河流体系储层构型及研究方法.ppt

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1、河流体系储层构型及研究方法河流体系储层构型及研究方法提纲提纲中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河点坝构型研究辫状河心滩构型研究 结论 1、储层构型概念的提出初次提出1977年 Allen第一届国际河流沉积学会议河流层序中河道和溢岸沉积的几何形态及内部组合。中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）完整提出1985年 Miall A.D.第二届国际河流沉积学会议Reservoir architecture：储层内部构型单元的几何形态、大小、方向及相互配置关系，也称作构形、建筑单元、构成单元。中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）储层构型的提出使沉积体系的研究

2、进入了一个崭新的历史时期。一是突出了层次概念；二是体现了沉积物的三维形体与内部岩相；三是河流的研究走出了简单的形态分类阶段。储层构型研究相对于传统的沉积相分析具有更精细的特点。2、储层构型的优势中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）储层构型提出后的二十年来，其研究主要针对露头进行构型要素的识别、划分和侧向追踪，取得大量研究成果，几乎涵盖了所有水道化沉积。近几年来，基于露头分析的地下储集层构型研究也取得了一些成果和认识，主要集中在单井构型要素及构型界面识别、井间及平面构型分析、三维构型建模、储集层构型控制剩余油分布等方面。目前仍以河流沉积研究为主，以曲流河点坝研究最多，其次是辫状河心滩。3、储

3、层构型研究内容与发展提纲提纲中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河点坝构型研究辫状河心滩构型研究 结论 中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）构型要素构型要素（或单元）是由几何形态、相组（或单元）是由几何形态、相组 合及其规模所表现的合及其规模所表现的岩性体岩性体，并能代表其、，并能代表其、沉积体系内的特定沉积作用或一套沉积过程。沉积体系内的特定沉积作用或一套沉积过程。构型要素构型要素岩相组合岩相组合砂体几何形态砂体几何形态1、构型要素概念中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）剖面砂体剖面几何形态分类特征表（据于兴河）砂体剖面几何形态分类特征表（据于兴河

4、）2、砂体几何形态中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）砂质沉积组合体的空间形态类型（据砂质沉积组合体的空间形态类型（据R.B.Robert，1986）（a）L=W 100T（b）L=W100T （c）LW100T （d）L10W300T （e）L10W100T平面2、砂体几何形态中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）砂体的垂向叠置方式或连通形式与沉积作用的关系砂体的垂向叠置方式或连通形式与沉积作用的关系（于兴河，（于兴河，2002）空间叠置2、砂体几何形态中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）结构形体储层空间结构形体类型特征表（于兴河，储层空间结构形体类型特征表（于兴河，1997）2、

5、砂体几何形态岩相编码岩相编码岩相岩相沉积构造沉积构造解释解释GmsGms块状，杂基支撑的砾石块状，杂基支撑的砾石递变层理递变层理泥石流沉积泥石流沉积GmGm块状或原层理砾石块状或原层理砾石水平层理、叠瓦构造水平层理、叠瓦构造纵向沙坝、滞留沉积、筛选沉积纵向沙坝、滞留沉积、筛选沉积GtGt成层的砾石成层的砾石槽状交错层理槽状交错层理小河道充填小河道充填GpGp成层的砾石成层的砾石平板状交错层理平板状交错层理纵向砂坝三角洲纵向砂坝三角洲StSt中中-粗砂含中砾粗砂含中砾单个或成群的槽状交错层理单个或成群的槽状交错层理砂丘（低流态）砂丘（低流态）SpSp中中-粗砂含中砾粗砂含中砾单个或成群的平板状交

6、错层理单个或成群的平板状交错层理舌状横砂坝、砂波（低流态）舌状横砂坝、砂波（低流态）SrSr细细-粗砾粗砾波痕波痕波纹波纹ShSh细细-粗砂含中砾粗砂含中砾水平纹理或裂线理水平纹理或裂线理面状层流（上流态）面状层流（上流态）SISI细细-粗砂含中砾粗砂含中砾低角度（低角度（1010）交错层理）交错层理冲刷砂丘、逆行砂丘（砂波）冲刷砂丘、逆行砂丘（砂波）SeSe含内碎屑的侵蚀冲刷含内碎屑的侵蚀冲刷原生交错层理原生交错层理冲刷冲刷-充填充填SsSs细细-粗砂含中砾粗砂含中砾宽的宽的-浅的冲刷浅的冲刷冲刷冲刷-充填充填FIFI砂、粉砂、泥砂、粉砂、泥细纹层细纹层漫滩或凹坡洪水沉积漫滩或凹坡洪水沉积F

