曲流河廢棄河道的識(shí)別方法研究
——以大港油田港西一區(qū)明小層為例

蔣正軍，董桂玉，高蓮鳳，馬文靜，冷春鵬，李　坤，李宗峰，常永杰，付海豐

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009；2.天津方聯(lián)科技發(fā)展有限公司，天津300280）

曲流河廢棄河道的識(shí)別方法研究

蔣正軍*1，董桂玉1，高蓮鳳1，馬文靜2，冷春鵬1，李坤1，李宗峰1，常永杰1，付海豐1

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009；2.天津方聯(lián)科技發(fā)展有限公司，天津300280）

河流相儲(chǔ)層的廢棄河道微相，在側(cè)向上對(duì)流體起隔擋作用，因此正確識(shí)別廢棄河道對(duì)于進(jìn)一步分析儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型以及改善油田開發(fā)效果具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。以大港油田港西一區(qū)明Ⅱ17小層為例，首先進(jìn)行沉積微相研究，確定復(fù)合曲流帶的分布范圍；然后在復(fù)合曲流帶內(nèi)確定單一河道邊界；其次在單一河道劃分的基礎(chǔ)上，結(jié)合廢棄（末期）的鑒別標(biāo)志和沉積微相特征，依據(jù)高彎曲河道砂體沉積規(guī)律，確定廢棄河道和末期河道的發(fā)育位置。識(shí)別廢棄河道并進(jìn)行精細(xì)刻畫不僅對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究和剩余油分析具有重要意義，還對(duì)后期開發(fā)方案編制具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

曲流河；廢棄河道；單一河道；末期河道；港西一區(qū)

1　沉積微相特征及識(shí)別

曲流河各個(gè)微相之間，無論是空間排布、發(fā)育規(guī)模還是成因上都存在著緊密的聯(lián)系，所以為了識(shí)別廢棄河道，有必要對(duì)曲流河的微相進(jìn)行精細(xì)劃分，以提高廢棄河道識(shí)別的準(zhǔn)確性［7］。研究區(qū)曲流河主要發(fā)育河床滯留沉積、點(diǎn)砂壩（邊灘）、天然堤、決口扇和河漫灘等微相，其中在部分地區(qū)由于河流迅速側(cè)向遷移，天然堤發(fā)育不良，洪水泛濫可形成廣闊平坦的河漫沉積區(qū)，沉積物不僅有泥質(zhì)，還有部分砂質(zhì)沉積，此時(shí)堤岸亞相和河漫亞相已無區(qū)別，各沉積微相特征分別如下：板狀交錯(cuò)層理、板狀+槽狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理、平行層理、波狀交錯(cuò)層理等。

2　單一河道識(shí)別

單一河道是在平原上一條新的單一的河道的形成，經(jīng)過發(fā)展、側(cè)蝕沉積、廢棄，直到在新的區(qū)域產(chǎn)生新的河道開始另外一期河道的演化，而老的河道廢棄。一般河道砂體是由一條或者多條單一河道組合而成，對(duì)于復(fù)合河道內(nèi)部的單河道，可以是同期，也可以是不同期。同期次是指2條或者多條單一河道在同一時(shí)期內(nèi)在不同的區(qū)域同時(shí)發(fā)育的河道，不同期是指同一層內(nèi)的河道砂體由不同時(shí)期發(fā)育的河道在縱向疊置和平面拼合而成。不同成因砂體在巖性、電性平面和剖面幾何形態(tài)上都有所差異，因此利用密井網(wǎng)條件下豐富的井資料結(jié)合高彎度曲流河河流演化的特點(diǎn)、各井點(diǎn)的曲線形態(tài)以及空間上的組合特點(diǎn)，綜合識(shí)別出單一河道［1］。單河道邊界的識(shí)別是識(shí)別單河道的關(guān)鍵，在識(shí)別河道帶的基礎(chǔ)上確定4種單一河道邊界的識(shí)別標(biāo)志［8］：①不連續(xù)河間砂體的出現(xiàn)代表著2條不同河道的邊界；②河道砂體頂面存在層位差也說明了是不同期次的河道；③河道砂體的厚度差異表明是不同水動(dòng)力條件下的河道沉積；④廢棄河道沉積物是單一河道砂體邊界的重要標(biāo)志。

