河流體系儲層構(gòu)型及研究方法

河流體系儲層構(gòu)型及研究方法提綱中國地質(zhì)大學(xué)（北京）前言構(gòu)型要素儲層構(gòu)型層次分析曲流河點壩構(gòu)型研究辮狀河心灘構(gòu)型研究結(jié)論1、儲層構(gòu)型概念的提出初次提出1977年Allen第一屆國際河流沉積學(xué)會議河流層序中河道和溢岸沉積的幾何形態(tài)及內(nèi)部組合。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）完整提出1985年MiallA.D.第二屆國際河流沉積學(xué)會議Reservoirarchitecture：儲層內(nèi)部構(gòu)型單元的幾何形態(tài)、大小、方向及相互配置關(guān)系，也稱作構(gòu)形、建筑單元、構(gòu)成單元。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）儲層構(gòu)型的提出使沉積體系的研究進入了一個嶄新的歷史時期。一是突出了層次概念；二是體現(xiàn)了沉積物的三維形體與內(nèi)部巖相；三是河流的研究走出了簡單的形態(tài)分類階段。儲層構(gòu)型研究相對于傳統(tǒng)的沉積相分析具有更精細的特點。2、儲層構(gòu)型的優(yōu)勢中國地質(zhì)大學(xué)（北京）儲層構(gòu)型提出后的二十年來，其研究主要針對露頭進行構(gòu)型要素的識別、劃分和側(cè)向追蹤，取得大量研究成果，幾乎涵蓋了所有水道化沉積。近幾年來，基于露頭分析的地下儲集層構(gòu)型研究也取得了一些成果和認識，主要集中在單井構(gòu)型要素及構(gòu)型界面識別、井間及平面構(gòu)型分析、三維構(gòu)型建模、儲集層構(gòu)型控制剩余油分布等方面。目前仍以河流沉積研究為主，以曲流河點壩研究最多，其次是辮狀河心灘。

3、儲層構(gòu)型研究內(nèi)容與發(fā)展提綱中國地質(zhì)大學(xué)（北京）·前言·構(gòu)型要素·儲層構(gòu)型層次分析·曲流河點壩構(gòu)型研究·辮狀河心灘構(gòu)型研究·結(jié)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）·構(gòu)型要素（或單元）是由幾何形態(tài)、相組合及其規(guī)模所表現(xiàn)的巖性體，并能代表其、沉積體系內(nèi)的特定沉積作用或一套沉積過程?！?gòu)型要素巖相組合砂體幾何形態(tài)1、構(gòu)型要素概念中國地質(zhì)大學(xué)（北京）剖面砂體剖面幾何形態(tài)分類特征表（據(jù)于興河）2、砂體幾何形態(tài)中國地質(zhì)大學(xué)（北京）砂質(zhì)沉積組合體的空間形態(tài)類型（據(jù)R.B.Robert，1986）（a）L=W＞100T

