扇三角洲單期扇體解剖方法及組合樣式
——以貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層為例

肖大坤，林承焰，馬立民，任麗華

(1.中海油研究總院有限責任公司，北京 100028； 2.中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院，山東 青島 266580； 3.中國石油冀東油田公司勘探開發研究院，河北 唐山 063004)

0 引 言

盡管扇三角洲儲層構型目前尚無統一的分級體系[1-2]，但在河流相儲層構型成熟分級體系的經驗基礎上，多數學者對于扇三角洲儲層構型已形成了統一的級次認識[3-9]，包括多期朵葉復合體(六級)、單期扇體(五級)、單一分流水道或單一河口壩(四級)、分流水道內部增生體(三級)、交錯紋層組(二級)、紋層組(一級)等不同級次。在具體表征方面，目前研究多集中于扇三角洲前緣亞相的各級構型單元(如單一分流水道或單一河口壩以及分流水道內部增生體屬于四級至三級構型表征)，而對于尺度規模較大的五級構型單元(即單期扇體)的構型表征研究較少。

基于前人研究成果，結合油田開發實踐經歷，相比于三級、四級構型，扇三角洲儲層五級構型表征雖然尺度較大，但難度更大，也更為重要。單期扇體是在扇三角洲、沖積扇或近岸水下扇等沉積體系發育過程中，在事件性主控因素作用下形成的單一沉積時間單元。五級構型(即單期扇體)的發育既受控于湖平面變化、構造活動或沉積物供給量變化等異旋回沉積[10]，也受沉積環境、微地形等自旋回沉積控制因素影響[11]，形成多種不同組合樣式[12-16]。與之相比，六級以上的扇三角洲儲層構型單元主要受控于異旋回沉積，構型表征主要在于實現縱向上的多期次細分；而四級以下的構型單元則更多地受控于自旋回沉積，構型表征則主要體現在平面上實現各構型單元的劃分。由此可見，扇三角洲五級構型(即單期扇體)作為縱向細分的最小單元，是整個構型體系研究中最關鍵的單元，五級構型的表征精度不夠必然導致后續級次研究出現混亂。因此，研究單期扇體的解剖方法，明確單期扇體的展布規律和組合樣式，對于提高扇三角洲儲層構型表征質量具有重要意義。本文以陸上典型的扇三角洲油田——貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層為例，闡述了扇三角洲單期扇體解剖方法及可能存在的組合樣式。

1 研究區概況

蘇德爾特油田位于內蒙古自治區呼倫貝爾市新巴爾虎右旗貝爾蘇木境內，構造位置位于海拉爾盆地西南側二級構造貝爾凹陷[17-19](圖1)。貝爾凹陷由兩隆、三凹、一斜坡組成，蘇德爾特油田位于貝爾凹陷中部的蘇德爾特斷裂構造帶，構造帶內受雁列狀斷裂系統控制，被分割為斷塊、斷鼻、斷背斜等若干構造單元，主力斷塊為貝28、貝14和貝16斷塊[20-21]。

白堊系興安嶺油層是蘇德爾特油田的重要含油層位之一(表1)，由銅缽廟組和南屯組一段(簡稱“南一段”)組成。在白堊紀多期次構造運動的疊合影響下，蘇德爾特地區古地形高差起伏劇烈，受局部古隆起物源供給控制，形成多物源、短流程、快速堆積的扇三角洲沉積體系。南一段Ⅰ、Ⅱ油組是興安嶺油層的主力油組[22]，受扇三角洲儲層非均質性影響，油田目前開發面臨的平面矛盾嚴重。本文以這兩個油組的重點小層單元為例，闡述扇三角洲單期扇體構型的解剖方法及成果認識。

2 研究資料與分析方法

貝爾凹陷蘇德爾特油田主力含油斷塊已進入整體開發階段，基礎資料豐富，包括開發井近500余口，平均井距約200 m。三維地震資料垂向分辨率約40 m。由于研究區井網密度大且地震資料分辨率相對較低，針對興安嶺油層扇三角洲儲層，本次采用以井為主、井震結合的研究方法，以儲層精細劃分對比技術為核心，通過沉積模式約束，細化剖析巨厚儲層，完成單期扇體刻畫。