（1）不連續(xù)河間砂體或河間泥質(zhì)沉積。不連續(xù)河間砂體的出現(xiàn)很可能就代表2條不同單一河道的邊界。一般來講，大面積連片分布的復(fù)合河道砂體是多條河道側(cè)向拼合的結(jié)果，但2條河道之間總要出現(xiàn)分叉，河道改道過程中往往留下河間沉積物的蹤跡，沿河道縱向上不連續(xù)分布的河間砂體（河間泥或溢岸沉積）正是不同單一河道分界的標(biāo)志（圖1）。

（2）曲線形態(tài)差異。不同河道由于受到沉積古底形的影響，具有不同的沉積物攜帶能力，造成不同河道的測(cè)井曲線響應(yīng)特征必然有一定的差別，不同的曲線形態(tài)可以作為單河道劃分的標(biāo)志（圖2a）。

圖1　港西一區(qū)一明Ⅱ-7-1單河道劃分標(biāo)志（河道間沉積）

圖2　港西一區(qū)一明Ⅱ-7-1單河道劃分標(biāo)志（曲線形態(tài)差異+廢棄河道+砂厚差異）

（3）廢棄河道。在曲流帶內(nèi)部，廢棄河道代表一個(gè)點(diǎn)壩發(fā)育的結(jié)束，而最后一期次廢棄河道代表一期河流沉積作用的改道。因此廢棄河道沉積物是單一河道砂體邊界的重要標(biāo)志（圖2b）。

（4）河道砂體的厚度差異。由于不同河道分流能力受到多種因素的影響，不同河道砂體而必然會(huì)出現(xiàn)差異，由此造成沉積砂體的厚度上的差異，如果這種差異性的邊界可以在較大范圍內(nèi)追溯，很可能就是不同河道單元的指示（圖3c）。

3　廢棄河道識(shí)別

3.1廢棄河道類型

根據(jù)廢棄河道的平面形態(tài)及分布特征可將廢棄河道組合分成2大類，一類是單水流作用形成的廢棄河道，包括串溝取直型、頸項(xiàng)截直型、決口改道型；另一類是多水流作用形成的廢棄河道，如串流改道型廢棄河道［2］。根據(jù)沉積剖面特征廢棄河道可分為漸棄型和突棄型2種［3］。

3.2廢棄河道識(shí)別方法

目前，利用電性關(guān)系識(shí)別廢棄河道的方法應(yīng)用較為廣泛，但存在多解性［8］。一方面廢棄河道上部的泥巖段（細(xì)粒沉積）無論巖性、構(gòu)造還是電測(cè)特征均與泛濫平原、天然堤以及決口扇相似，這就給廢棄（末期）河道的準(zhǔn)確識(shí)別造成了困難；另一方面廢棄河道在平面上多呈孤立的彎月狀，也有彎曲帶狀，其橫、縱剖面上的延續(xù)性均有限，即便是連續(xù)彎曲帶狀的末期河道，其平行河流水流方向的縱剖面也不連續(xù)，所以識(shí)別廢棄河道對(duì)井網(wǎng)密度要求較高［4］。為了提高廢棄（末期）河道識(shí)別的準(zhǔn)確性，需要結(jié)合相控思想，綜合多種識(shí)別方法，多角度切入，動(dòng)靜態(tài)資料相互驗(yàn)證。

3.2.1測(cè)井相識(shí)別廢棄河道

廢棄河道底部發(fā)育與點(diǎn)壩類似滯留沉積和砂體（粗粒沉積），上部為標(biāo)志性泥巖段（細(xì)粒沉積），電測(cè)特征表現(xiàn)為底部呈箱型或鐘型，上部為微齒狀或平直線型。整體形態(tài)上由于廢棄河道類型分為漸棄型和突棄型，導(dǎo)致其測(cè)井相有所不同（圖3）。

3.2.2砂頂相對(duì)深度法識(shí)別廢棄河道

圖3　廢棄河道測(cè)井相類型

砂頂相對(duì)深度法是近年來地下河廢棄河道快速識(shí)別的常用方法。砂頂相對(duì)深度即構(gòu)造頂面與小層內(nèi)河道砂頂之間的距離，也可以視作構(gòu)造頂面與小層內(nèi)河道砂頂之間泥巖（細(xì)粒沉積）厚度。按單層頂面拉平后，可確認(rèn)砂頂相對(duì)深度大小，砂頂相對(duì)深度法理論模型如圖4，同一小層內(nèi)，點(diǎn)壩砂體厚度大，相對(duì)的砂頂上部的泥巖（細(xì)粒沉積）就薄，廢棄河道底部沉積與相鄰點(diǎn)壩沉積相同且深度大體一致，但厚度明顯薄于相鄰點(diǎn)壩砂體，上部的泥巖（細(xì)粒沉積）段明顯厚。這就造成廢棄河道砂體砂頂相對(duì)深度較兩側(cè)點(diǎn)壩砂體大［5］。利用砂頂相對(duì)深度法識(shí)別廢棄河道時(shí)，砂頂應(yīng)為厚層點(diǎn)壩沉積砂體的頂，對(duì)于點(diǎn)壩砂頂上部的薄層粉砂或細(xì)砂不應(yīng)考慮在內(nèi)。

