塔河东部三叠系阿四段水下分流河道内部结构 及夹层分布特征

牛会玲，郭 瑞，王东权

（中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011）

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起中段南翼的阿克库勒凸起南部，东部阿克库勒组整体发育辫状河三角洲—滨浅湖—半深湖沉积体系。阿克库勒组由下至上分为阿一段、阿二段、阿三段和阿四段四个亚段，阿四段地层厚度为260～300 m，阿四段位于阿克库勒组的上部，为一套厚层灰黑色泥岩夹薄层细砂岩，内部砂体厚度小且分布零散，呈北西–南东向长短不一的条带状分布。根据岩性特征和测井特征，结合研究区阿克库勒组沉积体系，认为阿四段为滨浅湖相–半深湖相沉积环境，目的层条带状砂体为滨浅湖相三角洲前缘水下分流河道沉积。利用高精度三维地震资料，采用多种方法技术刻画水下分流河道砂的发育形态（图1），结果表明，河道砂体呈北西–南东向展布，长度一般为10～45 km，河道砂体比较窄，约为80～280 m，整体为低弯度窄河道的沉积特征。河道砂受多期构造运动影响，砂体顶面构造起伏频繁，被北东–南西向的多个正断层切割，油气在河道砂局部高部位成藏，形成封闭、半封闭式岩性油藏[1]。

目前三叠系阿四段河道砂岩性油藏的勘探开发处于中期阶段，常规弹性能量驱开采过程中，已经出现开发速度快、单井压降快、生产时间短和地层能量不足等多种现象，致使油藏开发效果很不理想。由于水下分流河道较窄，砂体薄，构造起伏频繁，开发井网对其控制程度较差，又因储量基数小，无法通过完善开发井网来有效地控制地质储量和提高油藏的采出程度。因此，在油藏开发的中后期，尝试通过注水来补充地层能量和提高油藏整体的控制程度，需对水下分流河道内部结构及夹层分布特征进行研究，进而提升油藏的采出程度和开发效果。

图1 塔河油田东部阿四段水下分流河道形态特征

1 水下分流河道内部结构

研究区三叠系阿四段地层是一种典型的“泥包砂”组合特征，整段地层厚度约100 m，砂泥比为10%～18%，砂岩层的上、下泥岩层厚度通常十几米到几十米不等。目的层河道砂位于阿四段下部，砂体厚度比较薄，一般为5～15 m，少数井砂体厚度达20 m，内部发育0～3 个夹层不等（图2）。

三叠系阿四段目的层河道砂体岩性主要为灰白色、浅灰色和灰绿色中–细粒长石岩屑砂岩（图2），孔隙度主要为18.0%～24.0%，平均为21.5%，渗透率主要为 50×10–3～250×10–3μm2，平均为185×10–3μm2，为中孔、中渗储层。孔隙类型以粒间孔、粒间溶孔为主，粒间填隙物由杂基和胶结物构成，杂基主要为泥质，胶结物为灰质与高岭石。岩心上可见板状斜层理、平行层理和厚层状层理，其中泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩中常见沙纹层理和水平层理。河道砂体在测井曲线上主要表现为正韵律箱形和钟形沉积特征（图2），多数正韵律沉积旋回顶部因受到不同程度地冲刷而保存不完整，部分井河道砂体曲线呈漏斗状，局部可见曲线短暂回返现象。

图2 XX4 井三叠系阿四段河道砂岩性及测井特征

水下分流河道内部构成要素主要分为前积层和前积体两种。前积层对垂向砂体分布有较强的控制作用，而前积体对平面上顺河道方向砂体分布有较强的控制作用。水下分流河道内部前积体和前积层叠加样式会直接影响和控制夹层的发育，前积体和前积层叠加样式主要有进积型、退积型和加积型三种[2–5]。本次研究结合河道部位实钻井的位置，根据连井剖面上砂体的测井曲线形态和韵律段相似性，分析水下分流河道内部结构样式。结果表明，阿四段水下分流河道内部前积体和前积层的叠加主要表现为进积型和加积型，前积层的叠加主要发育前积层垂向、侧向加积型和进积型叠加样式，组合形式是以其中一种为主的复合式叠加样式（图3），而前积体的叠加主要为前积体进积型叠加样式。前积层和前积体的倾向都指向水下分流河道延伸方向，因受河道弯度、宽度以及地势的影响，其倾角一般为0～8°，延伸长度长短不一，两者宽度都近似等于或小于河道宽度。前积体和前积层在形成的过程中会因水动力作用变化而遭到不同程度地破坏和改造，致使河道砂体韵律段及内部夹层发育不完整[6–8]。

图3 水下分流河道砂内部结构

2 夹层岩性特征及成因

夹层是砂岩层内分布不稳定、渗透性低的非有效层。受沉积、成岩及成岩后生等各种作用不同程度的影响，夹层物性变差，特别是渗透率很低[9–10]。水下分流河道砂体内部夹层发育在前积体和前积层内部一套基本完整的韵律段砂层顶部。

利用录井和取心分析化验资料，结合测井曲线，可识别和划分河道砂内部夹层。据统计，阿四段河道砂内部夹层类型主要为泥质夹层和灰质夹层，厚度为0.3～2.8 m，其次有少数物性夹层，基本上都较薄，一般为0.5～2.0 m。据统计，42 口实钻井中，10 口井钻遇泥质夹层，发育15 个夹层，占总夹层井数的24.4%；28 口井钻遇灰质夹层，发育35 个夹层，占总夹层井数的68.3%；同时，钻遇泥质和灰质两类夹层的井只有5 口。因此，认为三叠系阿四段河道砂内部灰质夹层相对比较发育。

