以下为《河流相砂岩储层非均质性》的无排版文字预览，完整格式请下载

下载前请仔细阅读文字预览以及下方图片预览。图片预览是什么样的，下载的文档就是什么样的。

河流相砂岩储层非均质性:来自露头研究的启示Reservoir Heterogeneities in Fluvial Sandstones:

Lessons from Outcrop Studies^

摘要

河流相砂岩的非均质性可以在露头用六层围合面来划分。单个岩相单元或多层单元分别以一级面和二级面为界。这些表面可以很容易地在岩心中识别出来，但由于其面积有限(小于10公顷)，很难在井间进行可靠的对比。或25 ac)。露头研究为油藏模型研究提供了典型几何形状和尺寸范围的信息。

宏形式是由四阶曲面限定的复杂复合条(如点条)。加积相可由内部的低角度三阶面分开。这些沉积单元的直径为10^-10^ m(328- 3280英尺)，由于其大小和内部复杂性的限制，可能需要32或16公顷的井距。(80或40 ac)的可靠绘图。

五阶曲面定义了主要的通道体，从几何形状的带状到片状。层状砂岩可以使用紧密分布的井数据进行制图，但带状砂岩除了在最发达的油田很难进行对比。三维地震是绘制五阶曲面的有力新工具。最大的比例代表成员或子成员级别的单位，以六阶曲面为边界。这些单元可以通过常规电缆测井对比进行制图。

页岩层的面积取决于与之相关联的岩石体的规模。例如，与六级界面相关联的页岩可能代表整个盆地的低河流能量或湖泊洪水时期，而那些位于二级界面的页岩则是小废弃河道的河床上的泥浆覆盖的结果，其面积可能只有几平方米。这些数据需要被建立到水库流动行为的计算机模型中。

引言

储层岩石的非均质性是开发和生产工程师和地质学家关注的主要问题。孔隙度的分布、渗透通道的详细结构以及内部不渗透屏障(如页岩透镜体)的存在是控制油气储集层排水行为的主要因素。例如，在天然气驱动的初级生产中，垂直渗透率的特征是至关重要的，因为页岩透镜体的存在和几何形状往往形成不可生产的石油“锥”的基础。在注水工程中，注入水的侧向流动依赖于水平渗透率模式，而水平渗透率模式因层间不同而不同。在建模过程和布置注入井时，可能需要分别处理每个层。利用地质学家提供的输入数据，开发计算机模型来模拟和预测储层动态已经花费了大量的精力。

储层研究的地质数据库包括岩心分析和测井资料的各种岩石物理研究。详细的垂直岩性剖面和横截面使地质学家能够在了解沉积环境的基础上，利用地层和相分析来解释储层的几何形状。熟练的解释和预测是成功地质建模的关键。近年来，垂直剖面分析在岩相研究中得到了广泛的应用，因为人们发现，这种剖面可以用来描述不同的沉积环境，并为预测储层的几何形状和趋势提供基础(例如，Fisher et al, 1969;加洛韦,1981;然而，垂直剖面技术出现了许多问题，这在其他地方已经讨论过(例如，Miall, 1980, 1987,1988)。

在河道环境中，如冲积扇、河流、三角洲、潮汐河道、海底峡谷和海底扇等，垂直剖面分析的问题最为突出。在这些情况下，正确解释沉积体系的规模可能是非常困难的。此外，所有这些环境中的河道沉积都表现出大量的横向相变化。岩性体的几何形状很少是表格状的，而且可能在几米内发生剧烈变化，这使得即使在最致密的油藏中也很难进行井间对比。例如，Galloway(1981)在墨西哥湾沿岸新生代矿床的地下研究中，只能得出许多岩石体尺寸的“数量级”估计

最近的研究已经证明了在河流和海底扇环境中存在复杂的三维沙某某沉积，但我们还没有证明如何仅利用地下数据就能正确识别和预测这些沉积。类似的复杂条几乎肯定存在于所有其他信道环境中。对于这些岩石，需要更好的三维岩石体几何形状和相应的渗透率结构信息。这些信息只能通过对现代环境及其表层沉积的仔细分析，以及对古单元大型露头岩相特征变异性的详细研究获得

本文试图通过研究选定的河流单元的大型露头的横向变异性来改进储层建模数据库。由于许多河流沉积的三维复杂性，河流环境是油藏地质学家和工程师最难处理的问题之一。这里只讨论由原始沉积组构引起的非均质性。除此之外，还必须加上生物扰动、成岩作用等引起的非均质性。来自科罗拉多高原地区正在进行的侏罗纪-白垩纪单元研究的数据(Miall，正在出版中;A. Miall, L. T. Middleton，和C. E. Turner-Peterson，未发表的数据)形成了论文的基础，并参考了其他发表的论文，提供了三维河流建筑的详细文件

