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高弯度曲流河沉积体系特征及点坝砂体内部建筑结构分析
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内容提示：点坝砂体作为曲流河沉积体系中的砂体骨架部分,其独特的沉积作用导致砂体内部非均质性极其严重。在对渤海盆地高弯度曲流河各微相特征分析的基础上,进一步解剖了点坝砂体内部建筑结构,并总结出了一套研究方法。针对点坝砂体的特点,提出了通过水平井技术提高剩余油挖潜的措施。
曲流点坝微相作为曲流河沉积体系中最复杂的储集体，一直是地质学家和石油工程师关注的对象［1］。从目前的研究成果看，露头研究程度较深入，但是针对地下曲流点坝的研究程度不够深入。 由于其内部独特的侧积结构，很难利用钻井资料进行井间砂体连通关系的预测。 本文在详细分析渤海湾盆地秦皇岛 32-6 油田高弯度曲流河沉积特征的基础上，通过沉积层次界面的识别和对夹层密度、夹层频率的统计，采用层次分析法解剖了高弯度曲流河点坝砂体内部的建筑结构特征， 并初步探索出了一套地下曲流点坝砂体建筑结构分析方法。（参考《建筑中文网》）
1 高弯度曲流河体系沉积微相特征
秦皇岛 32-6 油田位于渤海湾盆地沙垒田凸起［2］。根据取芯井的岩性、沉积构造、粒度特征以及测井相、砂体平面分布特征等环境标志的研究，认为该区明化镇组主要以曲流河沉积体系为主，并进一步细分出点砂坝、废弃河道、决口扇、天然堤、泛滥平原5 种微相类型（图 1）。
（1）曲流点坝。 点坝砂体构成了曲流河沉积体系的砂体骨架。 岩性以中砂岩、细砂岩和粉砂岩为主。 砂体厚度 3～15m，沉积构造主要发育槽状交错层理、板状交错层理、波状交错层理等。 点砂坝纵向上表现为典型的正韵律特征，下粗上细，反映在电测曲线自然伽马、 自然电位曲线底部突变， 顶部渐变（图 2）。 曲流点坝砂体纵向上可以划分为 3 个单元：底部单元为 1～2m 的滞留沉积，以中砂岩为主，含较多的泥砾，底界冲刷构造明显。 冲刷面之上为块状构造和槽状交错层理，分选中等偏差，该段以冲刷充填沉积作用为主。中部单元为侧积单元，厚度 1.5～12m，以细砂岩、粉砂岩为主，发育板状交错层理、波状交错层理等，该单元以侧向加积作用为主，是曲流河体系中主要的储集层段。 顶部单元为加积泥质沉积，厚度为 1m 左右，以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主。 点坝砂体分布面积为 500m×1 000m～2 400m×4 500m，其分布面积主要受河道曲率半径的影响， 二者存在比较好的相关性。
（2）废弃河道。 以细砂岩、中砂岩为主，含泥砾，泥砾大小约 1cm，磨圆度较高。废弃河道厚度 0～2m，发育冲刷构造，槽状交错层理。 平面上发育在曲流砂坝与凹岸之间，由于地势比较平坦，大部分曲流河属高弯度曲流河，弯曲度 1.9～3.0。
（3）决口扇。 由于洪水间隙性暴发，河水越过天然堤，在泛滥平原中形成了大量的决口充填沉积物。决口扇一般分布在曲流河的凹岸外侧，平面上呈扇状、条带状、不规则状等形态特征。 砂体厚度一般为2～6m。 岩性以粉砂、细砂和泥质粉砂岩为主，分选较差，沉积构造多发育波状交错层理、波状层理等。 决口扇在纵向上多呈薄互层状，这主要是由于决口扇多期叠加结果造成的。 测井曲线多表现为低幅度，复合韵律或反韵律，也有正韵律。 决口扇砂体中，一般在细砂岩、粉砂岩层段中物性相对较好，一般可以成为有效储层。 由于受地势、地貌、河道的弯度等因素的影响，决口扇砂体规模变化比较大，最大可达1 600m×3 600m，最小只有 400m×800m。
（4）天然堤。 纵向上发育在曲流点坝之上（图2），从取心井岩心上看，主要是粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，分选差。测井曲线呈低幅，齿化严重，反韵律、复合韵律等。 发育水平层理、波状层理以及小型的波状交错层理。 天然堤微相一般不会成为有效储层。
（5）泛滥平原。 以紫红色块状泥岩为主，局部夹粉砂岩、泥质粉砂岩条带，见大量钙质结核和植物根痕。 化石也比较发育。
