CN108334665B - 一种辫状河储层构型单元定量表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辫状河储层构型单元定量表征方法，通过建立现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元关系定量模型，提出了基于该单一辫状河道宽度的构型单元定量表征方法，相比传统辫状河储层构型单元定量表征方法相比，其关键参数单一辫状河道宽度更容易获取、更加可靠，从而更加准确地实现对辫状河储层构型单元的定量表征以及预测辫状河的空间展布，对采收率及剩余资源的挖潜有很大的指导意义，应用前景更为宽松。

Description

一种辫状河储层构型单元定量表征方法

技术领域

本发明属于矿产资源开采技术领域，具体涉及一种辫状河储层构型单元定量表征方法。

背景技术

辫状河储层形成的油气藏在世界范围内有着重要地位，其中辫状河河道内的辫状水道和心滩砂体是辫状河最主要的油气储集体，辫状水道和心滩砂体对应于Miall储层构型理论中的4级构型单元。辫状河体系由于水道带内的持续改造和频繁的水道迁移，使得砂体内部结构复杂，砂体间物性差异明显。储层砂体间的非均质性严重制约了油气田的精细开发，而储层构型单元定量表征是降低钻探风险、提高采收率、剩余资源挖潜的关键性技术。

对于辫状河储层构型单元定量表征，现有技术通常是基于岩心、测井资料获取交错层系组平均厚度，进而计算单河道满岸深度，最后根据经验公式计算构型单元规模。其方法如下：

(a)通过岩心、测井资料获取单河道满案深度C_d

通过岩心精细观察和描述，可获得取心段交错层系组平均厚度h_s，进而由式(4)和式(5)计算得到沙丘高度h_m，最后由式(6)计算得到单河道满岸深度C_d。对于非取心段，则利用测井资料来估算交错层系组厚度，进而确定单河道满岸深度。

β≌h_s/1.8 (4)

h_m＝5.3β+0.001β² (5)

C_d＝11.6h_m ^0.84(0.1m＜h_m＜100m) (6)

(b)根据经验公式计算构型单元规模

利用现代辫状河体系或水槽实验数据，建立现代辫状河单河道满岸深度C_d与单一心滩宽度B_x关系式如式(7)，单一心滩宽度B_x与其长度B_y之间的关系式如式(8)，其复相相关系数均大于0.90。虽然利用现代辫状河数据和古代露头剖面数据共同拟合时复相关系数降为0.76，如式(9)，但单河道满岸深度C_d与心滩宽度B_x两组变量间仍存在相似的变化趋势，总体上可用其中一个变量来确定另一变量如式(9)。如下式：

B_x＝7.3862C_d ^1.4614 R²＝0.9094 (7)

B_y＝4.9517B_x ^0.9676 R²＝0.9596 (8)

B_x＝11.413C_d ^1.4182 R²＝0.7577 (9)

式中：B_x为单一心滩宽度；B_y为单一心滩长度；R²复相关系数。

通过上述方法可知，交错层系组平均厚度h_s是该方法的关键参数，然而其估算条件苛刻，必须满足三个前提条件：a)交错层系组为中等尺度的交错层系组，厚度大于3cm；b)交错层系组厚度分布主要受控于沙丘高度的变化，并且加积速率对其影响甚微；c)均匀的交错层，层理类型在空间上无明显变化或粒度均匀，即形成交错层的沙丘具有平均的几何形态，且不随时间和空间显著变化。

辫状河多出现在潮湿或较潮湿的季节性变化比较明显的气候带或洪水平原，河水的净流量随季节更替而变化，流量不稳定。洪水期与枯水期水动力的强弱变化，导致沉积物载荷量和搬运能力的变化，以及加积速率的变化，必然表现为交错层系组厚度及规模的显著差异。辫状河道中侧积交错层，同一层系内细层的岩性往往不同，既可为粗、细频繁交替或数个粗粒的细层与数个细粒的细层相间分布，亦可粗细无规律的随机分布。

