引言

自从国际著名河流相沉积学专家Miall在1985年提出储层建筑结构要素的概念及分析方法以来[1-2)，沉积学家针对河流——三角洲砂体内部建筑结构进行了大量研究，其中，对曲流河砂体内部建筑结构研究较为成熟^[3-5]，但对辫状河砂体内部建筑结构研究相对较少，且成果主要集中在野外露头^[6-9]和现代沉积调查^[10-12]方面，而基于密井网资料的辫状河地下储层内部建筑结构研究相对滞后^[13-17]，仍有待加强。

为此，本文将杏北油田P1211——P1212层作为目标研究层段，重新对密井网区该层段的沉积过程和测井响应进行详细分析后，认为该层段发育辫状河沉积(图 1)。基于Miall的河流相储层建筑结构分析理论[1, b2}，在辫状河沉积模式指导下^[10]，采用层次分析法^[18]，从开发角度对辫状河储层内部结构进行精细表征，识别出辫状河道、心滩坝、废弃河道和落淤层等建筑结构要素，表征了辫状河储层内部建筑结构要素；基于储层内部结构表征结果，整合不同开发时期的水淹层测井解释和开发动态数据，恢复和再现了辫状河储层的水淹过程，并在小井距密闭取芯井精细水洗结果的验证下，总结了辫状河不同储层结构控制下的剩余油分布模式。

1 研究区概况

研究区位于杏北油田的密井网区，纵向上发育萨尔图、葡萄花和高台子3套油层组，油藏埋深在700~1 200 m，构造幅度较为平缓，沉积了一套以“多旋回性、岩性变化快、砂泥频繁交互”为主要特征的河流——三角洲储层，具有很强的非均质性，为构造控制的块状油气藏。杏北油田自1996年投入开发以来，依据不同开发阶段的需要，油田井网经历了5次重大调整，现已全面进入高含水开发时期，综合含水已超过90%，剩余油分布呈现整体离散、局部富集的特征，调整难度日益加大，而该阶段储层内部不同级次的渗流屏障对剩余油的形成和分布起主要控制作用^[19-20]，亟需深入研究其储层内部建筑结构和剩余油分布模式，尤其是剩余油潜力巨大的辫状河储层，为油田及时做出开发调整、稳油控水、保持稳产并进一步提高采收率提供地质依据。

2 储层建筑结构要素分析

辫状河储层具备丰富的结构要素界面，便于进行储层内部结构的精细解剖和表征^[21]。辫状河储层内部层次界面包括各级次冲刷面、落淤层等，层次实体则包括心滩坝、辫状河道和废弃河道。不同层次实体对应不同层次界面，大规模层次实体内部还包括小的层次实体及其界面。辫状河储层内部结构解剖采用层次分析法，先识别规模较大的层次界面和实体，然后，在其内部进一步识别规模较小层次界面和实体^[21]。因此，本研究中对辫状河储层内部结构的解剖流程主要分为以下3个步骤。

2.1 在复合河道内部划分单一河道

复合河道是指多期次单一河道在垂向上叠覆堆积形成的河道带，其顶底通常发育稳定的泛滥平原沉积物。因此，储层内部结构解剖首先需要将复合河道进行垂向上的进一步细分，即将复合河道划分为垂向上具有一定可对比性的单个成因河道，每期单一河道之间存在洪水作用形成的一定厚度的泥质沉积，或由于冲刷作用而保留下的部分泥质沉积。泥质冲刷程度不同，每期河道的自然电位(SP)曲线的回返程度也会不同：冲刷程度较低时，泥质相对较厚，此时SP曲线接近于基线，微电位(R_MN)和微梯度(R_MG)曲线幅度差接近于0；而冲刷程度较高时，SP曲线回返程度较低，R_MN和R_MG曲线有幅度差但相对较小(图 2a)。

此外，在每一期次泥岩与砂岩的接触部位，有时出现钙质胶结物，在R_MN和R_MG曲线上形成高阻尖峰状，也是进行期次划分、识别单一河道的典型标志(图 2a)。

2.2 在单一河道内部识别心滩坝和辫状河道

在单一河道内部，心滩坝主要以大套厚层砂岩为特征，相对辫状河道的负地貌特征，其呈现正地貌特征也成为它的一个识别标志。心滩坝上部砂体粒度相对较细，下部粒度较粗，但由于心滩坝的顺流加积作用，本期形成的砂体叠覆在上一期之上，总体形成下细上粗的反旋回韵律。同时，由于沉积方式复杂多样，偶尔也可见正旋回的沉积样式。因此，在测井响应上SP曲线往往为漏斗型、箱型和钟型，$R_{\rm{MN}}$和$R_{\rm{MG}}$曲线幅度差较大(图 2b)。