7、ScFSc粉砂、泥粉砂、泥纹层状至块状纹层状至块状漫滩沼泽沉积漫滩沼泽沉积FcfFcf泥泥块状夹淡水软体动物块状夹淡水软体动物漫滩沼泽沉积漫滩沼泽沉积FmFm泥、粉砂泥、粉砂块状、泥裂块状、泥裂漫滩或披盖沉积漫滩或披盖沉积C C煤、钙质泥煤、钙质泥植物、泥薄膜植物、泥薄膜沼泽沉积沼泽沉积P P碳酸盐岩碳酸盐岩成壤化成壤化古土壤古土壤岩相划分表（据岩相划分表（据Miall，1977、1978）3、岩相组合中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）华北地区二叠系河流相的岩相组合（据于兴河，华北地区二叠系河流相的岩相组合（据于兴河，1992）3、岩相组合构型单元构型单元符号符号主要岩相组合主要岩相组合

8、几何形态及相互关系几何形态及相互关系河道河道CHCH任意组合任意组合指状、透镜状；上凹侵蚀基底；规模和形态变指状、透镜状；上凹侵蚀基底；规模和形态变化很大；内部第二次侵蚀面普遍化很大；内部第二次侵蚀面普遍砾石坝和底形砾石坝和底形GBGBGmGm、GpGp、GtGt透镜状，毯状；通常为板状体；夹透镜状，毯状；通常为板状体；夹SBSB砂底形砂底形SBSBStSt、SpSp、ShSh、SiSi、SrSr、SeSe、SsSs透镜状、席状、毯状、楔状，存在于河道充填透镜状、席状、毯状、楔状，存在于河道充填中，决口扇、沙坝扇、沙坝顶、小沙坝中，决口扇、沙坝扇、沙坝顶、小沙坝顺流加积顺流加积的大型底形的大型

9、底形DADAStSt、SpSp、ShSh、SiSi、SrSr、SeSe、SsSs位于扁平状或河道基底之上的透镜体，内部和位于扁平状或河道基底之上的透镜体，内部和顶部夹有向上凸的顶部夹有向上凸的3 3级界面级界面侧向加积沉积侧向加积沉积LALAStSt、SpSp、ShSh、SiSi、SrSr、SeSe、SsSs、G G和和F F少见少见楔状、席状、舌状，楔状、席状、舌状，具有内部侧向加积面的特征具有内部侧向加积面的特征沉积物重力流沉积物重力流SGSGGmGm、GmsGms舌状、席状，通常夹有舌状、席状，通常夹有SBSB纹层砂席纹层砂席LSLSShSh、SiSi、SsSs、SpSp、SrSr席状、

10、毯状席状、毯状越岸细粒沉积越岸细粒沉积OFOFFmFm、FiFi薄至厚毯状，通常夹有薄至厚毯状，通常夹有SBSB，可能充填有废弃河道沉积可能充填有废弃河道沉积河流沉积中的构型单元（据河流沉积中的构型单元（据A.D.Miall,1988）4、八种基本构型要素提纲提纲中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河点坝构型研究辫状河心滩构型研究 结论 中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）指导思想指导思想 层次分析层次分析 河流体系不同规模界面分级系列示意河流体系不同规模界面分级系列示意 （据（据A.D.Miall，1988）一级界面一级界面层系界面；层系界面；二级界面

11、二级界面层系组界面；层系组界面；三级界面三级界面相当于砂层间发相当于砂层间发育育 的泥砾小冲刷面；的泥砾小冲刷面；四级界面四级界面相当于大型沉相当于大型沉积底积底 形的顶、底面；形的顶、底面；五级界面五级界面河道充填复合河道充填复合体体 的的大型砂体界面；大型砂体界面；六级界面六级界面为一组大型河为一组大型河道（水道（水 道）或古河谷的底面。道）或古河谷的底面。1、界面分级系列中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）正韵律；二元结构；位于河道砂体顶部；剖面上呈楔状；垂向上呈正韵律；洪水能量较强；呈窄条带状；指向下游的洪泛平原；与天然堤共生；垂直河道的剖面

