一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，包括如下步骤：一、还原河流演化进程，重塑河道砂体的建筑结构及分布特征，包括单一河道的确认、河道演化方向分析以及点坝的识别；二、分析点坝内部的侧积体及侧积夹层的分布及演化特征，建立精细储层内部建筑结构，包括点坝内侧积方向和侧积夹层倾向判别、点坝内侧积夹层倾角的判断及获取点坝内侧积夹层的垂向夹层间隔和平面发育间隔。本发明具有精准解剖砂体内部结构，提高解剖结果与真实演化的匹配程度的特点，可以广泛应用于油气勘探开发【技术领域】。
【专利说明】一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气勘探开发【技术领域】，特别是涉及一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法。
【背景技术】
[0002]随着油田开发的需要，越来越多的地质专家开始重新重视单砂体内部建筑结构对储层非均质性、渗流场、注入剂驱替效果以及剩余油形成分布的控制作用。国内有些油田主力层段发育有广布的曲流河和曲流三角洲储层，其内部结构特征已成为目前控制剩余油分布的主要因素。早在上世纪80年代，老一辈的地质学家就认识到不同的储层结构特征对勘探开发的影响，讨论了同类型储层的开发特点，特别是河流相储层内部的隔夹层对开发的影响，形成了河流相研究的基本方法和思路。90年代后国内对河流的特征、细分及精细沉积相研究更为深入，不仅涉及到主力的小层的非均质性特征和开发水淹特征，也扩展到非主力甚至表外储层的表征技术。进入本世纪以来，储层建筑结构分析分法逐渐成为河流相储层非均质性表征的主流技术，基于密井网、水平井及建模和数模技术，对储层的结构和开发响应特征的表征更为深入，为进一步开发调整作了技术上的铺垫。然而在储层内部结构表征中往往着重于砂体平面分布，更多地考虑单个砂体特征，很少能将砂体组合关系从沉积演化进程进行分析，使得解剖结果与真实演化进程无法做到完全匹配，对砂体的形成过程得不出合理的解释，这预示解剖结果可能代表了一个不可能发生的过程，这导致国内部分学者开始怀疑分析结论的可靠性，也影响到表征结果在开发调整中的作用。
[0003]针对砂体组合关系解剖结果与真实演化进程之间的矛盾，国内的理论界做了大量的研究工作，以期保证解剖结果的真实性与合理性，但由于研究思路的问题，在这一领域始终没有获得较大的进展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，以期精准解剖砂体内部结构，提高解剖结果与真实演化的匹配程度。
[0005]本发明提供的一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，包括如下步骤:一、还原河流演化进程，重塑河道砂体的建筑结构及分布特征，包括单一河道的确认、河道演化方向分析以及点坝的识别；二、分析点坝内部的侧积体及侧积夹层的分布及演化特征，建立精细储层内部建筑结构，包括点坝内侧积方向和侧积夹层倾向判别、点坝内侧积夹层倾角的判断及获取点坝内侧积夹层的垂向夹层间隔和平面发育间隔。
[0006]在上述技术方案中，所述步骤一包括以下几点:(一)单一河道的确认:结合砂体等厚图，识别出河道带内单一河道标志判别河道带与非河道带，基于不同沉积微相砂体的测井曲线表明河道的发育位置；(二)分析河道演化方向:识别河道的最终废弃位置及给定河道的初始位置，基于砂体等厚图的趋势及演化规律，结合测井曲线的形态，确定最终废弃位置，而经河道带内的的中心线位置附近，沿较顺直方向给出原始河道流线位置；用砂体等厚图确定不同的河道沉积中心，基于废弃河道对已识别出的单一河道进行期次组合，用不同曲线表征河道在不同时期河流摆动形态的流线分布，得出不同时期河流的演化过程；(三)识别点坝:以流线所确定的高弯带、废弃河道内侧及高厚度区为标志，确定点坝发育位置并圈定发育范围；所述步骤二包括以下几点:(一)点坝侧积方向和侧积夹层倾向的判识:依据点坝砂体流线确认点坝砂体的演化方向，其中，点坝砂体的倾向与演化方向一致，流线外凸方向即为点坝体侧积加积方向，也即点坝内部侧积夹层倾斜方向；(二)点坝内侧积夹层倾角的判断:侧积夹层的倾角判定主要有两个来源:(I)对子井中的侧积夹层对比，依据同井场相邻的具有较小间隔的对子井，直接对比侧积夹层，得到侧积夹层的倾向；(2)基于岩心识别的单个侧积夹层相对于地层的倾角确定侧积夹层的倾角；(三)获取点坝内侧积夹层的平面发育间隔:侧积夹层的发育间隔包括垂向夹层间隔和平面发育间隔，垂向夹层间隔由井点直接识别的侧积夹层所确认，并据此得以从岩心或测井曲线确认垂向夹层间隔在井点的发育位置；平面发育间隔由垂向夹层间隔与侧积夹层夹角计算得到，即平面发育间隔等于垂向夹层间隔与侧积夹层倾角余切之积。