由于本文提到的河流相模型存在的问题，目前还不能断言所提供的数据能普遍应用于所有河流相砂岩储层。然而，我希望通过介绍一些有充分证据证明的例子，并介绍一些改进砂岩储层地层和相分析的想法，将激励其他人开展类似的工作，特别是在其他水道环境中，类似的岩性复杂性仍有待记录。

规模因素

被泥岩封盖包围的多孔含油单元的存在代表了最大程度的储层非均质性。在尺度的另一端，颗粒大小、分选特征、颗粒充填和成岩作用的细微变化代表了微观的不均匀性，这些不均匀性控制着孔隙度和渗透率，从而也控制着流体流动特征(如Morrow, 1971)。Haldorsen和Lake(1984)定义了四种尺度来平均储层性质，如页岩连续性和渗透率值:(1)微观的，单个孔隙空间的大小;(2)宏观的，单个岩心塞的大小;(3)宏观的，油田模型中网格块的大小;韦伯(1986)对量表进行了非常不同的细分，并得出了一个五倍的分解。油藏工程师和地质学家主要关注中等尺度上的非均质性，即在几分米的垂直井某某4-32公顷井距之间流体流动特性的变化。(10-80 ac)，即几百米的距离(每段64 -8口井)(宏观到超大)。图1说明了这个范围。相分析方法是分析图b - e所示尺度的理想方法

单个层理单元(岩相单元或岩质体)本身形成各种规模。最小的尺度是单个的纹层和波纹痕，波纹痕不到5厘米(2英寸)高，波长可能10-15厘米(4-6英寸)。主要的沙某某复合体和河道填充物有几十米厚，几十米到几千米长。Jackson(1975)将这些想法融入到他的床形层次结构中——微形、介形和宏形——它们代表了时间和物理尺度的顺序。

微观形态是由流体边界层中的紊流旋涡控制的结构，如波纹、上层流态平板纹层和涡痕(图IE)。变化的时间尺度为秒到小时(宏观储层非均质性)。

中型是中等规模的沉积构造，如沙波或舌状(舌状)和横向沙某某(图ID中的交错层状单元)。中等形态通常是在Jackson(1975)所称的“动态事件”的响应下形成的，例如飓风、季节性洪水或风沙风暴，当不成比例的大量沉积物在地质上短暂的时期内移动时。在动态事件(宏观异质性)之间，系统实际上可能保持不变。

宏观形态代表沉积物在主要构造、地貌和气候控制下的长期积累。河流系统的主要河段、复杂沙某某和曲某某是宏观形态(如图IC所示的各种亚环境)(宏观非均质性)。

每个层次都可以同时活跃，每个层次都负责开发特定类型的油藏非均质性，其特征是其自身的规模和方向属性。储层地质学家和工程师还没有将这些想法纳入到他们的计算机模拟储层动态中，因为在这个范围内处理三维岩石性质的数据非常少。Pryor(1972)提供了现代河流、风成和海岸环境中各种类型的中形态沉积构造的孔隙度和渗透率的一些现场测量数据，但很少有已发表的储层研究使用这些信息。在下一节中，我们将提供一种解决规模问题的可能方法。

Bounding-Surf ace层次结构

Jackson(1975)在床状层次上的工作是将碎屑沉积物沉积相的时间和物理规模的差异正式化的最初尝试之一。对于古代沉积物，Brookfield(1977)和Allen(1980, 1983)也提出了类似的观点，他们意识到这些尺度差异保存在分隔沉积结构和层理单元的边界面上。Allen(1983)为河流沉积物建立了一个三重层次的边界面。其他人，如Bridge和Diemer (1983)， Bridge和Gordon(1985)，以及Haszeldine (1983a, b)，也使用了类似的观点(见Miall, 1988)。

作者发现，将Allen的分类扩展为六重边界面层次结构(图1)，有助于定义河流宏观形态结构，并在分类中包括最大的盆地尺度异质性。

一级和二级表面记录微形态和中形态沉积物的边界。一阶曲面的定义与Allen(1983)相同。一阶曲面表示跨床集边界面(图2A)。在这些边界上很少或根本没有明显的内部侵蚀，它们实际上代表了一系列类似的河床形态的连续沉积。姿态的细微变化和轻微的侵蚀可能是由阶段变化后的活化引起的(Collinson, 1970)，也可能是床形方向变化的结果(Haszeldine, 1983a)。在岩心中，这些面可能不是很突出，但可以通过截断或跨层前垫的趾尖来识别边界面的存在。

