大凌河單河道砂體識別方法研究

孫宏偉

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 北票 122100)

大凌河單河道砂體識別方法研究

孫宏偉

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 北票 122100)

對復(fù)合河道砂體中的單河道砂體展布特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)識別，不僅能夠?yàn)榈叵掠吞镏惺Ｓ嘤偷耐跐撎峁┲匾畔?shù)，更能科學(xué)構(gòu)建儲集層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。本文以遼寧省大凌河河道為研究對象，從露頭及鉆井和地震角度，介紹了大凌河單河道砂體識別過程中，經(jīng)常采用的露頭實(shí)測法及巖性對比法、電性對比法、厚度中心法和統(tǒng)計約束法、地震相和屬性分析法等幾種不同的河道砂體識別方法，以期為遼寧省大凌河地區(qū)尋找?guī)r性油氣藏等提供參考依據(jù)。

大凌河；單河道；砂體識別

1 概 述

在遼寧省眾多油田勘測、開發(fā)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)以下類似情況：在同一層砂體中，構(gòu)造高及構(gòu)造低的部位分別含有油氣資源和水資源[1]。但通過對鉆井資料及地質(zhì)勘測資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，含水資源的構(gòu)造高位處和含油氣資源的構(gòu)造低位處并不存在斷層阻隔情況?；诖耍疚姆謩e對露頭實(shí)測法、巖性對比法、電性對比法、厚度中心法、統(tǒng)計約束法及地震相和屬性分析法等幾種常見的單河道砂體識別方法進(jìn)行研究[2]。

2 單河道砂體識別方法

2.1 露頭實(shí)測法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

以露頭實(shí)測法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別，是一種最直接也是最有效的判斷方法(見圖1)，大凌河單河道砂體橫切面頂?shù)兹够虻淄鬼斊絒3]。在露頭上，可看到大凌河單河道砂體具有橫向尖滅的現(xiàn)象。在大凌河單河道砂體中，多層穩(wěn)定分布的席狀砂體通常是由分流河道疊置、拼合而成；對于單層砂體而言，其一般厚度在8～15m，這些單河道砂體共同組成復(fù)合河道砂體；單河道砂體寬度和厚度一般在 60～110m和1.7～3.4m之間；而單河道下部厚度大約1.5～3m的中砂巖為河道砂體主體，上部為厚幾十厘米的泥質(zhì)極細(xì)砂巖，這種砂巖經(jīng)過風(fēng)化作用后，與頁巖相類似，由于單河道中沉積而成的中砂巖被上述厚達(dá)十幾厘米的極細(xì)頁巖所分離。因此，由單層河道砂體組成的復(fù)合河道砂體之間聯(lián)通性較差。本文在對遼寧省大凌河單河道砂體進(jìn)行露頭實(shí)測研究中，通過對25塊不同砂巖進(jìn)行物性分析，發(fā)現(xiàn)中砂巖滲透率和孔隙度分別為12×10-3～23×10-3μm2和16%～21%，而泥質(zhì)極細(xì)砂巖的滲透率和孔隙度分別為1×10-3μm2和5%～8%。單從中砂巖和泥質(zhì)極細(xì)砂巖的滲透率及孔隙度來看，二者差異較為明顯。盡管在地震和測井方面由中砂巖和泥質(zhì)極細(xì)砂巖等單河道砂體組成的復(fù)合砂體河道看似一個大砂體，但由于其砂體具有非均質(zhì)性[4]，單個大砂體在本質(zhì)上是由多個不同的單河道砂體構(gòu)成的。

從大凌河單河道砂體縱向結(jié)構(gòu)來看，其一般在結(jié)構(gòu)方面分別表現(xiàn)為兩種介質(zhì)較為均勻的沉積序列和節(jié)理向上發(fā)育變細(xì)的沉積序列。前者在砂體粒度方面無明顯變化，但這種類型河道通常為很薄的礫質(zhì)砂巖或礫巖，且河道地面有明顯的沖刷面。從電阻率測井虛線可看出，單河道底面薄礫巖或礫質(zhì)砂巖的電阻率較高。結(jié)合單河道河床滯留沉積現(xiàn)象，可識別出大凌河單河道砂體是由幾期河道疊置和拼合而成的[5]。

