《储层表征与建模》储层构型.ppt

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1、 储层构型储层构型 第二章第二章储层构型基本概念储层构型基本概念储层构型模式（河流相）储层构型模式（河流相）储层构型分析储层构型分析Reservoir architecture 冲积扇砂砾岩体冲积扇砂砾岩体 河流砂体河流砂体 湖泊砂体湖泊砂体 风成砂体风成砂体 海岸海岸 砂体砂体 海洋三角洲砂体海洋三角洲砂体 陆棚（浅海）砂体陆棚（浅海）砂体 （洋流、风暴流砂体）（洋流、风暴流砂体）深海、半深海砂体深海、半深海砂体 （重力流、等深流砂体）（重力流、等深流砂体）储层沉积类型储层沉积类型冲积扇河流三角洲滩坝 浊积岩我国陆相储油砂体成因类型我国陆相储油砂体成因类型回顾内容回顾内容（扩张期）(Spea

2、ring,1975)冲积扇冲积扇河流相河流相(miall,1977)(LeBlanc,1972)Anastomosed三角洲三角洲(Walker,1984)海底扇（湖底扇）海底扇（湖底扇）（赵澄林，1992）浊积扇轴向重力流水道（朱筱敏，1994）浅水滩坝浅水滩坝碳酸盐岩台地碳酸盐岩台地-盆地盆地第一代模式第二代模式First generation modelSecond generation model内部构型第一节第一节 储层构型基本概念储层构型基本概念Reservoir architectureArchitecture：日常用语日常用语:建筑学、建筑结构、建筑学、建筑结构、体系结构、结构

3、格式体系结构、结构格式 地质学用语地质学用语:构型、构形、结构、构型、构形、结构、建筑结构、构成单元建筑结构、构成单元 不同不同级次级次储层构成储层构成单元的几何形态单元的几何形态、大小大小、方向及其相互关系。、方向及其相互关系。Reservoir architecture 构型界面构型界面构型规模构型规模构型要素构型要素岩相分类岩相分类 Allen（1977）在第一届国际河流沉积学会议（卡尔加里）明确提出了Fluvial architecture的概念，描述河流层序中河道和溢岸沉积的几何形态(geometry)及内部组合(internal arrangement)。Allen(1983)第一

4、次明确的界面分级第一次明确的界面分级(3级）级）一套具有等级序列的一套具有等级序列的岩层接触面岩层接触面，将砂体划分为具有成因，将砂体划分为具有成因联系的地层块体。联系的地层块体。Bounding surface 一、构型界面一、构型界面 Miall(1985,1988,1991,1996)主要分为6级，后增加2级，共8级（从小到大）1级和2级界面表示微型（microform）和中型(mesoform)底型沉积物内的界面。1级界面级界面：交错层系（cross-bedding set）的界面，界面上很少或没有侵蚀。岩心上界面不明显，可通过交错前积层（cross-bed foresets)的削蚀或

5、尖灭来识别。Coset of planar cross-bedding showing 1st BS,Cretaceous,Banks Island,Arctic Canada 2级级界面界面:简单的层系组（simple coset）界面。界面上下有岩相有变化（与1级界面的区别）。代表流动条件 或流动方向的变化，无明显时间间断，无明显侵蚀作用Two 2st BS enclose a bed of plane-laminated sandstone3级界面级界面:巨型底型内的侵蚀面，其倾角小（一般小于15），低角度界面，削蚀下伏一个或多个交错层系；界面上通常披盖一层泥岩，其上为内碎屑泥砾；界面上

6、下岩相组合相似。巨型底型（如：侧向加积LA和顺流加积DA）内的大规模再作用面或增生面3st BS within a sandstone-dominated lateral-accretion deposits4级界面级界面:巨型底型的界面。心滩界面 点坝界面 小河道（溢洪水道）底部冲刷面 决口扇界面3、4级界面在单井中很难区分。相同：低角度、泥岩披覆、泥砾 差异：4级界面上下岩相组合有变化，而3级界面上下无变化 3级界面限定的单元 一般小于0.1km2A downstream-accreted macroform bounded at the top by a convex-up fourth

7、-order surface5级界面级界面:大型砂席（major sand sheet），如：大型河道及河道充填复合体的界面。一般为平至微向上凹，以切割-充填地形及底部滞留砾石为标志。A lateral-accretion deposits 4 m thick,resting on a major fifth-order surface and capped by a gradational fourth-order surface6级界面级界面:限定河道群或古河谷的界面。大体相当于段或亚段（作图的地层单元）的界面。准层序准层序Two major sixth-order surfaces di

