王 楠，王繼偉，王 芳，范 崢，張普剛

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田 勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018；3.北京瑞馬能源科技有限公司，北京 102200）

目前水平井已成為超低滲-頁巖油開發(fā)的主體井型，但是在水平井段鉆進(jìn)過程中，井眼軌跡調(diào)整和甜點(diǎn)鉆遇研究，還需要大量的地質(zhì)認(rèn)識(shí)[1-4]。近年來，位于鄂爾多斯盆地西南部的吳起地區(qū)已成為長慶油田上產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的主要區(qū)塊之一。吳起地區(qū)長8段油藏儲(chǔ)量規(guī)模大，但縱向上隔夾層發(fā)育，含油性差異大；橫向上砂體變化快，連續(xù)性差，屬典型的超低滲III 類油藏。為了實(shí)現(xiàn)水平井高效開發(fā)，有必要在測井二次解釋的基礎(chǔ)上，開展精細(xì)小層對比及砂體構(gòu)型研究，從而明確長8 段油藏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層平面展布規(guī)律，為水平井部署及軌跡優(yōu)化提供依據(jù)。

1 油藏基本特征

吳起地區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部沉積中心，主要含油層系為三疊系延長組和侏羅系延安組，其中三疊系延長組長8 段油藏構(gòu)造簡單，為東高西低的鼻狀隆起，其起伏形態(tài)、傾沒方向與斜坡的傾向基本一致，油藏平均埋深2 030.0 m；儲(chǔ)層巖性為中-細(xì)粒巖屑長石砂巖，孔隙類型主要以粒間孔、長石溶孔為主，平均孔徑為37.1 μm；平均油層厚度為13.0 m；巖心孔隙度為9.6%，滲透率為0.20×10-3μm2，屬于典型的超低滲儲(chǔ)層。

1.1 沉積體系

吳起地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組是在鄂爾多斯盆地持續(xù)拗陷和穩(wěn)定沉降過程中沉積的一套河流-湖泊相陸源碎屑巖巖系。大量文獻(xiàn)研究表明[5-7]，長8 段主要包括三角洲前緣、前三角洲、淺湖共3 種沉積亞相。根據(jù)2011 年劉化清等[8]學(xué)者的研究成果，吳起地區(qū)由于位于湖盆北面坡腳處，長8 段主要為淺水三角洲沉積，砂體主要以水下分流河道沉積為主。

1.2 相標(biāo)志

為詳細(xì)識(shí)別研究區(qū)內(nèi)長8 段的沉積環(huán)境及沉積微相特征，本文結(jié)合取心井資料開展了巖性、沉積微構(gòu)造、泥巖及薄片等分析。

1.2.1 巖性

研究區(qū)內(nèi)長8 段巖性主要為灰褐色、褐灰色、淺灰色細(xì)砂巖，淺灰色鈣質(zhì)細(xì)砂巖，灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖和黑色碳質(zhì)泥巖（圖1a）；其中，細(xì)砂巖層面往往富含云母和碳屑，表明沉積環(huán)境水動(dòng)力總體較弱，屬于弱氧化-弱還原環(huán)境。

1.2.2 沉積構(gòu)造 研究區(qū)內(nèi)長8 段巖心可見沖刷面，楔狀、板狀、槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育，水動(dòng)力較強(qiáng)，具有水下分流河道沉積特征；波狀層理、脈狀層理、沙紋交錯(cuò)層理發(fā)育（圖1b），具有較弱的波浪作用。

1.2.3 泥巖

研究區(qū)內(nèi)長8 段泥巖主要為灰黑色碳質(zhì)泥巖、泥巖及粉砂質(zhì)泥巖（圖1c），呈貝殼狀斷口，體現(xiàn)為弱還原-還原環(huán)境。

1.2.4 薄片分析

研究區(qū)內(nèi)長8 段儲(chǔ)層以細(xì)粒長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，碎屑分選中等-好，磨圓度為次棱-次圓，接觸方式為點(diǎn)-線接觸，膠結(jié)方式以孔隙薄膜為主，其成分和結(jié)構(gòu)成熟度中等（圖1d），表明沉積物搬運(yùn)距離較近或中等。

綜合區(qū)域沉積背景及取心資料的觀察分析表明，吳起地區(qū)長8 段儲(chǔ)層主要為三角洲前緣沉積砂體。

1.3 物源方向

通過對研究區(qū)長8 段所有取心井的巖心顏色和砂巖粗細(xì)程度的平面展布特征分析發(fā)現(xiàn)：自北-北東到南-南西，巖心顏色由灰褐色逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑?、深灰色；砂巖顆粒由中砂巖、細(xì)砂巖逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉凵皫r、泥質(zhì)粉砂巖。初步確定研究區(qū)內(nèi)長8 段物源方向?yàn)楸?北東向，水流也主要由北-北東向向南-南西向流動(dòng)。

