Question

复合河道砂体内部单一河道识别及剩余油分布——以腰英台油田注CO₂区块储层为例

Answer 1

周银邦 赵淑霞 何应付 廖海婴

（中国石化石油勘探开发研究院采收率所，北京 100083）

摘 要 以腰英台油田qn12砂体主力层为例，在现代沉积和露头的指导下建立了研究区复合河道内部单河道的两种模式，即同层不同期和同层同期。在分流河道砂体规模的指导下，按照4种单河道识别标志（高程差异、河间砂、废弃河道以及河道砂体厚-薄-厚特征）在三维视窗内对连井剖面进行多角度观察和分析，识别单河道边界。通过研究，在研究区qn121小层识别出4条单河道，这对于进一步分析储层内部构型以及注CO₂区块提高采收率具有很大的意义。

关键词 储层构型 单河道 CO₂驱 剩余油

Identification of Single Channel in Compound DistributarySand Body and the Distribution of Remaining Oil——take Yaoyingtai Oil Field CO₂ injection area as an example

ZHOU Yinbang，ZHAO Shuxia，HE Yingfu，LIAO Haiying

（SINOPEC Exploration ＆ Production Research Institute，Beijing 100083，China）

Abstract Taking Yaoyingtai Oil Field qn12 main layer as an example，modern deposition and outcrop are used to establish two model of single channel in study area which contains synchronization but not simultaneous and synchronization and simultaneous in compound sand body.The boundary of single channel are identified by observation and analysis for connecting-well section with multi angle in three-dimensional window under the guidance of the scale in distributary channel which are based on four recognition：elevation difference，interchannel sand，abandoned channel and “thick-thin-thick” features of channel sand.Four single channels are identified in qn121 layer through the research.It has great significance to further analyses the architecture and to enhance the recovery efficiency in CO₂ injection area.

Key words reservoir architecture；single channel；CO₂ injection；remaining oil

由于河流的频繁摆动使砂体的宽度逐步增加，形成了所谓的复合砂体。复合河道砂体是多个成因砂体的复合体，不同单一河道之间由于其连通方式的复杂性及其自身储层性质的差异形成复杂的非均质性^［1，2］。因此，必须从识别单河道砂体入手，逐步解剖复合河道砂体内部的非均质特征，这对于改善油田开发效果具有很大的现实意义。许多学者已对复合河道内部单河道的划分进行了研究^［3～6］，应用各种单河道的识别标志，从平面和剖面上识别单河道，并在不同的研究区块取得了很好的应用效果。但是对于分流河道砂体来说，单河道的定量模式认知尚未成熟，在三维空间内识别单河道的方法仍然应用较少。本文针对腰英台油田腰西区块开发过程中存在的问题，在现代沉积和露头资料的指导下确定单河道的定量模式，利用单河道识别标志系统描述了研究区单河道的分布特征，为进一步构型层次研究奠定了基础。

1 研究区概况

腰英台油田位于吉林省长春市西北约170km、长岭县以北约45km处的前郭县查干花乡腰英台村，构造位置位于松辽盆地中央坳陷南部的长岭凹陷，是一断坳叠置的中生代盆地，腰英台油田位于坳陷层的东部陡坡带。油田主要含油层系为青山口组二段、一段及泉头组四段顶部。其中青山口组一段、二段是主要的目的层段。油藏埋深1640～2400 m，至目前累计探明地质储量3330.59×10⁴t，采收率9.9％。目前开发过程中存在以下问题：储层为特低渗透，非均质性强；河道窄小，连通性差；储层含油性差，油水同层发育；油井自然产能低，压裂后含水高；采油速度低，地层压力下降快，目前压力系数在0.4～0.7MPa/100m，地层供液能力差，单井产能低；油井见效含水上升快，增产有效期短，采收率低。因此，迫切需要采取有效措施提高油田采收率。

CO₂驱油是将CO₂注入油层，利用其与原油混相，在原油中溶解，能够降低原油黏度和界面张力并使原油体积膨胀，产生溶解气驱等等特性，以降低注入压力，有效扩大波及体积，改善原油流动性，降低残余油饱和度，提高原油采收率的技术。该技术作为提高油田采收率的有效措施，目前在国内外已经得到广泛共识，松南气田CO₂含量在22％。根据松南气田开发规划，2010年建成年产3.785×10⁸km³天然气的生产规模，预计处理分离CO₂能力达到0.83×10⁸km³，日产CO₂气25.23×10⁴km³，这部分CO₂仅仅依靠化工、民用处理，无法得到有效解决，而利用CO₂驱油提高油藏采收率，可以实现CO₂的综合利用和埋存相结合，达到双赢的目的，同时通过该油田CO₂驱油试验探索高含水油藏CO₂驱油的可行性，促进防腐防窜等工艺工程技术的发展，为低渗特低渗高含水储层CO₂驱油提高采收率探索经验。