8、vide this unit into three submembers,which can be traced for about 200km.The middle submember contains a scour hollow about 200m wide,floored by a concave-up fifth-order surface.综合层序模式(Miall,1996)7级界面级界面:异旋回事件沉积体的界面；如：最大海（湖）泛面8级界面级界面:区域不整合面；相当于三级层系的界面准层序组准层序组层序层序正序？倒序？构型界面分级尚有争议二、构型规模二、构型规模(architec

9、ture scale)Fluvial-delta systemChannels within a deltaChannel reachesLateral and midchannel barsCross-bedding flanking a barRipple crests on a bar surfaceMiall(1974)(a few seconds)(a few minutes to a few hours)(a few hours to a day or two(a few days to a few months)共分共分11级级Miall(1985,1988,1991)一般小于0

10、.1km2构型规模(architecture scale)（续）构型规模(architecture scale)（续）11107-1082rd-ordercycle10-1-10-2Basin-fillcomplex构型规模(architecture scale)（续）3-3Architectural element三、构型要素三、构型要素由由35级界面所限定的沉积单元。级界面所限定的沉积单元。1.概念概念（不同级次的构型单元）（不同级次的构型单元）微相组合微相组合（5级）级）（如：河道）（如：河道）单一微相单一微相（4级）级）（如：点坝）（如：点坝）微相内部单元微相内部单元 （如：侧积体）（

11、如：侧积体）层次结构层次结构（3级）级）千层饼状千层饼状(Layercake）由分布宽广的砂体叠合而成，为由分布宽广的砂体叠合而成，为 同一沉积环境或沉积体系形成的同一沉积环境或沉积体系形成的 层状砂体。层状砂体。砂体连续性好，单层砂体厚度横砂体连续性好，单层砂体厚度横 向变化小向变化小,即使变化即使变化,也是渐变的。也是渐变的。砂体水平渗透率在横向上没有大砂体水平渗透率在横向上没有大 的不连续或大的变化，单层垂向的不连续或大的变化，单层垂向 渗透率在横向上也是渐变的。渗透率在横向上也是渐变的。陆相陆相:湖泊席状砂、风成砂丘等。湖泊席状砂、风成砂丘等。（Weber et al,1990）千层饼

12、状千层饼状 拼合板状拼合板状 迷宫状迷宫状 2.构型要素组合样式构型要素组合样式拼合板状拼合板状 (Jigsaw-puzzle）由一系列砂体拼合而成，而且由一系列砂体拼合而成，而且 单元之间没有大的间距。单元之间没有大的间距。砂体连续性较好。储层内夹有砂体连续性较好。储层内夹有 低渗或非渗透层。低渗或非渗透层。砂体之间会出现岩石物性的突砂体之间会出现岩石物性的突 变，砂体内部岩石物性非均质变，砂体内部岩石物性非均质 性强。性强。陆相：辫状河砂体、点坝砂体、陆相：辫状河砂体、点坝砂体、三角洲河口坝砂体、三角洲河口坝砂体、湖泊浊积扇砂体湖泊浊积扇砂体 (中扇和外扇中扇和外扇)等。等。迷宫状迷宫状

13、(Labyrinth）为小砂体和透镜状砂体的十分为小砂体和透镜状砂体的十分 复杂的组合。复杂的组合。砂体连续性常具方向性，在剖砂体连续性常具方向性，在剖 面上不连续，在平面上不同方面上不连续，在平面上不同方 向的连续性也不一样。向的连续性也不一样。砂体之间部分为薄层席状低渗砂体之间部分为薄层席状低渗 透砂岩所连通。透砂岩所连通。陆相：低弯度河道充填砂体、陆相：低弯度河道充填砂体、三角洲分流河道砂体、三角洲分流河道砂体、上扇浊积砂体等。上扇浊积砂体等。3.构型要素描述指标构型要素描述指标(1)上下界面特征：上下界面特征：侵蚀或过渡；平整、不规则、曲面 （上凹concave-up或上凸convex

14、-up）(2)外部几何形态：外部几何形态：席状、透镜状、楔状、铲状scoop、U形充填(3)规模：规模：厚度，平行或垂直水流方向的延伸范围(4)岩性：岩性：岩相组合与垂向层序(5)内部几何形态：内部几何形态：内部界面构成与特征；岩层和1-2级界面与其它界面的关系 （平行、截断、上超onlap、下超downlap）(6)古流型式：古流型式：水流方向（相对于内部界面和外部形态）?四、岩相分类四、岩相分类 Classification of lithofaciesG:gravelS:sandF:fine岩性+沉积构造岩相分类岩相分类 Classification of lithofacies（续）续