另外，成熟油气开发区取心资料少、成像测井资料匮乏极大地制约了单河道满岸深度的定量估算。取心资料少，一方面使得从岩心直接测量的交错层系组厚度不具代表性和统计意义，另一方面也限制了基于测井资料计算结果的约束和验证。而成像测井资料匮乏又使得非取心段单河道满岸深度定量估算缺少基础资料。

综合来看，开发井区岩心和成像测井资料匮乏，加之辫状河沉积特征难以满足交错层系组平均厚度估算的前提条件，致使基于单河道满岸深度的构型单元定量表征方法关键参数获取困难且可靠性存疑，从而导致对地下辫状河储层构型单元的定量表征及空间展布预测不准确，影响采收率及剩余资源的挖潜。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种辫状河储层构型单元定量表征方法。

为此，本发明提供了一种辫状河储层构型单元定量表征方法，所述储层构型单元包括单一辫状河道中的辫状水道和复合心滩，包括以下步骤：

步骤1)根据心滩、辫状水道单井识别特征，对辫状河储层构型单元进行识别，绘制单层砂体等厚图，确定同期辫状河道平面分布；

步骤2)建立垂直辫状河道的联井对比剖面，确定多条联井对比剖面内单一辫状河道间的界线位置；

步骤3)对多条联井对比剖面间单一辫状河道界线进行组合，确定单层砂体内单一辫状河道平面分布，并测量单一辫状河道宽度；

步骤4)建立单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型，得出辫状水道和复合心滩的规模尺寸；

步骤5)以步骤4)中辫状水道和复合心滩的规模尺寸定量计算结果为约束，结合单层砂体等厚图和辫状河水动力规律，在单一辫状河道内确定辫状水道和复合心滩的几何形态，并绘制储层构型单元平面分布图；

步骤6)对复合心滩开展多条联井对比剖面解剖，分析得出辅助水道位置及规模尺寸，进而确定单个心滩位置和几何形态。

所述心滩单井识别特征为砂体厚度为6～15m，自然伽马GR曲线呈低幅齿化箱形或箱形钟形叠加，自然电位SP曲线为箱形、齿化箱形或漏斗形，地层真电阻率Rt曲线平直。

所述辫状水道识别特征为砂体厚度2～6m，自然伽马GR曲线呈高幅箱形或齿化箱形，自然电位SP曲线为低幅钟形，地层真电阻率Rt曲线为漏斗形或齿化漏斗形。

步骤4)中所述层构型单元的关系模型包括辫状水道宽度、复合心滩长度和复合心滩宽度。

步骤4)中建立单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型的具体过程如下，得到10个以上已知的砂质辫状河道段的单一辫状河道宽度、辫状水道宽度、复合心滩长度和宽度，分别对单一辫状河道宽度与储层构型单元规模关系进行拟合。

步骤4)中所述单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型如下：

w_c＝0.1538w_r ^1.0534 R²＝0.9491 (1)

l_b＝1.3468w_r ^1.0448 R²＝0.9510 (2)

w_b＝0.6011w_r ^1.0118 R²＝0.9659 (3)

式中：w_r为单一辫状河道宽度；w_c为辫状水道宽度；l_b为复合心滩长度；w_b为复合心滩宽度；R²为复相关系数。

所述辫状水道和复合心滩与Miall储层构型理论中的4级构型单元对应。

本发明的有益效果是：

本发明建立了现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元关系定量模型，提出了基于该单一辫状河道宽度的构型单元定量表征方法，相比传统辫状河储层构型单元定量表征方法相比，其关键参数单一辫状河道宽度更容易获取、更加可靠，从而更加准确地实现对辫状河储层构型单元的定量表征以及预测辫状河的空间展布，对采收率及剩余资源的挖潜有很大的指导意义，应用前景更为宽松。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是某井H₈x亚段构型单元单井识别特征；

