岩性油气藏  2020, Vol. 32 Issue (3): 144-158       PDF    
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演武油田Y116井区延8段构型界面约束下的单河道砂体构型
童强1, 余建国2, 田云吉2, 胡克来2, 杨红梅3, 程旭明4, 朱玉双1    
1. 西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系, 西安 710069;
2. 中国石油长庆油田分公司第十一采油厂, 甘肃 西峰 745000;
3. 中国石油长庆油田分公司 第二采油厂, 甘肃 庆阳 745100;
4. 中国石油长庆油田苏里格南作业分公司 作业一区, 西安 710018
摘要: 单河道砂体构型的精细刻画受到第3、第4级次构型界面的约束,使得隔夹层的分类识别成为该项研究的前提。以层次分析为指导,从岩心标定入手,结合测井和录井资料综合分析,利用交会图版识别出演武油田Y116井区隔夹层的划分标准,并由单井追踪多井,研究了隔夹层的纵横向分布特征,在其约束下刻画出3类构型单元,形成了隔夹层空间分布模式。结果表明:在演武油田延8段共识别出单河道砂体间隔层、单河道砂体间夹层和单河道砂体内夹层3类构型界面,在泥质、钙质、物性3种成因下将复合分流河道砂体划分为4期单河道砂体,其中隔夹层纵横向分布具有物性夹层多见于河道中部,泥质夹层常见于河道边部,而钙质夹层多位于河道上部的分布特征;构型要素垂向叠置样式和平面接触样式研究得到,垂向以分离式和切叠式为主,横向以侧切式和泛滥平原接触为主,形成了独立型分流河道单元、分离型细粒沉积单元以及接触型增生体单元;各构型要素形成了“接触广泛、叠置错综”的具泛连通性的辫状河三角洲平原构型分布模式。本次研究实现了对研究区构型界面的识别表征,为精细刻画单河道砂体构型单元提供了依据,对油田进一步生产和开发具有理论和现实意义。
关键词: 单河道砂体构型    精细刻画    构型界面    分布模式    延8段    演武油田    
Architecture characterization of single distributary channel sand bodies restricted by architecture interface of Yan 8 member in Y116 well area, Yanwu Oilfield
TONG Qiang1, YU Jianguo2, TIAN Yunji2, HU Kelai2, YANG Hongmei3, CHENG Xuming4, ZHU Yushuang1    
1. State Key Laboratory of Continental Dynamics/Department of Geology, Northwest University, Xi'an 710069, China;
2. No. 11 Oil Production Plant, PetroChina Changqing Oilfield Company, Xifeng 745000, Gansu, China;
3. No.2 Oil Production Plant, PetroChina Changqing Oilfield Company, Qingyang 745100, Gansu, China;
4. No.1 Operation Area, Suligen South Operation Branch, PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi'an 710018, China
Abstract: The fine description of architecture of the sand bodies in a single channel is restricted by the third and fourth order architecture interface, which makes the classification and recognition of the interlayers to be the premise of this study. Guided by the analytic hierarchy process, starting from the core calibration, combined with the comprehensive analysis of logging data, the partition standard of the interlayer in Y116 well area of Yanwu Oilfield was identified by using intersection chart, and the horizontal and vertical distribution characteristics of the interlayer were studied by tracking multiple wells from a single well. Under its constraints, three types of architecture characterization units were depicted, forming the spatial distribution model of the architecture characterization interlayer. The results show that in Yan 8 member of Yanwu Oilfield, three types of architecture interfaces were identified, namely, the architecture characterization interlayer between sand bodies of single channel in vertical direction, the architecture characterization interlayer between sand bodies of single channel in horizontal direction and the interlayer within sand bodies of single channel. Under the genesis of argillaceous, calcareous and physical properties, the sand bodies of compound distributary channel were divided into four stages of single channel sand bodies. Among them, the architecture characterization interlayers are mainly distributed in the middle of the river, the muddy interlayers are common in the edge of the river, and the calcareous interlayers are mostly distributed in the upper part of the river. The research on the vertical superposition pattern and the plane contact pattern of the architecture characterization elements shows that the vertical separation type and cutting superposition type are the main types, and the horizontal side cutting type and flood plain contact type are the main types, forming the independent distributary channel unit, separate fine-grained sedimentary unit and contact accretion unit. All the architecture elements form an "extensive contact, superimposed and intricate" architecture distribution model of braided river delta plain with wide connectivity. This study realized the identification and characterization of interfaces in the study area, which can provide a basis for the fine characterization of single channel sand body architecture characterization unit, and has theoretical and practical significance for the further production and development of oilfield.
Key words: architecture characterization in single channel sand body    fine characterization    architecture interface    distribution pattern    Yan 8 member    Yanwu Oilfield    
0 引言

