梁11斷塊沙河街組二段河口壩砂巖體夾層特征

國景星，張 勇

（中國石油大學(xué)地球資源與信息學(xué)院，山東青島 266555）

梁11斷塊沙河街組二段河口壩砂巖體夾層特征

國景星，張 勇

（中國石油大學(xué)地球資源與信息學(xué)院，山東青島 266555）

綜合巖心、測井資料及其綜合解釋成果，對(duì)梁11斷塊沙河街組二段夾層的結(jié)構(gòu)層次、巖石類型、成因等進(jìn)行系統(tǒng)研究和分類，并通過井間對(duì)比及夾層平面分布研究，分析河口壩環(huán)境中不同位置、不同類型夾層的分布規(guī)律。結(jié)果表明:夾層的巖石類型分為泥質(zhì)、鈣質(zhì)及過渡性3類，依照穩(wěn)定性及封隔性能可分為A，B，C 3個(gè)級(jí)別，其中A級(jí)夾層具有較好的封隔及阻流作用;壩主體位置的夾層以鈣質(zhì)夾層、過渡性夾層為主，厚度較小且不甚穩(wěn)定、封隔性較差;壩緣和壩側(cè)翼的夾層以泥質(zhì)夾層為主，厚度較大且相對(duì)較穩(wěn)定，封隔性能較好;壩頂位置的夾層數(shù)量少且厚度變化不穩(wěn)定。

沙河街組二段;三角洲前緣亞相;河口壩;夾層;分布模式

隨著油田開發(fā)的不斷推進(jìn)以及人們對(duì)油田地下地質(zhì)認(rèn)識(shí)的逐漸深入，無論是理論研究人員還是油田現(xiàn)場工作者，都切實(shí)認(rèn)識(shí)到厚油層層內(nèi)非均質(zhì)性是制約厚油層開采效果的關(guān)鍵因素［1-5］，而對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)性的認(rèn)識(shí)水平直接影響著開采方案的優(yōu)化和實(shí)施效果。層內(nèi)非均質(zhì)性研究包括層內(nèi)垂向上的粒度韻律及滲透率差異程度、層內(nèi)薄夾層的分布、層理構(gòu)造序列等，其中，夾層的數(shù)目及分布規(guī)律是控制水淹形式的主要地質(zhì)因素，是油田開發(fā)后期調(diào)整注采體系的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此，筆者對(duì)夾層成因及其分布規(guī)律進(jìn)行深入研究。

1 研究區(qū)概況

梁11斷塊區(qū)位于山東省博興縣史口村以南，構(gòu)造上位于東營凹陷中央隆起帶西傾部位，其北東方向?yàn)楝F(xiàn)河莊油田，東南部為牛莊油田，西部為史南油田河120斷塊，北部為史8斷塊（圖1），研究區(qū)面積約6 km2，現(xiàn)有130余口井，主要產(chǎn)油區(qū)內(nèi)井間距一般為50～100 m，少量為100～150 m，屬于密井網(wǎng)、小井距等，這為儲(chǔ)層內(nèi)部夾層研究提供了必要條件。該區(qū)沙河街組二段的下部亞段（以下簡稱沙二下）的7，8砂層組以三角洲前緣的河口壩及分流河道沉積為主，巖性主要為粉細(xì)砂巖，單砂層厚度較大，一般為5～15 m。自1979年鉆探梁11井發(fā)現(xiàn)沙二下大套含油砂巖以來，目前已進(jìn)入特高含水開發(fā)期（綜合含水率94.9%）。存在的主要問題是油層動(dòng)用程度高，水淹極不均衡，剩余油分布不清。

圖1 梁11斷塊構(gòu)造位置圖Fig.1 Location map of L11 fault block

2 夾層的分類

2.1 據(jù)結(jié)構(gòu)層次劃分

為了更準(zhǔn)確地描述研究區(qū)夾層的成因［6］和構(gòu)形特征，將梁11斷塊的夾層按砂體結(jié)構(gòu)層次分為3級(jí)。

（1）A級(jí)夾層。單砂層內(nèi)部成因體間夾層。所謂成因體是指單砂層內(nèi)部垂向上兩個(gè)相鄰的巨型底型［7］（界面）所限定的、橫向上由不同微環(huán)境沉積構(gòu)成的地質(zhì)體。該類夾層在河口壩儲(chǔ)層中屬較大規(guī)模夾層，橫向上可延續(xù)數(shù)百米或多口井，具有一定的局部封隔能力，在高含水期及三次采油期間對(duì)單砂體內(nèi)部具有很強(qiáng)的局部封隔、遮擋、阻流作用，因此它是儲(chǔ)層精細(xì)描述的重點(diǎn)。

（2）B級(jí)夾層。成因體內(nèi)次級(jí)增生體間的夾層，其頂或底面為巨型底型內(nèi)的大規(guī)模再作用面或增生面——成因體內(nèi)的沉積間斷面或沖刷面，表明成因體內(nèi)部次一級(jí)沉積事件的開始或結(jié)束，其所限定的儲(chǔ)層為成因體內(nèi)部的韻律層。該夾層不僅厚度很小，而且橫向分布不穩(wěn)定，僅可起到有限的局部封隔作用。

