盐家油田盐22块复杂砂砾岩储层表征

董 越，张翔宇，侯加根，邓 强,3

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.中国石油大学(北京)，北京 102200；3.振华石油控股有限公司，北京 100045)

0 引 言

盐家油田盐22块位于东营凹陷北带东段、盐16古冲沟南部[1]，主力油层为沙河街组沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩储层，构造形态呈鼻状构造，总体由北向南倾，轴部中心位置在盐22-43—盐22-斜5井连线一带，两翼地层倾角为10～15 °。垂向上可以划分为4个砂组[2]，储层埋深为3 000～4 000 m，厚度为600～850 m，目前已经成为东营凹陷油气开发的主要对象。在油藏开采过程中，通过储层建模的方式分析储层的分布、连通性等内部非均质性[3]，然而传统的储层表征与建模方法在砂砾岩油藏研究中具有一定的不适用性[3-6]，因此，急需建立一套在井网较稀的情况下，能够有效表征层厚、非均质性强的砂砾岩储层的建模方法。针对上述问题，采用岩石相控建模的思路，提出了多概率函数最优融合建模的方法。该文在建立垂向、平面、三维3个尺度的岩石相发育概率函数的基础上，通过定义融合函数，使每个模型网格在建模过程中均受到了3个函数的共同控制，提高了建模精度，对砂砾岩油藏表征具有一定指导意义。

1 盐22块砂砾岩岩石相特征

1.1 岩石相类型

岩石相代表了特定沉积环境中，沉积特征相似的岩石类型组合。在储层研究中，岩石相能够反映储层性质的差异[7-8]。盐22块沙四上亚段砂砾岩储层共识别出8小类岩心岩石相，并依据其物性特征归为三大类(表1)。

1.1.1 中粗砾岩相

中粗砾岩相主要为无序中粗砾岩，一般见于内扇主河道中，发育较为广泛，厚度较大。但由于结构成熟度及成分成熟度较低，储层物性一般较差，孔隙度在2%以下，渗透率在4×10-3μm2以下，含油性差，为较差储层。

表1 盐22块沙四上亚段岩心岩石相类型

1.1.2 砂砾岩相

砂砾岩相包含了中砂岩至细砾岩等4类岩心岩石相，一般发育于内扇主水道至中扇辫状水道，砂岩普遍含砾石。由于水动力较强且杂基含量相对较低，因此,储层质量较好。孔隙度一般为6%～12%，渗透率为5×10-3～10×10-3μm2，含油性较好，为优质储层。

1.1.3 泥岩相

泥岩相包含了泥岩至粉细砂岩等3类岩心岩石相，主要发育于外扇，其中暗色泥岩较为发育，体现其深水发育的特征，而物性很差，为非储层。

1.2 岩石相测井识别

测井资料对于盐22块3类岩石相具有较好的区分性。声波及深侧向测井可以作为单井识别岩石相的依据。对60个数据点进行统计结果显示，盐22块中粗砾岩相储层AC(声波测井)小于200 μs/m，RLLD(深侧向测井)大于50 Ω·m；砂砾岩相储层AC为200～250 μs/m，RLLD为20～50 Ω·m；泥岩相地层AC大于250 μs/m，RLLD小于20 Ω·m。通过建立岩石相与测井资料的关系，在全区单井上识别3类岩石相，以此为进一步的岩石相建模提供依据。

2 多概率函数最优融合岩石相建模

传统的岩石相、沉积相等离散型变量建模思路，在砂砾岩油藏研究中具有一定的不适用性。首先，砂砾岩油藏在横向和垂向上相变较快，因此，单纯依靠变差函数约束建模难以有效表征砂砾岩储层的非均质性；其次，盐22块沙四段埋藏深度较大、钻井较少、井距较大，更增加了精细储层表征的难度。

此次研究提出了多概率函数最优融合岩石相建模的方法，以在建模过程中对岩石相的分布进行约束。概率函数的值域分布于(0,1)，在统计地质学中用于描述在空间某个位置，某一变量发育的概率值[9-20]。考虑到盐22块沙四上亚段砂砾岩油藏的资料情况，共建立了3个概率分布函数：①岩石相垂向分布概率函数，即在模型的每层网格中各类岩石相发育的概率值(即岩石相比例)，其结果来自先验地质认识(图1a)；②岩石相平面分布概率函数，其建立主要依照地质认识提取的平面沉积相分布情况以及各类岩石相在不同沉积相中发育的统计结果(图1b)；③各类岩石相的波阻抗概率分布函数(图1c)。

图1 岩石相垂向、平面、三维分布概率函数

应用上述3个概率函数，结合盐22块三维地震波阻抗反演结果，可在建模过程中分别在垂向、平面、三维3个维度对井间网格点的岩石相模拟进行约束，而重点是如何在某一网格点的岩石相模拟过程中，同时利用3个概率函数提供的信息。因此，定义P(u,k)为在空间任意一点u处，变量k(某一类型岩石相)发育的概率：

P(u,k)=F[P(u,k)vertical,P(u,k)horizontal,P(u,k)impedance]

(1)