近年来,随着河流相储层关键层次构型界面分析理论的不断发展[1-5],新兴的构型层次分级方案得以提出[6-9],同时衍生出了多种类型的构型要素。伴随油藏精细描述的快速发展,单河道砂体构型,包括构型界面、构型要素、接触关系和分布模式等油藏静态描述研究的内容逐渐丰富[9-18]。根据Miall构型要素分析法中沉积界面级次划分理论[19-23],单河道砂体的精细刻画受与其对应的第4级和第3级界面限制,即隔夹层研究应当与构型要素相匹配,进而建立构型模式。隔夹层表征常以岩-电特征分析入手,如做交会图、蛛网图及采用三端元定型法等[24],但鲜有利用其成果刻画构型要素以及叠置关系等。此外,在辫状河三角洲构型模式研究中,对其前缘亚相构型研究相对较多[25-27],而对其平原亚相构型研究较为匮乏[28],严重制约了以该类砂体构型为主的油藏开发部署。同时,现有构型模式中常以微相级的坝砂、心滩等构型要素为主[29-31],对有叠置关系的次级增生体构型单元刻画尚有不足,另外关于构型演化阶段的研究较少[32]

鄂尔多斯盆地中生界侏罗系延安组延8段含油丰富,发育多期切割频繁、交错叠置的分流河道砂体,厚度大、连续性好,然而受单河道砂体构型研究制约,油田生产开发阶段表现出明显的含油非均质,岩心观察含油显示多为油斑、油迹,砂体呈现类似泛连通性[33]。推测其原因为不同级次构型界面发育对广泛分布的厚层复合分流河道砂体形成了封堵和遮挡。因此,有必要开展隔夹层表征研究及单河道砂体构型研究,从而认识辫状河三角洲平原沉积环境下的隔夹层分布规律及其约束下的各类单河道砂体构型要素分布模式。以演武油田Y116井区辫状河三角洲储层为例,结合岩心、测井、录井资料,在成因分析的基础上对隔夹层进行岩-电识别与分类表征,归纳其分布规律,进而在构型界面与构型要素对应关系的基础上建立构型模式,以期为指导注采对应关系和剩余油挖潜提供理论依据。

1 区域地质概况

演武油田Y116井区位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部(图 1),古地貌主体处于演武高地,面积约35 km2,属于开发中后期阶段,区内主要发育一条东西向鼻隆以及一条NW—SE向背斜。本次研究目的层段延8段储层以中粒或中粗粒岩屑石英砂岩为主,平均孔隙度和渗透率分别为14.8%和263 mD,属于中—低孔、中—高渗储层。受西南方向物源影响,整体为辫状河三角洲平原沉积(图 1),泛滥平原广泛分布,煤层稳定发育,受沉积相等多因素控制,发育多套正韵律连片叠置的复合分流河道砂体。在精细的储层构型研究基础上,利用不同级次的隔夹层定量表征技术,将延8段约束细化至单河道砂体构型层面。

下载原图 图 1 演武油田沉积相图 Fig. 1 Sedimentary facies in Yanwu Oilfield
2 隔夹层类型划分、识别及成因分析 2.1 隔夹层层次结构分析