圖1 大凌河單河道1～5砂體結(jié)構(gòu)分布

2.2 巖性對比法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

采用巖性對比法對大凌河單河道砂體進(jìn)行野外露頭觀測，結(jié)果表明：在垂直型河道結(jié)構(gòu)中，如果巖石類型不同，則不屬于同條河道。在本文研究過程中，通過對大凌河二疊系內(nèi)一個復(fù)合砂體露頭中彼此相距100m的兩條剖面進(jìn)行實(shí)測分析，最終發(fā)現(xiàn)該河道復(fù)合砂體主要由細(xì)砂巖、細(xì)礫巖、中砂巖及含礫中砂巖等構(gòu)成。上述不同類型的巖石之間具有非常清晰的界面，通過進(jìn)一步研究分析，發(fā)現(xiàn)砂體不同則巖石類型不同；反之，同一個砂體的巖石類型完全相同，且在橫向結(jié)構(gòu)上礫巖、含礫中砂巖、中砂巖并未漸變?yōu)楹[中砂巖和中砂巖及細(xì)砂巖。由此表明，同一條單河道內(nèi)沉積的巖石類型在垂直水流方向上相同，如果單河道沉積類型不同，則巖石類型一定存在很大差異[6]。

在考察分析過程中發(fā)現(xiàn)，沿著水流方向，盡管單河道砂體粒度會由上游至下游逐漸變細(xì)，通常在較長距離之內(nèi)，不同粒度巖石之間的過渡性能夠得到體現(xiàn)，但在數(shù)公里范圍內(nèi)，一般不同粒度巖石之間的過渡性難以體現(xiàn)。因此，這一情況導(dǎo)致單河道砂體無論是在平行于水流方向，還是在垂直于水流方向，經(jīng)過沉積的巖石類型在同一單河道內(nèi)相同[7]。結(jié)合這一分析結(jié)果，本文基于巖石類型以單一河道判斷原理對大凌河單河道內(nèi)的兩條鉆井剖面和露頭剖面進(jìn)行砂體對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大凌河單河道一條剖面與另一條剖面中的礫巖或中砂巖等不同巖石類型分屬于兩條不同的單河道沉積。

2.3 電性對比法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

在實(shí)際鉆探勘測過程中，通過電性可全面反映河道巖石巖性，如果巖石巖性基本相同，則單河道砂體的電性特征也相同，反之則巖石的電性特征也存在很大差異。從圖1可以看出，在不同河道鉆探的兩口井中，若單河道砂體的具體電性特征存在差異，則由此可判斷兩口鉆探井分屬不同單河道。但如果同一河道內(nèi)的砂體巖性基本相同，則一般水資源分布于河道較低位置，而油氣等資源則分布于河道較高部位。這一分布特征在電測曲線分布圖中表示為不同的電阻率變化趨勢。故以電性對比法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別時，一般需綜合河道巖性與電性特征進(jìn)行綜合分析[8]。

2.4 厚度中心法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

采用厚度中心法對大凌河單河道砂體進(jìn)行科學(xué)識別，在橫切河道剖面中，河道砂體通常只有一個厚度中心。因此，這一特征會在大凌河單河道砂體等高曲線圖中體現(xiàn)，若在垂直方向內(nèi)河道砂體有多個不同的厚度中心或只有兩個不同的厚度中心，則表明大凌河單河道砂體屬于多河道沉積及兩條河道沉積。

2.5 統(tǒng)計約束法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

對于大凌河而言，河道實(shí)際寬度非常有限，而通過對遼寧省大多數(shù)區(qū)域的河道實(shí)際寬度進(jìn)行研究分析發(fā)現(xiàn)，主要河道實(shí)際寬度一般在200～500m之間，最大寬度也均小于1000m。因此，在對遼寧省大凌河單河道砂體進(jìn)行科學(xué)識別過程中，可基于現(xiàn)代河道寬度統(tǒng)計約束法，對大凌河河道寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行有效約束，如大凌河單河道內(nèi)兩口井在垂直河道方向上距離大于3000m，則可確定大凌河單河道砂體不是同一條河道沉積，但統(tǒng)計約束法只適用于對兩點(diǎn)距離在1000m以下的河道寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行約束[9]。

2.6 地震相對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

通常情況下，河道在地震剖面結(jié)構(gòu)中具有不同反射特征：河道在地震剖面中同相軸下彎或具有顯著下切現(xiàn)象，以此全面反映了大凌河單河道河床結(jié)構(gòu)形態(tài)；在地震剖面結(jié)構(gòu)中，大凌河河道兩側(cè)有顯著中斷點(diǎn)的較強(qiáng)反射波；在地震剖面結(jié)構(gòu)中，大凌河河道單個同相軸下側(cè)有一個兩端中斷的弱同相軸。