在McKee和Weir(1953)的意义上，二阶曲面是简单陪集边界曲面。这些表面表明流动条件的变化或流动方向的变化，但没有明显的时间中断(图2B)。表面上下的岩相是不同的，但表面通常没有明显的层理截断或其他侵蚀的迹象，除非发生在第一层表面上的相同类型的轻微改变，如上所述。在岩心中，这些面可通过岩相的变化与一级面区别开来。

当建筑重建表明宏观形态的存在时，定义了三阶和四阶表面，包括侧向增生沉积(LA)和下游增生宏观形态(DA)。个体沉积单元(“层”或“建筑元素”)被第四阶或更高阶的表面所包围。

三阶面是宏观形状内的横切侵蚀面，倾斜角度较低(通常< 15°)，可能以较低角度截断下伏的交错层理(图2C-F)。它们可以穿过一个以上的交错层组，通常覆有内碎屑角砾岩。上面和下面的褪色组合是相似的。三级面也可以在小坝或层序的顶部发育，并被泥岩或粉砂岩覆盖，表明处于下降阶段。后续地层通常包含基底内碎屑角砾岩，由铺覆的细颗粒沉积物的破碎碎屑组成。这些特性在核心中很容易识别

这些表面表明了阶段的变化，但在宏观形态内，沉积风格或床层方向没有显著变化。它们表明了一种大规模的“重新激活”(Collinson, 1970年的术语)。

四阶曲面表示宏观形式的上边界曲面。它们通常是平面或向上凸的(图2D, E)。下垫层面和一至三阶边界面以低角度截断，或可能与上边界面局部平行，表明它们是横向或下游增生面。这个曲面的形式通常与底层宏窗体元素内部三阶曲面的形式相呼应。在地表下的元素上的泥幔是常见的。

为方便起见，我将定义第二类四阶面:次要渠道(如溜槽渠道)的基底冲刷面。当主要通道出现时，这些通道将被高阶曲面所限制。

三阶和四阶表面可以通过其较低的沉积倾角在地下识别出来(图2)。岩心的倾角应该很明显，也可以通过地层倾角仪数据和斯伦贝谢MicroScanner?设备等工具显示出来。然而，在单独的井中，三阶和四阶表面可能很难区分。低倾角和垂伏角砾岩或泥透镜体相似。区分这些表面的最好方法是表面上下的岩相组合是否不同，这表明元素类型发生了变化。只有在井距非常近的情况下，岩心之间才可能相互关联，因为三阶表面定义的单位估计小于10公顷。(25交流)

在这种分类中，二、三、四阶曲面都被纳入Allen(1983)的二阶范畴。三阶和四阶曲面对应于Bridge和Diemer(1983)的“小曲面”。

五阶面是主要砂层的边界，如河道充填复合体(图1,2C-H)。它们通常是平的，略向上凹，但可能以局部的切割-充填地形和基底层滞后砾石(Allen, 1983;Bridge and Diemer的“主要表面”，1983年)。

六阶面定义了一组河道或古山谷。可绘制的地层单元，如层段或亚层段，以sbcth级表面为边界(Allen, 1983年未定义)(图1,2H)。

在核心中，四、五、六阶曲面可能与三阶曲面非常相似。第四、第五和第六级表面可以通过紧密间隔岩心之间的仔细地层对比来最好地区分，这在井距可能只有几百米或更小的最密集的油田中是最好的目标。利用三维地震数据识别和绘制这一等级的表面也具有相当大的潜力。Brown(1986)提供了几个利用地震数据绘制通道图的例子，如果解释人员知道要找什么，就可以很好地绘制通道填充的各个组成部分

如果要在设计生产模型时识别和适当处理不同的储层非均质尺度，对这些边界面进行正确的识别和对比(如果可能的话)显然是必要的。即使在出色的露头中，边界面的正确分类也并不总是容易的。三条有用的规则可能会让任务变得简单:(1)任何秩序的表面可能被截断的表面平等或高阶,但不是通过低阶之一,(2)表面可能更逻辑上定义的基础上,接下来他们而不是之前(例如,macroform被定义为一个四阶的顶部表面,(3)小表面的等级可能在横向上发生变化。例如，一个宏窗体的上四阶边界面可能合并成相邻通道底部的二阶边界面

