大凌河单河道砂体识别方法研究

孙宏伟

(北票市凌河保护区管理局，辽宁 北票 122100)

大凌河单河道砂体识别方法研究

孙宏伟

(北票市凌河保护区管理局，辽宁 北票 122100)

对复合河道砂体中的单河道砂体展布特点进行科学识别，不仅能够为地下油田中剩余油的挖潜提供重要信息参数，更能科学构建储集层的地质结构模型。本文以辽宁省大凌河河道为研究对象，从露头及钻井和地震角度，介绍了大凌河单河道砂体识别过程中，经常采用的露头实测法及岩性对比法、电性对比法、厚度中心法和统计约束法、地震相和属性分析法等几种不同的河道砂体识别方法，以期为辽宁省大凌河地区寻找岩性油气藏等提供参考依据。

大凌河；单河道；砂体识别

1 概 述

在辽宁省众多油田勘测、开发过程中，经常会出现以下类似情况：在同一层砂体中，构造高及构造低的部位分别含有油气资源和水资源[1]。但通过对钻井资料及地质勘测资料进行分析发现，含水资源的构造高位处和含油气资源的构造低位处并不存在断层阻隔情况。基于此，本文分别对露头实测法、岩性对比法、电性对比法、厚度中心法、统计约束法及地震相和属性分析法等几种常见的单河道砂体识别方法进行研究[2]。

2 单河道砂体识别方法

2.1 露头实测法对大凌河单河道砂体进行识别

以露头实测法对大凌河单河道砂体进行识别，是一种最直接也是最有效的判断方法(见图1)，大凌河单河道砂体横切面顶底全凸或底凸顶平[3]。在露头上，可看到大凌河单河道砂体具有横向尖灭的现象。在大凌河单河道砂体中，多层稳定分布的席状砂体通常是由分流河道叠置、拼合而成；对于单层砂体而言，其一般厚度在8～15m，这些单河道砂体共同组成复合河道砂体；单河道砂体宽度和厚度一般在 60～110m和1.7～3.4m之间；而单河道下部厚度大约1.5～3m的中砂岩为河道砂体主体，上部为厚几十厘米的泥质极细砂岩，这种砂岩经过风化作用后，与页岩相类似，由于单河道中沉积而成的中砂岩被上述厚达十几厘米的极细页岩所分离。因此，由单层河道砂体组成的复合河道砂体之间联通性较差。本文在对辽宁省大凌河单河道砂体进行露头实测研究中，通过对25块不同砂岩进行物性分析，发现中砂岩渗透率和孔隙度分别为12×10-3～23×10-3μm2和16%～21%，而泥质极细砂岩的渗透率和孔隙度分别为1×10-3μm2和5%～8%。单从中砂岩和泥质极细砂岩的渗透率及孔隙度来看，二者差异较为明显。尽管在地震和测井方面由中砂岩和泥质极细砂岩等单河道砂体组成的复合砂体河道看似一个大砂体，但由于其砂体具有非均质性[4]，单个大砂体在本质上是由多个不同的单河道砂体构成的。

从大凌河单河道砂体纵向结构来看，其一般在结构方面分别表现为两种介质较为均匀的沉积序列和节理向上发育变细的沉积序列。前者在砂体粒度方面无明显变化，但这种类型河道通常为很薄的砾质砂岩或砾岩，且河道地面有明显的冲刷面。从电阻率测井虚线可看出，单河道底面薄砾岩或砾质砂岩的电阻率较高。结合单河道河床滞留沉积现象，可识别出大凌河单河道砂体是由几期河道叠置和拼合而成的[5]。