隔夹层类型与构型单元界面存在对应关系,因而具有层次性。根据岩心、野外露头剖面以及丰富的测录井资料,结合Miall储层构型分级方案,将研究区单河道砂体构型界面划分为3个层次(表 1)。

下载CSV 表 1 演武油田延8段单河道砂体构型层次界面分级 Table 1 Architecture characterization interface classification of single channel sand body of Yan 8 member in Yanwu Oilfield

复合分流河道砂体所对应的沉积界面即5级构型界面,是小层约束下复合分流河道划分的依据。以此为基础细分即形成约束单河道砂体划分的4级构型界面,按空间封隔作用分为垂向的隔层和横向的夹层。区内4级界面多由泥质划分产生,故岩-电特征符合泥岩隔夹层的规律。隔层约束了单一河道与上覆和下伏单一河道的垂向关系,相对稳定;夹层限定了横向同一期次各单一河道构型单元间泛滥平原的多种成因细粒沉积单元。单河道砂体内的3级构型界面即单河道砂体层内夹层,以发育泥质夹层、物性夹层和钙质夹层为主,无明显分布规律,在夹层约束下可形成增生体构型单元。

2.2 隔夹层成因分类

研究区内单河道砂体间隔夹层通常形成于水动力交替变换的沉积环境,如洪泛间歇期水动力较弱时期[34]。泥质和粉砂质在低能环境下落淤或者侧积形成泛滥平原细粒沉积单元,可容纳空间与沉积物供给量比值(A/S)反映出较弱的欠补偿状态,该类构型界面较厚,分布较为稳定,辅以延安组标志性的顶煤发育特征,是单一河道构型单元良好的划分依据。单砂体间隔夹层的岩性以灰黑色泥岩和粉砂质泥岩为主,偶尔可见构造发育,如小型流水沙纹层理、水平层理等,还可见炭屑及破碎植物茎干等生物遗迹构造。岩-电特征显示为SP曲线贴于泥岩基线附近,且GR曲线回返明显,表现为齿状或微齿状高值。在延8段单河道砂体刻画中,由于3级构型界面类型多样,发育不稳定,且无明显规律,识别难度较大,因此,依据沉积成因和成岩成因对其3级构型界面类型进行分析。

2.2.1 泥质夹层

泥质夹层沉积成因多样。在洪泛期,分流河道水动力较强,对河道下部和侧翼形成强烈侵蚀,细粒物质被冲刷携带,堆积于洪泛期水动力相对较弱的分流河道间或者改道形成的废弃河道内;在洪泛间歇期,河道水流渐缓,水动力较弱,物源供给不足,细粒的泥质或粉砂质成分顺水流方向侧积或在河道顶部加积;在辫状河道河口处,水体流速骤降,细粒物质悬浮沉积形成落淤层。电测曲线呈高GR、低Rt、高DEN的特点。

2.2.2 钙质夹层

钙质夹层在研究区发育相对较少,以灰白色中—细砂岩为主,还可见胶结致密的钙质粉砂岩,属于碳酸盐岩成岩作用的产物。研究区整体处于中成岩阶段A期晚期,填隙物中含有丰富的铁白云石和铁方解石。在成岩作用下,碳酸盐矿物发生沉淀,形成碳酸盐胶结物,可形成于同生、表生甚至深埋成岩阶段[35]。电测曲线呈尖峰状高Rt、低GR、低AC的特点。

2.2.3 物性夹层

物性夹层岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩夹泥岩,局部可划定至细砂岩级别。岩心荧光显示,细砂岩多见油迹和油斑,而粉砂岩不含油,故将粉砂岩作为物性夹层的界限。粉砂岩虽仍具有一定的孔渗性,但尚未达到测井有效厚度物性下限。物性夹层具以下成因:憩水期,水动力减弱,大量细粒和粗粒沉积物混合泥质形成混杂沉积;在洪泛期间或者河道形成后期辫状河道频繁相互切割时,受河道迁移作用影响较小的位置,少量较细粒的粉—细砂岩保留下来形成[36]。电测曲线呈SPGRAC有一定幅度回返,且DEN 低的特点。