15、）岩相分类岩相分类 Classification of lithofacies（续）续）五、不同级次的储集单元与渗流屏障五、不同级次的储集单元与渗流屏障储集单元：储集单元：复合河道砂体 单河道砂体 点坝砂体 侧积体渗流屏障：渗流屏障：泛滥平原泥岩隔层 废弃河道夹层 泥质侧积夹层沿界面的胶结层沿界面的胶结层（平行或斜交层面）边滩天然堤决口扇活动河道波及系数：70%采收率：1.7)(Leeder,1973)Relationship between bankfull width and depth and point-bar dip angle,.Note decrease of dip angle

16、 with increasing river size.w=1.5 h/tan Various typers of modern and ancient fluvial systems,using 45published sources.(Fielding and Crane,1987)1A:下切直流河（最小宽/深比）1B:曲流河上限2A:所有河流的最佳拟合线2B:典型曲流河(Collinson,1978)3:所有河流的下限2.侧向增生沉积（侧向增生沉积（LA）(Lateral-Accretion Deposits)侧向加积：侧向加积：凹岸侵蚀、凸岸沉积凹岸侵蚀、凸岸沉积LA，DA，GB，SB

17、，LS，SG，HOCH 侧积体模式侧积体模式（薛培华，1991）侧积面 内部结构和岩相取决于内部结构和岩相取决于河道形态、沉积物载荷、泻洪量河道形态、沉积物载荷、泻洪量。单一单一LA宽度平均为河道宽度的宽度平均为河道宽度的2/3，倾角随河道宽倾角随河道宽/深比而变化，可达深比而变化，可达25度（细粒点坝中）。度（细粒点坝中）。平面上：新月形平面上：新月形剖面上：楔状剖面上：楔状复合体：叠瓦状复合体：叠瓦状泥质侧积层：泥质侧积层：岩性：岩性：有机质淤泥、粘土质或粉沙质等细粒沉积物，有机质淤泥、粘土质或粉沙质等细粒沉积物，岩性粗细取决于水动力条件及悬移质载荷数量。岩性粗细取决于水动力条件及悬移质载

18、荷数量。显示为显示为还原相还原相（因有机质的关系）。（因有机质的关系）。厚度：厚度：厚度变化大。厚度变化大。2030厘米至厘米至23米，与悬移质载荷米，与悬移质载荷 数量有关。数量有关。（并非所有点坝均发育泥质侧积层）（并非所有点坝均发育泥质侧积层）。分布形态：分布形态：斜插的泥质楔子。平面上呈弧性的条带状，斜插的泥质楔子。平面上呈弧性的条带状，分布宽度一般不超过分布宽度一般不超过10米（视点坝规模而定）。米（视点坝规模而定）。半连通体：侧积体被间洪期的泥质披覆层所半隔档？砾-砂质曲流河砂质曲流河细粒曲流河LA不仅形成于曲流河中，还可形成于辫状河中（如侧向坝、河心坝的侧向生长）。典型的LA，发

19、育于高弯度曲流河。LA分布分布砾质游移河具交替坝的低弯度河流砾质曲流河过渡型河流网状河中亦有LA3.顺流增生巨型底型（顺流增生巨型底型（DA）(Downstream-Accretion Macroforms)浅的终年砂质辫状河浅的终年砂质辫状河 Platte型辫状河型辫状河深的终年砂质辫状河深的终年砂质辫状河透镜状，发育于河底之上。包含数个顺流方向的底型，由上凸的3级侵蚀界面分隔。倾角一般小于10度。底部为4级界面。4.砾质坝及底型（砾质坝及底型（GB）(Gravel Bars and Bedforms)主要岩相：主要岩相：Gh、Gp、Gt，构成三种中型底型，另有Gm。其不同组合则构成巨型底型

20、（坝），包括河心坝、侧向坝。形态：形态：多层席状（亦有透镜状）数十数百米厚，河道边缘极少见。常与SB互层。(S.A.Smith,1990)GhGpGh,StGtSBGB垂向加积(vertical aggradation)Buntsandstein(Permian-Triassic),central Spain(Ramos and Sopena,1983)构型组合实例浅的浅的砾底砾底辫状河辫状河深的深的砾底砾底辫状河辫状河砾砾质游移河质游移河5.砂质底型（砂质底型（SB）(Sandy Bedforms)垂向加积(vertical aggradation)主要岩相主要岩相：St,Sp,Sh,Sl,