图1 大凌河单河道1～5砂体结构分布

2.2 岩性对比法对大凌河单河道砂体进行识别

采用岩性对比法对大凌河单河道砂体进行野外露头观测，结果表明：在垂直型河道结构中，如果岩石类型不同，则不属于同条河道。在本文研究过程中，通过对大凌河二叠系内一个复合砂体露头中彼此相距100m的两条剖面进行实测分析，最终发现该河道复合砂体主要由细砂岩、细砾岩、中砂岩及含砾中砂岩等构成。上述不同类型的岩石之间具有非常清晰的界面，通过进一步研究分析，发现砂体不同则岩石类型不同；反之，同一个砂体的岩石类型完全相同，且在横向结构上砾岩、含砾中砂岩、中砂岩并未渐变为含砾中砂岩和中砂岩及细砂岩。由此表明，同一条单河道内沉积的岩石类型在垂直水流方向上相同，如果单河道沉积类型不同，则岩石类型一定存在很大差异[6]。

在考察分析过程中发现，沿着水流方向，尽管单河道砂体粒度会由上游至下游逐渐变细，通常在较长距离之内，不同粒度岩石之间的过渡性能够得到体现，但在数公里范围内，一般不同粒度岩石之间的过渡性难以体现。因此，这一情况导致单河道砂体无论是在平行于水流方向，还是在垂直于水流方向，经过沉积的岩石类型在同一单河道内相同[7]。结合这一分析结果，本文基于岩石类型以单一河道判断原理对大凌河单河道内的两条钻井剖面和露头剖面进行砂体对比，结果发现，大凌河单河道一条剖面与另一条剖面中的砾岩或中砂岩等不同岩石类型分属于两条不同的单河道沉积。

2.3 电性对比法对大凌河单河道砂体进行识别

在实际钻探勘测过程中，通过电性可全面反映河道岩石岩性，如果岩石岩性基本相同，则单河道砂体的电性特征也相同，反之则岩石的电性特征也存在很大差异。从图1可以看出，在不同河道钻探的两口井中，若单河道砂体的具体电性特征存在差异，则由此可判断两口钻探井分属不同单河道。但如果同一河道内的砂体岩性基本相同，则一般水资源分布于河道较低位置，而油气等资源则分布于河道较高部位。这一分布特征在电测曲线分布图中表示为不同的电阻率变化趋势。故以电性对比法对大凌河单河道砂体进行识别时，一般需综合河道岩性与电性特征进行综合分析[8]。

2.4 厚度中心法对大凌河单河道砂体进行识别

采用厚度中心法对大凌河单河道砂体进行科学识别，在横切河道剖面中，河道砂体通常只有一个厚度中心。因此，这一特征会在大凌河单河道砂体等高曲线图中体现，若在垂直方向内河道砂体有多个不同的厚度中心或只有两个不同的厚度中心，则表明大凌河单河道砂体属于多河道沉积及两条河道沉积。

2.5 统计约束法对大凌河单河道砂体进行识别

对于大凌河而言，河道实际宽度非常有限，而通过对辽宁省大多数区域的河道实际宽度进行研究分析发现，主要河道实际宽度一般在200～500m之间，最大宽度也均小于1000m。因此，在对辽宁省大凌河单河道砂体进行科学识别过程中，可基于现代河道宽度统计约束法，对大凌河河道宽度数据进行有效约束，如大凌河单河道内两口井在垂直河道方向上距离大于3000m，则可确定大凌河单河道砂体不是同一条河道沉积，但统计约束法只适用于对两点距离在1000m以下的河道宽度数据进行约束[9]。

2.6 地震相对大凌河单河道砂体进行识别

通常情况下，河道在地震剖面结构中具有不同反射特征：河道在地震剖面中同相轴下弯或具有显著下切现象，以此全面反映了大凌河单河道河床结构形态；在地震剖面结构中，大凌河河道两侧有显著中断点的较强反射波；在地震剖面结构中，大凌河河道单个同相轴下侧有一个两端中断的弱同相轴。

结合上述特征分析可知，通常情况下，在地震剖面结构中较大规模的河道砂体经常会形成充填反射、透镜状反射、空白反射及杂乱反射[10]。在这几种不同反射状态中，充填反射的反射特征是底凸顶平，而透镜状反射的反射特征是顶凸底凸；另外，空白反射和内部杂乱反射的反射特征均为底凸顶凸。若经过科学标定，大凌河单河道中两口井的砂体所对应的地震反射同相轴属于同一相轴，且同相轴之间的振幅强度较为稳定及连续，则可确定两口井的砂体属于同一条河道(见图2中的C和D)。