建筑元素分析

河流沉积的常规相模型很大程度上依赖于对垂直岩性剖面数据的解释，这在最近的几项综合研究(Miall, 1981;沃克,1984;歌,1986)。然而，如上所述，正如Miall(1980, 1987, 1988)详细描述的那样，这种技术作为河流沉积(以及其他显示类似三维复杂性的沉积)研究工具的有效性存在严重的局限性。根据一些典型的或模式的垂直剖面来正确解释河流样式已经不可能了。这样做的一个原因是，许多被认为是河流风格特征的特性现在已经被记录在其他设置中。例如，侧向加积沉积，长期以来被认为是高弯曲曲流河流中典型的点沙某某，现在已经显示在大多数河流环境中(低弯曲和高弯曲河流、单通道和多通道河流、多年生河流和短命河流)都有发育(Miall, 1985)。诸如“辫状”、“蜿蜒”和“吻合”这样简单的术语，对于那些需要从三维角度详细预测储层特征的油气藏地质学家和工程师来说，提供的有用信息很少。

更好的方法是关注河流单元中的单个岩石体，并解释它们的起源，而不考虑任何预先设想的适当的河流模型。基本的河流过程，如河道加积、侧向点坝加积、沉积物重力流等，可以直接从岩相组合、岩体几何形状、尺度和接触关系来解释。Miall(1985)认为只有8种基本类型的河流岩性存在。他使用Allen(1983)的术语“建筑元素”来描述这些元素，并展示了如何组合这些元素来生成(或模拟)各种各样的河流样式，反映了地貌学家在自然界中记录的可变性。

八个基本元素

利用Miall(1977,1978)的岩相图，在野外和岩心中识别和编码了单个岩相(Tkble 1)。8种基本元素组成了这些岩相的组合(Tkble 2，图3)。这些元素的规模是可变的。水道的深度从几分米到几十米不等;主要的中间河道的大型沙某某综合体可能有几十米到几千米长。

渠道(CH)。-这些通道的边界是平的或凹向上的冲刷表面。在任何河流系统中，河道可以出现在多个尺度上，较大的河道通常包含由一种或多种其他元素类型组成的复杂充填物。

砾石坝和河床形成^G5)。-纵向或交错层状砾石起源于简单的纵向或横向沙某某。

重力流沉积。-这些主要是由泥石流过程形成的砾石沉积物。岩相Gms(表1)为主要岩相。

沙床形成(SB)。-流态层形成St, Sp, Sh, SI, Sr, Se和Ss (Tkble 1)岩相，并可能组合形成一系列几何形状的元素。元素术语最好保留在占据通道地板、酒吧顶部或裂缝展开设置的表格中。

下游增生宏观形态(DA)。-这些岩相组合与砂层形态(SB)相似。然而，该元素的特点是存在内部和上边界面，通常向上凸。组成层的形态是动态关联的，指示的古水流方向与边界面的倾角平行或亚平行，表明这种元素类型代表了由下游增生生长的复杂坝状沉积物。最小水深，由上边界表面的地形表示，通常是几米。

侧向增生沉积(LA)。-T \a%类型的矿床是多种类型的DA，其中古流槽，如床状方向所示，与内部加积面倾角大，表明元素是通过侧向加积—熟悉的点坝生长的。LA和DA元素类型之间可能发生级配，特别是在多通道河流中。

层状砂片(XS/ -层状砂片是SB的多种类型，以Sh和SI岩相为主。这一组合指示了上部流态平面河床条件，在短命河流中很常见。

漫滩罚款(的)。-该元素由泥岩、粉砂岩和在泛滥平原和废弃河道环境中形成的小型砂岩组成。古土壤、煤、池塘沉积物和蒸发岩也可能是重要的组成部分。这个元素的许多建筑细分可能需要完整的形成描述(Bown和Kraus, 1987;克劳斯,1987)。

油田规模异构性问题

在油藏单元的地层制图中，通常将地层分为段、亚段、带、流动单元或岩石水力单元，然后尽可能在感兴趣的区域内追踪这些单元。这种细分有助于油藏描述和建模。例如，Wadman等人(1979年)在普拉德霍湾的Sadlerochit地层中发现了四个产层。

Hearn等人(1986)在Hartzog Draw油田发现了五个流动单元。这些单元的定义是基于岩石物性的统计评价，与相边界基本一致，但并不总是完全一致。

在河流水库中，任何这种可以携带超过几公里的细分几乎肯定是外部(异旋)控制沉积作用的产物。基准面的变化或由构造倾斜引起的斜坡的变化可能会引起全盆地古流态和总体岩性的变化。这些改变是gigascopic-scale异构性问题,使用术语Haldorsen和湖(1984),和由sixth-order有限表面(图1)。萨里尔的细分群体Messla油田,利比亚,提供一个良好的地下的例子,这种规模的异质性(Clifford等等,1980)。

