三角洲沉积储层构型研究进展

三角洲沉积储层构型研究进展读书报告报告编写人：蒋民心（1002040135）年级：2010级课程：油气储层研究进展任课教师：赵晓明西南石油大学地球科学与技术学院2014年3月24号三角洲沉积储层构型研究进展蒋民心（1002040135）西南石油大学地球科学与技术学院成都610500摘要：本文从储层构型概念出发，大致概括了国内学者对三角洲沉积领域的储层构型研究方法和取得的成果，针对油田三角洲储层精细表征及剩余油挖潜，以河控三角洲河口坝地下储层构型以及东营凹陷永安镇油田沙二段三角洲储层为例，利用地震、测井、地质等资料，研究三角洲储层沉积旋回、层次界面等不同层次构型要素，界定和划分构型单元，建立三角洲储层构型模式，分析构型单元对剩余油分布的控制作用．结果表明：三角洲前缘水下分流河道发育是单一河口坝边界识别的重要标志；构型单元韵律变化是造成剩余油局部富集的重要因素，正韵律水下分流河道砂体中上部剩余油相对集中，反韵律河口坝砂体下部剩余油富集。在此基础上了归纳总结了现阶段储层构型研究所遇到问题，针对目前的研究现状和存在的问题，并根据所查阅的文献分析了储层构型研究的发展趋势。关键词：储层构型；河流相；储层非均质；剩余油分布；东营凹陷；永安镇油田；沙二段；三角洲相；构型单元1.储层构型概念的提出储层构型是指沉积砂体内部由各级次沉积界面所限定的砂质单元和不连续“薄夹层”的几何形态、规模大小、相互排列方式与接触关系等结构特征[1]。其概念在储层沉积学研究方面的应用可以追溯到上个世纪70年代。1977年Allen,J.R.L.在第一届国际河流沉积学会议上明确提出了储层构型的概念，用以描述河流层序中河道和溢岸沉积的几何形态及内部组合。1985年，Miall,A.D.第一次完整地提出了河流相的储层构型分析法[3]，全面介绍了该方法中的界面等级、岩相类型、结构单元等概念，这代表了储层构型分析法的诞生。之后Maill,A.D.对该方法进行了完善，并最终将河流相划分为6级界面、20种岩相类型、9种结构单元。1989年，第74届AAPG年会将这套理论列为当今油气勘探领域三大进展之一。2.三角洲储层构型研究现状储层构型研究方法在Miall,A.D.提出后，立即引起国外许多地质学家的高度重视，并开始对储层构型进行了多方面的研究。自从柯保嘉[4]首先将储层构型分析法介绍到国内学术界以来，众多国内学者在储层构型研究方面也进行了诸多有益尝试，并取得了一些进展。（1）构型研究的资料基础储层构型研究是一项系统工程，涉及众多的学科，因此，需要的资料也是多种多样。丰富的资料基础，为储层详细的构型解剖提供了必不可少的条件。开展储层构型研究工作，需要的资料多种多样，主要包括野外露头、测井、地震、钻井取心、分析测试和生产动态等。对于油气田构型解剖的实践，测井资料和地震资料是最直接的资料基础。特别是地震资料，对于构型界面以及不同级次界面所限定的构型单元的刻画，都起着十分重要的作用。MarkE.Deptuck等利用高分辨率多波二维和三维地震数据，对阿拉伯海尼日尔三角洲斜坡上部的近海底河道和堤岸体系储层构型的复杂性进行了分析。BrettT.McLaurin等主要基于野外露头资料，对美国犹他州书崖地区下Castlegate组变形的薄层河流沉积砂岩构型及其成因进行了研究，研究中对河流和坝沉积体系的规模进行了定量统计。（2）构型研究的方法①层序地层学方法层序地层构型也属于储层构型研究的范畴。该项研究主要是利用层序地层学的方法和手段，通过分析地层之间的接触关系，不同地层发育的沉积体系特点等，来实现地层构型解剖的目的。文献［5］利用沉积学方法对英国北海布伦特省成熟油气区储层构型进行了精细研究。研究中基于高分辨率层序地层学方法实现了3个方面的突破:1.提高了沉积储层内部及其之间在时间和空间上的描述精度;2.改进和发展了Broom和Tarbert组2套储层区域性的沉积学预测模型;3.识别出区域精细的构造和地层等对储层构型的控制因素，其与北海中侏罗系构造演化有关。