針對單期扇體開展精細識別與劃分，需要在點、線、面3個層次上開展，彼此交互驗證。首先，開展單期扇體的縱向細分。在巖電標定的基礎上，借助時頻分析手段[23-27]，開展單井高分辨率層序構型[28-29]分析，厘定單期扇體與基準面旋回變化的對應關系，從而將單期扇體的劃分與層序構型單元聯系起來，實現復合扇體的縱向期次細分。其次，連井對比識別單期扇體主體位置。在單期扇體所對應的層序構型格架約束下，通過分析更小尺度的沉積旋回變化，劃分出扇體的主體部位與側緣部位，從而在單期次復合扇體內初步劃分各單期扇體的范圍。最后，井震結合刻畫扇體邊界。在單期次復合扇體的層序格架約束下，制作敏感地震屬性切片[30-32]，識別各單期扇體的邊界，完成精細刻畫。

圖1 貝爾凹陷蘇德爾特油田地質簡圖及構造單元分布Fig.1 Geological Skecth Map and Structural Unit Distribution in Sude’erte Oilfield of Bei’er Depression

3 構型解剖

以貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層南一段Ⅰ、Ⅱ油組為例，融合巖、電、震等多尺度信息，綜合運用時頻分析、地震屬性等技術手段，闡述單期扇體的方法運用和解剖過程，落實單期扇體的空間展布。

3.1 單期扇體的縱向細分

基準面旋回變化包括升降類型組合及升降速率，不同的升降類型組合控制單期扇體的縱向演化[33-35]。通過巖芯標定，劃分不同級次的基準面旋回，識別單期扇體的巖性序列變化及電測響應，可構建單期扇體縱向尺度與基準面旋回之間的對應關系。

貝爾凹陷蘇德爾特地區興安嶺油層典型井南一段Ⅰ、Ⅱ油組層序地層特征顯示(圖2)，Ⅰ、Ⅱ油組地層分別為完整的中期基準面旋回。在中期基準面旋回劃分基礎上，借助巖芯、電測響應特征，進一步劃分短期及超短期基準面旋回。井旁地震道數據的時頻分析結果[23-27]顯示：基準面下降半旋回階段早期，巖性序列以砂泥巖薄互層特征為主，時頻分析剖面出現高頻響應；在基準面旋回轉換階段，扇體規模最大且內部夾層發育較少，時頻分析剖面以低頻響應為主；整體基準面呈現早期緩慢下降、后期快速上升的特征，油組內沉積儲層由扇三角洲多期扇體復合而成，與扇三角洲儲層六級構型相對應。

典型井巖芯特征描述記錄(圖2)顯示，完整的單期扇體巖性序列表現為不同類型沉積韻律特征。一種為向上變細的韻律變化，如Ⅱ油組11小層，與短期基準面早期快速下降、后期緩慢抬升的過程相對應；另一種為向上變粗的韻律變化，如Ⅰ油組8、9小層，與短期基準面先緩慢下降、后快速抬升的過程相對應。兩種類型扇體頂、底均發育明顯的巖性突變界面，內部由于分流水道多期疊置，還可出現次級韻律變化。由于沉積微相的平面差異，單期扇體邊緣以水道末端沉積或河口壩沉積為主，沉積旋回多以反旋回為主，而單期扇體主體以分流水道為主，基準面旋回變化將直接影響單期扇體主體分流水道規模和巖性序列，正旋回或反旋回均可能發育。綜上所述，短期基準面旋回與單期扇體縱向尺度相當。

3.2 連井對比識別單期扇體

貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層扇三角洲多期扇體疊置程度高，形成巨厚的沉積儲層，針對單期扇體開展鄰井對比識別的關鍵在于厘定沉積旋回的橫向變化趨勢。具體地說，在高分辨率層序構型[28-29]基礎上，將屬于同一短期基準面旋回變化階段內的多套儲層作為整體研究，適當忽略內部夾層，根據測井相的井間變化判斷沉積旋回的橫向變化，進而識別單期扇體的主體及邊緣位置。