2.3 各类夹层单井识别

在岩心标定的基础上,以Y116井延8段(图 2)为例,从垂向上识别出3类隔夹层,并在其约束下划分出了4期单河道砂体。从图 2可以看出,延8段顶部煤线具有高Rt、高AC、低GR的典型电性特征,可作为大层识别的标志。

下载原图 图 2 演武油田Y116井延8段单井隔夹层测井响应识别 Fig. 2 Logging response identification of single well interlayer of Yan 8 member in Y116 well area in Yanwu Oilfield

将延81和延82小层划分出4期单砂层。第1期为广泛分布的泛滥平原细粒沉积段,多数井在该段单河道砂体不甚发育。第2,3期均为主力单砂层,发育辫状河三角洲平原分流河道砂体,2期砂体之间被泥质隔层隔开(图 2),泥岩中可见植物碎屑。第3期单河道砂体中可见物性夹层发育,受泥质含量影响GR曲线有小幅回返,ACDEN值介于另2类夹层之间;受物性夹层影响,岩心上部粒度相对较细,出现差异性含油;该段底部见一薄层钙质夹层,电测曲线呈低AC、高Rt的特点,岩心中钙质胶结发育,引发含油非均质性。第4期单河道砂体被泥质夹层间隔为2个小型增生体,夹层厚度较薄,泥岩中可见植物碎屑发育,还可见静水沉积构造发育,电测曲线表现为高AC、低Rt的特征。

2.4 各类型夹层岩-电特征识别

由于各类夹层的岩-电响应特征各异,因此,从7口具明显电测曲线分异特征的取心井岩心入手,以做交会图版的方式对3级构型界面所对应的3类夹层的岩-电特征进行识别(图 3),得出研究区各类夹层测井响应参数(表 2),以便对未取心井隔夹层进行分类识别。

下载原图 图 3 演武油田取心井延8段3类隔夹层测井响应特征识别图版 Fig. 3 Identification chart of logging response characteristics of three types of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
下载CSV 表 2 演武油田延8段3类夹层岩-电特征参数 Table 2 Characteristic parameters of three types of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield

(1)钙质夹层。该类夹层SP值在3类夹层中最小,GR值由于细砂岩或中砂岩中较低的泥质含量在3类夹层中最小,胶结致密使得AC值在3类夹层中最小,取值均小于230μs/m,电阻率值在3类夹层中最大,取值大于42Ω·m,密度值大于物性夹层但与泥质夹层相近,可结合GRACRt曲线特征帮助区分。

(2)泥质夹层。该类夹层SP曲线存在回返,其值在3类夹层中最大,但因SP曲线变化往往不明显,GR曲线应用更多。高泥质含量使其GR值在3类夹层中最高,曲线回返十分明显,尖峰状高AC、低Rt是该类夹层的典型特征,以AC值高于248 μs/m,Rt值低于24.8 Ω·m为划定界限。

(3)物性夹层。该类夹层的界定通过比较粉砂岩、细砂岩、细—中砂岩、中砂岩等4类岩心的岩-电特征以及含油级别显示加以得出,粉砂岩和细砂岩与后两者不同,岩心观察含油显示为不含油。在单井柱状图上易于识别,SP曲线变化较细微,GR曲线有一定程度小幅回返,与泥质含量有关,表现为GR值大于68 API,AC值在3类夹层中居中,明显高于钙质夹层,但不超过270 μs/m,Rt值高于泥质夹层低于钙质夹层,DEN值较低,以2.4 Ω·m为上限。

2.5 单河道砂体内夹层参数统计

夹层参数统计(表 3)表明,第1期和第4期河道的夹层厚度、频率和密度相对较小,而第2期和第3期河道夹层厚度、频率和密度相对较大,反映出夹层发育与砂厚条件存在一定正相关性。从3类夹层对比来看,泥质夹层和物性夹层发育较钙质夹层更具优势,渗流屏障作用相对显著,但在不同期次河道中,两者发育交替占据优势,与砂体发育程度有关。