3.2.3砂厚差異法識(shí)別廢棄河道

主河道沉積以點(diǎn)壩砂體為主，砂體厚度大，廢棄河道只有底部和下部發(fā)育與主河道類似的點(diǎn)壩砂體，其上部為廢棄河道標(biāo)志性的細(xì)粒沉積段。因此，廢棄河道發(fā)育區(qū)砂體厚度明顯薄于兩側(cè)點(diǎn)壩砂體，在剖面上呈明顯的“高低高”形態(tài)。通過這一特征，在研究區(qū)內(nèi)判斷出多處廢棄河道或末期河道。對(duì)于港西一區(qū)一明小層，西47-4-5井和西46-5-2井處砂巖厚度明顯高于處于2井之間的西46-5井，綜合考慮沉積相模式認(rèn)為西46-5井處發(fā)育廢棄河道（圖5）。

圖4　砂頂相對(duì)深度法識(shí)別廢棄河道理論模型

圖5　廢棄河道砂巖厚度特征

3.3末期河道識(shí)別

由于當(dāng)新的河道形成后，水流發(fā)生改道，原來的老河道逐漸失去了作為水流通行路徑的作用，形成靜水環(huán)境，河道水動(dòng)力較弱，細(xì)粒懸浮物質(zhì)逐漸沉積，以泥質(zhì)沉積物為主，在曲線上形態(tài)與廢棄河道相似，當(dāng)整條河道被充填后，在平面上河道內(nèi)砂體厚度應(yīng)該為一條相對(duì)連續(xù)的可追蹤的砂體減薄區(qū)域，可以綜合剖面圖和砂體等厚圖來確定末期河道。嚴(yán)格來說末期河道還屬于廢棄河道，不是真正的末期河道，只不過在研究區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為整體完全廢棄而標(biāo)志著該次河道事件的階段性終結(jié)。末期河道比狹義的廢棄河道在廢棄時(shí)間上稍晚［6］。綜合前人關(guān)于末期河道的研究成果，在河道砂體發(fā)育區(qū)域識(shí)別末期河道最有效的方法是基于沉積微相平面展布圖和砂巖厚度等值線圖，借助剖面測(cè)井相及組合、“厚—薄—厚”的砂體平面發(fā)育特征和砂頂相對(duì)深度法綜合判別。

圖6　港西開發(fā)區(qū)一區(qū)一明Ⅱ-7-1沉積相分布圖

4　結(jié)論

（1）研究摸索出一套密井網(wǎng)條件下基于測(cè)井資料有效識(shí)別廢棄（末期）河道的研究思路：基于密井網(wǎng)測(cè)井資料，以現(xiàn)代曲流河沉積模式為指導(dǎo)，在充分分析各類型廢棄河道特征的基礎(chǔ)上，綜合測(cè)井相識(shí)別法、砂頂相對(duì)深度法、砂厚差異法（“厚—薄—厚”）和亞、微相組合模式預(yù)測(cè)法等多種方法，多角度切入、相互驗(yàn)證，最后識(shí)別出廢棄（末期）河道。

（3）在密井網(wǎng)條件下識(shí)別廢棄（末期）河道的方法取得良好的效果，為下一步對(duì)點(diǎn)壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)刻畫起到鋪墊作用，本文在平面上進(jìn)行識(shí)別研究，有待更深的從三維角度進(jìn)行更精確的研究。

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TD82.72

A

1004-5716（2016）09-0174-05

2015-10-20

2015-10-29

河北省自然科學(xué)基金（D2013209045）；項(xiàng)目《港西一區(qū)一、三斷塊儲(chǔ)層構(gòu)型刻畫與潛力分布定量描述》（DGYT-2014-JSFW）。

蔣正軍（1990-），男（漢族），云南曲靖人，華北理工大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向：沉積地質(zhì)與沉積礦產(chǎn)。