图2是H₈x^1-3单层砂体等厚图；

图3是H₈x^1-3单层辫状河道平面分布图；

图4是图3中H₈x^1-3单层A-A′联井对比剖面单一辫状河道解释图；

图5是图3中H₈x^1-3单层B-B′联井对比剖面单一辫状河道解释图；

图6是单一辫状河道、辫状水道、复合心滩规模测量示意图；

图7(a)是单一辫状河道宽度与辫状水道宽度关系拟合曲线；

图7(b)是单一辫状河道宽度与复合心滩长度关系拟合曲线；

图7(c)是单一辫状河道宽度与复合心滩宽度关系拟合曲线；

图8是H₈x^1-3单层砂体顶面相对深度图；

图9是H₈x^1-3单层4级构型单元平面分布图；

图10(a)是H₈x^1-3单层密集井网区复合心滩联井对比剖面位置图；

图10(b)是图10(a)中C-C′联井对比剖面砂体解释图；

图10(c)是图10(a)中D-D′联井对比剖面砂体解释图；

图10(d)是图10(a)中E-E′联井对比剖面砂体解释图；

图10(e)是图10(a)中F-F′联井对比剖面砂体解释图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种辫状河储层构型单元定量表征方法，所述储层构型单元包括单一辫状河道中的辫状水道和复合心滩，包括以下步骤：

步骤1)根据心滩、辫状水道单井识别特征，对辫状河储层构型单元进行识别，绘制单层砂体等厚图，确定同期辫状河道平面分布；

步骤2)建立垂直辫状河道的联井对比剖面，确定多条联井对比剖面内单一辫状河道间的界线位置；

步骤3)对多条联井对比剖面间单一辫状河道界线进行组合，确定单层砂体内单一辫状河道平面分布，并测量单一辫状河道宽度；

步骤4)建立单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型，得出辫状水道和复合心滩的规模尺寸；

步骤5)以步骤4)中辫状水道和复合心滩的规模尺寸定量计算结果为约束，结合单层砂体等厚图和辫状河水动力规律，在单一辫状河道内确定辫状水道和复合心滩的几何形态，并绘制储层构型单元平面分布图；

步骤6)对复合心滩开展多条联井对比剖面解剖，分析得出辅助水道位置及规模尺寸，进而确定单个心滩位置和几何形态。

单一辫状河道内主要包括辫状水道和心滩两种4级构型单元，单一辫状河道控制了辫状水道和心滩砂体的形态和规模。鉴于辫状水道规模与辅水道相比，辫状水道水体能量最强，曲弯度低，决定了辫状河道发育规模，因此将辫状水道围限的复合心滩(包括单一心滩)作为一个构型单元进行分析。目前，基于常规测井资料(如GR、SP、Rt)的河道砂体识别技术已被广泛应用，而基于水动力差异物质表现的单一辫状河道识别模式也取得了重要进展。因此，以单一辫状河道宽度为关键参数约束构型单元规模，是一种符合辫状河沉积规律、操作性强的构型单元定量表征方法。

本发明建立了现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元关系定量模型，提出了基于该单一辫状河道宽度的构型单元定量表征方法，相比传统辫状河储层构型单元定量表征方法相比，其关键参数单一辫状河道宽度更容易获取、更加可靠，从而更加准确地实现对辫状河储层构型单元的定量表征以及预测辫状河的空间展布，对采收率及剩余资源的挖潜有很大的指导意义，应用前景更为宽松。

实施例2：

用本发明提供的辫状河储层构型单元定量表征方法对苏X区盒8下亚段1-3单层辫状河气藏进行分析。

苏X区石盒子组底部的盒8下亚段H₈x砂岩是该区内最为重要的储集砂体之一，岩性以中-粗粒岩屑石英砂岩和细-中粒岩屑砂岩为主，孔隙结构以岩屑溶孔、晶间孔等次生孔隙为主，平均孔隙度为9.6％，平均渗透率为0.71×10^-3μm²，属于低孔隙、低渗透、强非均质性的致密砂岩气藏。