本区辫状河道包括砂质充填河道和泥质充填河道。河道中以砂质充填为主时，SP曲线呈钟型或漏斗形，幅度较大，且R_MN和R_MG曲线幅度差也较大；河道中充填较多泥质时，SP曲线呈漏斗型，幅度降低，R_MN和R_MG曲线幅度差很小或为0(图 2b)。

基于以上步骤，根据心滩坝和辫状河道之间组合规律，即通常在平面上辫状河道环绕心滩坝流动(图 1)，剖面上辫状河道两侧为相对地貌较高的心滩坝，而且不同洪水时期，辫状河道发生迁移，心滩坝位置也会随之发生变化，造成不同期次的辫状河道和心滩坝、辫状河道和辫状河道、心滩坝和心滩坝之间存在叠置和切割的关系，因此，需在沉积模式的指导下完成辫状河道和心滩坝之间组合关系的刻画(图 3，图 4)。

2.3 在心滩坝和辫状河道内部分别识别落淤层和废弃河道

落淤层形成于洪水退却的静水期，泥质含量高，其形态受控于坝体形态，通常以披覆方式发育于每期坝顶和沿坝向下游的方向，随着坝的增生向前推进，SP曲线多有局部的回返，表明泥质含量增大，R_MN和R_MG曲线幅度明显下降，幅度差很小或者为0(图 2c中虚线)。

废弃河道成因有两种：一是在辫状河道中，水流受地形影响而发生改道，在局部形成静水环境，沉积了细粒悬浮物质，主要为粉砂岩及黏土岩，粉砂岩中发育交错层理，黏土岩中发育水平层理；二是洪水作用后期，辫状河道废弃后，沉积了细粒物质，测井响应特征为SP曲线幅度较小，R_MN和R_MG曲线幅度差几乎没有或较小(图 2c)。

基于对以上各级次建筑结构要素的识别和组合，将辫状河储层由“泛连通体”解剖为单个的成因单元，并对单元内部的建筑结构要素进行表征(图 3，图 4)，结果发现，辫状河储层表现为整体上是不同期次、不同级次砂体相互切割叠置，辫状河道的摆动建造了规模巨大的叠覆砂体，各级次结构要素接触关系复杂，砂体间由于物性差异，发育低渗缓冲带，而且砂体内部由于沉积水动力的变化也存在落淤层等低渗屏障，从而造成砂体之间并不完全连通，呈现出辫状河储层复杂的、拼合板状^[22-23]的砂体内部结构特征(图 3，图 4)。

3 储层内部结构控制下的剩余油分布模式

辫状河储层内部建筑结构十分复杂，导致油藏在注水开发时呈现多种流体流动样式，是剩余油形成和分布的主控因素。基于辫状河储层内部结构的表征结果，选择同时包含有基础井网阶段(1966年——1978年)、一次加密调整阶段(1985年——1990年)、二次加密调整阶段(1994年——2003年)和三次加密调整阶段(2000年至今)井的剖面(切古水流方向2号剖面，图 4)，结合不同开发调整时期的水淹层测井解释结果和生产动态资料，恢复和再现了研究区辫状河储层内部建筑结构控制下的不同开发阶段的水淹特征，并在两口小井距密闭取芯井精细水洗结果的验证下，确定辫状河储层的剩余油分布模式。

3.1 不同时期的水淹剖面特征

以杏北油田密井网研究区的垂直古水流方向的剖面为例(图 4中2号剖面)，基于以下4项原则，恢复和再现了辫状河储层内部结构控制下的各时期的水淹特征。

(1) 不同时期开发井在各小层的水淹情况需综合地下储层的砂体连通性、储层内部建筑结构特征以及老井和新井在各井网调整阶段的水淹层测井解释结果来确定。其中，老井主要指三次加密阶段以前的开发井，其不同层的水淹程度需结合油田生产动态资料计算劈分后各层的含水率来确定；而新井主要是指三次加密阶段的开发井，其不同层的水淹层解释结果即为现阶段地下油藏的水淹程度。

(2) 辫状河储层内部结构复杂，岩性、沉积韵律、泥质夹层分布以及物性变化都将产生储层内部的水洗差异，而密闭取芯井(检查井)具有准确精细刻画这些水洗差异的优势^[24]，能够弥补水淹层测井解释结果仅提供有效厚度层段的水淹程度、而无法呈现有效厚度层段内部水洗差异的不足。因此，基于密闭取芯井的水洗结果，不仅能精细表征储层内部的水洗差异，还可以验证基于储层内部建筑结构分析和水淹层测井解释的有效厚度层段的水淹程度是否合理。