（b）L=W＞100T（c）L＞W(wǎng)＞100T（d）L＞10W＞300T（e）L＞10W＞100T平面2、砂體幾何形態(tài)中國地質(zhì)大學(xué)（北京）砂體的垂向疊置方式或連通形式與沉積作用的關(guān)系（于興河，2002）空間疊置2、砂體幾何形態(tài)中國地質(zhì)大學(xué)（北京）結(jié)構(gòu)形體儲層空間結(jié)構(gòu)形體類型特征表（于興河，1997）2、砂體幾何形態(tài)巖相編碼巖相沉積構(gòu)造解釋Gms塊狀，雜基支撐的礫石遞變層理泥石流沉積Gm塊狀或原層理礫石水平層理、疊瓦構(gòu)造縱向沙壩、滯留沉積、篩選沉積Gt成層的礫石槽狀交錯層理小河道充填Gp成層的礫石平板狀交錯層理縱向砂壩三角洲St中-粗砂含中礫單個或成群的槽狀交錯層理砂丘（低流態(tài)）Sp中-粗砂含中礫單個或成群的平板狀交錯層理舌狀橫砂壩、砂波（低流態(tài)）Sr細-粗礫波痕波紋Sh細-粗砂含中礫水平紋理或裂線理面狀層流（上流態(tài)）SI細-粗砂含中礫低角度（＜10°）交錯層理沖刷砂丘、逆行砂丘（砂波）Se含內(nèi)碎屑的侵蝕沖刷原生交錯層理沖刷-充填Ss細-粗砂含中礫寬的-淺的沖刷沖刷-充填FI砂、粉砂、泥細紋層漫灘或凹坡洪水沉積FSc粉砂、泥紋層狀至塊狀漫灘沼澤沉積Fcf泥塊狀夾淡水軟體動物漫灘沼澤沉積Fm泥、粉砂塊狀、泥裂漫灘或披蓋沉積C煤、鈣質(zhì)泥植物、泥薄膜沼澤沉積P碳酸鹽巖成壤化古土壤巖相劃分表（據(jù)Miall，1977、1978）3、巖相組合中國地質(zhì)大學(xué)（北京）華北地區(qū)二疊系河流相的巖相組合（據(jù)于興河，1992）3、巖相組合構(gòu)型單元符號主要巖相組合幾何形態(tài)及相互關(guān)系河道CH任意組合指狀、透鏡狀；上凹侵蝕基底；規(guī)模和形態(tài)變化很大；內(nèi)部第二次侵蝕面普遍礫石壩和底形GBGm、Gp、Gt透鏡狀，毯狀；通常為板狀體；夾SB砂底形SBSt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss透鏡狀、席狀、毯狀、楔狀，存在于河道充填中，決口扇、沙壩扇、沙壩頂、小沙壩順流加積的大型底形DASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss位于扁平狀或河道基底之上的透鏡體，內(nèi)部和頂部夾有向上凸的3級界面?zhèn)认蚣臃e沉積LASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss、G和F少見楔狀、席狀、舌狀，具有內(nèi)部側(cè)向加積面的特征沉積物重力流SGGm、Gms舌狀、席狀，通常夾有SB紋層砂席LSSh、Si、Ss、Sp、Sr席狀、毯狀越岸細粒沉積OFFm、Fi薄至厚毯狀，通常夾有SB，可能充填有廢棄河道沉積河流沉積中的構(gòu)型單元（據(jù)A.D.Miall,1988）4、八種基本構(gòu)型要素提綱中國地質(zhì)大學(xué)（北京）·前言·構(gòu)型要素·儲層構(gòu)型層次分析·曲流河點壩構(gòu)型研究·辮狀河心灘構(gòu)型研究·結(jié)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）

指導(dǎo)思想層次分析

河流體系不同規(guī)模界面分級系列示意（據(jù)A.D.Miall，1988）一級界面——層系界面；二級界面——層系組界面；三級界面——相當(dāng)于砂層間發(fā)育

的泥礫小沖刷面；四級界面——相當(dāng)于大型沉積底

形的頂、底面；五級界面——河道充填復(fù)合體

的大型砂體界面；六級界面——為一組大型河道（水

道）或古河谷的底面。1、界面分級系列中國地質(zhì)大學(xué)（北京）中國地質(zhì)大學(xué)（北京）正韻律；二元結(jié)構(gòu)；位于河道砂體頂部；剖面上呈楔狀；垂向上呈正韻律；洪水能量較強；呈窄條帶狀；指向下游的洪泛平原；與天然堤共生；垂直河道的剖面上呈楔狀；粒度：河道和天然堤之間砂體呈席狀展布；粒度最細的沉積單元；重要的隔夾層識別單河道邊界；突然廢棄或者逐漸廢棄；曲流河儲層構(gòu)型層次分析框圖（蓋麗鵬等，2008）2、曲流河儲層構(gòu)型要素3個層次中國地質(zhì)大學(xué)（北京）3、辮狀河儲層構(gòu)型要素辮狀河儲層構(gòu)型層次分析框圖（蓋麗鵬等，2008）3個層次提綱中國地質(zhì)大學(xué)（北京）·前言·構(gòu)型要素·儲層構(gòu)型層次分析·曲流河點壩構(gòu)型研究·辮狀河心灘構(gòu)型研究·結(jié)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）點壩的形成與演化示意圖（據(jù)岳大力，2006）河流側(cè)向加積作用形成；發(fā)生洪水事件→河曲外側(cè)的凹岸掏蝕→河曲內(nèi)側(cè)凸岸側(cè)積一層新的沉積物→曲流河發(fā)生一次遷移→直到河道截彎取直，河道廢棄，點壩發(fā)育結(jié)束。1、點壩的形成中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2、點壩的識別形態(tài)與厚度分布特征

曲流帶內(nèi)部厚度最大的部分，同一河道內(nèi)多個曲流點壩可構(gòu)成“串珠狀”；點壩砂體垂向沉積特征

點壩由若干側(cè)積體組成，側(cè)積體之間發(fā)育泥質(zhì)夾層。在垂向上則為泥質(zhì)夾層間隔的多個正韻律層；巖心特征

多個泥質(zhì)側(cè)積層。主要為水流波痕成因的大型槽狀或板狀交錯層理，間或出現(xiàn)平行層理；某單井小層砂體點壩垂向?qū)有蚣疤卣鳎〒?jù)徐振永，2007）中國地質(zhì)大學(xué)（北京）水淹特征