[0007]在上述技术方案中，所述步骤二第(二)点第(I)项中，侧积夹层的倾向需要相对于流线作角度校正；所述步骤二第(二)点第(2)项中，侧积夹层的倾角需要用地层的倾角校正。
[0008]在上述技术方案中，所述步骤二还包括以下内容:(四)侧积夹层分布预测:将平面发育间隔数值结合井点的侧积夹层分布与河道演化流线，确定平面上的侧积夹层分布，编制点坝平面内部结构图。
[0009]在上述技术方案中，所述步骤一第(一)点中，测井曲线包括单井测井曲线和连井测井曲线。
[0010]本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，具有以下有益效果:
[0011]1、本发明提供的重塑河流演化过程方法能够很好地还原河流多期摆动的形态和位置，提高了对研究地区沉积环境的认知度，使结果具有很高的可解释性；
[0012]2、本发明在重塑了河流演化过程的基础上进行砂体内部结构解剖，基于精细的测井和岩心识别技术，对于点坝内部侧积夹层的识别具有较高的可靠性，提高了解剖结果与真实演化的匹配程度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中单一河道的划分标志示意图；
[0014]图2为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中用于判定废弃河道和末期河道的SIIl+2b砂体等厚图；
[0015]图3为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中SIIl+2b小层平面上末期河道的识别示意图；
[0016]图4为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中SIIl+2b单元与SII12单元末期河道展布图；
[0017]图5为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中河道摆动分析图；
[0018]图6为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中泥质披覆层的倾角测量示意图；
[0019]图7为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的实施例中侧积体平面分布图；
[0020]图8为本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法的流程示意图。【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
[0022]参见图1至图8，本发明基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法以大庆油田沙北地区为实施例作进一步说明。
[0023]大庆油田萨北地区SIIl+2b与SII12小层形成于姚家组晚期到嫩江组早期，坳陷过程中整个盆地沉降速度明显减慢，气候由干燥变为湿润气候，北部蚀源区抬升，物源丰富，坡降比较缓，湖岸线靠近萨中地区，为三角洲平原高弯曲分流河道。砂体分布广、油层厚度大，河道内部散布较多河间沉积物。砂体内部以多段韵律为主，河道有分叉汇合的特征，砂体呈明显的条带状，河曲较大，为三角洲平原上的高弯曲流河。
[0024]针对此区域，本发明采用以下技术方案进行砂体储层建筑结构分析:
[0025]一、还原河流演化进程，重塑河道砂体的建筑结构及分布特征