该研究增加了该地区的勘探潜力，提高了油气的最终发现程度。文献［5］对澳大利亚昆士兰晚二叠纪加利利盆地西北部盆地边缘产煤的海岸冲积平原沉积进行了沉积学和地层构型分析，利用层序研究的方法，将整个沉积体构型划分为6个由不整合面分隔的成因单元。层序地层学方法在碎屑岩和碳酸盐储层构型研究中取得了巨大的成功，但是对于火山岩等具有一定的局限性，难以解决研究中的关键问题。②沉积学方法沉积学方法是目前储层构型研究中应用最多和最广泛的方法。文献［6］从沉积角度对韩国东南部Kyongsang盆地西北部白垩纪冲积层序构型进行了分析，其中主要针对厚砂岩、薄砂岩和泥岩3种组分。文献［7］对孟加拉国孟加拉盆地东北部上DupiTila组小规模河流体系相构型进行了分析，该过程中主要通过岩石相分类的方法开展工作，该项研究对地下水污染分析具有十分重要的意义。应用沉积学方法进行储层构型研究最为成熟，现在广泛应用的Miall对储层构型的分类也基本上是以沉积学研究为基础而建立的。但是沉积学方法也有其自身的缺点，受研究水平的限制，目前对于冲积扇等沉积类型的成因模式的研究还不是十分细致，还需要结合其他研究方法综合分析，达到精细、准确解剖储层建筑结构的目的。根据三角洲发育类型，三角洲平原可分为扇、辫状河、曲流河等沉积类型，其构型模式分别对应前面介绍的构型特点。目前前缘部分研究较多的是水下分流河道和河口坝。③成岩作用方法储层建筑结构的形成，是多种地质作用综合作用的结果。对于一些储层而言，成岩作用占主导作用。成岩作用构型研究主要是利用成岩作用方法，分析不同类型成岩作用对储层性质的影响，特别是由此而引起的储层建筑结构的变化，达到储层构型研究的目标。文献［8］主要应用阴极发光观察和岩石包裹体分析以及持续的埋藏史沉积热力模拟等手段，对德国茨瓦德尔盆地三叠系Solling组辫状河沉积体系石英胶结作用与沉积构型之间的关系进行了分析，并提出了成岩构型的概念。该研究方法目前应用甚少，还很不成熟。而且并非所有储层都有强烈的成岩作用过程，因此应用起来有一定的局限性。④数值模拟方法储层构型研究的最终目的是准确表征储层的内部结构，预测剩余油的分布。因此剩余油的准确预测也就成为储层构型研究十分重要的环节。文献［12］对河流－三角洲地层的冲积构型进行了分析总结，文章建立了简单的冲积构型模型，利用模型模拟了河道粗粒沉积和泛滥平原细粒沉积的比例和展布特征。文献［13］在结构模式识别的基础上建立了随机沉积连续模型。利用该模型对灌木峡谷露头剖面和孟加拉扇地震相进行了二维数值模拟。数值模拟方法可以将储层构型研究的实效性充分体现出来，其缺点是必须依靠比较可靠的地质模型作为基础。⑤其他各种新技术和方法文献［14］利用探地雷达对美国内布拉斯加州东北部奈厄布拉勒河下游加积的辫状河浅砂床河道沉积构型进行了分析，雷达的相识别功能基于探地雷达数据，再现了河道砂坝复合体、大的和小的河床构成(包括二维和三维沙丘)和河道等构型要素。文献［15］利用水槽实验对逐渐减弱的高密度流这个水道类似物的河床几何学、结构和组成进行了分析。通过实验，分析了高密度流的沉积构型和流动属性及其沉积特征。文献［16］利用航空磁测数据对加拿大育空地区的原生代韦尼克地层地下构型的演化进行了分析，研究中地质和地球物理资料也被结合起来使用。各种新技术和新方法在储层构型研究中的逐渐使用，使得储层构型的研究向着定量化、系统化和准确化的方向迅速发展，不断步。当然，这些方法也不是万能的。无论技术发展到何种地步，都应该以坚实的地质研究作为基础。同时，也应该根据研究对象的具体实际选择适合的方法和技术，因为每种方法和技术都有其局限性。储层构型研究是一项系统工程，涉及多方面的因素。因此理想的构型研究应该是根据研究区目的层的地质实际和资料基础，针对构型研究需要解决的实际问题，综合上述不同的研究手段和研究方法开展工作，实现储层构型研究的目标。（2）水下分流河道对于水下分流河道构型分级，不同学者划分方案不太一致。