點壩一般以多段水淹為主，每段下部水淹級別較高，而上部水淹級別較低；2、點壩的識別點壩和廢棄河道緊鄰發(fā)育（據(jù)李林祥，2008）廢棄河道的分布

廢棄河道代表點壩的結(jié)束，所以點壩總是緊鄰廢棄河道分布，廢棄河道部位即為點壩的邊界。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）3、點壩組合類型點壩砂體的分布模式（據(jù)孫天建，2012）同時期不同時期點壩砂體的分布模式（據(jù)孫天建，2012）

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）點壩內(nèi)部泥質(zhì)側(cè)積層保存程度分布模式圖（據(jù)岳大力，2006）沿著點壩傾斜表面向下厚度減薄最后尖滅；發(fā)育在點壩中上部，縱向上延伸到砂體底部的2/3處（枯水期的水位一般距河道頂約2/3）；某些井下部的側(cè)積層得以保存，可能是由于第二次洪水水動力較弱所致。4、點壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖（1）側(cè)積層識別中國地質(zhì)大學(xué)（北京）4、點壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖曲流河點壩內(nèi)部側(cè)積層分布模式圖（據(jù)岳大力，2006）內(nèi)部構(gòu)型模式

水平斜列式階梯斜列式波浪式（2）內(nèi)部構(gòu)型模式中國地質(zhì)大學(xué)（北京）巖心資料可直接識別側(cè)積層的厚度，計算側(cè)積層的傾角。但通常取芯資料稀缺；經(jīng)驗公式Leeder關(guān)于河流滿岸深度、河流滿岸寬度的經(jīng)驗公式，認為側(cè)積體的寬度大致相當(dāng)于河道寬度的2/3；Schumm等曲流河點壩砂體規(guī)模經(jīng)驗公式：F=W/h=255M-1.08，W=1.5w*，D=1.85d*（W為河寬；h為河深；M為粉泥質(zhì)含量；w*為點壩側(cè)積體最大寬度；D為滿岸河深；d*為點壩側(cè)積體厚度）；沉積規(guī)律

隨著河流的消亡，側(cè)積體規(guī)模越來越小，側(cè)積層傾角也變小；水平井資料當(dāng)水平井的軌跡完全在目標(biāo)砂體內(nèi)時，利用水平井及直井和斜井上的泥質(zhì)側(cè)積層信息進行模式擬合。4、點壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖（3）側(cè)積層規(guī)模動態(tài)資料：垂直側(cè)積層逆向注水見效較差來判斷側(cè)積層的傾向；側(cè)積過程：隨著洪水期結(jié)束，形成一期側(cè)積體，并在其上披覆一層細粒側(cè)積層。因此，側(cè)積層指向河道遷移方向一側(cè)；傾向中國地質(zhì)大學(xué)（北京）經(jīng)驗公式：Leeder的經(jīng)驗公式為W=1.5h/tanβ（β為側(cè)積層傾角）；露頭和現(xiàn)代沉積研究：側(cè)積層傾角一般為5°-30°；成像測井：確定建筑結(jié)構(gòu)界面傾角；密井網(wǎng)資料：在井距小于點壩規(guī)模的情況下，計算tgθ=Δh/d。4、點壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖（4）側(cè)積層傾向和傾角

對子井計算側(cè)積層傾角及間距的模型（據(jù)岳大力，2004）傾角中國地質(zhì)大學(xué)（北京）5、點壩與剩余油分布注入劑波及高度變化圖（據(jù)閆百泉，2008）側(cè)積泥巖夾層有強烈的遮擋作用，垂向上注入劑沿著側(cè)積增生體向上波及;波及高度右側(cè)大于左側(cè)，呈階梯狀。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）5、點壩與剩余油分布某區(qū)塊典型層曲流河點壩砂體內(nèi)部構(gòu)型連井剖面和剩余油分布圖（饒資等，2011）對頂部剩余油富集段進行直接射孔開采；或者在注采井之間靠近點壩砂體上部鉆水平井。正韻律特征，底部滲透率較高且連通；注入水沿底部高滲帶向河道方向推進，側(cè)積泥巖下部原油被有效驅(qū)替；注入水遇到側(cè)積泥巖，側(cè)積泥巖上部原油被有效驅(qū)替；最終，點壩上部剩余油富集，是開發(fā)中后期挖潛的重點層段。提綱中國地質(zhì)大學(xué)（北京）·前言·構(gòu)型要素·儲層構(gòu)型層次分析·曲流河點壩構(gòu)型研究·辮狀河心灘構(gòu)型研究