12、上呈楔状；粒度：河道和天然堤之间砂体呈席状展布；粒度最细的沉积单元；重要的隔夹层识别单河道边界；突然废弃或者逐渐废弃；曲流河储层构型层次分析框图（盖丽鹏等，曲流河储层构型层次分析框图（盖丽鹏等，2008）2、曲流河储层构型要素3个层次个层次中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）3、辫状河储层构型要素辫状河储层构型层次分析框图辫状河储层构型层次分析框图（盖丽鹏等，（盖丽鹏等，2008）3个层次个层次提纲提纲中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河点坝构型研究辫状河心滩构型研究 结论 中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）点坝的形成与演化示意图点坝的形成与演化

13、示意图（据岳大力，（据岳大力，2006）河流侧向加积作用形成；发生洪水事件河曲外侧的凹岸掏蚀河曲内侧凸岸侧积一层新的沉积物曲流河发生一次迁移直到河道截弯取直，河道废弃，点坝发育结束。1、点坝的形成中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）2、点坝的识别形态与厚度分布形态与厚度分布特征特征 曲流带内部厚度最大的部分，同一河道内多个曲流点坝可构成“串珠状”；点坝砂体垂向沉积特征点坝砂体垂向沉积特征 点坝由若干侧积体组成，侧积体之间发育泥质夹层。在垂向上则为泥质夹层间隔的多个正韵律层；岩心特征岩心特征 多个泥质侧积层。主要为水流波痕成因的大型槽状或板状交错层理，间或出现平行层理；某单井小层砂体点坝垂向

14、层序及特征某单井小层砂体点坝垂向层序及特征（据徐振永，（据徐振永，2007）中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）水淹特征水淹特征 点坝一般以多段水淹为主，每段下部水淹级别较高，而上部水淹级别较低；2、点坝的识别点坝和废弃河道紧邻发育（据李林祥，点坝和废弃河道紧邻发育（据李林祥，2008）废弃河道的分布废弃河道的分布 废弃河道代表点坝的结束，所以点坝总是紧邻废弃河道分布，废弃河道部位即为点坝的边界。中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）3、点坝组合类型点坝砂体的分布模式（据孙天建，点坝砂体的分布模式（据孙天建，20122012）同时期不同时期点坝砂体的分布模式点坝砂体的分布模式（据（据孙孙

15、天建，天建，2012）中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）点坝内部泥质侧积层保存程度分布模式图（据岳大力，点坝内部泥质侧积层保存程度分布模式图（据岳大力，2006）沿着点坝倾斜表面向下厚度减薄最后尖灭；发育在点坝中上部，纵向上延伸到砂体底部的2/3处（枯水期的水位一般距河道顶约2/3）；某些井下部的侧积层得以保存，可能是由于第二次洪水水动力较弱所致。4、点坝内部结构解剖（1 1）侧积层识别）侧积层识别中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）4、点坝内部结构解剖曲流河点坝内部侧积层分布模式图曲流河点坝内部侧积层分布模式图（据岳大力，（据岳大力，2006）l内部构型模式内部构型模式 水平斜列式

16、 阶梯斜列式 波浪式（2 2）内部构型模式）内部构型模式中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）岩心资料岩心资料可直接识别侧积层的厚度，计算侧积层的倾角。但通常取芯资料稀缺；经验公式经验公式Leeder关于河流满岸深度、河流满岸宽度的经验公式，认为侧积体的宽度大致相当于河道宽度的2/3；Schumm等曲流河点坝砂体规模经验公式：F=W/h=255M-1.08，W=1.5w*，D=1.85d*（W为河宽；h为河深；M为粉泥质含量；w*为点坝侧积体最大宽度；D为满岸河深；d*为点坝侧积体厚度）；沉积规律沉积规律 随着河流的消亡，侧积体规模越来越小，侧积层倾角也变小；水平井资料水平井资料当水平井的轨

17、迹完全在目标砂体内时，利用水平井及直井和斜井上的泥质侧积层信息进行模式拟合。4、点坝内部结构解剖（3 3）侧积层规模）侧积层规模动态资料动态资料：垂直侧积层逆向注水见效较差来判断侧积层的倾向；侧积过程：侧积过程：随着洪水期结束，形成一期侧积体，并在其上披覆一层细粒侧积层。因此，侧积层指向河道迁移方向一侧；倾向倾向中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）经验公式经验公式：Leeder的经验公式为W=1.5h/tan（为侧积层倾角）；露头和现代沉积研究露头和现代沉积研究：侧积层倾角一般为5-30；成像测井：成像测井：确定建筑结构界面倾角；密井网资料：密井网资料：在井距小于点坝规模的情况下，计算tg