2 复合河道内部单河道定量模式

2.1 单河道的空间组合模式

通过露头、现代沉积以及密井网资料可以总结出两种复合河道内单河道的空间组合模式：(1)同一单层不同时间段内多个单河道叠加（即同层不同期），每条河道内又包含1个或多个点坝（图1A），目前单层是地层对比中最小的对比单元，每个单层内部不同的单河道形成的时间有先后，在此模式中，根据单河道的识别标志，各单河道的顶面层位高程存在差异或各单河道规模不同，因此称为同层不同期单河道；(2)同一单层同一时间段内多个单河道的叠加（即同层同期），每条河道内又包含1个或多个点坝（图1B），在此模式中，单河道之间的高程没有差异，都是同一时间形成的不同位置的单河道，单河道之间存在溢岸砂体、泛滥平原或者是最末一期的废弃河道沉积。

图1 复合河道内部单河道的模式

2.2 单河道的定量规模预测

三角洲平原的分流河道和曲流河相比，虽然存在河流规模、水流强度和相带位置的不同，但是同属于曲流型河流砂体，主要是侧向加积形成的，具有典型的河流相沉积层序，但河流规模、摆动频率、侧积次数相对曲流河要小一些^［7］。研究中采用现代沉积和露头中总结的经验公式对腰西区块qn12砂岩组各单层单河道砂体规模进行了预测，通过保存完整的单一向上变细的旋回厚度经过压实校正后推算单一活动河道的宽度以及单一曲流带砂体的宽度。Leeder^［8］对河流满岸宽度和满岸深度的关系进行了开创性的研究，建立了反映曲流河规模的定量模式。通过研究107个河流实例表明，对于河道弯曲度小于1.7的样本，满岸深度和满岸宽度的关系较差；而对于河道弯曲度大于1.7的样本，两者具有较好的双对数关系：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

式中：w为河流满岸宽度，m；h为河流满岸深度，m。

Lorenz等^［9］通过研究也建立了单一活动河道的宽度和单一曲流带宽度的关系：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

式中：Wm为河道带的幅度；W为河道宽度。

因此对于曲率大于1.7的河道可以通过上述两个公式推算单河道及单一曲流带的规模。在研究区利用Schumm^［10］公式计算其原始活动河道曲率：

油气成藏理论与勘探开发技术：中国石化石油勘探开发研究院2011年博士后学术论坛文集.4

式中：P为曲率；F为宽深比；M为粉砂泥质百分含量。

Schumm公式是根据澳大利亚半干燥—半潮湿地区36条稳定河流得出的，对于腰英台油田的气候条件是适用的。因此根据取心井推算研究区主力层曲率大于1.8，对于上述经验公式是适用的。主力层qn12砂层组沉积单元砂体厚度经过压实校正后平均为5.3m左右。因此在复合河道认知的基础上，根据Leeder^［8］以及Lorenz等^［9］的经验公式，结合密井网连井剖面分析统计，确定单一活动河道的宽度为50～80m，单一曲流带宽度为200～600m，河道宽厚比约为60～130。

3 单河道边界识别标志

河道边界的准确识别是划分单一河道的关键，单一河道边界有下列几种识别标志：

1）河道砂体顶面层位高程差异：在同一个单层内，可发育不同期次的河道，由于不同期次河道发育的时间不同，因此其河道砂体顶面距地层界面（或标志层）的距离会有差异，即河道顶面层位的相对高程会有差异。在实际操作过程中，高程的差异要结合曲线形态、河道规模和延伸的长度确定，避免与废弃河道以及河道本身的压实作用混淆。

2）河道砂体之间的河间沉积：同一时间地层单元内同期次发育的两条河道，由于侧向叠置可形成复合河道，两河道之间可发育细粒的河间沉积，这种不连续分布的河间砂体（河间泥或溢岸沉积）正是不同单一河道分界的标志。