泥质夹层：在沉积过程中主要因河道变宽、水动力变弱或河道坡度变平缓等多种条件下形成厚度不等的泥岩层[11]。研究区阿四段河道砂内部泥质夹层岩性主要为灰色、黑灰色泥岩和粉砂质泥岩，主要位于单砂体韵律段相对较为完整的顶部。泥质夹层渗透率变差，孔喉变小，还存在一定的孔隙度，具有一定的阻渗能力。

灰质夹层：一部分夹层是成岩早期流动的孔隙水带来的碳酸盐胶结物，另一部分是成岩中后期砂岩中碳酸盐颗粒压溶后形成的胶结物[12]。研究区阿四段河道砂内部灰质夹层岩性主要为灰白色、灰色极细–细粒灰质砂岩、含灰质砂岩，还有少数含泥灰质夹层，基本发育在砂体中单韵律顶部。灰质夹层内部因孔喉主要被灰质胶结充填，孔渗值都较低，夹层物性很差，具有很好的阻渗能力。

物性夹层：阿四段河道砂内部物性夹层与泥质夹层的成因相似，岩性一般为泥质粉砂岩、含泥质粉砂岩，厚度约1.0 m，厚度一般未达到有效物性夹层的下限，平面上延伸较短。物性夹层具有一定的孔隙度和渗透性，阻渗能力差。

3 夹层展布特征

3.1 测井识别

根据夹层岩性特征及成因，利用自然伽马（GR）、自然电位（SP）、声波时差（AC）、中子（CNL）和密度（DEN）等多种测井曲线的幅度异常特征来识别夹层的类型，根据测井曲线的突变半幅点位置确定夹层厚度，进而分析不同类型夹层的测井特征。

研究区阿四段河道砂体内部夹层与上、下砂岩层相比，电性特征突变比较明显（表1），泥质夹层曲线特征主要表现为SP 和GR 曲线靠近泥岩基线，反映泥质含量高，三孔隙度曲线值表现为孔隙度明显增大；灰质夹层岩性较为致密，SP 值一般比砂岩SP 值明显偏低，若灰质夹层中含泥质，其值可能比砂岩SP 值稍高，而GR 值一直比砂岩GR 值明显偏低，三孔隙度曲线值表现为孔隙度显著减小；物性夹层在测井曲线上表现为局部较低幅度异常，即SP和GR 曲线都表现为微幅度的异常，这种小幅度的异常在数值上与砂岩相比变化不明显，且夹层厚度一般较薄，平面上延伸较短，基本可以判断为无效夹层。

不同类型的夹层在测井曲线上特征明显，结合夹层的厚度及测井解释物性参数值，建立研究区水下分流河道内部有效夹层的特征参数标准（表1）。

表1 阿四段河道内部夹层的岩性、电性特征参数

3.2 分布特征

根据阿四段水下分流河道内部叠加样式，在连井剖面上合理调整砂体的对接关系及尖灭情况，建立井间小层砂体的连接模式，分析水下分流河道砂内部夹层分布特征。

纵向上：阿四段河道砂体内部一般发育1～2 套有效夹层（图4），且垂向分布相对均匀；不同类型的夹层成因不同，垂向上发育亦位置不同；灰质夹层主要发育在河道砂体的中上部，泥质夹层主要发育在河道砂体顶部或中下部。平面上：水下河道砂体随着河道弯度增加、河道变窄，砂体的连续性变差。河道砂内部夹层分布与河道的发育形态及所处的位置相关，不同类型夹层发育形态和位置都不同，但分布具有规律性。灰质夹层主要发育在河道的近似平直段，沿河道中心线分布，顺河道呈长片状，中间厚，向边部逐渐减薄；泥岩夹层主要发育在河道边部及河道凹岸或河道变宽的部位，呈不规则长片状；不同类型夹层在平面上是不相连的。空间上：由于水下分流河道较窄、构造起伏频繁以及砂体叠加样式不同（图4），研究区阿四段河道砂内部夹层的产状倾角为0～12°，一般为0～8°。夹层产状近水平展布，夹层的垂向遮挡作用好。

总之，夹层分布特征与河道的形态及所处的位置相关，应充分利用夹层分布特征及垂向遮挡作用，优选注水井，合理调整注水井网，为注水采油的实施提供充分依据。

图4 水下分流河道砂体及夹层分布特征

4 结论

（1）塔河东部三叠系阿四段水下分流河道砂岩岩性主要为灰白色、浅灰色和灰绿色中–细粒长石岩屑砂岩。河道砂体叠加样式为前积层的垂向、侧向加积型和进积型的复合式叠加，前积体的进积型叠加。

（2）水下分流河道砂体内部有效夹层主要为泥质夹层和灰质夹层。夹层的分布与河道的形态及所处的位置相关，不同类型的夹层因发育形态和位置的不同，分布具有规律性；有效夹层在纵向上发育1～2 套，平面上呈不规则长片状分布，向边部减薄；空间上夹层产状近水平展布。

（3）通过水下分流河道内部的叠置样式及夹层分布特征分析，初步反映水下分流河道砂体内部三维结构特征，为注水井、注水单元及注采井网的确定提供可靠的资料保障，将有利于注水采油，进一步提高油藏的采出程度和开发效果。