储层物性发育程度及内部隔夹层是影响储层流体渗流以及油气采收率的主要因素，也是剩余油富集的主控因素^[1-3]。浅水三角洲平原分流河道砂体是我国陆上油田中较为重要的储集体类型之一。由于水动力的调整以及河道的迁移摆动，分流河道砂体在沉积过程中能够形成多种具有不同渗透率大小的沉积组合类型。根据众多学者^[4-6]对储层内部结构的层次划分，可以将大面积分布且具有一定厚度的隔层作为砂体连通体的垂向边界，将砂体连通体内部的夹层作为砂体内部流动单元的垂向边界。根据取心井段的实测数据显示，在夹层所限定的流动单元内，渗透率大小在垂向上具有明显变化^[7]，且在实际生产中发现，储层内的不同流动单元在经过长期注水开发后，随渗透率的变化而具有不同的水淹程度^[8-10]。为了准确认识特高含水阶段储层内部的水淹特征及剩余油饱和度的分布状况，本次研究在统计分析5口取心井物性数据的基础上，对单砂体内部进行了渗流单元划分，并确定了单砂体内部渗流单元的组合特征。结合各渗流单元内含油饱和度的垂向分布特征，对储层内的水淹情况进行定量化分析，并提出相应的水淹模式，以期为后期挖潜方案的制定提供依据。

本次研究区域位于大庆长垣杏树岗油田杏六区东部，面积1.8 km²，构造上属于长垣宽缓翼部东侧，不发育断裂，地层倾角为1°~3°，主力油层为葡萄花油层的PI1~PI3小层。研究区自1968年投产至今已经历了多期井网加密调整，其中三元复合驱井网是在2009年针对PI3小层进行的全面部署。该井网综合产水率在生产初期已达到97.1%，2010年9月综合产水率降低至87.3%，2014年3月恢复至92.7%，在2015年11月达到96.3%。为了确定三元复合驱的开发效果及特高含水后期的剩余油分布情况，相关单位于2015年钻取了5口检查井以开展相关研究。

储层物性发育程度主要受层段内细粒沉积的控制。根据三元复合驱取心井段的岩心观察结果，可知杏树岗油田杏6区东部浅水三角洲平原分流河道砂体以细砂岩为主，其次为粉砂岩和泥质粉砂岩。河道砂体内的细粒沉积主要是指由泥质组分所形成的具有不同产状、不同形态的夹层及由砂质泥岩或泥质粉砂岩组成的低渗层段。按照低渗层段发育部位的产状、形态及颜色等特征，共识别出以下5种类型的细粒沉积。

高泥质含量的砂泥混杂沉积包括泥质粉砂岩和粉砂质泥岩2种类型，且以泥质粉砂岩为主。形成该类细粒沉积的泥质来源主要有2种：①洪水期或季节性暴雨等强动力水流将地表松散的土壤带入水道，水体密度加大，导致砂泥分异难度增大，且由于水体能量的急剧减弱，砂、泥混杂沉积。②河道水体的侧向侵蚀导致河道边部弱固结的泥质沉积垮塌进入水体而接受改造，这种块状泥质垮塌体不断被液化后解体成松散泥质而顺水流向下游迁移^[11-13]。在沉积过程中，这2种泥质能够堵塞部分孔隙，降低储层渗透率，形成物性较差的层段，从而影响油气的原始充注，进而导致储层含油饱和度较低。在原油的原始充注阶段，该部分泥质由于受原油染色而与周围砂岩颜色一致呈浅棕色[图 1（a）]。高泥质含量的砂泥混杂沉积在河道内的发育部位并不固定，且在平面上的不同位置处沉积厚度存在较大差异。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 杏六区东部分流河道砂体细粒沉积类型 （a）高泥质含量砂、泥混杂沉积，X6-11-J649井，1 046.0 m；（b）薄泥质纹层，X6-11-J649井，1 044.7 m；（c）浅水泥质条带，X6-11-J650井，1 055.0 m；（d）深水泥质条带，X6-11-J650井，1 055.9 m；（e）薄泥质夹层，X6-11-J649井，1 038.5 m；（f）不规则泥质团块（液化程度高），X6-11-J650井，1 054.7 m；（g）不规则泥质团块（液化程度低），X6-11-J650井，1 056.3 m；（h）泥质零星分布，X6-20-J647井，1 039.4 m；（i）泥砾单层分布，X6-20-J646井，1 037.0 m；（j）泥砾与泥质粉砂伴生，X6-11-J648井，1 041.2 m；（k）含泥砾冲刷层段，X6-11-J648井，1 039.3 m Fig. 1 Fine-grained sedimentary types of distributary channel sand body in eastern Xing-6 block