連井單期扇體對比(圖3)結果顯示：蘇德爾特油田興安嶺油層扇三角洲單期扇體主體部位儲層厚度大(最厚可達20 m)，內部夾層較不發育，多為復合沉積旋回或反旋回組合；扇體邊緣部位以砂泥巖薄互層為主，沉積旋回多為單一反旋回或正旋回。扇體內部的沉積旋回變化主要有兩種形式：一種為自扇體主體向扇體邊緣，沉積旋回由以多期河口壩疊合而成的反旋回組合逐漸過渡為單一反旋回，下伏早期扇體基本未遭受侵蝕，單期扇體發育較為完整；另一種為自扇體主體向扇體邊緣，沉積旋回由多期分流河道為主的復合旋回過渡為以河口壩為主的單一反旋回，局部對下伏早期扇體沖刷侵蝕，形成疊置扇體，上覆扇體一般發育較為完整，下伏扇體發育不完整。此外，受沉積微相差異影響，單一完整扇體的主體和邊緣部位也具有不同測井特征。扇體主體部位主水道或多期水道疊置發育區多以高幅鐘形或箱形為主，夾層發育差，水道側緣一般為漏斗狀復合指形，內部夾層較為發育。扇體邊緣部位受末端水道影響，多以低幅鐘形為主，而末端朵葉體則多呈低幅漏斗形特征。

3.3 井震結合刻畫扇體邊界

貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層南一段地震資料縱向分辨率較低，根據地震沉積學原理[30-32]，可利用地震信息的橫向分辨率優勢，在單期扇體連井對比基礎上，通過地震屬性分析進一步刻畫復合扇體及單期扇體的邊界。

圖2 興安嶺油層德118-190井扇三角洲高分辨率層序地層柱狀圖Fig.2 High-resolution Sequence Stratigraphic Column of Fan Delta from Well D118-190 in Xing’anling Reservoir

Vsp為自然電位，單位為mV；RT為4 m底部梯度電阻率，單位為Ω·m圖3 興安嶺油層扇三角洲連井單期扇體對比Fig.3 Single Fan Bodies Correlation of Fan Delta Connection Wells in Xing’anling Reservoir

針對興安嶺油層貝14斷塊南一段Ⅰ油組8小層進行地震屬性敏感性分析，選擇振幅屬性作為描述扇體展布的敏感屬性[圖4(a)]。斷塊內部地震屬性及扇體展布特征主要有：①均方根振幅平面屬性響應條帶具有明顯的裙帶狀反射外形，靠近扇體根部的地震屬性呈現異常強反射特征，向扇體邊緣逐漸減弱，扇體不發育區儲層厚度薄[圖4(b)]，地震屬性響應最弱，因此，地震屬性強度變化的位置能夠清楚地指示復合扇體外邊界；②復合扇體內部地震屬性響應呈現較強的非均質性特征，強振幅區域內存在一定的弱反射條帶，井震結合表明這些條帶是儲層厚度較薄導致的，因此，條帶的分布可指示復合扇體內部各單期扇體的邊界；③井震信息綜合顯示，貝14斷塊受來自南部的物源影響，自南向北發育扇三角洲沉積，其扇體推進范圍較為局限但側向遷移展布范圍較大。Ⅰ油層8小層平面上共發育4、5期單期扇體[圖4(c)]，各單期扇體的展布形態及發育規模存在差異，橫向范圍為500～1 000 m。

4 組合樣式

通過貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層南一段 Ⅰ、

Ⅱ 油組扇體解剖，綜合分析各單期扇體之間的空間接觸關系。結果表明，該地區扇三角洲單期扇體沉積具有孤立扇型、疊置扇型、接觸扇型3種組合樣式(表2)。

表2興安嶺油層扇三角洲單期扇體組合樣式
Tab.2SingleFanBodyAssemblePatternsofFanDeltainXing’anlingReservoir

圖4 貝14斷塊Ⅰ油組8小層均方根振幅屬性、砂巖厚度、沉積微相分布Fig.4 Distributions of Root Mean Square Amplitude Attribute, Sand Thickness and Sedimentary Subfacies of Ⅰ-8 Oil Layer in B14 Fault Block