1.4 沉積微相及構(gòu)型要素

綜前所述，研究區(qū)內(nèi)長8 段為淺水三角洲沉積，以三角洲前緣亞相為主，可細(xì)分為水下分流河道、分流間灣、水下天然堤等沉積微相[9-10]。通過全區(qū)的測井相分析，吳起地區(qū)長8 段砂體主要發(fā)育于水下分流河道微相，且多位于水下分流河道末端，規(guī)模較小。

水下分流河道位于三角洲平原分流河道的水下延伸部位，當(dāng)水動(dòng)力較強(qiáng)時(shí)通常會(huì)越過沙壩，在河口壩表面發(fā)育，垂向上呈正韻律，交錯(cuò)層理、斜層理、平行層理等發(fā)育；巖性以褐灰色、淺灰色細(xì)砂巖為主，底界面常為明顯的沖刷面，砂體厚度4.0～15.0 m；GR、SP 曲線呈中高幅度的鐘形、箱形、齒化鐘形、齒化箱形等特征（圖2a）。區(qū)內(nèi)河口壩微相發(fā)育較少，垂向上呈反韻律，脈狀層理、沙紋交錯(cuò)層理、波狀層理等發(fā)育；巖性以粉、細(xì)砂巖為主，分選好，單一韻律層厚3.0～6.0 m；GR、SP 曲線呈中高幅度的漏斗形、箱形、齒化箱形等特征（圖2a）。

圖1 吳起地區(qū)長8 段沉積相標(biāo)志

水下天然堤是水下分流河道溢岸沉積，決口扇是水下分流河道決口后在河道間的沉積。在電測曲線響應(yīng)特征上，水下分流河道側(cè)翼、天然堤和決口 扇的電測曲線響應(yīng)特征相近，垂向上呈正韻律，中小型交錯(cuò)層理、斜層理、波狀層理等發(fā)育；巖性以灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，砂體一般厚2.0～4.0 m；GR、SP 曲線呈中等幅度的指形、鐘形等特征（圖2b）。

分流間灣為水下分流河道間的低洼沉積，具有水平層理、波狀層理，生物擾動(dòng)構(gòu)造及蟲孔等發(fā)育；巖性以灰色、深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主，砂體厚度小于2.0 m；GR、SP 曲線處于基線或呈低幅度特征（圖2b）。

圖2 典型井沉積微相測井響應(yīng)特征

2 儲(chǔ)層構(gòu)型分析

針對研究區(qū)長8 段水下分流河道內(nèi)砂體沉積的特征，通過構(gòu)型界面的劃分，利用層次分析方法，開展了全區(qū)單砂體構(gòu)型的解剖[11-16]。

2.1 構(gòu)型界面劃分

為了詳細(xì)研究區(qū)內(nèi)長8 段構(gòu)型，參照Miall 研究河流相構(gòu)型界面分級(jí)法，開展了全區(qū)六級(jí)、五級(jí)和四級(jí)共3 個(gè)級(jí)次構(gòu)型界面的研究（圖3）。

圖3 淺水三角洲沉積體系構(gòu)型界面劃分示意圖

2.2 構(gòu)型單元解剖

2.2.1 六級(jí)構(gòu)型單元

六級(jí)構(gòu)型單元通過開發(fā)井的單層劃分與對比確定，以淺水三角洲前緣沉積模式為指導(dǎo)，結(jié)合測井曲線、砂體剖面和砂體厚度等解剖，確定水下分流河道帶的位置及分布。其水下分流河道帶解剖思路是根據(jù)單井儲(chǔ)層構(gòu)型要素解釋結(jié)果，結(jié)合水下分流河道沉積模式、儲(chǔ)層構(gòu)型單元剖面和砂體厚度等，確定水下分流河道帶的平面分布。

分別沿物源方向和垂直物源方向繪制構(gòu)型剖面，對各層六級(jí)構(gòu)型單元逐一解剖（圖4）。研究表明：區(qū)內(nèi)長81油層組又可劃分為長811和長812兩個(gè)小層，其中，長811小層厚層砂體主要順?biāo)鞣较蛘共?，?jīng)水下分流河道帶砂體疊合后，厚度大于10.0 m 的砂體連片分布；長812小層厚層砂體也主要順?biāo)鞣较蛘共?，?jīng)水下分流河道帶砂體疊合后，厚度大于10.0 m 的砂體以條帶狀分布為主，局部連片分布。

2.2.2 五級(jí)構(gòu)型單元

在六級(jí)構(gòu)型單元解剖的基礎(chǔ)上，對各單層五級(jí)構(gòu)型單元逐一解剖，分別沿水下分流河道帶方向和垂直河道帶方向建立構(gòu)型剖面（圖5）。研究表明：區(qū)內(nèi)各單層內(nèi)單一水下分流河道帶間不斷疊置、交匯或分流，平面上河道帶局部連片或呈條帶狀分布。通過測量統(tǒng)計(jì)得出，各單層的單一水下分流河道帶寬度變化范圍較大，單一水下分流河道帶寬度為 500.0～2 500.0 m，平均約1 300.0 m（圖6）。