式中：P(u,k)vertical为岩石相垂向分布概率函数；P(u,k)horizontal为岩石相平面分布概率函数；P(u,k)impedance为岩石相波阻抗分布概率函数。而F则为最优融合算法。

最优融合算法满足：

(2)

式中：ur为任一已知岩石相信息的数据点(井点数据)；kur为在该ur点所发育的岩石相类型；P(ur,kur)为ur点处kur的发育概率。

由式(1)、(2)可知，在任意一点u处，岩石相类型k发育的概率是3类概率体在该点发育岩石相类型k的概率的函数，且该函数满足“在所有能够进行验证的已知点的误差之和最小”的条件。通过F函数的应用，可以在某一网格点进行岩石相模拟时，同时利用3个概率函数所提供的概率信息。

3 储层分布规律分析

砂砾岩油藏岩性复杂，储层在横向、垂向上变化极快，应用井资料及地震资料进行常规的储层分布规律分析，难以对井间信息进行约束，效果往往较差。因此，在上述多概率体最优融合岩石相建模思路的指导下，应用序贯高斯模拟的方法，建立了沙四上亚段的储层岩石相模型，并应用建模结果对盐22块沙四上亚段砂砾岩储层分布规律进行分析。

3.1 各砂组优质储层发育规模

通过对沙四上亚段各砂组模型网格中的岩石相分布进行统计，对各砂组储层发育规模进行了分析(表2)。由表2可知，各类岩石相在4个砂组中的分布具有一定规律性：I、II砂组泥岩相较为发育，整体岩性较细；IV砂组则整体岩性较粗，主要发育中粗砾岩相；III砂组砂砾岩相较其他几个砂组相对发育。4个砂组在垂向上整体体现了正韵律的结构，由下至上储层粒度逐渐变细，这与近岸水下扇一般呈现退积垂向正旋回的特点是相互印证的。

表2 岩石相垂向分布比例

由4个砂组各类岩石相发育规模统计可知，I、II砂组沉积时期，盐22块主要处于近岸水下扇的外扇部位，储层发育规模较小，以泥岩相为主。III、IV砂组储层均较为发育，但特点不同：III砂组中优质的砂砾岩相较为发育，储层质量总体较高；而IV砂组则主要发育中粗砾岩相储层，虽然其分布较广，但由于中粗砾岩相储层质量较差，总体不如III砂组。

3.2 储层平面分布规律

在盐22块沙四上亚段4个砂组中，III砂组储层类型较好，是重点开发的层段，因此，重点解剖了III砂组的储层平面及垂向分布特征。

图2为III砂组中部的岩石相模型平面切片。由图2可知，盐22块在III砂组主要发育2条多期叠置的分流水道，并在南部进一步分流，其中，东部发育一条较细的分流水道，由北至西南斜向展布；西部发育一条较宽的分流水道，由北至东南展布；2条分流水道在北部相连，显示了物源(盐16古冲沟)对于该区储层发育的控制作用。储层性质最好的砂砾岩相发育较为集中，在III砂组中发育4个较大的砂砾岩相储集体，分别分布在盐22—盐22-13井、盐22X3—盐22X5井、盐222X1井、盐222—盐22X2井。西部2个储集体相距较近，内部可能存在沟通现象，可以作为下一步开发的重点；东南部的储集体仅有2口钻井，而由于砂砾岩体内部储层变化快，非均质性极强，因此，在该储集体内部极有可能存在由于渗流屏障导致的剩余油，可以作为进一步开发的对象。

3.3 储层垂向分布规律

过盐22X3—盐22井对模型切片，得到了盐22块西部较大储集体的顺物源岩石相模型剖面 (图3)。由图3可知，在该储集体内部，储层垂向非均质性极强，储层整体虽然较厚但单层储层厚度在10 m以下，且中粗砾岩相储层和砂砾岩相储层频繁交互。储层横向展布规模也较小，在顺物源方向上平均横向展布为100～300 m，非均质性较强，横向上中粗砾岩相储层和砂砾岩相储层存在频繁的对接。因此，盐22块储层在垂向上的分布具有“整体厚、单层薄、横向短”的特点。如果利用水平井进行开发，通过井轨迹设计使水平井钻入该较厚储集体进行开发，可能会取得良好的效果。

图2盐22块沙四上亚段Ⅲ砂组岩石相模型平面切片

4 结 论

(1) 盐22块沙四上亚段可识别8种类型的岩心岩石相，并依据其物性特征，归为三大类，分别为中粗砾岩相、砂砾岩相和泥岩相。

图3盐22块沙四上亚段Ⅲ砂组岩石相模型剖面切片

(2) 砂砾岩相为盐22块物性最好的岩石相类型，其含油性好；中粗砾岩相储集物性较差，含油性较差；泥岩相则为非储层。

(3) 沙四上亚段砂砾岩体在垂向上呈现正旋回的特点，IV砂组主要发育中粗砾岩相，I、II砂组泥岩相发育，而III砂组优势的砂砾岩相较为发育。III砂组沉积时期受北部物源的影响主要发育2条主河道，由北向南展布，4个规模较大的砂砾岩相储集体主要发育在水道中部及远端。储层在垂向上的展布具有“整体厚、单层薄、横向短”的特点。

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