在水动力减弱时，河道内砂质与泥质的沉积特征差异化程度较高，细粒物质能够稳定沉积^[14-16]，按照沉积产状和沉积厚度可以将泥岩条带分为薄泥质纹层和泥质条带。

（1）薄泥质纹层。主要出现在水体能量频繁变化的弱水动力阶段，该类纹层厚度＜1 cm，顺水流方向呈楔形逐渐消失[图 1（b）]，对储层内流体的垂向流动不能够完全遮挡，只能在局部形成绕流区。

（2）泥质条带。主要出现在水体安静条件下，且厚度为1 cm左右。根据泥质条带的颜色可分为浅水泥质条带和深水泥质条带2种。浅水泥质条带呈灰白色，与上下棕色细砂岩颜色对比明显，且砂泥接触面较为平整[图 1（c）]。深水泥质条带呈深灰色，受上覆砂岩的影响而出现压扁构造，砂泥接触面呈凹凸状[图 1（d）]。泥质条带的横向分布受控于后期水动力的强弱程度：若后期水动力冲刷程度强，则泥质条带难以保存或保存程度较低，对储层内流体的垂向流动起到不完全遮挡的作用；若后期水动力弱，该类泥质条带能够完整保存，且可以作为有效夹层，能够对储层内流体的垂向流动完全遮挡，将储层分隔为彼此独立的流动单元。

泥质隔夹层厚度为0.1 m左右，呈灰白色块状，与上下棕色细砂岩区分明显[图 1（e）]，横向分布较为稳定，且延伸较远，对储层内流体的垂向运移起到完全遮挡的作用，可将砂体分为独立的渗流单元，在后期注水开发时能够提高驱替效率。

在砂、泥同时沉积时可出现不规则泥质团块，且泥质含量局部偏高，砂泥接触面不规则，呈“砂包泥”或“泥包砂”状。根据泥质团块受流水破坏程度的不同，将泥质团块的颜色分为浅灰白色或浅灰绿色，二者均可与棕色细砂岩明显区分。不规则泥质团块主要来源于上游河床，当水体震荡冲刷侵蚀河床，水下弱还原环境中的泥质块体随砂质进入河道，当泥质被破坏程度较强时，团块液化程度较高，砂泥接触呈交叉不规则界面，颜色变浅为灰白色[图 1（f）]，当泥质被破坏程度较弱，团块液化程度低，岩心上表现为局部团块状，仍保留其浅灰绿色[图 1（g）]。

季节性洪水等突发事件可导致水动力的突然改变，流体对河床的侧向侵蚀及下切能力增大，将未固结或弱固结的泥岩破坏，当水流侵蚀而形成的泥岩块体被震荡后仍未被完全液化时，则形成泥砾而顺水流向下游沉积，此时泥砾磨圆度较高，呈椭球体^[17-19]。根据泥砾的出现频率及泥砾粒径的大小，可将其分为零星分布、单层分布、与泥质粉砂伴生以及厚层冲刷层段等类型。

（1）由于泥砾粒径较大、密度较小，顺水流可以漂浮较远的距离，在水动力减弱阶段随细砂同时沉积，在岩心上表现为零星分布[图 1（h）]。

（2）在水动力减弱时，泥砾的沉积较为集中，在岩心上呈单层状或多层连续分布，且泥砾的长轴方向与水流方向一致[图 1（i）]。这一类型的泥砾沉积，有利于流体渗流，因此在泥砾集中沉积的部位可形成储层垂向上的高渗条带。这种类型的沉积仅在X6-20-J646井中较为明显。

（3）在水动力间歇期，泥砾与泥质粉砂同时沉积，形成灰白色物性夹层[图 1（j）]，可与上下相邻的棕色细砂岩明显区分。该类夹层分布较为稳定，泥砾的出现并未改善储层内部渗流条件，仍对储层垂向上的流体具有完全的遮挡作用。

（4）当河道下切作用较强时，能够形成大段的含泥砾冲刷层段[图 1（k）]，且泥砾粒径自下而上逐渐变小，底部泥砾杂乱排列，不具有方向性，表示水体剧烈震荡。随着水动力的减弱，泥砾粒径减小，且排列具有与水流方向平行的成层性。由于该冲刷层段中的泥砾经过原地堆积或搬运距离较近，粒径较大，长轴可达2 cm，磨圆度较差，并且在长轴一侧可见多个泥砾的拖拽撕裂而互相连接。在泥砾磨圆度较差的层段，泥质含量高，对上、下砂体内的流体垂向渗流具有遮挡作用，而在泥砾磨圆度较高的层段内，泥砾的出现提高了该段储层的物性，故该冲刷层段具有较好的渗透性。由于大段冲刷层段的形成对水动力的要求较高，所以仅在X6-11- J648井上见有较为明显的泥砾冲刷层段。

根据岩心观察结果，杏六区东部分流河道砂体内发育的细粒沉积类型以砂泥混杂沉积为主，且厚度占河道砂体厚度的比例为20%左右，而泥质夹层厚度比例仅为3%左右，且多为薄层泥质条带沉积^[20-22]。因此有必要对单砂体内部划分不同的渗流单元，并分析其组合类型。