圖4 過X416～W518～X347～X541～X268 井六級(jí)構(gòu)型單元剖面

圖5 過G54～G201～X517～W514～X448 井五級(jí)構(gòu)型單元剖面

圖6 長81油層組單一水下分流河道帶砂體厚度與寬度關(guān)系

2.2.3 四級(jí)構(gòu)型單元

四級(jí)構(gòu)型單元幾何形態(tài)重點(diǎn)刻畫單一水下分流河道（單一水下分流水道）的幾何形態(tài)，構(gòu)型解剖主要結(jié)合水平井規(guī)模及開發(fā)區(qū)內(nèi)水平段的鉆遇情況展開分析。

圖7 為過WP480-51 水平井的單一水下分流河道剖面，結(jié)合WP480-51 井水平段內(nèi)高伽馬段（單一水下分流河道界面）的間距，確定順?biāo)蕉畏较騿我凰路至骱拥赖膶挾葹?50.0～250.0 m，水平段與河道夾角約52°，計(jì)算出單一水下分流河道寬度為115.0～200.0 m。

圖7 過WP480-51 水平井的單一水下分流河道剖面

通過四級(jí)構(gòu)型砂體解剖表明：研究區(qū)內(nèi)長81油層組單一水下分流河道砂體寬度為115.0～250.0 m，與露頭測量砂體寬度相近，且單一水下分流河道帶主體區(qū)的單一水下分流河道規(guī)模比邊緣區(qū)的規(guī)模大。

3 砂體展布特征

3.1 砂體平面展布特征

構(gòu)型單元研究表明，研究區(qū)內(nèi)長8 段各單層砂體主要受單一水下分流河道帶控制，在五級(jí)構(gòu)型單元分布特征控制下繪制了長81油層組各單層砂體等厚圖，將各單層砂體厚度進(jìn)行疊合，繪制了研究區(qū)長811和長812兩個(gè)小層的砂體等厚圖（圖8）。由圖可知，長811小層厚層砂體以連片分布為主（圖8a）；長812小層厚層砂體以條帶狀分布為主，局部連片分布（圖8b）。

圖8 長81砂層組各小層砂體等厚圖

3.2 砂體縱橫展布特征

剖面分析表明，吳起地區(qū)南部重點(diǎn)區(qū)長8 段厚層砂體橫向上受單一水下分流河道帶控制，變化較快，以透鏡狀為主，部分厚層砂體相互疊置相連；縱向上多套單一水下分流河道帶砂體垂向或側(cè)向疊置，砂體縱向上建造性較強(qiáng)，由于多期建造、多套砂體垂向或側(cè)向疊置，縱向上砂體厚度較大，但隔夾層較發(fā)育，使砂體縱向連通性變差。

4 儲(chǔ)層綜合評價(jià)

以鄂爾多斯盆地延長組儲(chǔ)層綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)[17-19]，充分考慮本次砂體構(gòu)型研究成果，再結(jié)合研究區(qū)內(nèi)長8 段儲(chǔ)層孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)和滲流能力等資料，建立了吳起地區(qū)長8 段儲(chǔ)層綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。研究區(qū)內(nèi)長8 段儲(chǔ)層可劃分為四類：Ⅰ類以特低滲儲(chǔ)層為主，Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類均為超低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層分類解釋結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明，研究區(qū)長8 段儲(chǔ)層致密，以III 類儲(chǔ)層為主；其中，I 類、II 類為區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，呈條帶狀分布，相對較少。

以長811-2、長812-1兩個(gè)重點(diǎn)含油層（單層）為例，根據(jù)有利區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，圈定了各級(jí)有利區(qū)分布范圍（圖9）。由圖可以看出，各單層I 類和II 類有利區(qū)呈局部窄條帶狀分布，單個(gè)有利區(qū)面積較小。其中長811-2單層的I 類和II 類有利區(qū)8 個(gè)，面積為1.5～5.0 km2，合計(jì)面積26.1 km2（圖9a）；長812-1單層的I 類和II 類有利區(qū)11 個(gè)，面積為1.2～9.0 km2，合計(jì)面積37.1 km2（圖9b）。

表1 吳起地區(qū)長8 段儲(chǔ)層綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

圖9 吳起地區(qū)長81砂層組各單層有利區(qū)展布

5 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

（1）吳起地區(qū)長8 段為淺水三角洲前緣沉積，物源方向以北-北東向?yàn)橹鳎瑑?chǔ)層主要為水下分流河道帶沉積砂體，以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度較低。

（2）通過六級(jí)和五級(jí)構(gòu)型單元解剖表明，研究區(qū)長8 段各單層可識(shí)別出2～4 條復(fù)合水下分流河道帶，其中，最大砂體厚度5.0～14.0 m，寬度1 500.0～ 8 000.0 m；復(fù)合水下分流河道帶內(nèi)可識(shí)別出1～4 條單一水下分流河道帶，單一水下河道帶砂體以順河道、呈北-北東向、窄條帶狀分布為主，其寬度500.0～2 500.0 m，平均約1 300.0 m。