下载CSV 表 3 演武油田延8段4期单河道砂体中3类夹层参数统计 Table 3 Parameters of three types of interlayer of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
3 隔夹层横纵向分布规律及特征

对各井采用电测响应识别标准划分隔夹层后,通过绘制剖面图和平面图对隔夹层的纵横向分布规律及特征进行研究。

3.1 隔夹层纵向分布规律及特征

以Z193-57井—Z203-57井连井剖面(图 4)为例,在构型界面约束下识别出4期单河道砂体。第1期顶部的煤层发育稳定,低GR、高AC和高Rt特征明显。4期单河道砂体中,第2期和第3期河道砂体相对发育,受隔夹层发育影响,表现出多种纵向叠置关系和横向接触关系;第1期河道发育局限;第4期河道砂体受多处隔夹层约束,发育较差。多处可见单河道砂体间隔夹层和单河道砂体层内各类夹层发育,如Z193-57井1 898 m处发育物性夹层,1 908 m处发育隔层,并延续至Z194-57井;Z195-57井可见物性夹层,Z196-57井1 962 m处发育隔层,将上下砂体约束成分离型叠置关系。Z199- 57井下部1 922 m出见泥质夹层,Z202-57井上下发育物性夹层和钙质夹层,钙质夹层延伸发育至Z203-57井处。

下载原图 图 4 演武油田Z193-57井—Z203-57井连井剖面夹层分布 Fig. 4 Interlayer distribution of well Z193-57 to Z203-57 cross section in Yanwu Oilfield

以Z193-57—Z203-57井连井剖面为例,整体来看,主要发育泥质隔夹层,局部发育物性夹层和少量钙质夹层,隔层厚度相对较大,而夹层厚度较小,井间可见一定程度延续。在剖面可见的砂体垂向关系中,隔夹层使得上下期砂体失去叠置关系,垂向不连通而呈分离式。隔夹层延伸末端至终结处,紧邻的上下2期砂体呈垂向轻微点接触的表现为叠加式,无隔夹层限制的上下2期叠置砂体受叠置程度影响表现为垂向上的切叠式和替代式,其中切叠式表现为上下2期河道砂体具有一定叠置关系但各自保存仍较为完好,而替代式则表现为上下2期河道砂体的叠置程度很高,几乎为上期河道将下期河道“吞没”状态,垂向上几乎看不到下期河道,因河道迁移交织或者新老交替形成。

3.2 隔夹层横向分布规律及特征

以顺物源和横切物源方向纵向连井剖面为依据,在识别隔夹层后划分出了4期单河道砂体和多个次级增生体单元,进而基于以往对露头剖面研究形成的河道砂体宽厚比经验公式[17],刻画了横向砂体形态和连续性,形成了泛滥平原接触、替代式、侧切式和对接式的平面接触关系,进而将分流河道平面展布形态描绘出来,绘制成各期次河道的平面展布图。平面接触关系即砂体横向接触连续性的体现,泛滥平原接触呈两分流河道各自孤立,间隔泛滥平原沉积;替代式和侧切式为两分流河道横向接触程度高、连通性较好的表现,前者表现为一分流河道近乎完全侵占了另一分流河道,“蚕食”后的弱势分流河道近乎废弃,而后者的“蚕食”程度较弱,两分流河道表现出合并态势;对接式则呈现两分流河道点接触的特征,无明显连通性。

继续在连井剖面隔夹层识别基础上标注出3类夹层的平面分布情况,形成4期单河道砂体河道隔夹层平面分布特征(图 5)。第1期单河道砂体河道分布相对局限,在河道切割交汇处和沉积水动力较强部位隔夹层发育显著[图 5(a)];第2期和第3期单河道砂体发育较好,延展宽广,各分流河道均在顺河道沉积的中部交汇,表现为连片状产出。同时,物性夹层和泥质夹层频繁交替出现,物性夹层常发育于主力砂体中部,为各分流河道交错叠置后细粒沉积物揉杂于其中伴随沉积的产物,泥质夹层多见于河道边部或低能沉积环境中,高流态下粉砂质和泥质等细粒物质被大量携带,易于在水动力骤降时形成落淤,于孤立单河道和废弃河道中产出。受成岩作用影响,钙质夹层的产出非均质性明显[图 5(b)(c)];第4期单河道砂体河道的砂体条件相对较差,分布较稀疏[图 5(d)]。可以推断,从第4到第1沉积期,为先水进的正旋回沉积再水退的反旋回沉积过程。

