储层构型分析法研究现状与展望

储层构型分析法研究现状与展望

滕彬彬,武爱俊,邓文秀

(中国石油大学(华东),山东东营　257061)

摘　要:本文概括论述了20多年来储层构型分析法的重大研究进展:从对野外露头和现代沉积的研究逐渐转入到对地下储层的分析;从简单的露头剖面测量到多种新技术、新手段的应用;储层构型分析法与其它分析方法相结合;从对河流沉积体系的研究逐渐应用到其它冲积沉积体系中去,但目前仍以河流沉积研究为主,以曲流河点砂坝研究最多。最后,本文指出了储层构型分析法存在的问题以及发展趋势。

关键词:储层构型分析法;储层非均质性;河流相;地下储层

储层构型分析研究实质上是描述储层内部的非均质性,最终用于进一步挖潜剩余油,提高油气采收率。自M iall于1985年正式提出储层构型分析方法至今的20多年时间里,储层构型分析方法不断完善,应用也越来越广泛。众多国内外地质学者们掀起了储层构型分析的热潮,他们纷纷投入到对野外露头沉积和地下储层的储层构型分析研究中去,并将储层构型分析法与各种新技术、新手段相结合,取得了一定的成果和认识,从而使储层构型分析方法研究得到了很大发展。

1　储层构型分析法的提出

1977年,Allen在第一届国际河流沉积学会议(卡尔加里)明确提出了fluv ial architectur e的概念,将其描述为河流层序中河道和溢岸沉积的几何形态及内部组合。1985年,加拿大多伦多大学地质系教授A.D.M iall[1]吸纳Allen思想之精髓,提出了应用于河流沉积相分析的储层构型分析方法(architectural elem ent analy sis),主要研究内容为岩相类型划分、沉积界面划分和构型单元描述。其核心思想是,地层由代表沉积间隔的界面和连续沉积的沉积单元构成,界面和沉积单元由于跨越了不同的时间尺度而组成了一个等级体系,其中不同等级的界面限定了不同的沉积单元,而由三级到五级界面限定的基本沉积单元即是构型单元,具有各自不同的岩石相组合、外部几何形态、展布方向和垂向剖面。Miall最初在对河流相沉积研究时划分出6级沉积界面[1],后来又将界面等级体系扩大到冲积体系中的8级界面,并归纳总结出20种岩石相类型和9种基本构型单元[2-4]。随着M iall对储层构型分析方法的不断完善,该方法逐渐被众多国内外地质学者们所接受和认可,他们纷纷掀起了储层构型分析研究的热潮,储层构型分析方法研究得到了巨大的发展。

2　储层构型分析法研究现状

2.1　从对野外露头和现代沉积的研究转入到对地下储层的分析

最早的储层构型分析源自对河流相沉积的野外露头和现代沉积研究[1-6]。到目前为止,国内外众多学者做了大量的研究工作并且取得一定的成果。他们根据M iall所提出的储层构型分析方法研究思路,从岩相类型划分、沉积界面划分和构型单元特征三个方面开展储层构型分析研究,并根据各自研究地区的特点和研究对象的复杂程度排列沉积界面序列和定义构型单元类型[7],建立起了高精度的储层建筑结构模型[8-11],加深了人们对河流相储层内部建筑结构形态的感性认识。

然而进行储层构型分析,建立储层建筑结构模型的最终目的在于挖潜剩余油、提高油气采收率。因此人们在通过野外露头和现代沉积建立的高精度储层建筑结构模型基础之上,根据M iall所提出的储层构型分析研究思路,充分利用一切能够获取地下有用信息的资料对地下储层进行构型分析[12,13]。通过对取心井进行岩心观察识别出各种岩相类型[12]。1990年,第十三届国际沉积学大会上明确指出,研究沉积界面体系(界面层次或界面等级)是搞清砂体内部建筑结构的关键[14]。然而地下储层沉积界面的

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　2009年第17期 内蒙古石油化工

收稿日期:2009-05-04

作者简介:滕彬彬(1983-),女,2006年毕业于中国石油大学(华东)资源勘查工程专业,现为中国石油大学(华东)硕士研究生。

研究较野外露头和现代沉积难度大,需要借助密井网条件下的岩心、测井、录井、地震、动态分析等多种资料进行分析。2002年,李阳等[12]在对孤岛油田馆陶组上段岩心仔细观察的基础上,结合测井资料的对比以及勘探成果的综合分析,最后确定了岩心中1～6级界面的划分方案。2007年,李云海等[13]在对胜二区沙二段8砂组河口坝进行储层构型分析时,通过取心井岩电标定,在未取心井中识别出各级次隔夹层,进而在单井中划分出3～5级构型界面,并且利用研究区密井网的动态监测资料(重复地层测试RFT,吸水剖面等)揭示出储层构型沉积界面的存在。