21、Sr,Ss形态：形态：透镜状、楔状、席状、毯状，出现于河道底部、小型沙坝、决口扇等部位。远端辫状平原沙席：弱河道化的床底水流坝顶复合体：坝顶（降洪期沉积,Sr各种类型的波痕交错纹层）河道底部沙丘：岩相St，沙质底床活动河道的较深部位的沉积 浅河道充填复合体：岩相Sp 浅的辫状河沉积（Platte型）6.层状沙席（层状沙席（LS）(Laminated Sand Sheets)成层的沙席。急速水流产物。以岩相Sh,Sl为主，其上可见Sp,St,Sr 单一沙席厚数十公分-数米，底部平整或轻微冲蚀。横向可延伸100米以上，边缘变薄。叠加的沙席层序可达数十米厚。7.沉积物重力流沉积（沉积物重力流沉积（S

22、G）(Sedimentary-Gravity flow Deposits)形态：窄的长舌状或多层席状，常与GB或SB互层 单层平均0.53米，平面呈舌状，宽可达20米，长可达数公里主要岩相：Gmm,Gmg,Gcm，常见递变或反递变层理8.凹地（凹地（HO）(Hollows)Cowan(1991)认为，某些以前解释为CH的构型要素需要重新解释，由此提出了一个新的构型要素。3D形态不是半圆柱状（如河道），而是铲状(scoop-shaped)。可达20米深，250米宽。岩相为Sh,Sl，可能由河道交会处的深切作用而成。深度比可达6倍二、溢岸构型要素及其分布二、溢岸构型要素及其分布(Platt and

23、 Keller,1992)主河道之外的三种沉积类型：（1）相对粗粒沉积：天然堤、决口水道、决口扇（2）细粒沉积：短暂片流、洪泛平原湖泊（3）生物化学沉积：成壤作用、蒸发作用、有机物活动具细粒沉积载荷的河流 具有宽阔的洪泛平原，溢岸沉积发育。辫状河体系的洪泛平原，溢岸环境小1.天然堤沉积（天然堤沉积（LV）形态：形态：长楔状，连续或断续规模：规模：（Farrell,1987)Mississippi River andMagdalena Valley:3 km wide,9m highBrahmaputra River:700m wide and overlapping lens up to 1

24、km wideSaskatchewan reachs:less than 100m wide Dips:commonly 2-4,up to 10（Levee）Overbank deposits of modern floodplainof Mississippi River(Farrell,1987)沉积物特征：沉积物特征：由数分米厚的韵律层组成，每一韵律层代表一次洪水事件。总厚可达10米；从河道边缘向外变薄、变细；粉砂、砂，波痕纹层发育；生物扰动及根系可使纹层模糊化2.决口水道沉积（决口水道沉积（CR）规模：规模：取决于河流规模。深度：可达5米（Mississippi River），从河道

25、边缘向外变浅 宽度：数十米数百米 长度：短则数百米，可长达10公里水道网络：水道网络：小型、类似三角洲的分流体系Magdalena River,Colombia(Smith,1986)(Crevasse channel)细-中粒砂岩，槽状和波状 交错层理（岩相St,Sr,Ss)平均粒级小于主河道，但 最粗部分可与主河道相当；底部可有砾状砂岩滞留层 可形成向上变细的层序。网状河中决口水道十分重要沉积物特征：沉积物特征：3.决口扇沉积（决口扇沉积（CS）临近主河道的类似三角洲的沉积透镜状、席状砂体，可达10公里长，5公里宽；厚度一般2-6米，被决口水道所切割，边缘与洪泛平原沉积指状交互。常见植物碎

26、片。(Crevasse splay)细-中粒砂岩，槽状和波状交错 层理（岩相St,Sr)粒度由主河道向扇边缘变小；以薄层组合为特征，丰富的无沉积作用面及小规模 冲蚀面（3级界面）（反映不规则片流沉积）内部可具有低角度增生面 （侧向进积作用），决口扇综合剖面 Mississippi River(Farrell,1987)向上变粗（进积废弃）向上变细（渐变废弃）Saskatchewan网状河体系的三种决口扇(N.D.Smith et al.1989)随着水道变深、变大的决口扇演化过程4.洪泛平原细粒沉积（洪泛平原细粒沉积（FF）洪泛平原片流，沉积于洼地（湖泊或沼泽）席状，横向数百米，甚至数公里；厚