4.1 孤立扇型

基于單期扇體的解剖結果，結合王鑫的研究[36]，認為興安嶺油層扇三角洲孤立扇型組合主要形成于南一段沉積的大規模湖泛階段，是陸源供給型水動力事件突破湖盆改造型水動力影響的結果，是在湖盆邊緣斜坡或湖盆深處形成的扇體組合樣式。由于處在大規模湖泛期的高水位條件下，扇體規模比較局限，多呈孤立狀展布，側向疊置極少，而且不同供給水道形成的扇體規模也有明顯差異，根據這種差異將孤立扇型組合進一步分為同供給水道型孤立扇和異供給水道型孤立扇兩種組合樣式。

同供給水道型孤立扇組合中扇體沉積物是由同一主供給水道提供物源。主供給水道入湖后產生多條分支水道，分支水道各自向湖盆推進分別形成獨立的扇體。因此，各扇體具有相似的形態特征、規模及垂向巖性序列，并且扇體之間具有明顯的過渡區。在向源方向，各扇體會發生不同程度的疊置，具有較為統一的標志層體系；但在向湖方向，扇體逐漸孤立，各自形成相對獨立的標志層體系。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅰ油層3～5小層、Ⅱ油層21～23小層)開展儲層精細對比時，應遵循“頂面等時、近源疊置、遠源孤立”的原則(圖5)。

γGR為自然伽馬，單位為API；RT單位為Ω·m圖5 同供給水道型孤立扇組合實例剖面Fig.5 Sections of Isolated Fans Assemble Pattern with Same Supply Channels

γGR單位為API；RT單位為Ω·m圖6 異供給水道型孤立扇組合實例剖面Fig.6 Sections of Isolated Fans Assemble Pattern with Different Supply Channels

異供給水道型孤立扇組合中扇體沉積物是由不同主供給水道提供物源，各供給水道向湖盆推進分別形成各自扇體。由于供給能力的差異，各供給水道形成的扇體在形態特征及規模上一般存在顯著區別，扇體之間缺乏明顯的過渡區，但是垂向巖性序列較為相近。由于各單期扇體是不同主供給水道提供物源，所以在向源方向扇體間不會出現強烈疊置現象，向湖方向各扇體更為孤立且具有獨立的標志層體系。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅰ油組1、2小層和Ⅱ油組24～26小層)開展儲層精細對比時，應遵循“頂面等時、側向漸變、近遠源皆孤立”的原則(圖6)。

4.2 疊置扇型

興安嶺油層扇三角洲疊置扇型組合主要形成于湖泛結束之后，湖泊水動力趨于平穩或湖面下降時期，是在陸源供給型水動力相對于湖盆改造型水動力持續性占優勢的情況下，扇體持續向湖盆邊緣斜坡推進。由于沉積過程中僅發生短期小規模間歇性湖泛，連續性沉積形成了規模較大的扇體，橫向展布范圍廣，扇體之間極少呈孤立狀展布，縱向疊置現象普遍。但是，在間歇性湖泛作用影響下，扇體供給水道的供給能力或路徑軌跡有時會發生改變形成新扇體，根據這種變化將疊置扇型組合進一步分為垂向疊置扇組合及側向疊置扇組合。

垂向疊置扇組合中各單期扇體是由同一主供給水道提供物源，且主供給水道的平面位置基本保持不變。間歇性短期湖泛之后，主供給水道的供給能力發生改變但供給路徑基本保持不變，導致在早期扇體之上形成新扇體。由于供給路徑沉積物的供給能力及供給速率變化，新扇體與早期扇體在形態、規模上一般具有明顯區別。扇體間垂向上具有明顯的界限標志，如在扇體主體部位，各扇體間具有明顯的疊置現象，在扇體邊緣部位，各扇體間則分隔開來。各扇體具有獨立的標志層體系，兩期扇體間的短期湖泛泥巖沉積是最重要的等時地層標志，也是劃分扇體期次的重要依據。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅱ油組11～18小層)開展儲層精細對比時，應遵循“核部疊置、外緣分離”的原則(圖7)。

γGR單位為API；RT單位為Ω·m圖7 垂向疊置扇組合實例剖面Fig.7 Sections of Vertically Superimposed Fans Assemble Pattern

γGR單位為API；RT單位為Ω·m圖8 側向疊置扇組合實例剖面Fig.8 Sections of Laterally Superimposed Fans Assemble Pattern

