渤海灣H油田沙二段水下分流河道儲層隔夾層研究

李換浦 劉汝敏 王震

(中海油田服務股份有限公司油田生產研究院，河北廊坊 065201)

隔夾層把厚油層分隔成多個連通或不連通的流動單元，從不同程度上控制著油水運動。其阻礙作用嚴重影響著油田的采收率［1］，油田開發實踐證實高含水開發期仍存在可觀的由于隔夾層分割而形成的剩余油相對富集區［2］，因此隔夾層描述與預測已成為高含水油田剩余油研究的重要技術手段之一［3］。隔夾層的發育及分布也成為判斷不同期次河道的重要依據。前人通過儲層構型研究對曲流河、辮狀河儲層內隔夾層空間展布與剩余油關系進行了大量研究［4－8］，對于辮狀河三角洲前緣，由于受河流、湖泊雙重作用，水下分流河道砂體內部構型較曲流河、辮狀河砂體更為復雜［9］，相關研究較少。以H油田沙河街組沙二段主力Es21～Es23砂體為例，通過隔夾層識別、層次結構及成因、剖面平面展布等方面，對隔夾層進行了系統研究，為油藏地質精細模型的建立提供了有利的證據。

H油田位于渤海灣盆地，其主力油層沙河街組沙二段油層埋深3200～3300 m，為辮狀河三角洲前緣沉積，沉積微相主要為水下分流河道、分流間灣。儲層物性較差，巖心分析孔隙度(地下條件)主要分布在11% ～22%之間，滲透率主要分布在(1～20)×10－3μm2之間，屬于中孔、低滲儲層。如何評價儲層非均質性、研究剩余油分布是該油田開發研究的一個難題。

1 隔夾層層次結構特征及成因

A.D.Miall利用構型要素分析法將河流相沉積界面劃分為6級［10］，本次參照Miall儲層構型要素分析法，將水下分流河道劃分為6個層次，不同級別隔夾層與劃分的不同級別沉積界面所對應。其中6級界面為一組大型水下河道或古河谷的底面，在油田全區分布，在地震上有明顯的反射面，該界面對應于沙二段底部的大套泥巖，為海侵時期洪泛面，主要為湖泊或前三角洲泥巖沉積，對應的為砂層組之間的隔層。5級界面為水下河道充填復合體的大型砂體界面，對應于沙二段各小層之間的泥巖沉積，主要為分流間灣或河漫灘泥巖，全區分布較為穩定，局部由于后期分流河道的下切使其變薄，對應于小層間的隔層。4級界面為單一水下分流河道界面，主要是由于水下河道搬運碎屑物質能力下降，形成位于水下分流河道正韻律頂部泥質披覆層，基本平行于砂體頂面，對應于沙二段各小層內部單一河道砂體之間的泥質沉積，分布較為局限，對應于單砂體之間的夾層。3級界面為加積體內次級增生體間的沉積界面，為單一河道砂體內部薄泥質夾層，零星分布，對應于單砂層內部夾層。2級、1級界面則分別為紋層組間、紋層間的沉積界面。本文根據隔夾層的定義及其成因特征，重點研究了小層間的隔層、單一河道砂體之間夾層及單一河道內部夾層的特征。

2 隔夾層劃分標準

2.1 隔夾層物性標準

隔夾層的物性數值標準在各油田并不統一。國內外學者提出了滲透率是儲層和致密層分類的重要依據。其中中原油田將滲透率在(0.1 ～1)×10－3μm2，(0.02 ～0.1) × 10－3μm2，＜ 0.02 ×10－3μm2的巖層分別定位成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類致密巖層，1998年加拿大殼牌公司將滲透率小于1×10－3μm2的巖層定為致密巖層。

H油田取心井巖心描述資料表明:沙二段巖性為含礫砂巖、粗砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖。依據隔夾層定義，泥巖、粉砂質泥巖、鈣質砂巖及部分泥質粉砂巖、粉砂巖都可以作為隔夾層，本區取心及電測解釋，并未發現鈣質隔夾層。從H油田取心井的不同巖性孔隙度與滲透率關系圖(圖1)中可以看出，粉砂質泥巖以及泥巖這些非滲透性巖層大多分布在滲透率＜1×10－3μm2、孔隙度＜10%的區域。測試資料顯示，一般含油層及干層孔隙度≥11%，泥質含量≤30%(圖2)。由此得到H油田沙二段隔夾層的物性判別標準:滲透率 ＜1×10－3μm2，孔隙度 ＜10%。