（3）C級(jí)夾層。為交錯(cuò)層系組之間的夾層，厚度小，平面分布極不穩(wěn)定，基本不具備封隔能力。

由以上分析可知，因B，C級(jí)夾層的不穩(wěn)定性及其有限的局部阻流作用，且在測井曲線上極難識(shí)別，因此一般不作為研究重點(diǎn)。

2.2 據(jù)巖石類型劃分

研究區(qū)河口壩儲(chǔ)層內(nèi)部夾層類型主要是依據(jù)梁11-6井的巖心、測井等資料綜合分析得來。梁11-6井取心井段主要為2.737～2.86和2.92～2.936 06 km，巖心長139.09 m，其中，2.794～2.873 5 km 屬于沙二段8砂層組，該砂層組主要屬于河口壩沉積。綜合分析認(rèn)為，本區(qū)沙二段8砂層組夾層按照巖性可以劃分為泥巖夾層、過渡性夾層、鈣質(zhì)夾層3種類型。

（1）泥巖夾層。泥巖夾層由泥巖、含粉砂泥巖、粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，具高排替壓力，封隔能力好［8］。

（2）過渡巖性夾層。過渡巖性夾層由泥質(zhì)粉砂巖、含泥粉砂巖等巖性組成，具非滲透-低滲透性，該類夾層部分具備封閉、遮擋、阻流能力，部分屬于物性夾層，封隔能力較差。

（3）鈣質(zhì)夾層。鈣質(zhì)夾層由鈣質(zhì)砂巖、含鈣砂巖等組成，多為后期成巖作用所致［9］，滲透性低，具有一定的遮擋、阻流能力，少數(shù)情況下封隔性能較好。

除此之外，偶見泥礫巖夾層，主要由泥礫、泥礫質(zhì)砂巖等組成，具低滲透性、遮擋、阻流能力。

2.3 據(jù)成因劃分

在河口壩環(huán)境中，夾層從成因上可以分為3種類型。

（1）河口壩之間夾層。河口壩之間夾層由非滲透性的泥、粉砂質(zhì)泥、泥質(zhì)粉砂等組成。

（2）成巖作用形成的夾層。成巖作用形成的夾層主要表現(xiàn)為鈣質(zhì)或含鈣層，為致密非滲透或特低滲透夾層，一般位于河口壩的中上部（少量位于底部）。

（3）洪峰間及洪后懸浮沉積的夾層。大的洪水期后或洪峰間，在河口壩內(nèi)部沉積的細(xì)粒沉積，以懸浮物（泥、粉砂質(zhì)泥、泥質(zhì)粉砂等）為主。

3 河口壩夾層的空間分布

圖2是根據(jù)測井曲線及綜合解釋結(jié)果編制的夾層分布剖面圖。其中，圖2（a）是研究區(qū)河口壩最為發(fā)育的8砂層組21砂層的夾層分布圖，由該圖可以看出，泥質(zhì)夾層主要分布在河口壩的中前部或中-下方，中上部夾層不甚發(fā)育。圖2（b）是8砂層組23砂層的夾層分布圖，該砂層沉積時(shí)期的河口壩規(guī)模較21砂層小，可以看出，夾層的數(shù)量增多，不僅有泥質(zhì)夾層，還有鈣質(zhì)夾層。泥質(zhì)夾層主要分布在河口壩的側(cè)翼，鈣質(zhì)夾層多發(fā)育在砂體的中部。

圖2 夾層分布剖面圖Fig.2 Interlayer distribution profile

從平面分布來看，河口壩砂體的不同位置，夾層的厚度及分布穩(wěn)定性不同。以8砂層組第2小層的21和23單砂層為例對(duì)夾層分布特征進(jìn)行研究。21單砂層在研究區(qū)位于河口壩沉積的中部，是河口壩的主體，縱向上可以細(xì)分為3個(gè)成因體（自上而下編號(hào)為① ，② ，③），其間存在2個(gè)夾層（圖3）。

圖3 沙二段8砂層組21單砂層夾層分布Fig.3 Interlayer distribution of the 21single sand unit of 8th sand sets of Es2

由圖3（a）可以看出，①和②成因體之間的夾層厚度一般為0.25～1.0 m，平均厚度為0.41 m;有3個(gè)局部地區(qū)夾層不發(fā)育，即上下兩個(gè)成因體彼此連通，連通面積一般為0.04～0.55 km2，連通總面積占砂體面積的近30%，反映這兩個(gè)成因體之間的夾層封隔作用較弱。在圖3（b）中，②和③成因體間的夾層厚度一般為0.25～1.5 m，平均厚度為0.55 m;上下兩個(gè)成因體之間存在5個(gè)夾層不發(fā)育區(qū)，但是其連通面積極小，均小于0.04 km2，連通總面積約占砂體面積的5%，反映這兩個(gè)成因體之間的夾層封隔性能較好。