·結(jié)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）1、心灘成因機制心灘形成的水流結(jié)構(gòu)

（據(jù)姜在興，2010）辮狀河具有彎曲度小、河道多、河床坡降大、寬而淺、迅速遷移的特點；心灘是辮狀河河床沉積的主體，具有沉積厚度大、物性好的特點，形成于洪水期，此時水流形成雙向環(huán)流；表流從中央向兩側(cè)流，底流從兩側(cè)向中心匯聚，水流的相互緩沖和重力作用，使河道流攜帶的負載在河心發(fā)生沉積。心灘壩內(nèi)部構(gòu)型模式圖

（據(jù)盧亞濤，2011）·垂積體落淤層中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2、心灘識別方法由于多期次的河道充填微相和心灘微相砂體疊加、切割,形成了大面積疊置的復(fù)合砂體，因此難以對辮狀河河道亞相中心灘與河道充填兩種微相進行識別和劃分。

歸納出五種識別方法：砂頂相對深度

辮狀河道的沉積部位，砂頂相對深度相對較大，心灘部位相對較小。砂體厚度分布特征

心灘壩為多次洪水期河流的垂向加積形成，砂體一般較厚；辮狀河道主要為河道充填，砂體厚度相對較薄。巖性及測井響應(yīng)特征差異

心灘砂體巖性粒度較粗，而河道充填砂體粒度相對較細；心灘砂體自然電位曲線以箱形、齒化箱形、箱形-鐘形疊加為主，微電極曲線幅度差大，而河道充填砂體測井曲線上自然電位曲線以鐘形為主，其次為箱形和鐘形-箱形疊加，微電極曲線幅度差較大。落淤層分布特征“落淤層”是發(fā)育在心灘上部的成層泥粉沉積，為每次洪泛事件末期發(fā)生的、大范圍分布的一種懸浮落淤沉積；河道中沒有發(fā)現(xiàn)“落淤層”的存在。永定河心灘與河道橫剖面圖（據(jù)張勇等，2011）心灘砂體底部滯留沉積泥礫導(dǎo)致低滲透率特征河道底部滯留沉積的礫巖或者砂礫巖巖性粗，泥質(zhì)含量低，該部分的孔滲性較高；心灘砂體是由洪水期攜帶而來的粗粒物質(zhì)首先沉積下來，底部常伴有泥礫沉積，

降低了這部分砂體的孔滲性。2、心灘識別方法中國地質(zhì)大學(xué)（北京）3、心灘內(nèi)部構(gòu)型模式心灘落淤層模式圖（據(jù)余成林等，2012）縱向上，心灘儲層可以劃分為3種構(gòu)型要素，分別為垂積體、落淤層和垂積面。橫向上，將心灘成主體、頭部、尾部和翼部4個部分，各部分落淤層的傾向、傾角以及發(fā)育程度都有差別，傾向和傾角主要受心灘形態(tài)控制。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）4、心灘內(nèi)部構(gòu)型分析落淤層類型泥質(zhì)落淤層；物性落淤層。落淤層識別落淤層巖芯識別

（據(jù)余成林等，2012）

落淤層在巖芯上比較容易識別，多表現(xiàn)為厚層砂巖內(nèi)部所夾的少量厚度不大（0.2-0.5m）的細粒沉積。

巖芯識別落淤層類型及識別：辮狀河儲層構(gòu)型的研究重點在于心灘內(nèi)部構(gòu)型解剖，核心在于對落淤層的研究。（1）落淤層類型及識別測井識別

心灘在自然電位和自然伽馬測井曲線上主要呈箱形或鐘形，有時亦微齒化。心灘內(nèi)部落淤層發(fā)育部位的電阻率曲線、自然伽馬曲線回返，自然電位曲線也見輕微回返。落淤層傾向及傾角推算心灘落淤層各部位的傾角可以利用式：

近似求的，其中：h—心灘最厚點的厚度，m；

—心灘縱剖面上最厚點到心灘結(jié)束點的水平距離，m；

—心灘橫剖面上最厚點到心灘結(jié)束點的水平距離，m；β—尾部落淤層的近似傾角，（°）；α—翼部落淤層的近似傾角，（°）。4、心灘內(nèi)部構(gòu)型分析落淤層測井識別（據(jù)余成林等，2012）

（1）落淤層類型及識別