2 点坝砂体内部建筑结构分析
曲流点坝是由曲流河侧向迁移(蚀凹增凸)过程中形成的若干个侧积体侧向迭加组合而成， 每个侧积体则是从洪峰开始到洪峰退去的一次洪水事件全过程所形成的侧向加积沉积物单元体［3］。 点砂坝由侧积面、侧积夹层和侧积体［4］3 个要素构成。
侧积面是侧向侵蚀作用而形成的特殊冲刷侵蚀面，后期在这个侵蚀面上进行沉积补偿，作为侧积层与侧积体的过渡面，多为起伏不平的复杂倾斜面，其总的产状倾向趋势指向河道迁移方向一侧。
侧积夹层是点坝砂体中沉积的泥质层及粉砂质泥岩层，岩性细，颜色较深，具有还原相特征，产状呈斜插的泥质楔子，表现为不规则薄层状，横向稳定性很差，厚度变化大，上下接触关系为突变。 侧积夹层主要形成于水动力条件较弱时期， 或沉积物供给不足时期［5］。
侧积体是河流周期性洪泛作用下的沉积砂体，是点坝砂体中的等时间单元， 也是点坝砂体的基本沉积建造单元。 一个点坝砂体由若干个侧积体迭加组合而成， 其主要特点是砂体在平面上弧形或新月形，在剖面上呈楔状，在空间上呈叠瓦状［6］。点坝砂体建筑结构分析的实质就是要详细剖析点坝体三要素（侧积面，侧积夹层，侧积体）在空间上的组合关系。 通过对渤海湾盆地大量曲流河砂体的研究，总结了一套地下曲流点坝砂体内部建筑结构分析方法。首先通过岩电关系研究， 建立三要素在测井曲线上的关系（图 2）：侧积夹层在自然伽马、自然电位曲线上表现为高值，在深浅侧向曲线上表现为低值。侧积体在自然伽马、自然电位曲线上表现为低值，在深浅侧向曲线上表现为高值，一般呈正韵律，其底部为侧积面，多为突变，顶部渐变。
再次统计单井的侧积夹层密度、 频率以及单个侧积夹层的厚度，为井间预测奠定基础。 根据统计，秦皇岛 32-6 油田的侧积夹层厚度为 0.2～3m， 平均夹层频率为 0.337，夹层密度为 0.17m／m。 另据国内外学者对野外露头的测量结果，侧积夹层的侧积角一般为 8～30°［7］。
有了上述参数就可以通过密井网资料预测井间砂体变化状况。 本文以 A10 井区点坝砂体为例，详细解剖了其内部建筑结构（图 3）。 该点砂坝的长度为 2 100m，宽度为 1 450m，厚度为 3～15m，侧积体厚度为 2～3.3m。 据统计，其内部大约由 50 个侧积体构成。
3 对注水开发的影响
点坝砂体纵向上多表现为正韵律，下部砂体渗透率比上部砂体渗透率高 1～2 倍。 另外，由于侧积夹层的存在，使上部砂体呈半连通状态，注水过程中，注入水多沿底部窜进，上部剩余油富集，是开发中后期挖潜的重点层段［8］。 常规的细分开采、调剖加密井网等挖潜技术一般对点坝砂体效果不明显，可以考虑使用水平井技术［9］，水平段沿点坝上部设计，并且要垂直侧积走向延伸，穿越多个侧积体，通过提高水驱波及体积系数达到提高采收率的目的。
4 结 语
通过对单井夹层密度、夹层频率和侧积体厚度的统计，再依据点坝侧积砂体的沉积规律，预测井间点坝砂体内部建筑结构在方法上是可行的。
秦皇岛 32-6 油田 04 层属高弯度曲流河，点坝砂体发育规模受河道曲率半径的影响。 根据建筑结构研究结果， 点坝砂体中完全连通的砂体厚度只占整个砂体厚度的 1／5 左右， 另外 4／5 处于半连通或不连通状态。根据现场实际生产资料分析，开发后期常规的挖潜技术往往效果不太理想， 通过水平井技术可以有效地提高水驱波及体积系数。
参考文献
[1] Maill A D. Reservoir Heterogeneities in Fluvial Sandstones:Lessons from Outcrop Studies [J]. AAPG, 1988, 72 (6):628-696.
[2] 林青, 孙福街. QHD32-6-3 井明化镇组原油非均质性及其石油地质意义[J]. 中国海上油气, 2004, 16(6): 365-368.
[3] 尹燕义, 王国娟, 祁小明. 曲流河点坝储集层侧积体类型研究[J]. 石油勘探与开发, 1998, 25(2): 37-40.
[4] 薛培华. 河流点坝相储层模式概论[M]. 北京: 石油工业出版社, 1991: 23-35.
[5] 尹燕义, 王立民, 张靖. 点坝侧积泥层分形研究[J]. 大庆石油地质与开发, 1998, 17(1): 17-19.