23單砂層在研究區(qū)位于河口壩沉積的前部，相對(duì)于21砂層該砂層砂體厚度較小，儲(chǔ)集性能變差。23砂層在縱向上也可以細(xì)分為3個(gè)成因體（自上而下編號(hào)為①，②，③），其間存在2個(gè)夾層（圖4）。由圖4（a）可以看出，①和②成因體之間的夾層厚度一般為0.25～2.0 m，平均厚度為0.64 m;有3個(gè)局部地區(qū)夾層不發(fā)育，上下兩個(gè)成因體連通面積一般為0.04～0.55 km2，連通總面積占砂體分布范圍不足5%，反映這兩個(gè)成因體之間的夾層封隔作用較弱。在圖4（b）中，夾層厚度一般為0.25～2.0 m，平均厚度為0.82 m;上下兩個(gè)成因體之間存在5個(gè)夾層不發(fā)育區(qū)，但是其連通面積較小，除了發(fā)育一處面積約0.10 km2的連通區(qū)之外，其他4處的連通面積均小于0.08 km2，連通總面積占砂體面積不足10%。

圖4 沙二段8砂層組23單砂層夾層分布Fig.4 Interlayer distribution of the 23single sand unit of 8th sand sets of Es2

以上研究與分析表明，河口壩的不同位置，夾層的巖石類型、成因類型、厚度及分布穩(wěn)定性不同。壩主體位置的夾層以鈣質(zhì)夾層、過渡性夾層為主，厚度較小，一般為0.25～1.0 m;壩緣和壩側(cè)翼的夾層以泥質(zhì)夾層為主，厚度較大且相對(duì)較穩(wěn)定，厚度一般為0.25～2.0 m;靠近壩頂?shù)奈恢脢A層數(shù)目偏少，厚度變化不穩(wěn)定（圖5）。另外，夾層的巖性不同，分布穩(wěn)定性及封隔性能不同。泥巖類夾層與儲(chǔ)層同期形成，不僅封隔性能較好，而且分布相對(duì)穩(wěn)定，橫向上可延伸多口井，長度可達(dá)200～600 m;鈣質(zhì)夾層與成巖作用有關(guān)，其分布與儲(chǔ)層巖性、地下水中離子成分及流動(dòng)性有關(guān)，厚度一般較小，橫向上不甚穩(wěn)定，僅在1～2口井分布，封隔性能較差;過渡性夾層多由連續(xù)疊加砂體間分布不太穩(wěn)定的泥質(zhì)粉砂巖等構(gòu)成，向沉積推進(jìn)方向及兩側(cè)逐漸過渡為泥質(zhì)夾層，其封隔性能也相對(duì)較差。

圖5 河口壩儲(chǔ)層的夾層分布模式Fig.5 Distribution model of interlayer in estuary dam

4 結(jié)論

（1）河口壩砂體內(nèi)夾層按照巖性特征可以分為泥質(zhì)、鈣質(zhì)及過渡性3類，按照穩(wěn)定性及封隔性能，可以分為A，B，C 3級(jí)，其中的A級(jí)夾層具有較好的封隔、遮擋及阻流作用。

（2）河口壩儲(chǔ)集體的不同位置，夾層的巖石類型、成因類型、厚度及分布穩(wěn)定性不同。壩主體位置的夾層以鈣質(zhì)夾層、過渡性夾層為主，厚度較小且不甚穩(wěn)定、封隔性能較差;壩緣和壩側(cè)翼的夾層以泥質(zhì)夾層為主，厚度較大且相對(duì)較穩(wěn)定，封隔性能較好;壩頂位置的夾層少且厚度變化不穩(wěn)定。

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Interlayer characteristics of estuary dam reservoir of the 2nd member of Shahejie formation in L11 fault block

GUO Jing-xing，ZHANG Yong

（College of Geo-Resources and Information in China University of Petroleum，Qingdao266555，China）

Synthetically using the core，log curve and their processing results，the types of interlayers about hierarchy，lithology and cause of the 2nd member of Shahejie formation in L11 fault block were studied.The distribution characteristics of interlayers of different types of sandwich and in different position of estuary dam reservoir through contrasting developmental differences of interlayers among wells and plane distribution were analyzed.The results show that there are 3 categories of rock types such as clay interlayer，calcareous interbeds and transitional interlayers.Interlayers can be classified A，B，C three levels according to stability and containment performance.A level has a good isolation and blocking effect.There are calcareous interbeds and transitional interlayers in the subject positions of estuary dam，which has small thickness，less stability and poor barrier.There are clay interlayer in dam edge and flank，which has great thickness，relative stability and good barrier.The number of interlayers is few at the top of dam，and thickness change is unstable.

2nd member of Shahejie formation;delta front subfacies;estuary dam;interlayer;distribution pattern

P 588.2

A

10.3969/j.issn.1673-5005.2010.05.002

1673-5005（2010）05-0007-05

2010－03－18

國景星（1963－），男（漢族），河北隆堯人，教授，博士，從事油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、油田開發(fā)地質(zhì)學(xué)的研究與教學(xué)工作。

（編輯 徐會(huì)永）

文章編號(hào):1673-5005（2010）05-0141-06