本次研究根据Ti等^[23]提出的相对变化率的概念在单砂体内对渗流单元进行划分。孔渗条件能在一定程度上反映储层内细粒沉积的发育情况，因此本次研究对孔隙度和渗透率数据分别进行相对变化率的计算。结果显示，孔隙度的相对变化率均小于40%，只有渗透率数据有较大变化。因此在单砂体内可根据渗透率的相对变化率来划分不同的渗流单元。

根据渗透率相对变化率的计算方法可以得到不同的渗流单元及其厚度分布，结合岩心观察结果，按照单砂体内发育的沉积厚度超过0.5 m的渗流单元的个数将储层渗流单元的组合方式划分为以下3种类型，即单一渗流带、双渗流带、多个渗流带等。其物性参数如表 1所列。

表 1(Table 1)

表 1 杏六区东部分流河道砂体内渗流单元组合类型及物性参数 Table 1 Seepage unit combination types and its physical parameters of distributary channel sand body in eastern Xing-6 block 渗流单元组合类型 孔隙度/% 渗透率/mD 含油饱和度/% 单一渗流带 28.66 1 630 28.9 双渗流带 27.52 2 940 37.5 28.43 2 060 30.2 多个渗流带 25.21 830 33.2 29.29 1 520 48.2 30.08 4 380 30.9

下载CSV 表 1 杏六区东部分流河道砂体内渗流单元组合类型及物性参数 Table 1 Seepage unit combination types and its physical parameters of distributary channel sand body in eastern Xing-6 block

发育该渗流单元组合类型的单砂体在形成过程中水体能量变化较小，内部未见夹层发育，在河道砂体中部发育单一渗流带。以X6-20-J647井1030.4~1033.5 m沉积层段为例，在底部与下伏泥岩接触部位，由于水体能量的突然增大而产生弱冲刷，砂、泥混杂沉积，物性较差，在顶部由于水动力逐渐减弱，细粒成分增多，物性逐渐变差。渗透率表现为顶部和底部呈低值，中部呈高值。顶、底部位原始物性条件差导致原油的原始充注程度低，原油主要赋存在河道砂体中部。

发育该渗流单元组合类型的砂体在沉积过程中，出现一次明显的水动力条件改变，形成与上、下层段渗透率差异明显的细粒沉积。这种水动力条件的改变有可能是季节性洪水裹挟地表泥质所形成的砂泥混杂沉积，也有可能是水动力的减弱所形成的细粒沉积。以X6-11-J649井1036.4~1041.9 m沉积层段为例，在该单砂体内自上而下发育2个渗流带，且在2个渗流带内均表现为底部受注入水的驱替效率明显。

发育该渗流单元组合类型的砂体在沉积过程中水动力多次震荡，属于强动荡沉积环境，形成薄泥质条带、不规则泥质团块等细粒沉积类型。渗透率测试数据显示河道内发育多个厚度较薄的渗流带。以X6-11-J650井1054.1~1059.4 m沉积层段为例，在该单砂体中上部频繁出现浅灰绿色不规则泥质团块沉积条带，自下而上形成3个渗流带，且渗流带的厚度逐渐减小，表示在该位置的河道内水动力在后期强烈震荡。

根据分流河道单砂体内渗流单元的组合类型，绘制各渗流单元组合及水淹模式（图 2），单一渗流带类型的单砂体在水洗过程中，注入流体的渗流由于受重力的影响而使强水洗层段主要位于砂体中下部，而在砂体中上部为中等水洗层段。双渗流带类型的单砂体在水洗过程中，注入流体的垂向渗流受砂体内低渗层段的影响而在2个渗流带底部分别形成强水洗层段，且整体表现为下部渗流带内的强水洗层段的比例高于上部渗流带。多个渗流带类型的单砂体内部渗透率存在强烈变化，低渗层段对注入流体的垂向渗流具有明显的遮挡作用，注入流体的横向渗流受高渗层段的影响而在低渗层段形成绕流区，因此在单砂体内存在多个中等水洗程度的层段。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 杏六区东部分流河道砂体内渗流单元组合及水淹模式 Fig. 2 Seepage unit combinations and water flooding model in distributary channel sand body in eastern Xing-6 block

（1）受沉积过程中水动力强度的影响，浅水三角洲平原分流河道内发育5种细粒沉积类型，从而增加了单砂体级别内储层渗透率的非均质性。

（2）浅水三角洲平原分流河道砂体内渗流单元的形成受沉积环境的控制，安静水体条件下形成单一渗流带，弱动荡水体条件下形成双渗流带，强动荡水体条件下易形成多个渗流带。

（3）河道砂体内部低渗区所形成的垂向渗流遮挡对驱替效率具有明显的影响。垂向渗流遮挡的存在能够明显降低驱替效率，且降低幅度接近50%。