[6] 马世忠, 杨清彦. 曲流点坝沉积模式三维构型及其非均质性模型[J]. 沉积学报, 2000, 18(2): 241-246.
[7] 焦养泉, 李祯. 河道储层砂体中隔挡层的成因与分布规律[J]. 石油勘探与开发, 1995, 22(4): 78-80.
[8] Doyle J D.Three-dimensional Distribution of Lithofacies,Bounding Surfaces,Porosity and Permeability in a FluvialSandstone-gypsy Sandstone of Northern Oklahoma [J].AAPG, 1995, 79(1):70-95.
1 高弯度曲流河体系沉积微相特征
秦皇岛 32-6 油田位于渤海湾盆地沙垒田凸起［2］。根据取芯井的岩性、沉积构造、粒度特征以及测井相、砂体平面分布特征等环境标志的研究，认为该区明化镇组主要以曲流河沉积体系为主，并进一步细分出点砂坝、废弃河道、决口扇、天然堤、泛滥平原5 种微相类型（图 1）。
（1）曲流点坝。 点坝砂体构成了曲流河沉积体系的砂体骨架。 岩性以中砂岩、细砂岩和粉砂岩为主。 砂体厚度 3～15m，沉积构造主要发育槽状交错层理、板状交错层理、波状交错层理等。 点砂坝纵向上表现为典型的正韵律特征，下粗上细，反映在电测曲线自然伽马、 自然电位曲线底部突变， 顶部渐变（图 2）。 曲流点坝砂体纵向上可以划分为 3 个单元：底部单元为 1～2m 的滞留沉积，以中砂岩为主，含较多的泥砾，底界冲刷构造明显。 冲刷面之上为块状构造和槽状交错层理，分选中等偏差，该段以冲刷充填沉积作用为主。中部单元为侧积单元，厚度 1.5～12m，以细砂岩、粉砂岩为主，发育板状交错层理、波状交错层理等，该单元以侧向加积作用为主，是曲流河体系中主要的储集层段。 顶部单元为加积泥质沉积，厚度为 1m 左右，以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主。 点坝砂体分布面积为 500m×1 000m～2 400m×4 500m，其分布面积主要受河道曲率半径的影响， 二者存在比较好的相关性。
（2）废弃河道。 以细砂岩、中砂岩为主，含泥砾，泥砾大小约 1cm，磨圆度较高。废弃河道厚度 0～2m，发育冲刷构造，槽状交错层理。 平面上发育在曲流砂坝与凹岸之间，由于地势比较平坦，大部分曲流河属高弯度曲流河，弯曲度 1.9～3.0。
（3）决口扇。 由于洪水间隙性暴发，河水越过天然堤，在泛滥平原中形成了大量的决口充填沉积物。决口扇一般分布在曲流河的凹岸外侧，平面上呈扇状、条带状、不规则状等形态特征。 砂体厚度一般为2～6m。 岩性以粉砂、细砂和泥质粉砂岩为主，分选较差，沉积构造多发育波状交错层理、波状层理等。 决口扇在纵向上多呈薄互层状，这主要是由于决口扇多期叠加结果造成的。 测井曲线多表现为低幅度，复合韵律或反韵律，也有正韵律。 决口扇砂体中，一般在细砂岩、粉砂岩层段中物性相对较好，一般可以成为有效储层。 由于受地势、地貌、河道的弯度等因素的影响，决口扇砂体规模变化比较大，最大可达1 600m×3 600m，最小只有 400m×800m。
（4）天然堤。 纵向上发育在曲流点坝之上（图2），从取心井岩心上看，主要是粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，分选差。测井曲线呈低幅，齿化严重，反韵律、复合韵律等。 发育水平层理、波状层理以及小型的波状交错层理。 天然堤微相一般不会成为有效储层。
（5）泛滥平原。 以紫红色块状泥岩为主，局部夹粉砂岩、泥质粉砂岩条带，见大量钙质结核和植物根痕。 化石也比较发育。
2 点坝砂体内部建筑结构分析
曲流点坝是由曲流河侧向迁移(蚀凹增凸)过程中形成的若干个侧积体侧向迭加组合而成， 每个侧积体则是从洪峰开始到洪峰退去的一次洪水事件全过程所形成的侧向加积沉积物单元体［3］。 点砂坝由侧积面、侧积夹层和侧积体［4］3 个要素构成。
侧积面是侧向侵蚀作用而形成的特殊冲刷侵蚀面，后期在这个侵蚀面上进行沉积补偿，作为侧积层与侧积体的过渡面，多为起伏不平的复杂倾斜面，其总的产状倾向趋势指向河道迁移方向一侧。
侧积夹层是点坝砂体中沉积的泥质层及粉砂质泥岩层，岩性细，颜色较深，具有还原相特征，产状呈斜插的泥质楔子，表现为不规则薄层状，横向稳定性很差，厚度变化大，上下接触关系为突变。 侧积夹层主要形成于水动力条件较弱时期， 或沉积物供给不足时期［5］。