圖1 H油田取心井不同巖性孔隙度與滲透率關系

2.2 隔夾層電性特征

由于該區取心資料有限，本次研究主要利用GR、SP、DT、LLS、LLD 等測井曲線進一步識別各類隔夾層，H－03井隔夾層劃分結果見圖3。泥質隔夾層在測井曲線上主要為泥巖特征，深淺側向電阻值下降且差異減小，自然低位靠近基線，自然伽瑪成高值，一般大于90API聲波時差和密度成高值，聲波DT曲線大于262 μs/m。

圖2 H油田測試段孔隙度、泥質含量關系

物性隔夾層在測井曲線上主要表現為自然電位微弱異常，自然伽瑪成鋸齒狀，深側向電阻率降低，聲波時差減小(小于262 μs/m)，密度曲線無明顯變化。

圖3 H－03井隔夾層劃分結果

3 隔夾層展布特征

3.1 隔層展布特征

H油田沙二段隔層發育穩定，主力產油層Es21～Es23小層上下都分別存在一套穩定發育的小層間隔層，對應于前文所述的5級沉積界面，為復合砂體間分流間灣的細粒沉積，類型以泥質隔夾層為主，鉆遇率較高，厚度較大，大多在3 m以上，局部由于后期河道切割變薄，可以進行全區追蹤。此類隔層對油水分布和流動具有明顯的控制作用，其上下儲層的油水滲流規律有明顯的不同。以Es21～Es22隔層為例，平均厚度為4.7 m，孔隙度為5.8%，滲透率為0.35×10－3μm2(見圖4和表1)，物性較差，封堵能力較強，且在辮狀河水下河道邊緣，砂體減薄，隔層厚度增大。

圖4 H油田隔夾層剖面展布圖

表1 H油田沙二段隔層特征分析

3.2 夾層展布特征

H油田沙二段Es21～Es23單砂體之間及單砂體內部夾層發育程度較高，由于這2類夾層不易區分，本次一并進行研究。通過統計已鉆井各小層內部的夾層特征可知(見表2)，夾層厚度集中在0.2～1.9 m，平均為 1.0 m 左右，夾層頻率在0.09～0.57個/m，平均為 0.32個/m，夾層密度在 0.06 ～0.62 之間，平均為 0.30 左右，其夾層類型為泥質及物性夾層，主要是由于該時期水下分流河道搬運碎屑物質能力下降，形成泥質披覆層，一般位于水下分流河道正韻律頂部或塊狀韻律頂部，基本平行于砂體頂面。與該區沉積微相對比發現，辮狀河三角洲前緣水下分流河道夾層主要發育在水下分流河道分叉處以及河道邊緣，單一水下分流河道或河道主流線部位的夾層發育較少或不發育，這是由于水下分流河道分叉處區域砂體厚度較大，水動力條件及沉積結構組合類型較為復雜［12］，泥質沉積在該區域堆積較多，夾層發育程度較高，水下分流河道邊緣部位由于水動力條件減弱，導致泥質成分增多，夾層也相對發育，而河道主流線部位水動力相對簡單，從而造成泥質沉積較少，夾層發育程度較低，從H油田沙二段不同河道部位夾層特征分析(見表3)可以看出，河道邊緣靠近分流間灣區域和河道分叉口區域非均質程度明顯高于河道中心區域，其中河道分叉口區域夾層頻率最高，導致了剩余油的富集［12］。

表2 H油田沙二段夾層特征分析

表3 H油田沙二段不同河道部位夾層特征分析

4 結論

(1)利用層次界面和結構要素分析方法劃分了水下分流河道的6級構型界面，并將本區隔夾層劃分為砂層組隔層、小層間隔層、單一河道之間夾層及單一河道內部夾層4類，分別與水下分流河道 6、5、4、3 級沉積界面對應。

(2)根據研究區巖心分析資料、測井曲線、測試資料等，可以建立H油田隔夾層的物性及電性劃分標準。

(3)研究表明，隔層厚度從水下河道邊緣到中心依次減薄，夾層在水下分流河道分叉口部位及河道邊緣部位夾層發育程度較高，河道主流線部位夾層發育程度較低，進而影響了剩余油的分布。

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