自上而下将盒8下亚段细分为H₈x¹和H₈x²两个小层和H₈x^1-1、H₈x^1-2、H₈x^1-3、H₈x^2-1、H₈x^2-2、H₈x^2-3共6个单层。

根据Miall河流相构型要素分析方法，按照层次分析的思路，由大到小进行构型单元分级：将小层对应于7级构型单元，代表多期辫状河道，即多个同期辫状河道纵向相互叠置的复合体；将单层对应于6级构型单元，代表同期辫状河道，即平面上多个并排的单一辫状河道复合体；将较长周期的大洪水期内形成的、经多次洪水改造的单一辫状河道对应于5级构型单元；将单一辫状河道内的辫状水道和复合心滩对应于4级构型单元。

该区辫状河沉积包括辫状河道、溢岸、泛滥平原3种亚相，由于辫状河的频繁摆动，溢岸砂体欠发育，辫状水道和心滩是该区主要的构型单元。心滩以细砾岩-粗砂岩为主，内部发育泥质夹层，砂体厚度较厚，一般6～15m，垂向韵律性不明显，发育大、小型槽状交错层理，GR值较低，曲线呈低幅齿化箱形、箱形钟形叠加等特征，SP曲线以箱形、齿化箱形、漏斗形为主，Rt曲线较平直，如图1所示。

辫状水道以粗-细砂岩为主，底部面常见冲刷面，泥砾定向分布，砂体厚度2～6m，垂向上正韵律，发育大、小型槽状交错层理及斜层理、平行层理，GR曲线呈高幅箱形、齿化箱形为主，SP曲线以低幅钟形为主，Rt曲线漏斗形、齿化漏斗形等，如图1所示。

泛滥平原以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，成层性明显，波状层理、水平层理发育，GR曲线近基线，基本无幅度差，如图1所示。

对该区进行辫状河储层构型单元定量表征，具体按下列步骤进行：

步骤1)，根据如图1所示的心滩、辫状水道和泛滥平原单井识别特征，对该区H₈x辫状河储层构型单元进行识别，根据单井构型单元解释结果，结合砂体厚度和古水流方向，绘制单层砂体等厚图，如图2所示。确定同期辫状河道平面分布即砂泥界线，进而确定辫状水道和心滩与泛滥平原沉积边界，如图3所示。

步骤2)，建立垂直辫状河道的联井对比剖面，根据如图4、图5所示的河道顶部高程差异、河道砂体规模差异、不连续的相变砂体和测井曲线差异，确定联井剖面内单一辫状河道间的界线位置。图3中A-A′、B-B′为图4、图5中剖面线的位置。

步骤3)，根据辫状河沉积模式，进行多条联井对比剖面间单一辫状河道界线组合，确定单层内单一辫状河道平面分布，如图3所示，进而测量单一辫状河道宽度。如图3所示，该区内H₈x^1-3单层主要发育完整的5条复合连片分布的单一辫状河道，其宽度在1050～1890m之间。

步骤4)，应用Google Earth软件对西藏拉萨河、雅鲁藏布江、俄罗斯勒拿河等13个常年流水的现代砂质辫状河道段的单一辫状河道宽度、辫状水道宽度、复合心滩长度和宽度分别进行测量如图6所示；分别对单一辫状河道宽度与构型单元规模关系进行拟合，如图7(a)、图7(b)、图7(c)所示，得到单一辫状河道宽度与构型单元规模关系，进而确定辫状水道宽度、复合心滩长度及宽度等4级构型单元规模，其关系式如下：

w_c＝0.1538w_r ^1.0534 R²＝0.9491 (1)

l_b＝1.3468w_r ^1.0448 R²＝0.9510 (2)

w_b＝0.6011w_r ^1.0118 R²＝0.9659 (3)