[0026]首先根据单井测井曲线和连井测井曲线识别出河道带砂体与非河道带砂体，其中，河道带砂体的自然电位(SP, spontaneous potential)和伽马(GR, natural gamma ray)测井曲线上表现为箱装，钟型，倒钟型，如SIIl+2b层中B2-310-P50井；非河道带砂体为河流溢岸沉积，其自然电位和伽马测井上面表现为锯齿状或者低幅度突起，如B3-342-P53井。识别出河道带砂体之后，再在河道带砂体的基础上进行单一河道的识别。
[0027](一 )单一河道识别
[0028]不同成因砂体在岩性、电性和平剖面几何形态上都有所差异，因此利用密井网条件下丰富的井资料结合高弯度曲流河河流演化的特点、各井点的曲线形态以及空间上的组合特点，综合识别出单一河道。而单一河道的识别关键在于单一河道边界的识别，在识别河道带的基础上确定4种单一河道边界的识别标志，同时具备这4种识别标志就可以划定单一河道边界，具体参见图1。
[0029](I)不连续河间砂(又称非河道带砂体)
[0030]平原上一定范围分布的大面积砂体是由多条河道侧向拼合而成，但两条河道之间总要出现分叉，留下河间沉积物的踪迹，根据沿着河道分布的不连续河间砂划分不同河道。河间砂物性较差且厚度薄，在测井曲线上表现为齿状或者低幅度突起，如B3-342-P52与B3-342-P53 两口井。
[0031](2)废弃河道
[0032]在曲流带内部，废弃河道代表一个点坝发育的结束,而最后一期次废弃河道代表一期河流沉积作用的改道，所以根据废弃河道沉积物能够划分单一河道。废弃河道在测井曲线上面表现为底部的自然电位和伽马曲线呈箱型或钟型，上部或靠近基线或表现为齿状，底部反映泥质沉积，上部反映砂泥交互沉积，如B2-311-P47井。
[0033](3)河道砂体厚度差异
[0034]由于不同河道的分流能力受到多种因素的影响，不同的河道砂体厚度必然会出现差异，由此造成沉积物在厚度上必然出现不同，如果这种边界在一定范围内可以追踪，则也可以用来划分单河道，如B2-310-P49与B2-310-P50两口井虽然相邻但厚度上差异较大，即为不同的单河道。
[0035](4)曲线形态差异
[0036]不同河道由于受到沉积古底形的影响，具有不同的沉积物携带能力，造成不同河道的测井曲线响应特征必然有一定的差别，不同的曲线形态可以用来进行单河道划分。如B2-340-P52与B2-340-P53两口井相邻但测井曲线形态不同，反映出不同的河道砂体。
[0037]( 二 )河道演化分析
[0038]在单河道划分的基础上识别测井曲线的，并结合多条剖面图和砂体等厚图，确定单一河道内内的末期河道和废弃河道，通过分析河流演化过程来界定点坝的边界，具体的识别过程如下:
[0039](I)末期河道的确定
[0040]由于当新的河道形成后，水流发生改道，原来的老河道逐渐失去了作为水流通行路径的作用，形成静水环境，河道水动力较弱，细粒悬浮物质逐渐沉积，沉积物以泥质为主，在曲线上的形态与废弃河道相似，当整条河道被充填后，在平面上的单一河道内的砂体厚度应该表现为一条相对连续、可追踪的砂体逐渐减薄的区域，可以综合砂体等厚图和剖面图来确定末期河道。
[0041](2)废弃河道的确定
[0042]对于废弃河道的判断分为2种情况，首先对于有井点控制的废弃河道，可以直接通过测井曲线形态来判断，废弃河道几何形态以C形或者O形为主，规模也比较小，即使在密井网条件下，也不可能完全由井点控制，地下储层中只有少部分废弃河道才能被井点控制；而对于没有井点控制的废弃河道则需要综合来判断，在确定单一河道和末期河道的基础上，依据剖面图和砂体等厚图，在曲流河凹岸处如果存在一定厚度的砂体，废弃河道两旁测井曲线呈现不同的特征，且在砂体等厚图上表现为有不同的砂体厚度中心，则认为存在废弃河道。
[0043]以图2为例，图2的左图为SIIl+2b砂体等厚图，B3-351井排B3-351-P51到B3-351-P53井，在砂体等厚图上表现为2个厚度中心，在中间B3-351-P52井为相对较薄的区域，河流在演化过程中逐渐向左弯曲，因此判断B3-351-P52为末期河道通过的地方，在B3-351-P51边部为废弃河道。