27、可达数十米细粒沉积，岩相Fsm,Fl,Fm,Fr纹层发育，可间夹蒸发岩或古土壤层。(Floodplain fines)5.废弃河道充填（废弃河道充填（CH（FF）牛轭湖 oxbows,bayous (Mississippi),死河 billabongs (Australia)发育于细粒河流体系，如砂质曲流河、细粒曲流河、网状河带状，形态似河道；沉积物细，粘土、粉砂、泥炭(peat)、有机残余(Abandoned channel)上部上部为泥质（突弃）或为泥质（突弃）或 泥岩与粉砂薄互层（渐弃）泥岩与粉砂薄互层（渐弃）下部下部为活动河道砂岩为活动河道砂岩废弃河道成因（据沃克，废弃河道成因（据沃克

28、，1979略修改）略修改）第三节第三节 储层构型分析储层构型分析黑箱黑箱黑箱黑箱灰箱灰箱灰箱灰箱储层研究是储层研究是一个一个“白化白化”过程过程如何分析？如何分析？地质的复杂性地质的复杂性及及资资料的不完备性料的不完备性导致导致井间储层预测井间储层预测具有具有很大的难度很大的难度“白化白化”模型模型层次分析、模式拟合、多维互动层次分析、模式拟合、多维互动复合河道复合河道（CH）点坝点坝（LA）点坝内部点坝内部构型构型单河道单河道（CH）一、分析思路一、分析思路1.层次分析层次分析复合河道复合河道点坝点坝侧积体侧积体单河道单河道曲流河曲流河三角洲河口坝三角洲河口坝河口坝复合体河口坝复合体单一河口

29、坝单一河口坝河口坝内河口坝内单一前积层单一前积层两个由大片两个由大片河道向泛滥河道向泛滥平原演变的平原演变的旋回旋回（2 2个短个短期旋回）期旋回）。Ng34Ng34Ng34Ng342 2 2 2Ng34Ng34Ng34Ng341 1 1 1Ng33Ng33Ng33Ng33Ng32Ng32Ng32Ng32Ng31Ng31Ng31Ng31Ng35Ng35Ng35Ng35曲流河层次分析曲流河层次分析复合河道复合河道123单河道边界单河道边界水水 流流 方方 向向N单河道单河道检查井检查井Ng3Ng3Ng3Ng3采油井采油井采油井采油井Ng3Ng3Ng3Ng3注水井注水井注水井注水井AB点坝点坝检查

30、井检查井Ng3Ng3Ng3Ng3采油井采油井采油井采油井Ng3Ng3Ng3Ng3注水井注水井注水井注水井N点坝内部点坝内部侧积体侧积体河口坝复合体：顶界面作为5级界面 单一河口坝：4级界面 河口坝内单一前积层：3级界面 三角洲前缘河口坝三角洲前缘河口坝河口坝复合体河口坝复合体由若干单一河口坝组成由23个前积层组成单一河口坝单一河口坝河口坝内河口坝内单一前积层单一前积层模式拟合模式拟合动态验证（单井解释）（定量模式）（构型模型）2.模式拟合模式拟合模式拟合模式拟合定量模式？定量模式？难点：难点：地下定量构型模式的确定地下定量构型模式的确定灰箱灰箱灰箱灰箱少量信息少量信息（井、地震、动态）（井、地

31、震、动态）定量构型模式定量构型模式模式认知模式认知产状、规模？产状、规模？“一一沙一世界，一花一天国沙一世界，一花一天国”模式认知模式认知在少信息条件下，定量的模式认知具有很大的难度宽度、曲度宽度、曲度分流河道斜交泥岩层对对原型模型原型模型的深入理解的深入理解露头现代沉积密井网（精细沉积学研究）松花江拉林河松花江拉林河对对地下信息地下信息的深入解析的深入解析（精细沉积学研究）岩心测井地震动态 从从一维一维（井眼）、二维（剖面和平面）、（井眼）、二维（剖面和平面）、三维三维角度对地质角度对地质体进行表征和建模。各模块间数据共享，模块内及模块间的体进行表征和建模。各模块间数据共享，模块内及模块间的数据、图形互动式编辑。数据、图形互动式编辑。3.多维互动多维互动三维三维剖面剖面平面平面单井单井二、构型分析实例二、构型分析实例（4-2）