风城油田重32井区SAGD试验区储层构型研究

孙新革，程中疆 （中石油新疆油田分公司风城油田，新疆 克拉玛依834000）

李海燕 （中国石油大学 （北京）地球科学学院，北京102249）

陈学兴，赵睿 （中石油新疆油田分公司风城油田，新疆 克拉玛依834000）

风城油田重32井区双水平井蒸汽辅助重力泄油 （SAGD）先导性试验区位于一个大规模的心滩坝上。心滩坝内部的夹层对蒸汽有一定的阻隔作用，影响注采井间连通，水平井上方储层的非均质性对蒸汽腔的形成与分布亦有一定影响[1]。笔者结合前人野外露头研究成果，建立了辫状河的构型模式，在构型单元分析的基础上，将心滩坝内部的夹层分为物性夹层和成岩夹层，并建立了储层的三维构型模型及在构型控制下的储层参数模型。通过三维模型、水平切片及垂直切片研究了各构型单元在三维空间内的配置关系，及其储层参数分布特征，为SAGD试验区动态分析及注采参数调整提供了地质依据。

1 研究区概况

重32井区SAGD试验区位于准噶尔盆地西北缘风城油田西北部，目的层为侏罗系齐古组（J3q），油藏埋深212～250m，孔隙度为30%，渗透率为1800mD。试验区面积为0.2km2，有4对SAGD井组，观察井12口，井距100m，注采井间垂距5m，水平段长度400m （图1）。截至2013年10月，重32井区SAGD先导试验区已累计产油17.7×104t。

重32井区J3q为辫状河沉积，岩性为一套浅灰－灰褐色细砂岩、中－细砂岩、含砾砂岩和浅灰色泥岩的正旋回组合，目的层齐古组二段2亚段1、2小层均以心滩微相沉积为主。

图1 重32井区SAGD试验区井网分布图

试验区在开发过程中暴露出来一系列问题，如产油量上升缓慢，蒸汽腔扩展缓慢等，其原因主要为夹层分布不清，无法评估夹层对注采井间均匀热连通和蒸汽腔发育的影响。因此，有必要建立精细的储层构型模型，定量描述心滩坝中不同夹层的规模和空间分布特征，为SAGD生产跟踪数值模拟提供精细的三维地质模型。

2 测井资料二次数字处理

采用 “岩心刻度测井”的方法，在测井资料预处理 （曲线环境校正及数据标准化）的基础上，首先对风城油田储层四性特征及四性关系进行了研究，建立了储层参数测井解释模型；进而对风城油田重32井区SAGD试验区12口井进行了二次数字处理，获得了各井沿井孔分布的储层参数，为后续的夹层识别及构型三维建模奠定了基础。

3 构型分析及构型模式的建立

辫状河储层主要划分为3个层次：第1个层次是亚相规模，即5级界面限定的复合辫状河道、河漫；第2个层次是微相规模，即4级界面限定的心滩坝、辫状河道、泛滥平原规模；最后1个层次是心滩坝内部结构规模，即心滩坝内部3级界面限定的落淤层、增生体 （图2）[2]。

成因上，心滩坝砂体是由多期砂体垂向加积而成，其内部构型解剖本质就是通过对多期垂积体及内部落淤层 （各种类型的夹层）在三维空间的展布分析，建立三维构型分布模型。由于试验区位于心滩坝，识别其内部的夹层，首先要从单井开始，然后选择合适的模拟方法，建立构型单元在三维空间的展布模型。

图2 重32井区SAGD试验区储层层次结构划分

3.1 夹层分类及成因分析

根据研究区取心井的岩心观察结果和夹层的岩性、物性、电性特征，将其划分为成岩夹层与物性夹层。

成岩夹层岩性主要为灰色、灰白色泥质或钙质胶结细砂岩、中－细砂岩等，岩性致密，无渗透性或渗透性极差，零星分布，且随机性强。纵向多分布于砂岩层的顶、底与泥岩的交界处及砂岩层内部任意处；平面上多位于厚砂层中。物性夹层岩性以细砂、粉砂岩为主，具一定孔隙度和渗透率，但低于有效厚度物性下限，一般位于多期心滩坝的叠置交接处或河道滞留沉积物中，其形成主要与沉积环境和沉积作用有关。

3.2 辫状河露头研究

为了研究重32井区的辫状河构型模式，对野外露头进行了考察，主要涉及新疆风城油砂山和山西大同的辫状河露头。研究了露头中辫状河道、心滩坝及其内部夹层的空间分布模式，并通过测量获得了心滩坝内部夹层的宽度与厚度数据，为研究区夹层分布的预测奠定了基础。

3.3 辫状河构型模式的建立

通过对前人辫状河心滩坝构型模式的分析总结，结合野外露头、沉积微相精细研究以及生产动态分析资料发现，重32井区SAGD试验区的辫状河心滩坝构型模式具有水平及对称斜列式的夹层分布特征，据此建立了研究区的辫状河心滩坝的构型模式 （图3）。心滩坝中心部位的夹层是近于水平的；在长轴迎水面夹层稍陡，背水面则较平缓；短轴方向，由于侧向加积作用，夹层在心滩坝两翼略有倾斜。洪峰期，心滩坝主要是顺流加积，增高加长，有时会在坝顶冲刷形成冲沟；平水期，心滩坝主要是侧向加积，坝加宽。心滩坝中心部位夹层数量较少，边缘部位夹层数量较多。