3）废弃河道：废弃河道沉积相当于Miall^［11］的构型要素CH（FF）。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道，于是可以依据废弃河道区分出不同的河道砂体。废弃河道表现为突弃和渐弃两种形成方式^［12］，其在剖面上不同位置的测井响应是不同的，依据剖面上河道的延伸以及废弃面的组合可以正确地识别废弃河道。平面上废弃河道的位置一定与河道相毗邻，均呈弯月形分布。

4）河道砂体剖面上存在“厚—薄—厚” 特征：在剖面上，如果同一时间地层单元内河道砂体沉积厚度连续出现“厚—薄—厚” 的特征，则其间肯定存在单河道边界。这种“厚-薄-厚” 特征有3种成因：第一种是由于两期河道互相切割，凸岸和凹岸接触，中间薄的部位有废弃河道充填，一般会存在一个废弃面（图2A）；第二种是由于中间部位发育一期小河道，与两侧的河道存在规模差异（图2B）；第三种是两个单河道侧向相切，河道边部砂体发育较薄，在剖面上呈现 “厚-薄-厚” 的特征（图2C），这种类型的砂体一般发育在剖面上单层的顶部。在操作过程中要结合河道规模的大小与延伸长度，综合平面剖面的信息共同识别单河道。

图2 河道砂体剖面上存在“厚-薄-厚” 特征的3种模式

4 研究区单河道的划分

通过以上定量模式以及各种定性模式所得出的识别标志，在三维空间内通过栅状图的形式利用多视角综合识别单河道分布发现，在研究区单一条带状和交织条带状砂体均为同期不同位的简单曲流带，单河道界限以溢岸和分流间湾为主，局部为废弃河道接触，这种类型的单河道比较容易划分。针对连片状砂体，河流能量较强，多条单河道在侧向摆动的过程中相互切割形成连片的复合河道砂体，如研究区qn121小层共发育4条单河道，接触方式有河间沉积、废弃河道沉积以及 “厚—薄—厚” 砂体特征，河道带宽度为400 ～800m（图3）。

图3 qn121小层单河道平面分布及剩余油饱和度分布

5 单河道剩余油分布模式

为了验证复合河道内部单河道划分的合理性，对该井区的动态特征进行了分析。结合油藏数值模拟结果可以看出单一河道之间凸岸与凸岸边部接触，由于河道砂体边部沉积都较薄，因此常会形成 “厚—薄—厚” 的沉积特征，中间位置砂体虽然沉积较薄，但是两河道砂体之间均是连通的，如研究区DB10-6井注水，DB8-8井采油，中间存在 “厚—薄—厚” 特征的单河道界限，两河道凸岸与凸岸接触，均为砂体接触，因此连通性较好，DB33-9-7井区附近剩余油相对不发育（图3中A）。

溢岸沉积一般砂体较薄，使得连通性较差。由于溢岸沉积的影响，DB39井注水，DB33-12-6井采油（图3中B），过路井DB33-10-8井为溢岸沉积，受此井的影响，DB33-11-8井区附近水洗程度较弱，没有强水洗，在剩余油饱和度平面图上可以看出剩余油分布较多，最高处可达50％。

另外，废弃河道由于顶部发育细粒沉积而使得渗流性能较差，由于废弃河道的遮挡，DB33-5-4井注水，DB33-8-4井采油（图3中C），过路井DB33-7-4井由于受到废弃河道的影响，底部水洗较强，但顶部剩余油较多，从剩余油饱和度平面图来看饱和度值较高，局部剩余油可达50％。因此，单河道的边界在一定程度上形成了渗流屏障。只有正确识别单河道才能有效指导剩余油挖潜。

6 结 论

1）依据经验公式，结合密井网连井剖面分析统计，通过压实校正后保存完整的单一向上变细的旋回厚度推算单一活动河道的宽度以及单一曲流带砂体的宽度。确定研究区单一向上变细的旋回厚度平均为5.3m左右，单一活动河道的宽度为50～80m，单一曲流带宽度为200～600m，宽厚比为60～130。

2）按照单河道划分的识别标志（高程差异、河间砂、废弃河道以及河道砂体厚—薄—厚特征）在单井识别构型要素的基础上，结合剖面上各种单河道的识别标志以及平面上单河道组合模式，在研究区连片砂体qn121小层识别出4条单河道，单河道宽度大致相同，在400～800m之间，并通过数值模拟和动态分析总结了不同识别标志的剩余油分布模式。

参考文献

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