下载原图 图 5 演武油田Y116井区延8段4期单河道砂体隔夹层平面分布 Fig. 5 Plane distribution of interlayer of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 wel area of Yanwu Oilfield

物性夹层多见于河道发育最鼎盛时期、砂体连片分布较好的位置;泥质夹层常见于河道分叉或延伸的边部以及河口卸载等水动力变缓、流速减慢的沉积环境;钙质夹层多见于宽或窄河道的中或边部,受成岩作用成因如钙质胶结控制。此外,砂泥质沉积交替明显,在单一河道边部砂体发育相对较差时,泥质沉积则表现得较为活跃,河道侧翼处靠近河道间的广布泛滥平原亦可见泥质夹层发育,而物性夹层多分布于流速交替变换显著的位置。研究区经历了先进积后退积的沉积演化阶段,在沉积物进积过程中,物性夹层随水动力增强或高能急流产生,而泥质夹层在流速骤降或低能等弱水动力环境产生,且二者的产出与河道和泛滥平原相对位置关系密切,而钙质夹层分布受沉积演化影响较小。

隔夹层发育与整体河道发育程度相关,河道越发育,各类夹层的发育也越活跃,而河道相对单一时,砂体发育较差,隔夹层发育也相对较少。

3.3 隔夹层分布规模及产状

统计隔夹层分布规模和产状参数,并结合野外露头,对隔夹层有效厚度下限进行探讨(表 4)。

下载CSV 表 4 演武油田延8段隔夹层分布规模及产状参数 Table 4 Distribution scale and occurrence parameters of interlayer of Yan 8 member in Yanwu Oilfield

对隔夹层几何形态和横向规模统计得到,泥质夹层呈前积高倾角形态,其余各类呈近平行低倾角形态,规模与厚度具有相关性,泥质隔层纵横向分布规模较大,3类夹层横向分布规模则较小,其中泥质夹层相对规模较大。从油水控制作用来看,泥质隔层表现为强,钙质和泥质夹层表现为中等,物性夹层则表现为较弱。基于油水控制作用制定出各类夹层的有效厚度占比。

3.4 隔夹层发育主控因素分析 3.4.1 沉积相

沉积相是不同级次构型界面的首要控制因素,研究区以标志性的辫状河三角洲平原亚相为主导,以分流河道的砂质沉积和泛滥平原的泥质沉积为主。在该沉积背景下,辫状河道顺西南物源影响频繁切割、交汇、叠置纵横,隔夹层在相控变换当中随水流变迁而形成。

3.4.2 沉积和成岩作用

沉积作用控制了分流河道与泛滥平原沉积的交替出现,结合水动力条件变更,使得砂泥间互沉积,主要约束了泥质和物性夹层的产出。成岩作用主要影响钙质夹层的产生条件,钙质夹层受沉积时期黏土矿物形成的酸碱环境影响,频繁发生成岩作用如胶结、溶蚀、交代等。在钙质胶结作用下岩石进一步致密化,孔、渗值减小,引发含油非均质。

3.4.3 单河道砂体空间样式

单河道砂体及次级单元的空间样式复杂,包括平面接触关系和垂向叠置关系,单河道砂体平面上呈现孤立、侧切、对接、替代和泛滥平原接触的平面接触关系,同时,垂向上呈现替代、叠加、切叠和分离的垂向叠置关系[37-39]。空间样式约束使得多种构型界面样式形成,隔夹层时空层次性更为复杂,进而影响了多级次单元构型模式。