侧积体是河流周期性洪泛作用下的沉积砂体，是点坝砂体中的等时间单元， 也是点坝砂体的基本沉积建造单元。 一个点坝砂体由若干个侧积体迭加组合而成， 其主要特点是砂体在平面上弧形或新月形，在剖面上呈楔状，在空间上呈叠瓦状［6］。点坝砂体建筑结构分析的实质就是要详细剖析点坝体三要素（侧积面，侧积夹层，侧积体）在空间上的组合关系。 通过对渤海湾盆地大量曲流河砂体的研究，总结了一套地下曲流点坝砂体内部建筑结构分析方法。首先通过岩电关系研究， 建立三要素在测井曲线上的关系（图 2）：侧积夹层在自然伽马、自然电位曲线上表现为高值，在深浅侧向曲线上表现为低值。侧积体在自然伽马、自然电位曲线上表现为低值，在深浅侧向曲线上表现为高值，一般呈正韵律，其底部为侧积面，多为突变，顶部渐变。
再次统计单井的侧积夹层密度、 频率以及单个侧积夹层的厚度，为井间预测奠定基础。 根据统计，秦皇岛 32-6 油田的侧积夹层厚度为 0.2～3m， 平均夹层频率为 0.337，夹层密度为 0.17m／m。 另据国内外学者对野外露头的测量结果，侧积夹层的侧积角一般为 8～30°［7］。
有了上述参数就可以通过密井网资料预测井间砂体变化状况。 本文以 A10 井区点坝砂体为例，详细解剖了其内部建筑结构（图 3）。 该点砂坝的长度为 2 100m，宽度为 1 450m，厚度为 3～15m，侧积体厚度为 2～3.3m。 据统计，其内部大约由 50 个侧积体构成。
3 对注水开发的影响
点坝砂体纵向上多表现为正韵律，下部砂体渗透率比上部砂体渗透率高 1～2 倍。 另外，由于侧积夹层的存在，使上部砂体呈半连通状态，注水过程中，注入水多沿底部窜进，上部剩余油富集，是开发中后期挖潜的重点层段［8］。 常规的细分开采、调剖加密井网等挖潜技术一般对点坝砂体效果不明显，可以考虑使用水平井技术［9］，水平段沿点坝上部设计，并且要垂直侧积走向延伸，穿越多个侧积体，通过提高水驱波及体积系数达到提高采收率的目的。
4 结 语
通过对单井夹层密度、夹层频率和侧积体厚度的统计，再依据点坝侧积砂体的沉积规律，预测井间点坝砂体内部建筑结构在方法上是可行的。
秦皇岛 32-6 油田 04 层属高弯度曲流河，点坝砂体发育规模受河道曲率半径的影响。 根据建筑结构研究结果， 点坝砂体中完全连通的砂体厚度只占整个砂体厚度的 1／5 左右， 另外 4／5 处于半连通或不连通状态。根据现场实际生产资料分析，开发后期常规的挖潜技术往往效果不太理想， 通过水平井技术可以有效地提高水驱波及体积系数。
参考文献
[1] Maill A D. Reservoir Heterogeneities in Fluvial Sandstones:Lessons from Outcrop Studies [J]. AAPG, 1988, 72 (6):628-696.
[2] 林青, 孙福街. QHD32-6-3 井明化镇组原油非均质性及其石油地质意义[J]. 中国海上油气, 2004, 16(6): 365-368.
[3] 尹燕义, 王国娟, 祁小明. 曲流河点坝储集层侧积体类型研究[J]. 石油勘探与开发, 1998, 25(2): 37-40.
[4] 薛培华. 河流点坝相储层模式概论[M]. 北京: 石油工业出版社, 1991: 23-35.
[5] 尹燕义, 王立民, 张靖. 点坝侧积泥层分形研究[J]. 大庆石油地质与开发, 1998, 17(1): 17-19.
[6] 马世忠, 杨清彦. 曲流点坝沉积模式三维构型及其非均质性模型[J]. 沉积学报, 2000, 18(2): 241-246.
[7] 焦养泉, 李祯. 河道储层砂体中隔挡层的成因与分布规律[J]. 石油勘探与开发, 1995, 22(4): 78-80.
[8] Doyle J D.Three-dimensional Distribution of Lithofacies,Bounding Surfaces,Porosity and Permeability in a FluvialSandstone-gypsy Sandstone of Northern Oklahoma [J].AAPG, 1995, 79(1):70-95.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201012/14619.htm
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