結(jié)合上述特征分析可知，通常情況下，在地震剖面結(jié)構(gòu)中較大規(guī)模的河道砂體經(jīng)常會形成充填反射、透鏡狀反射、空白反射及雜亂反射[10]。在這幾種不同反射狀態(tài)中，充填反射的反射特征是底凸頂平，而透鏡狀反射的反射特征是頂凸底凸；另外，空白反射和內(nèi)部雜亂反射的反射特征均為底凸頂凸。若經(jīng)過科學(xué)標(biāo)定，大凌河單河道中兩口井的砂體所對應(yīng)的地震反射同相軸屬于同一相軸，且同相軸之間的振幅強(qiáng)度較為穩(wěn)定及連續(xù)，則可確定兩口井的砂體屬于同一條河道(見圖2中的C和D)。

圖2 通過地震相對大凌河辮狀復(fù)合河道砂體進(jìn)行識別

相反，經(jīng)過標(biāo)定，如果兩口井的砂體所對應(yīng)的地震反射同相軸形成錯位，且錯位同相軸間振幅強(qiáng)度不穩(wěn)定和不連續(xù)，即可確定上述兩口井的砂體不屬于同一條河道。圖2中的B與C和A與B之間的的砂體就不屬于同一河道。

2.7 屬性分析法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別

采用屬性分析法對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別需經(jīng)過五個步驟：?通過分析地震振幅屬性，對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別。由于振幅屬性能夠?qū)Υ罅韬訂魏拥滥康膶涌紫抖燃皫r石具體成分、地層厚度及含流體具體成分變化情況進(jìn)行描述，也可對大凌河單河道特殊巖性巖體及各種扇體和具體河道進(jìn)行科學(xué)追蹤，還可對大凌河單河道流體的聚集情況和巖性變化等進(jìn)行識別，因此，通過全面提取單河道振幅信息對地質(zhì)平面結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進(jìn)行分析，可以識別大凌河單河道砂體[11]。?通過分析頻譜分解過程對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別。地震子波由于經(jīng)常會跨越多個不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層，會出現(xiàn)較為復(fù)雜的調(diào)諧反射情況，這種反射情況由于具有獨(dú)特的響應(yīng)及頻率，因此可基于薄層調(diào)諧原理，對大凌河單河道結(jié)構(gòu)厚度變化情況進(jìn)行科學(xué)描述。?通過分析相干體對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別。相干分析法主要基于三維地質(zhì)數(shù)據(jù)，與地震波相類似能夠科學(xué)揭示大凌河地下河道異常情況，從而對地層結(jié)構(gòu)和斷層及河道砂體進(jìn)行準(zhǔn)確識別。?通過分析層切片對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別。層切片分析可基于沉積儲集和層序地層概念，通過綜合橫向地震分辨率和測井垂向結(jié)果，對大凌河單河道砂體展布方向及邊界進(jìn)行準(zhǔn)確識別和預(yù)測。?通過三維可視化分析，對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別。三維可視化技術(shù)是一種可對火成巖體及扇體和河道砂體等幾種不同地質(zhì)異常情況進(jìn)行透視及掃描和雕刻的方法，基于地震信息對大凌河單河道砂體進(jìn)行識別，采用不同地球物理手段，通過砂體直方圖和透明度及顏色、調(diào)節(jié)體素Voxel等綜合信息特征進(jìn)行科學(xué)識別。

3 結(jié) 語

很多地區(qū)橫向分布的穩(wěn)定復(fù)合河道砂體是由多條不同的單河道砂體組合、重疊而成的。由于在單河道砂體中存在隔夾層及在儲集物性方面存在很大差異性，因此在本文研究過程中，通過對遼寧省大凌河河道的二疊系、三疊系、石炭系及侏羅系等野外露頭進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，由多條單河道砂體組合而成的穩(wěn)定復(fù)合河道砂體，不僅各砂體之間經(jīng)常存在較薄的泥質(zhì)粉砂巖或泥巖、泥質(zhì)細(xì)砂巖隔夾層，導(dǎo)致復(fù)合河道砂體之間聯(lián)通性不佳且含量不均勻。結(jié)合上述幾種不同識別方法，對遼寧省大凌河單河道砂體進(jìn)行準(zhǔn)確識別，可為該區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析及找尋油氣藏奠定重要基礎(chǔ)。

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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

科學(xué)研究及工程設(shè)計