4 隔夹层约束下的单河道砂体构型

隔夹层研究使得不同级次构型界面得以搭建,从而划分出各级次构型单元,共同组成构型单元分布模式,为单河道砂体构型研究打下基础。

4.1 垂向叠置关系分布规律

分析4期单河道砂体河道垂向叠置关系(图 6),第1,2期河道垂向上叠置范围相对较小,以大面积分离河道为主,即表现为无叠置关系的单一河道分布。在叠置部分,分流河道构型单元叠置样式多以切叠式为主,叠加式和替代式相对较少[图 6(a)];第2,3期河道垂向上叠置范围增大,但仍以2期河道分离发育为主,随沉积供给量增多,河道频繁交汇叠置产出,形成了大范围连片河道的交汇与分离,在沉积动力强弱交替下形成了复杂的构型单元叠置样式,叠加和替代分布面积有所增加[图 6(b)],这2期处于沉积鼎盛阶段,之后将迎来水进退积的衰退期;第3,4期河道垂向叠置范围较前2期有所减小,仍以分离河道为主,在叠置部分切叠式分布较叠加式和替代式更具优势,分布较为广泛,叠加式和替代式2种接触样式占比较第2,3期增高,推断为到达沉积鼎盛的过渡阶段,水动力逐步增强,河道进积强烈[图 6(c)]。

下载原图 图 6 演武油田Y116井区延8段4期单河道砂体垂向叠置关系 Fig. 6 Vertical superimposed relationship of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 well area of Yanwu Oilfield

在各类叠置关系中,切叠式和替代式均体现为强叠置关系,而叠加式体现为弱叠置关系。切叠式的构型叠置样式多产出于近物源的河道中部及河道交汇处等高能环境中,进积显著;在辫状河道弯度较大的边部和水动力强弱相差较大的河道交汇处,替代式产出明显;在2期河道轻微接触的弱水动力部位以及河道沉积末尾位置,河道从激烈进积回归至平静的单河道走势,由加积向退积转换,低能环境下叠置关系不显著,呈构型单元叠加式产出。4期河道垂向叠加整合形成辫状河三角洲平原复合分流河道[图 6(d)]。

4.2 平面接触关系分布规律

按照平面连通性可将4期单河道砂体划分为接触和非接触两大类,接触类中包含孤立式河道和泛滥平原接触,即砂体间不具备丝毫连通性,该类可依据平面接触程度由强至弱分为替代式、侧切式和对接式,三者均具备不同程度的连通性。图 7显示,4期单一河道均以非接触的孤立式和泛滥平原接触为主,与其相对的3种连通接触的平面接触关系相对较少。第1期河道,孤立式占比与接触式相当,接触类中侧切式占优势,替代式和对接式较少[图 7(a)];第2期河道中孤立式仍较多,但较接触类占比较小,接触类中仍以侧切式为主,替代式和对接式较少[图 7(b)];第3期接触类范围进一步扩大,接触类中侧切式占绝对优势,替代式和对接式分布较第2期更为局限[图 7(c)];第4期河道非接触类依然占优势,受弱河道改造能量影响,接触类总体较弱,侧切式、替代式和对接式呈近乎同等占比[图 7(d)]。总体上,非接触类较接触类难以形成流动单元,接触类中三者的流动单元属性也不尽相同。

下载原图 图 7 演武油田Y116井区延8段4期单河道砂体侧向接触关系 Fig. 7 Lateral contact relationship of four stages of single channel sand bodies of Yan 8 member in Y116 well area of Yanwu Oilfield

整体来说,各平面接触关系受控于水流的高能和低能环境变化,呈现不同程度的分布占比。接触类中侧切式是最显著的平面接触关系,是分流河道交汇接触的主要形式,在主力河道中部以及近物源处,侧切式分布较多。在复合分流河道边部和水动力频繁交汇、砂体叠置产出较复杂、河道迁移相对明显等部位,由于水流呈高能流态,替代式将占主导。在非接触类中,由于泛滥平原微相大范围发育,泛滥平原接触在几类接触关系中占绝对优势,孤立河道为不参与河道迁移状态下的非接触关系。