側向疊置扇組合中各單期扇體也由同一主供給水道提供物源，但在間歇性短期湖泛及物源供給能力變化等因素影響下，主供給水道軌跡發生突變式遷移，湖泛結束之后在早期扇體側緣形成新扇體。供給路徑的改變導致新扇體與早期扇體在形態、規模上也具有顯著區別，扇體間垂向上存在明顯的界限標志。由于新扇體多在早期扇體側緣形成，所以早期扇體的側緣部位一般與新扇體的主體部位發生疊置。扇體間呈突變式接觸關系且具有獨立的標志層體系。兩期扇體間的短期湖泛泥巖沉積也是最重要的等時地層標志，是劃分扇體期次的重要依據。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅰ油組8、9小層和Ⅱ油組11～18小層)開展儲層精細對比時，應遵循“突變接觸、緣心疊置”的原則(圖8)。

4.3 接觸扇型

興安嶺油層扇三角洲接觸扇型組合主要是指具有成因聯系的主扇體與扇表面末期發育的次級扇體之間的組合關系。與疊置扇型組合相比，次級扇體最晚形成，規模小但朵葉形態相對完整。通過分析興安嶺油層扇三角洲中主水道與分支水道沉積特征，認為該類扇體是由同一主供給水道下的各分支供給水道形成的。在供給水道供給能力事件性增強或發生短期湖泛情況下，在分支供給水道末端多形成新次級扇體。與主扇體相比，次級扇體規模小，形態及展布特征完全受分支供給水道控制，次級扇體與主扇體之間疊置現象更嚴重。因此，該類扇體組合的識別難度也是最大的，其關鍵在于通過巖相與測井相的對應關系準確識別分支供給水道位置。根據次級扇體與主扇體之間的組合關系，將接觸扇型組合進一步分為主次接觸扇組合及同級接觸扇組合。

主次接觸扇組合是指次級扇體與主扇體之間的接觸組合。盡管次級扇體與主扇體之間疊置現象嚴重，且二者具有較為相似的縱向巖性序列，但是次級扇體具有相對獨立的標志層體系。次級扇體沉積之后最近一次湖泛形成的泥巖沉積是主扇體與次級扇體共同的等時標志。主次扇體之間側向漸變的隔夾層是劃分扇體期次的重要依據。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅰ油組6、7小層和Ⅱ油組11～16小層)開展儲層精細對比時，應遵循“頂面等時、穩定接觸、側向漸變”的原則(圖9)。

γGR單位為API；RT單位為Ω·m圖9 主次接觸扇組合實例剖面Fig.9 Sections of Different-level Contact Fans Assemble Pattern

同級接觸扇組合是指次級扇體之間的接觸組合。次級扇體受各自的分支供給水道影響，形態、規模各異。主扇體沉積之后，最近一次大規模湖泛的泥巖沉積也是各次級扇體共同的等時標志。同一時期形成的同級扇體之間側向一般呈孤立狀分布，偶有疊置，并且具有相對獨立的標志層體系，是劃分次級扇體期次的重要依據。因此，對具有該類扇體組合特征的層位(如Ⅰ油組6、7小層和Ⅱ油組11～16小層)開展儲層精細對比時，應遵循“頂面等時、穩定接觸、側向孤立”的原則(圖10)。

5 結 語

(1)以貝爾凹陷蘇德爾特油田興安嶺油層白堊系南一段Ⅰ、Ⅱ油組典型單元為例，通過單井高分辨率層序構型分析對比，運用時頻分析、地震屬性分析技術以及井震結合，開展扇三角洲復合扇體的精細解剖，可以刻畫單期扇體邊界。

(2)興安嶺油層扇三角洲單期扇體刻畫需要在點、線、面3個層次上開展。首先通過單井高分辨率層序構型分析建立單期扇體與短期基準面旋回層序單元的對應關系；然后在短期基準面旋回的層序格架下識別沉積旋回的橫向變化，完成連井的扇體對比；最后利用敏感地震屬性對單期扇體側向邊界進行識別。

(3)興安嶺油層扇三角洲多期扇體之間具有孤立扇型、疊置扇型、接觸扇型3類組合樣式，可進一步劃分為同供給水道型孤立扇、異供給水型孤立扇、垂向疊置扇、側向疊置扇、主次接觸扇、同級接觸扇型等6種亞類。

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