(3) 根据杏北油田井网调整的目标和开发对象，二次加密井和三次加密井主要针对表内薄层砂体以及表外储层进行开发^[25]，但缺乏表外储层在各开发调整阶段的水淹层测井解释结果，因此, 在水淹特征恢复过程中需重新判定表外储层的水淹程度，主要依据油田划分的表外储层类别、厚度大小、物性好坏以及表外储层与优势储层的连通情况4个原则^[24]。例如油田划分的一类表外储层、厚度不小于1 m且其孔渗相对较优的情况下，若表外储层与物性较好、水淹级别较高的优势储层连通时，可定义该表外储层水淹级别低于或等于该优势储层的水淹级别。

(4) 由于沉积体末端通常在注水开发中难于被波及而成为富集剩余油的“死胡同区”^[26]，因此当没有井钻遇沉积体末端或虽有井钻遇末端、但缺乏水淹层测井解释时，为最大程度地符合实际地质认识而将末端水淹程度定义为未水淹。

在以上4项原则的指导下，基于辫状河储层内部结构解剖结果，恢复了不同开发调整时期辫状河储层内部结构控制下的水淹特征(图 5)，发现辫状河储层在基础井网阶段和一次加密阶段水淹程度较低，在二次加密调整之后(1994年之后)水淹程度迅速提升，目前整体上以高含水为主，水淹结果不具分段水淹特征，而是呈现了一种随机、非均匀和立体式的分布特点，异常零散的未水淹分布样式也体现了辫状河储层强烈的非均质特征。

3.2 剩余油分布模式

基于储层内部结构和水淹特征的研究发现，辫状河储层在整体上是一个连通、高效的储层，但落淤层、废弃河道等低渗屏障的存在使储层连通性趋于“泛连通化”和复杂化，也造就了复杂的剩余油分布模式。以过两口小井距密闭取芯井(X2-1-J29井和X2-10-J3E7井，井距25 m)的储层内部结构解剖结果为基础，依据水淹剖面图的编制原则，恢复了储层目前(即3次加密调整阶段)水淹剖面图，并基于两口小井距密闭取芯井的精细水洗结果的分析与验证，总结了基于辫状河储层内部结构控制下的剩余油分布模式。

3.2.1 局部物性变差部位控制的剩余油

心滩坝局部物性变差控制剩余油的分布，如图 7中X2-10-J3E7井岩样229、230、233及234处(图 6中①a，①b)的岩芯，显示泥质含量显著增高，物性变差(图 7a、图 7b)，影响了注入水的波及而赋存了剩余油；(2)~河道充填泥质后导致泥质含量增高，物性变差，控制了剩余油的分布，如X2-1-J29井315岩样处(图 6①c)，岩芯上显示泥质含量较高(图 7c)，}其邻井X2-10-J3E7井在该处为中水淹，而X2-1-J29井该处为未水淹，说明泥质充填河道后导致物性变差，控制了剩余油的分布。

3.2.2 落淤层控制的剩余油

在X2-10-J3E7井的242号岩样(图 6②)上可见泥质落淤层(图 7d)，导致其下部243~245处均未被水淹，岩芯照片上也可见深棕色的富含油级别，说明心滩坝内部的落淤层对注入水的波及有一定影响，对剩余油的形成与分布具有明显的控制作用。

3.2.3 低渗屏障遮挡处控制的剩余油

辫状河储层主要的低渗屏障是废弃河道和河道外泛滥平原泥质沉积，如X2-10-J3E7井的260号岩样(图 6中X2-10-J3E7的③处)，岩芯显示为河道废弃特征(图 7e)，充填了较多泥质，对油水运动能够产生较大影响，控制了剩余油的分布。

4 结论

(1) 基于储层建筑结构分析理论，采用层次分析和模式指导的方法，从开发角度对辫状河储层进行精细解剖，识别出辫状河道、心滩坝、废弃河道和落淤层等结构要素，刻画各级次、各期次结构要素的接触关系，完成对储层内部结构的精细表征。

(2) 辫状河储层虽然整体上呈现一种连通、高效的特征，但各级次、各期次结构要素之间复杂的接触关系和落淤层、废弃河道等低渗屏障的存在使储层连通性趋于“泛连通化”，砂体之间并不完全连通，造就了辫状河储层拼合板状的、复杂的内部结构特征，具有较强的储层非均质性。

(3) 辫状河储层整体以高含水为主，水淹特征呈不均匀立体式、随机式特征，不具有分段水淹的特点，未水淹部位分布非常零散，局部物性变差部位、落淤层和低渗屏障遮挡部位直接控制了剩余油的分布。