4.3 构型单元划分及特征

在叠置关系基础上,5级复合分流河道构型单元进一步细分为4级的独立型分流河道构型单元和分离型细粒构型单元,以及3级的接触型增生体构型单元(图 8)。

下载原图 图 8 演武油田延8段单河道砂体构型单元划分 Fig. 8 Architecture characterization unit division of single channel sand bodies of Yan 8 member in Yanwu Oilfield

独立型分流河道构型单元为4级构型单元中构型样式较为简单的一种,即单一河道砂体在垂向和纵向上均不与其他单河道砂体相关联,形式独立,多以弱水动力的边部分流河道为代表,岩性以细到中砂岩为主,局部为粉砂岩,电性特征表现为SP曲线为相对低幅的钟形或箱形。

分离型细粒构型单元由河道砂体之外的大面积泛滥平原沉积构成,包括沼泽、天然堤、决口扇等,本次研究以单河道砂体构型为主,故该处不予细分。分离型细粒沉积单元存在于河道间或河道外,以泥岩、泥质粉砂岩以及粉砂质泥岩为主,局部为粉砂质,是砂泥交互中的细粒沉积部分,电测曲线呈低SP、高GR特征,齿化明显。

接触型增生体构型单元为隔夹层约束下的增生体在横向和垂向叠置下复合形成,形式多样,是3级构型单元增生体结合形成的复合分流河道的细化。以砂质沉积为主,岩性为中砂岩、细砂岩,局部为粗砂岩,电测曲线呈钟形和箱形的复合形,具高SP、低GR特征。

4.4 各级次界面控制下的构型分布模式

在单河道砂体构型单元空间组合叠加之后,形成了辫状河三角洲平原构型分布模式(图 9)。顺物源方向的完整辫状河三角洲平原分流河道在单河道砂体间隔层约束下分为4期单河道砂体,每期河道均以独立型分流河道构型单元和接触型增生体构型单元组成砂质沉积部分,以分离型细粒沉积单元来刻画泥质沉积部分。各期次河道的单河道砂体在纵横向多种接触和叠置样式下共同形成了能够表征整条复合河道砂体的更高级次构型单元。同时,上覆河道和下伏河道(图 9顶面阴影)的空间关系也得以形象地刻画,具有“接触广泛、叠置错综”的特点,勾勒了广布连片的辫状河三角洲平原复合分流河道砂体展布特征,描绘了“泛连通”的特性。

下载原图 图 9 演武油田延8段辫状河三角洲平原构型分布模式 Fig. 9 Architecture characterization distribution pattern of braided river delta plain of Yan 8 member in Yanwu Oilfield
5 结论

(1)研究了以4级和3级构型界面为主的隔夹层,识别出了钙质、泥质和物性3类夹层,并划定了各类夹层的岩-电特征参数,形成了研究区隔夹层划分识别标准。

(2)研究了隔夹层纵横向分布规律、几何形态和产状规模。以泥质夹层和物性夹层发育为主,伴随少量不规律发育的钙质夹层。其中物性夹层多产出于河道迁移叠置部位,泥质夹层常见于水道边和水动力低能位置,钙质夹层则受成岩作用影响表现出较强的随机性分布。

(3)在隔夹层约束下对单河道砂体构型单元的纵向叠置关系和横向接触关系的分析表明,垂向上以分离式河道和切叠式为主,横向上,非接触类以泛滥平原接触为主,接触类则以侧切式为主,且各类纵横向关系明显受水动力变化影响,呈规律性的各异位置产出。

(4)厘定出独立型分流河道单元、分离型细粒沉积单元和接触型增生体构型单元等3类不同级次的单河道砂体构型单元,构建了各级次构型界面约束下的辫状河三角洲平原构型分布模式,该分布模式具有“接触广泛、叠置错综”的特点,为该类单河道砂体构型研究提供了借鉴。

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