点砂坝内部侧积体和泥质侧积层的分布, 侧积层指向废弃/末期河道方向, 把多期侧积体分隔成一系列“ 半连通体” 。

点砂坝内部侧积层岩性包括泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩; 岩电标定结果显示泥质夹层厚介于0.2~2.6 m; 测井曲线表现出微电极曲线明显回返, 幅度差减小; 自然伽马曲线亦见回返, 自然电位曲线轻微回返。经统计分析发现:侧积层越厚, 微电极回返量越大, 幅度差越小(图4)。

图4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 单井侧积层识别

利用该区块三口水平井上反映的泥质夹层信息确定点砂坝内部侧积体(图5), 经统计, 各侧积体规模大小在90~190 m。此外, 据现代高弯度曲流河点坝与河宽间的线性关系可以定量计算侧积体规模^[10]:

W_d=3.631 9W+40.612

式中:W_d为侧积体水平宽度, m; W为活动河道满岸宽度, m。

图5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 水平井侧积层解释

L 9井钻遇废弃河道, 其宽度为18 m。废弃河道标志着河道侧向加积的结束, 故可作为当时活动河道满岸宽度, 将L 9井钻遇的废弃河道宽度带入上式计算得出侧积体水平宽度106 m左右。

根据河流沉积演化规律及砂体的叠置关系, 确定了4类单一河道边界的识别标志:

(1)河道砂体顶面高程差异, 不同期次的河道砂体受沉积古地形、沉积水动力强度及河道改道的影响, 单一河道砂体顶面距标志层的相对距离会存在一定差别。

(2)不连续的河间沉积, 由于河道洪水期的满溢等作用, 在单一河道侧缘往往发育细粒沉积物, 如溢岸砂沉积。

(3)河道砂体厚度的差异, 河流在沉积过程中由于局部水动力和古地形等差异, 必然会导致河道沉积厚度出现不同。

(4)废弃河道反映点砂坝发育的结束。

以测井砂体解释为基础, 先采用随机插值勾勒砂岩厚度等值线, 有井控制区考虑沉积模式与砂体展布。从砂体等厚图中可以看出(图6), F 19区块NmⅡ 2-1上下两套成因砂体分布主要为连片状, 砂体厚度由北西向南东方向逐渐增厚, 证明河道沉积中心位于L 2、L 4井区。NmⅡ 2-1-1砂体厚度在部分井区存在异常, 经单井对比分析是河流微相发生变化。NmⅡ 2-1-2砂体东部连片, 在西部L 20井区砂体尖灭。

图6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 F 19区块NmⅡ 2-1-1与NmⅡ 2-1-2砂体厚度

按旋回控制、岩性差别、夹层分隔、等厚劈分等方法, 对该区块21口井形成2横3纵骨架剖面及部分加密对比, 完成2套砂体的地层剖分对比及微相划分(图7); 结合沉积规律, 重点考虑油水关系与注采井网, 研究刻画砂体储层沉积微相展布(图8)。

图7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 连井剖面侧积层解释

图8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 F 19区块微构造及砂体构型

F 19区块明化镇组沉积韵律以正韵律为主, 渗透率极差4.11, 变异系数1.32, 层内非均质性较强, 从而影响单砂体垂向剩余油分布。通常, 正韵律下部高渗透油层段水洗严重, 而在韵律上部由于水洗作用相对较弱, 剩余油饱和度较高。通过位于NmⅡ 2-1单砂体上L 11、L 3、L 1和L 7的连井剖面(图7)可知, 测井解释反映出剩余油主要分布在河道的中上部, 而中部及下部已经被水淹。

废弃河道是控制点砂坝内部剩余分布的另一个关键因素。由于废弃河道的遮挡作用, 废弃河道与主河道通常是弱连通甚至不连通, 从而砂体的底部水洗作用较强, 顶部剩余油富集。在NmⅡ 2-1_2砂体含油饱和度分布图及对应的储层构型平面分布图上可以看到, 由于废弃河道的遮挡, 在L 20井区剩余油富集, 部署了L 17、L 19、L 21井3口水平井后(图9), 平均单井产量达到30 t/d, 高于平均水平17 t/d。

图9

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图9 F 19区块NmⅡ 2-1-2砂体含油饱和度分布

侧积层泥质夹层也是影响点砂坝剩余油分布和富集状态的主要因素。剩余油分布状况除了受到夹层倾角、夹层之间的间距、延伸规模等因素影响以外, 还与注水井沿着侧积层的注入方向有很大关系。当平行于侧积层方向注水时, 该侧积体的采出程度高, 但其余侧积体几乎没有动用, 开发效果不佳, 存在局部剩余油富集区域。当垂直于侧积层方向注水时, 由于受到侧积层的遮挡, 注入水不易突击, 且注入水波及系数高, 最终驱油效率高, 例如L 15、L 14、L 8等井。

井网的完善程度对剩余油的分布也具有较大的影响, 井网不完善造成剩余油富集。油井投产后, 开发过程中不断释放油藏弹性能量, 地层压力逐渐下降, 使地下远离井筒的区域形成局部剩余油。在NmⅡ 2-1-1模拟层剩余油饱和度平面分布图中椭圆圈定的区域, 由于周围井均为生产井, 导致砂体有采无注, 该区域剩余油饱和度较高, 目前L 3井已经转注, 井组见效情况仍在观察之中。