部分学者[7]认为单一水下分流河道是5级构型，4级构型为单一河道内部垂向加积体。也有部分学者[8]认为5级构型为复合河道充填体，4级构型为单一河道，3级构型为单一河道内部垂向加积体。笔者认为后者更为合理，符合Miall的划分思路（图1）。复合河道自然电位曲线幅度大，自然电位曲线常呈高值，上下被厚度较大的分流间湾泥岩所围。复合河道内单一河道界面处，自然电位和电阻率曲线出现明显回返，河道发育规模不同，其回返程度不同，通常情况下，电阻率曲线回返程度接近2/3.单一河道内垂向加积体界面处电阻率曲线出现回返，回返程度较低，通常在1/3左右。单一河道内部垂向加积体界面在一定范围内具有较好的可对比性，并且整体近水平分布，倾角通常在几度以内。图1.三角洲储集层构型模式（3）河口坝目前国内对河口坝的构型分级比较统一。5级构型为河口坝复合体，其间被大套厚层泥岩所限；4级构型为单一河口坝，其间被泥质或钙质隔层围限，构成一个独立的连通体；3级构型为单一河口坝内部增生体，其间为不稳定的泥岩或钙质夹层；2级和1级构型同河道构型类似（图1）。一些学者总结了单一河口坝识别标志[9]，主要有：①测井曲线形态差异以及厚度差异；②坝缘微相出现；③内部夹层个数变化。并且认为单一河口坝多呈顺水流方向前积，而内部增生体之间界面也呈顺水流方向前积，且倾角略大于单一河口坝前积倾角。在河口坝定量预测方面，Lowry在对美国犹他州、肯塔基州河控三角洲河口坝露头分析的基础上，对河口坝的厚度、宽度、长度的相关关系进行了分析，分析表明长度与厚度及长度与宽度均呈双对数线性关系（1式，2式）。而河口坝内部增生面倾角主要通过密闭井网条件下2口井钻遇同一增生面进行求取：L=2.44H0.34R2=0.71；（1）L=2.41W0.96R2=0.733.（2）式中L——河口坝长度；H——河口坝厚度；W——河口坝宽度。3.河控三角洲河口坝地下储层构型(1）单一河口坝识别标志通过对研究区沉积微相平面展布特征研究发现，连片状的河口坝砂实则为多个单一河口坝侧向拼接的“坝群”。在“坝群”中识别出单一河口坝是构型分析的需要，通过研究河口坝组合关系，确定了以下3种单一河口坝叠置边界识别标志(图2)。①区域性曲线形态及地层厚度差异。测井曲线的形态变化反映了水动力条件的差异。因此，在相同沉积微相条件下，当一个区域内井的测井曲线形态与邻井区域井测井曲线相比差异较大，可作为判断不同河口坝沉积的标志。地层厚度反映了沉积的古地理条件，因为三角洲具有填平补齐的沉积特征，地层厚度较薄反映当时的古地形较高，与地层较厚的河口坝沉积不同期，可作为判断不同河口坝沉积的标志。图2.单一河口坝边界识别标志②坝缘微相的出现。从河口坝沉积模式上看，坝缘发育在河口坝的边部，所以，当坝缘微相出现时，也意味着单一河口坝分界的出现。③夹层个数的差异。夹层的发育情况在一定程度上反映了三角洲沉积时的水流能量和碎屑物质供给情况。因此，夹层的变化，尤其是夹层个数的变化可能是不同单一河口坝叠加的产物。（2）层次界面分级岩心上构型界面级次的识别、划分,以及井间精细追踪与对比是确定砂体内部构型的基础与关键[10]。为了进一步揭示沉积体内部沉积层次,对三角洲前缘河口坝沉积的层次界面进行了划分,从小到大共划分出如下5级界面(图3)。图3.三角洲前缘河口坝砂体层次界面分级①1级界面�为交错层系的界面,即由一系列相同纹层组成的界面,界面的方向与古水流的方向有关。其特点是没有明显的侵蚀作用,侧向上可被更高级次界面截蚀。在储层中,主要表现为低角度斜层理层系界面、板状交错层理层系界面、平行层理层系界面和波状交错层理层系界面等。②2级界面�为层系组界面,反映流动条件或流动方向的变化,是砂体内部不同岩相之间的分界面,在侧向上可被更高级界面削蚀。界面方向与古水流的变化有关,且河口坝砂体不同部位的界面方向也不同。与1级界面的区别是界面上下的岩相发生变化。③3级界面�为单一河口坝砂体内部增生体的顶、底界面,界面向湖心方向倾斜,其上披覆着短