[0044]参见图3，依据B3-352-P56与B3-353-SP57测井曲线的形态，则预测该井点为末期河道通过的地方，通过结合上游B3-351井排所预测的末期河道区域，则在平面上组合出相邻2个弯道的末期河道，认为这2个井点为末期河道通过区域。
[0045]因此通过结合剖面和平面砂体等厚图的特征分析，在平面上组合后可预测出末期河道，SIIl+2b与SII12小层具体河道形态分别详见图4中的A图和B图。
[0046](3)河道初始位置
[0047]河道在新形成时总是相对较顺直，因此，河道的初始位置为一条相对较直的河流。以后由于河流的螺旋水流，使凹岸侵蚀，凸岸沉积，河流曲率逐渐增大。
[0048](4)河道摆动分析
[0049]对于位于图5左图中的SIIl+2b小层，河道最初为2条相对较顺直的单河道，然后曲率逐渐增大，当增大一定程度时，在由于洪水作用，A河道在B3-D5到B3-351井排处决口，形成决口河道，河流改道，老的河道逐渐废弃，新的河道为水体通过的主要路径河道在B3-360井排改道，河道主流线向东移动，原来老河道废弃，在新的河道继续演化，最终在某个时期整条河道废弃，形成末期河道。对于位于图5右图中的SII12小层，在初始阶段也分为2条单河道，具体见图5中的流线3.1和流线4.1，河道逐渐弯曲，东面河道逐渐向西演化，最后2条河流在B3-360-P51两条河道汇合，向下汇合成一条河道。
[0050](5)河道流线
[0051]在分析河道演化的基础上，依据河道的演化过程，给定河道演化不同时期的河道主流向。图5左图中的SIIl+2b小层，A河道由流线1.1逐渐弯曲，到流线1.2，最后演化到流线1.3，整条河道废弃，为末期河道；B河道由流线2.1-流线2.2-流线2.3-流线2.4-流线2.5-流线2.6，河道最后到流线2.6废弃，形成末期河道。图5右图中的SII12小层，A河道由流线3.1逐渐弯曲，到流线3.2，最后演化到流线3.3，整条河道废弃，为末期河道；B河道由流线4.1-流线4.2-流线4.3-流线4.4-流线4.5-流线4.6，河道最后到流线4.6废弃，形成末期河道。
[0052](三)点坝识别
[0053]点坝是曲流河储层中的骨架砂岩，是主要的储油单元，因此点坝的识别及其重要。点坝的识别主要是通过曲线形态、砂体特征及废弃河道来进行识别。河流在演化过程中，当废弃河道形成时，表示一个点坝发育结束，因此废弃河道的存在就表示有点坝发育，点坝在测井曲线上，自然电位主要为钟型或箱型，在砂体等厚图上为厚度较大的区域。
[0054]二、点坝内部的侧积体及侧积夹层的分布及演化特征，分析精细储层内部建筑结构
[0055](一 )侧积夹层倾向的判断
[0056]侧积夹层在平面上一般呈新月形，依据点坝砂体的侧积过程，侧积夹层总是向废弃河道方向倾斜，从现代沉积模式可以看出，侧积夹层的侧积方向是指向废弃河道的凹岸。
[0057]( 二)侧积体、侧积夹层倾角及规模的判断
[0058]现代沉积和露头研究表明，侧积泥披的倾角一般为5°?10°。在判断如图6所示的点坝侧积夹层倾角时，可以借助岩心资料来判断。在通过砂体上部有一定厚度的水平泥岩进行校正后，判断B2-322-JP43岩心泥质层倾角分别为6°和10°。
[0059]曲流河点坝内部侧积夹层与地层斜交，在先判断出夹层倾向的基础上可以通过对子井判断侧积夹层的倾角，在对子井中确定为同一夹层的情况下依据井距和侧积夹层的垂向差来判断侧积夹层倾角。SIIl+2b小层B3-361-P48与B-D6-435两口井，井距为32.8，侧积方向为由西向东，砂体厚度分别为4.1米和3.6米的点坝砂体，在垂向上确定同一侧积夹层，垂向上差为2.5m。因此判断其倾角为arctan(2.5/32.8) = 4.4度，在明确侧积体厚度和夹角的基础上，依据直角关系，算出侧积夹层的水平间距为16-20米，侧积夹层的延伸长度为35.6米。
[0060]综合对子井和岩心资料，估算侧积泥岩的倾角在4°?10°为主。[0061](三)侧积体及泥质夹层分布特征
[0062]根据理论地质模型，在对侧积层单井识别和井间预测基础上，为了描述点坝砂体侧积夹层的平面形态、侧积方向、密度等分布特征，对SIIl+2b与SII12小层分别建立20条剖面来进行描述，预测了侧积夹层在平面上的大致形态。