图2 通过地震相对大凌河辫状复合河道砂体进行识别

相反，经过标定，如果两口井的砂体所对应的地震反射同相轴形成错位，且错位同相轴间振幅强度不稳定和不连续，即可确定上述两口井的砂体不属于同一条河道。图2中的B与C和A与B之间的的砂体就不属于同一河道。

2.7 属性分析法对大凌河单河道砂体进行识别

采用属性分析法对大凌河单河道砂体进行识别需经过五个步骤：ⓐ通过分析地震振幅属性，对大凌河单河道砂体进行识别。由于振幅属性能够对大凌河单河道目的层孔隙度及岩石具体成分、地层厚度及含流体具体成分变化情况进行描述，也可对大凌河单河道特殊岩性岩体及各种扇体和具体河道进行科学追踪，还可对大凌河单河道流体的聚集情况和岩性变化等进行识别，因此，通过全面提取单河道振幅信息对地质平面结构变化规律进行分析，可以识别大凌河单河道砂体[11]。ⓑ通过分析频谱分解过程对大凌河单河道砂体进行识别。地震子波由于经常会跨越多个不同的地质结构层，会出现较为复杂的调谐反射情况，这种反射情况由于具有独特的响应及频率，因此可基于薄层调谐原理，对大凌河单河道结构厚度变化情况进行科学描述。ⓒ通过分析相干体对大凌河单河道砂体进行识别。相干分析法主要基于三维地质数据，与地震波相类似能够科学揭示大凌河地下河道异常情况，从而对地层结构和断层及河道砂体进行准确识别。ⓓ通过分析层切片对大凌河单河道砂体进行识别。层切片分析可基于沉积储集和层序地层概念，通过综合横向地震分辨率和测井垂向结果，对大凌河单河道砂体展布方向及边界进行准确识别和预测。ⓔ通过三维可视化分析，对大凌河单河道砂体进行识别。三维可视化技术是一种可对火成岩体及扇体和河道砂体等几种不同地质异常情况进行透视及扫描和雕刻的方法，基于地震信息对大凌河单河道砂体进行识别，采用不同地球物理手段，通过砂体直方图和透明度及颜色、调节体素Voxel等综合信息特征进行科学识别。

3 结 语

很多地区横向分布的稳定复合河道砂体是由多条不同的单河道砂体组合、重叠而成的。由于在单河道砂体中存在隔夹层及在储集物性方面存在很大差异性，因此在本文研究过程中，通过对辽宁省大凌河河道的二叠系、三叠系、石炭系及侏罗系等野外露头进行分析发现，由多条单河道砂体组合而成的稳定复合河道砂体，不仅各砂体之间经常存在较薄的泥质粉砂岩或泥岩、泥质细砂岩隔夹层，导致复合河道砂体之间联通性不佳且含量不均匀。结合上述几种不同识别方法，对辽宁省大凌河单河道砂体进行准确识别，可为该区域地质结构分析及找寻油气藏奠定重要基础。

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Study on Sand Body Identification Method of Dalinghe Single Watercourse

SUN Hongwei

(BeipiaoLingheProtectionBureau,Beipiao122100,China)

The distribution characteristics of single watercourse sand body in the complex watercourse sand body were scientifically identified. It can not only provide important information parameters for tapping the remaining oil in the underground oil field, but also can scientifically construct the geological structure model of the reservoir bed. In this paper, the Daling River in Liaoning Province is as a research object. From the point of outcrop, drilling well and earthquake, this paper introduces several different rive sand body identification method such as outcrop method and lithology contrast method, electrical contrast method, mid-depth method and statistical constraint method, seismic facies and attribute analysis method and so on, so as to provide reference for lithologic oil-gas reservoirs in Dalinghe area of Liaoning Province.

Daling River; single watercourse; sand body identification

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.02.012

P631.4

A

1673-8241(2017)02- 0056- 04

科学研究及工程设计