3.4 单井夹层识别

试验区取心井资料较少，采用岩心标定测井的方法建立2种类型夹层的测井识别模式。主要利用自然伽马（qAPI），密度（ρ），深、浅 侧 向 电 阻 率 （ρlls、ρlld）的异常幅度和地层真

图3 研究区心滩坝构型模式垂直物源剖面图

电阻率（ρt）与冲洗带电阻率（ρxo）的幅度差进行识别。

1）成岩夹层识别 通过取心井岩心观察描述，其主要岩性为粉砂质泥岩、泥质细砂岩及少量砂砾岩，主要为泥质胶结，见少量钙质胶结。岩心分析资料表明，孔隙度分布范围在1.8%～22%之间，渗透率在0～100mD之间，含油级别主要为油迹、油斑。在测井曲线上主要表现为：ρlls、ρlld幅度明显下降；ρt与ρxo幅度差减小；qAPI明显回返，但未达到泥岩基线；ρ升高。

2）物性夹层识别 经过取心井岩心观察描述，其主要岩性为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质细砂岩。取心井的岩心分析资料表明，孔隙度分布范围在22%～28%之间，渗透率分布范围在100～500mD之间，含油级别主要为油斑、油浸。在测井曲线上主要表现为：ρlls、ρlld介于泥岩和砂岩之间，有一定的幅度差；ρ较高；qAPI幅度较低。

根据研究区取心井的岩心观察结果及各类夹层的岩性、物性特征统计，建立了重32井区SAGD试验区各类夹层的识别模板 （表1）。

表1 重32井区SAGD试验区夹层特征

SAGD试验区以物性夹层为主，成岩夹层次之，且分布比较零散，不同韵律层中夹层类型及发育程度不同。平面上夹层分布稳定性差，多呈孤立的土豆状或窄条带状。总体上，在心滩坝中，夹层自边缘到中心，出现频率逐渐增大 （表2）。

表2 重32井区SAGD试验区夹层参数统计表

4 三维构型建模

4.1 井间夹层预测

辫状河砂体夹层延伸规模的确定是其内部结构研究的重要内容，主要作用是准确确定砂体内部夹层在横、纵向上的延伸范围。通过密井网资料和露头资料，建立定量储层地质数据库来指导和界定心滩坝内部夹层的延伸范围。

通过对新疆风城油砂山以及山西大同辫状河露头的考察，获得了心滩坝内部的夹层宽度与厚度数据 （表3），利用这些数据进行作图和函数拟合研究，发现心滩坝内部的夹层的宽度与厚度之间具有较好的线性关系，所拟合的趋势线呈直线分布 （图4），拟合公式为：

图4 心滩坝内部夹层的宽厚预测模型

式中：w为心滩坝内部夹层宽度，m；h为心滩坝内部夹层厚度，m。

风城油田重32井区与风城油砂山和大同晋华宫露头均为典型的辫状河沉积，都以中细砂岩发育为主，具有很好的相似性。通过取心井岩心观察描述，对夹层进行统计，其厚度介于0.6～2.6m 之间，平均为1.3m。结合上述拟合公式，推算出区内夹层的延伸范围在47～200m之间，平均宽度为100.8m。

4.2 三维构型建模

表3 野外露头心滩坝内部的夹层宽厚统计表

储层三维构型建模实质是井间构型界面展布在三维空间中的组合再现[3]。依据夹层预测公式推算出内部夹层的宽度、厚度等数据，在三维构型建模过程中采用序贯指示随机模拟和人机互动相结合。首先，将构型分析得到的地质认识以参数的形式加入模拟过程中，通过多个实现得到若干模型，并进行优选；再通过人机互动的方式，结合分析好的构型模式，应用虚拟井完善构型模型。

在研究区相模拟过程中使用序贯指示模拟算法，首先要选择占绝对多数的相作为背景相，然后依据井点数据，利用序贯指示模拟算法精细刻画其他相，将夹层形态定义为椭圆形，宽度延伸的最大范围在47～200m，长度是宽度的1.1～2.3倍，厚度在0.6～2.6m。这种算法的特点适合辫状河砂包泥式储层的沉积特点 （图5）。

5 结论

1）重32井区SAGD试验区的辫状河心滩坝构型模式具有水平以及对称斜列式的夹层分布特征，据此可建立研究区的辫状河构型分布模式。

2）依据露头的夹层统计资料，建立了辫状河心滩坝内部夹层的预测模型，定量描述了研究区夹层的延伸范围。

3）在辫状河构型建模过程中采用了序贯指示随机模拟和人机互动相结合的思路，结合构型模式，最终建立的构型模型符合辫状河砂包泥的沉积特征。

图5 重32井区SAGD试验区三维储层构型模型栅状图

[1]赵翰卿 .储层非均质体系、砂体内部建筑结构和流动单元研究思路探讨 [J].大庆石油地质与开发，2002，21（6）：16～18.

[2]刘钰铭，侯加根，王连敏，等 .辫状河储层构型分析 [J].中国石油大学学报 （自然科学版），2009，33（1）：7～11.

[3]岳大力，吴胜和，程会明，等 .基于三维储层构型模型的油藏数值模拟及剩余油分布模式 [J].中国石油大学学报 （自然科学版），2008，32 （2）：21～27.