2.2　从简单的露头剖面测量到多种新技术、新手段的应用

野外露头研究的基本方法是选择典型的大剖面进行沉积学写实和实绘垂向层序剖面图[8],它基本上是暴露岩石的素描图[15]。但是,简单的野外露头剖面测量并不能建立起高精度的三维地质模型,还需要借助其它的研究技术和手段。因此人们利用小型钻机对露头进行钻井并取芯,用测井仪在露头崖壁或钻井中测井[8]。近些年来,一种新技术——三维探地雷达技术(GPR)也正逐渐应用到野外露头和地表浅层的储层构型分析中来,该技术以其较于常规地震资料具有分辨率高的特点而受到国内外地质学家的青睐[16-17]。利用该技术可以间接地获取地下浅层岩石单元的岩性和岩石物理特征信息[16]。2001年,Rucsandra M.Co rbeanu等[16]依据野外露头、岩心和三维探地雷达技术对犹他州中东区中白垩系Ferro n河道砂体储层内部构型进行了精细研究。依据六级界面,从野外露头和岩心上识别出了五种构型单元。根据地震地层分析的相关原理,从探地雷达资料中识别出了相同的构型单元及对应边界面。2006年,H eidy Alejandra Correa C等[17]综合利用剖面测量、测井和探地雷达技术对怀俄明州响尾蛇脊河道露头储层进行了三维表征,更好地描述了露头储层的内部结构。文中依据M iall等的思想,从探地雷达反射特征中识别出了三种不同的相并对其各自的雷达反射特征进行了归纳总结。

露头和现代沉积具有直观、易达、便于精细研究等特点,但是地下储层却是我们无法用肉眼来识别的。如何预测井间砂体展布,对地下储层进行三维表征,进而建立起储层建筑结构模型[18]成为地下储层构型分析的一大难题。2007年,冯建伟等[19]对胜坨油田二区沙二段3砂层组辫状河沉积进行储层构型分析时,提取相应测井曲线特征参数,建立有效的结构要素定量模糊识别模型,并编成软件,建立了储层建筑结构展布模型,精细表征了砂体间的接触方式和连通程度。2008年,李阳[20]在垦71区综合利用多尺度地震资料和井间地震高频信息对三维地震资料进行频带拓展,以测井资料和三维精细构造解释结果为约束进行联合反演,建立高分辨率油藏地球物理模型,在三维空间预测和描述储层。同年,闫长辉等[21]利用塔河油田奥陶系油藏生产动态资料研究井间连通性。

2.3　储层构型分析方法与其它分析方法相结合

1992年,我国学者张昌民[22]根据M iall的储层构型分析思想,将储层构型分析与储层层次分析结合起来,提出了储层研究中的层次分析方法。2004年,赵翰卿等[14]指出,层次分析法是研究储层复杂非均质体系的基本方法。到目前为止,储层层次分析已成为储层构型分析研究中的关键思想。储层模式预测描述法是以各种沉积模式和沉积学知识为指导,对储层的空间分布和物性特征在井间进行科学的预测性描述[14]。2004年,赵翰卿等[14]概况地论述了大庆油田应用现代沉积和露头研究中的层次分析思想和自创的模式预测描述法,成功的研制出依据油田密井网测井资料和大型河流—三角洲特有的沉积规律与模式,由大到小、由粗到细分层次逐级解剖砂体几何形态和内部建筑结构,精细建立储层地质模型。2008年岳大力、吴胜和等人[23]以胜利油区孤东油田七区西为例,主要应用研究区岩心、测井、动态等资料,采用层次分析、模式拟合及多维互动的研究思路,对曲流河古河道砂体进行了系统的储层层次构型精细解剖。

2.4　从河流沉积体系到其它冲积沉积体系

最早的储层构型分析源自M iall[1]对河流相沉积的研究。河流沉积由于强烈变化的紊流搬运形成了丰富多彩的各类级别的界面,因而成为储层构型分析法得以产生的最初物质基础[24]。如今,储层构型分析方法已成为20多年来河流沉积学的重要进展之一[25]。目前国内外储层构型分析研究最多的为河流相沉积体系中的曲流河沉积,而曲流河中研究最多的为点砂坝沉积[26-28]。此外,国内部分学者们对辫状河中的心滩坝沉积储层内部构型也进行了分析研究,识别出心滩坝内部的“落淤层”[8,29,30]。到目前为止,建筑结构分析法已经应用于以下几种沉积体系的研究: 不同类型的古代砂质河流体系; 砾质辫状河以及砾质冲积扇沉积; 现代河流体系; 海底河道体系[15]。

近些年来,国内外的一些学者也纷纷将储层构型分析方法应用到其它冲积沉积体系当中去,尤其是三角洲前缘的河口坝沉积储层构型研究[31-32]。

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