[0063]图7表明的是SIIl+2b小层侧积体剖面和平面特征。结合全区的河道演化特征，在河道自北而南的演化过程中，B3-352-井排曲线的曲线形态，将上游点坝分为2个单一的点坝，分别分为6和10个侧积体，将靠近下游的点坝分为11个侧积体。
[0064]本发明提供的重塑河流演化过程方法能够很好地还原河流多期摆动的形态和位置，提高了对研究地区沉积环境的认知度，使结果具有很高的可解释性。在重塑了河流演化过程的基础上进行了砂体内部结构解剖，并基于精细的测井和岩心识别技术，对于点坝内部侧积夹层的识别具有较高的可靠性，提高了解剖结果与真实演化的匹配程度。
[0065]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0066]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，其特征在于:包括如下步骤: 一、还原河流演化进程，重塑河道砂体的建筑结构及分布特征，包括单一河道的确认、河道演化方向分析以及点坝的识别； 二、分析点坝内部的侧积体及侧积夹层的分布及演化特征，建立精细储层内部建筑结构，包括点坝内侧积方向和侧积夹层倾向判别、点坝内侧积夹层倾角的判断及获取点坝内侧积夹层的垂向夹层间隔和平面发育间隔。
2.根据权利要求1所述的基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，其特征在于:所述步骤一包括以下几点: (一)单一河道的确认:结合砂体等厚图，识别出河道带内单一河道标志判别河道带与非河道带，基于不同沉积微相砂体的测井曲线表明河道的发育位置； (二)分析河道演化方向:识别河道的最终废弃位置及给定河道的初始位置，基于砂体等厚图的趋势及演化规律，结合测井曲线的形态，确定最终废弃位置，而经河道带内的的中心线位置附近，沿较顺直方向给出原始河道流线位置；用砂体等厚图确定不同的河道沉积中心，基于废弃河道对已识别出的单一河道进行期次组合，用不同曲线表征河道在不同时期河流摆动形态的流线分布，得出不同时期河流的演化过程； (三)识别点坝:以流线所确定的高弯带、废弃河道内侧及高厚度区为标志，确定点坝发育位置并圈定发育范围； 所述步骤二包括以下几点: (一)点坝侧积方向和侧积夹层倾向的判识:依据点坝砂体流线确认点坝砂体的演化方向，其中，点坝砂体的倾向与演化方向一致，流线外凸方向即为点坝体侧积加积方向，也即点坝内部侧积夹层倾斜方向； (二)点坝内侧积夹层倾角的判断:侧积夹层的倾角判定主要有两个来源:(I)对子井中的侧积夹层对比，依据同井场相邻的具有较小间隔的对子井，直接对比侧积夹层，得到侧积夹层的倾向；(2)基于岩心识别的单个侧积夹层相对于地层的倾角确定侧积夹层的倾角； (三)获取点坝内侧积夹层的平面发育间隔:侧积夹层的发育间隔包括垂向夹层间隔和平面发育间隔，垂向夹层间隔由井点直接识别的侧积夹层所确认，并据此得以从岩心或测井曲线确认垂向夹层间隔在井点的发育位置；平面发育间隔由垂向夹层间隔与侧积夹层夹角计算得到，即平面发育间隔等于垂向夹层间隔与侧积夹层倾角余切之积。
3.根据权利要求2所述的基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，其特征在于:所述步骤二第(二)点第(I)项中，侧积夹层的倾向需要相对于流线作角度校正；所述步骤二第(二)点第(2)项中，侧积夹层的倾角需要用地层的倾角校正。
4.根据权利要求3所述的基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，其特征在于:所述步骤二还包括以下内容: (四)侧积夹层分布预测:将平面发育间隔数值结合井点的侧积夹层分布与河道演化流线，确定平面上的侧积夹层分布，编制点坝平面内部结构图。
5.根据权利要求2至 4中任一项所述的基于演化进程的曲流河砂体储层建筑结构分析方法，其特征在于:所述步骤一第(一)点中，测井曲线包括单井测井曲线和连井测井曲线。
【文档编号】E21B49/00GK104018828SQ201410211934
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】张昌民, 尹太举 申请人:长江大学