式中：w_r为单一辫状河道宽度；w_c为辫状水道宽度；l_b为复合心滩长度；w_b为复合心滩宽度；R²复相关系数。根据现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元规模关系，计算辫状水道宽度为234～435m，复合心滩长度为1931～3569m，复合心滩宽度为685～1242m。

步骤5)，以步骤4)中辫状水道与复合心滩规模定量计算结果为约束，根据心滩砂体顶面相对深度比水道砂体浅如图8所示，并结合如图3所示的单层砂体等厚图和辫状河水动力规律，在单一辫状河道内组合辫状水道和复合心滩，确定其几何形态，并绘制4级构型单元平面分布图如图9所示。

步骤六，在密集井网区，针对复合心滩开展多条联井对比剖面解剖如图10(b)、图10(c)、图10(d)、图10(e)所示，分析辅助水道位置及规模，进而确定单个心滩位置和几何形态如图9、图10(a)所示。

分析结果：该区H₈x^1-3单层发育5条单一辫状河道，其宽度在1050～1890m之间，辫状水道宽度为234～435m，复合心滩长度和宽度分别为1931～3569m、685～1242m。密集井网区解剖表明，单个心滩长度和宽度分别为660～1880m、310～1030m。分析结果与实际测量相符合。

其中，步骤3)中的辫状河沉积模式可参照“徐蒙，王家豪，徐东浩，宋广增，赵宝峰.苏里格气田苏120区块盒8段浅水辫状河三角洲砂体演化规律[J].沉积学报，2013，31(2)：340-349。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种辫状河储层构型单元定量表征方法，所述储层构型单元包括单一辫状河道中的辫状水道和复合心滩，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)根据心滩、辫状水道单井识别特征，对辫状河储层构型单元进行识别，绘制单层砂体等厚图，确定同期辫状河道平面分布；

步骤2)建立垂直辫状河道的联井对比剖面，确定多条联井对比剖面内单一辫状河道间的界线位置；

步骤3)对多条联井对比剖面间单一辫状河道界线进行组合，确定单层砂体内单一辫状河道平面分布，并测量单一辫状河道宽度；

步骤4)建立单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型，得出辫状水道和复合心滩的规模尺寸，所述储层构型单元包括辫状水道宽度、复合心滩长度和复合心滩宽度；

建立过程如下：

得到10个以上已知的砂质辫状河道段的单一辫状河道宽度、辫状水道宽度、复合心滩长度和宽度，分别对单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系进行拟合；

步骤5)以步骤4)中辫状水道和复合心滩的规模尺寸定量计算结果为约束，结合单层砂体等厚图和辫状河水动力规律，在单一辫状河道内确定辫状水道和复合心滩的几何形态，并绘制储层构型单元平面分布图；

步骤6)对复合心滩开展多条联井对比剖面解剖，分析得出辅助水道位置及规模尺寸，进而确定单个心滩位置和几何形态。

2.根据权利要求1所述的一种辫状河储层构型单元定量表征方法，其特征在于：所述心滩单井识别特征为砂体厚度为6～15m，自然伽马GR曲线呈低幅齿化箱形或箱形钟形叠加，自然电位SP曲线为箱形、齿化箱形或漏斗形，地层真电阻率Rt曲线平直。

3.根据权利要求1所述的一种辫状河储层构型单元定量表征方法，其特征在于：所述辫状水道识别特征为砂体厚度2～6m，自然伽马GR曲线呈高幅箱形或齿化箱形，自然电位SP曲线为低幅钟形，地层真电阻率Rt曲线为漏斗形或齿化漏斗形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种辫状河储层构型单元定量表征方法，其特征在于：步骤4)中所述单一辫状河道宽度与储层构型单元的关系模型如下：

式中：w_r为单一辫状河道宽度；w_c为辫状水道宽度；l_b为复合心滩长度；w_b为复合心滩宽度；R²为复相关系数。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种辫状河储层构型单元定量表征方法，其特征在于：所述辫状水道和复合心滩与Miall储层构型理论中的4级构型单元对应。

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