蓬莱19-3油田明下段储层沉积模式与水平井开发实践
摘要： 为了揭示蓬莱19-3油田明下段储层沉积模式，首先，综合利用孢粉、藻类等古生物、取芯资料等恢复了新近纪的古气候与沉积环境。在此基础上，综合岩芯层理结构、测井相、地震相，划分了沉积微相，确定了沉积模式及机制。研究认为：明下段沉积时期，盆地边缘日趋平原化，气候温暖潮湿，沉积环境逐渐由水上演变为水下沉积环境。受控于该地质背景，在明下段初期的L40油组L44小层，发育辫曲共生沉积模式。L42～L40小层，地形进一步变缓，发育高弯度曲流河沉积模式，沉积微相以边滩为主。L30～L20油组时期，地势更加平缓，滨湖相与浅湖相频繁交替，以水下沉积环境为主，发育低弯度过湖曲流河沉积模式，以河道充填为主。基于对储层沉积模式以及内部结构再认识，通过油藏数值模拟，针对不同类型的砂体制定了不同的水平井布井原则，取得了较好的开发效果。
关键词： 低弯度过湖曲流河；高弯度曲流河；辫曲共生；水平井；布井原则
1 沉积背景
1.1 古地貌
新近纪，渤海湾盆地进入拗陷期，断层活动减弱。经过馆陶组时期的“填平补齐”，至明下段时期，盆地边缘地形逐渐由陡变缓，趋于平原化。跨工区地震剖面显示，明下段时期，地层厚度稳定，指示了该时期古地貌坡度较小、地形平缓的古地貌特征。
1.2 古气候及沉积环境
通过孢粉、藻类等古生物资料，恢复了明下段时期古气候，该时期气候由馆陶组时期的温带气候迅速转变为亚热带气候，气候以湿热为特征，湖相藻类极为繁盛，喜热分子含量高。从早期的L40油组至中期的L10油组，藻类植物有逐渐增多的趋势，指示了湖平面不断上升，湖泊面积逐渐增大。
泥岩颜色对沉积环境有较好的指示作用，对比L40～L10的泥岩颜色，分析明下段时期水体环境的演化规律。L40油组以红褐色泥岩为主，指示了氧化环境，为陆上沉积。L30～L10油组泥岩颜色逐渐发生递变，由灰绿色逐渐变为黑绿色，指示了弱还原-强还原环境，为水下沉积，且水体深度逐渐增加。
2 沉积模式
蓬莱19-3油田馆陶组时期为辫状河沉积，由于古地貌、古气候的进一步演化，至明下段时期，沉积环境以及沉积体系均逐渐发生转变，形成了多种类型的沉积模式。
2.1 辫曲共生沉积模式
辫曲共生模式是一种辫状河向曲流河转化的过渡相类型，兼具辫状河与曲流河的特征，总体表现为砂体宽度变化较大，辫状河部分与曲流河部分差异明显 [1-2] 。辫状河部分表现为多河道、弯曲度小、心滩较发育的特点；曲流河部分表现为河道弯度较大，河道滞留沉积、小型边滩沉积比较发育的特点。该模式主要发育在L40油组底部L44小层，在平面上表现为局部厚度大、展布面积广、连续性强，具有心滩的展布特征；同时，在辫流带之外发育有窄条带状小型曲流河砂体[图1（a）]。
2.2 高弯度曲流河沉积模式
高弯度曲流河为一般意义上的正常曲流河，主要发育在L40油组的中上部L42～L40小层，该时期由于古地貌进一步平缓、气候更加湿热多雨，其河道下切能力较弱，侧向摆动能力较强，以边滩沉积为主，多期次边滩由河道以及废弃河道串连，在平面上可连片发育，局部厚度较大[图1（b）]。
2.3 低弯度过湖曲流河沉积模式
常规低弯度曲流河，往往形成于干旱-半干旱气候条件下，其沉积环境为陆上沉积，河床与河床内部有大量植物生长，增大河岸的稳定性，因此形成低弯度曲流河 [3-5] 。
有别于常规低弯度曲流河，低弯度过湖曲流河，则形成于温暖湿润、水源充沛的气候条件下，沉积基准面相对较高。在盛水期，水源充沛，湖盆较大，河道位于湖面之下，以垂向加积作用为主，对凹侧堤岸的冲刷较弱，水下天然堤较为稳固，储层以水平层理或块状层理为主。在枯水期，基准面持续下降，天然堤率先出露水面，在植被的加固下，堤岸具有较强的稳定性。河床出露水面后，下切作用较强，对早期砂体有较强的冲刷改造作用，在河床内形成下切谷，另外，对下切谷凹侧堤岸具有较强的冲刷作用，导致侧向摆动频繁，以侧向加积为主。