18、=h/dtg=h/d。4、点坝内部结构解剖（4 4）侧积层倾向和倾角）侧积层倾向和倾角 对子井计算侧积层倾角及间距的模型对子井计算侧积层倾角及间距的模型（据岳大力，（据岳大力，2004）倾角倾角中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）5、点坝与剩余油分布注入剂波及高度变化图（据闫百泉，注入剂波及高度变化图（据闫百泉，2008）侧积泥岩夹层侧积泥岩夹层有强烈的遮挡作有强烈的遮挡作用用，垂向上注入垂向上注入剂剂沿着侧积增生沿着侧积增生体向上波及体向上波及;波及高度右侧波及高度右侧大于左侧，大于左侧，呈阶呈阶梯状。梯状。中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）5、点坝与剩余油分布某区块典型层曲流河点

19、坝砂体内部构型连井剖面和剩余油分布图（饶资等，某区块典型层曲流河点坝砂体内部构型连井剖面和剩余油分布图（饶资等，2011）对顶部剩余油富集段进行直接射孔开采；或者在注采井之间靠近点坝砂体上部钻水平井。正韵律特征正韵律特征，底部渗透率较高且连通底部渗透率较高且连通；注入水沿注入水沿底部高渗带底部高渗带向河道方向推进，侧积泥岩下部原油被有效驱替向河道方向推进，侧积泥岩下部原油被有效驱替；注入水遇到侧积泥岩，注入水遇到侧积泥岩，侧积泥岩上部侧积泥岩上部原油被有效驱替原油被有效驱替；最终，最终，点坝上部剩余油富集点坝上部剩余油富集，是开发中后期挖潜的重点层段，是开发中后期挖潜的重点层段。提纲提纲中国地

20、质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河点坝构型研究辫状河心滩构型研究 结论 中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）1、心滩成因机制心滩形成的水流结构心滩形成的水流结构（据姜在兴，（据姜在兴，2010）辫状河具有弯曲度小、河道多、河床坡降大、宽而浅、迅速迁移的特点；心滩是辫状河河床沉积的主体，具有沉积厚度大、物性好的特点，形成于洪水期，此时水流形成双向环流；表流从中央向两侧流，底流从两侧向中心汇聚，水流的相互缓冲和重力作用，使河道流携带的负载在河心发生沉积。心滩坝内部构型模式图心滩坝内部构型模式图（据卢亚涛，（据卢亚涛，2011）垂积体垂积体落淤层落淤层中国地质大

21、学（北京）中国地质大学（北京）2、心滩识别方法 由于多期次的河道充填微相和心滩微相砂体叠加、切割由于多期次的河道充填微相和心滩微相砂体叠加、切割,形成了大面形成了大面积叠置的复合砂体，因此难以对辫状河河道亚相中积叠置的复合砂体，因此难以对辫状河河道亚相中心滩心滩与与河道充填河道充填两种微两种微相进行识别和划分。相进行识别和划分。归纳出五种识别方法：归纳出五种识别方法：l砂砂顶顶相相对对深度深度 辫状河道的沉积部位，砂顶相对深度相对较大，心滩部位相对较小。l砂体厚度分布特征砂体厚度分布特征 心滩坝为多次洪水期河流的垂向加积形成，砂体一般较厚；辫状河道主要为河道充填，砂体厚度相对较薄。l岩性及岩性

22、及测测井响井响应应特征差异特征差异 心滩砂体岩性粒度较粗，而河道充填砂体粒度相对较细；心滩砂体自然电位曲线以箱形、齿化箱形、箱形-钟形叠加为主，微电极曲线幅度差大，而河道充填砂体测井曲线上自然电位曲线以钟形为主，其次为箱形和钟形-箱形叠加，微电极曲线幅度差较大。l落淤落淤层层分布特征分布特征“落淤层”是发育在心滩上部的成层泥粉沉积，为每次洪泛事件末期发生的、大范围分布的一种悬浮落淤沉积；河道中没有发现“落淤层”的存在。永定河心滩与河道横剖面图（据张勇等，永定河心滩与河道横剖面图（据张勇等，2011）l心心滩滩砂体底部滞留沉砂体底部滞留沉积积泥泥砾导砾导致低渗透率特征致低渗透率特征河道底部滞留沉