该模式主要发育于L30～L20油组，该时期气候炎热湿润，水量充沛，地势更近平缓，湖盆面积受气候波动影响较大，沉积环境变化较快。砂体为河道砂，呈窄条带状发育[图1（c）]。
图1 明下段储层沉积模式
3 有利储层特征及水平井布井原则
3.1 辫曲共生模式
3.1.1 有利储层特征
辫曲共生沉积，以辫状河心滩为有利砂体，心滩头部为迎水面，水动力强，以冲刷剥蚀为主，粒度粗，隔夹层发育较少。心滩主体区，以垂向加积为主，储层发育稳定，隔夹层发育较少。心滩两翼，由于双向环流的影响，以侧向加积为主，部分落淤层发育稳定，横向具有一定遮挡作用。心滩尾部，为背水面，水动力最弱，残留泥岩较多，形成较稳定的隔夹层（图2）。
图2 辫状河心滩剖面（长轴方向）
3.1.2 水平井布井原则
根据辫状河心滩储层结构特征，综合考虑累产油、水平段长度、水平段方位，结合数值模拟，制定了水平井布井原则。水平段垂直心滩长轴方向部署，贯穿侧积体与心滩主体，累产油最高。当水平段长度达到250～350m时，累产油接近最高；当水平段超过350m，累产油随水平段长度变化不明显，因此水平段长度以250～350m为最佳（图3）。
图3 辫状河心滩布井模式图
3.2 高弯度曲流河模式
3.2.1 有利储层特征
高弯度曲流河，以边滩砂体为主，储层内部隔夹层较为发育。根据岩芯侧积体平行层理的倾角以及废弃河道底部砂顶倾角，侧积体的倾角为5°～10°。洪泛泥岩形成规模较大的隔层横向展布具有稳定性。短期小规模洪水形成的落淤层，经后期河道冲刷剥蚀，形成夹层，横向展布不稳定。废弃河道位于末期侧积体的前缘，岩性以泥岩为主，由于河道废弃具有突发性，废弃河道泥岩与下伏河道砂接触面为岩性突变面 [6-13] （图4）。
图4 辫状河心滩剖面（顺侧积体倾向）
3.2.2 水平井布井原则
边滩砂体为侧向加积，落淤层有一定的稳定性，因此，在顺侧积体倾向方向上对流体有一定的遮挡作用。数值模拟显示，水平段方位平行于侧积体倾向方向，其累产要高于垂直侧积体倾向方向，且水平段长度300m最佳（图5）。
图5 曲流河边滩布井模式图
3.3 低弯度过湖曲流河模式
3.3.1 有利储层特征
低弯度过湖曲流河，以垂向加积河道砂为主。河道核部稳定，多期河道纵向切割叠置，由于枯水期较强的下切作用，对早期的洪泛泥岩有较强的破坏作用，残余泥岩层规模较小，隔夹层发育较少。而对于河道边部，底冲刷作用较弱，泥岩残留较多，隔夹层较发育（图6）。
图6 低弯度过湖曲流河剖面（垂直河道方向）
3.3.2 水平井布井原则
低弯度过湖曲流河河道砂体，河道核部厚度大，物性好，是有利布井位置。数值模拟水平段方位与河道主流线交角，通过多角度对比，认为水平段与河道呈45°角，其累产油最高，注采水平井网驱油效率最高，开发效果最好。水平段长度300m最佳（图7）。
图7 低弯度过湖曲流河布井模式图
4 实施效果
按照以上原则在蓬莱19-3油田明化镇组部署水平井，取得了很好的开发效果，水平油井与水平注水井均能达到钻前配产或配注。水平注采井间具有明显的动态响应，能够在快速高效开发明化镇组储量的同时，及时补充地层能量。
5 结论
①蓬莱19-3油田明下段沉积体系先后经历了辫曲共生河流相、高弯度曲流河、低弯度曲流河的演化历程。
②辫曲共生模式，心滩为部署水平井最有利砂体，水平段应垂直心滩长轴方向部署，水平段长度250～350m为最佳。
③高弯度曲流河模式，边滩为部署水平井最有利砂体，水平段方位应平行于侧积体倾向方向，水平段长度300m为最佳。
④低弯度过湖曲流河模式，河道砂体核部为部署水平井最有利部位，水平段应与河道呈45°角，水平段长度300m为最佳。
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