23、积的砾岩或者砂砾岩岩性粗，泥质含量低，该部分的孔渗性较高；心滩砂体是由洪水期携带而来的粗粒物质首先沉积下来，底部常伴有泥砾沉积，降低了这部分砂体的孔渗性。2、心滩识别方法中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）3、心滩内部构型模式心滩落淤层模式图（据余成林等，心滩落淤层模式图（据余成林等，2012）纵向上，心滩储层可纵向上，心滩储层可以划分为以划分为3 3 种构型要素，种构型要素，分别为分别为垂积体垂积体、落淤层落淤层和和垂积面。垂积面。横向上，将心滩成横向上，将心滩成主主体体、头部头部、尾部尾部和和翼部翼部4 4 个部分，各部分落淤层的个部分，各部分落淤层的倾向、倾角以及发育程度倾向、倾角以

24、及发育程度都有差别，倾向和倾角主都有差别，倾向和倾角主要受心滩形态控制。要受心滩形态控制。中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）4、心滩内部构型分析l落淤落淤层类层类型型泥质落淤层；物性落淤层。l落淤落淤层识别层识别落淤层岩芯识别落淤层岩芯识别（据余成林等，（据余成林等，2012）落淤层在岩芯上比较容易识别，多表现为厚层砂岩内部所夹的少量厚度不大（0.2-0.5m）的细粒沉积。岩芯识别 u落淤层类型及识别：落淤层类型及识别：辫状河储层构型的辫状河储层构型的研究重点研究重点在于在于心滩内部构型解剖心滩内部构型解剖，核心核心在于对在于对落淤层的研究落淤层的研究。（1 1）落淤层类型及识别）落淤层

25、类型及识别测井识别 心滩在自然电位和自然伽马测井曲线上主要呈箱形或钟形，有时亦微齿化。心滩内部落淤层发育部位的电阻率曲线、自然伽马曲线回返，自然电位曲线也见轻微回返。l落淤落淤层倾层倾向及向及倾倾角推算角推算心滩落淤层各部位的倾角可以利用式：近似求的，其中：h心滩最厚点的厚度，m；心滩纵剖面上最厚点到心滩结束点的水平距离，m；心滩横剖面上最厚点到心滩结束点的水平距离，m；尾部落淤层的近似倾角，（）；翼部落淤层的近似倾角，（）。4、心滩内部构型分析落淤层测井识别（据余成林等，落淤层测井识别（据余成林等，2012）（1 1）落淤层类型及识别）落淤层类型及识别 成因上心滩坝砂体是由多期砂体垂向加积沉

26、积而成。心滩坝内部构型解剖本质就是多期垂积体之间的界面在三维空间的展布分析。l单单井界面井界面识别识别 砂体内部界面的表现就是层内夹层砂体内部界面的表现就是层内夹层 羊监羊监1井界面识别及井界面识别及C/O测井剩余油监测结果（据卢亚涛，测井剩余油监测结果（据卢亚涛，2011）（2 2）心滩内部构型解剖）心滩内部构型解剖4、心滩内部构型分析l井井间间界面界面预测预测 基于心滩发育模式，得到井间界面发育关系基于心滩发育模式，得到井间界面发育关系 心滩坝内部夹层不是完全的泥岩非渗透层，中心部位及迎水面夹层具有一定的渗透性，致使砂层内下部水洗程度高，上部剩余油富集。5、心滩对剩余油分布的影响辫状河砂体

27、内部水淹状况分布图辫状河砂体内部水淹状况分布图（据张善言等，（据张善言等，2012）高水淹中水淹低水淹未水淹补孔挖掘 层内注采提纲提纲中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）前言构型要素储层构型层次分析曲流河构型研究辫状河构型研究 结论 结 论在阅读大量文献的基础上，得出如下四个结论：在阅读大量文献的基础上，得出如下四个结论：Miall通过对露头沉积的研究，依据砂体几何形态和岩相组合类型，提出了八种基本构型要素；层次分析是储层构型表征的重要思路，即在复合河道中识别单一河道、在单一河道中识别点坝/心滩、解剖点坝/心滩内部结构，而点坝/心滩的内部结构是本文的重点；曲流河储层构型的研究重点是点坝，其内部可划分为侧积体、侧积层和侧积面。侧积层具有强烈的遮挡作用，致使点坝上部剩余油富集；辫状河储层构型的研究重点是心滩，其内部可划分为垂积体、落淤层和垂积面。砂层内下部水洗程度高，上部剩余油富集。