图4显示了亚利桑那州迪法恩堡附近莫里森地层的Westwater Canyon成员的这种细分的露头。Tbrner-Peterson等人(1980)和Turner-Peterson(1986)将该单元划分为三个非正式的子单元，这些子单元在圣胡安盆地南部的大部分地区延伸超过200公里。这些亚段由细粒至中粒长石砂岩组成，由细粒标志层分隔。下单元古流型总体上向东北方向发展，中、上单元古流型总体上向东南方向发展，表明盆地发生了轻微的区域性倾斜。区域相关层，如图4所示，由六阶边界面定义。在图4所示的例子中，这些表面被几分米的绿色粉质泥岩覆盖，其中含有厚度达5厘米(2英寸)的砂岩透镜体，横向范围达几百米，如果在地下存在，这些透镜体将成为重要的渗透屏障。

图5显示了由巴基斯坦北部西瓦里克露头构造而成的横断面，利用地磁反转地层学提供了精确的局部对比。低弯曲度的多河道干流(Miall, 1985年的河流模式11)与高弯曲度的支流系统(Miall, 1985年的模式8)的沉积物互层。两个沉积系统之间的相互接触是由局部构造调整造成的，并构成一个锯齿状的六阶边界面，横向延伸至少40公里(25英里)。

由六阶曲面包围的沉积物在几何上不一定是表格状的。例如，Blakey和Gubitosa(1984)描述了古山谷沉积物，其边界为6级表面，直径达8公里(5英里)，深度达90米(295英尺)。莱昂斯和多布林(1972)在地下绘制的宾夕法尼亚小带状砂岩很可能是类似类型的。

INTRAFIELD-SCALE异构性问题

在河流砂岩储层研究中，这些大型非均质性是最难准确记录的，因为建筑元素和边界面横向延伸只有几十到几百米，接近或小于大多数已开发储层的井距。此外，很少有单元具有简单的表格或棱柱形形状，这使得相关性、预测和建模极其困难

水道充填沉积

一些作者注意到，通常构成最佳储层岩石的河道充填沉积物，在几何形状上有很大的差异(有充分记录的露头例子包括Nami和Leeder, 1978;朋友等人，1979年;Blakey和Gubitosa, 1984年;埃伯斯,1986)。Friend(1983)提出了三种主要的几何类型:固定河道、流动河道和席状砂岩。固定河道被定义为那些宽深比小于15，并产生带状砂岩体的河道(图4,6a)。流动河道的宽深比在15和1(X 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 石体大小的任意假设，并且通常是基于带有Uttle或没有实际测量的预期统计分布来分配的。例如,理查森et al(1978)提出的一般范围横向维度对于一些主要的砂体类型,韦伯(1982)和Haldorsen湖(1984)很大程度上依赖一个假想的累积概率情节之间的页岩床维度,认为一切页岩在连续流体接触。一旦有了更充分的数据库，露头研究的结果，如这里所报告的，可能对这种模拟工作提供有用的限制。

结论

虽然这篇文章已经写了关于河流储集层的文章，但越来越多的证据表明，在河道环境中形成的其他砂岩也表现出同样的复杂性。例如，低弯曲度和高弯曲度的河道、弯道、点沙某某、卷轴沙某某、堤岸和其他许多令人惊讶的河流方面的特征现在正在现代潜艇扇形上使用声纳技术绘制(例如，Bouma等人，1985年)。海底峡谷中的水道和堰洲系统、潮滩和珊瑚礁中的潮汐水道也将显示出类似的内部复杂性(Reading, 1986)。建筑概念和尺度考虑的应用，如边界表面层次结构，在这些不同的环境中形成的沉积物现在正在进行(例如，Brookfield, 1977;Kocurek, 1981;Mutti and Normark, 1987)。

[文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]请点击下方选择您需要的文档下载。

1. ABAQUS常见问题汇总
2. 高二地理试卷
3. 软件方向简历模板1
4. 地质条件说明
5. 测量学的任务和应用
6. 数学最短路线问题
7. 8《池子与河流》第一课时
8. **_*学**_*学北师大版高中数学必修3 3.3 模拟方法——概率的应用 教案
9. 基于非绝热非循环的几何相位
10. 地理七年级下册总复习资料
11. 橱柜、衣柜供货及安装合同
12. 苏教版选修2-1数学2.2《椭圆——椭圆的简单几何性质》教学案例
13. 2.2.3向量数乘运算及其几何意义：课件八(7张PPT)
14. 椭圆的简单几何性质教案
15. 兴塔小学五年级《几何小实践》单元教学设计
16. K65 260深路堑设计说明

以上为《河流相砂岩储层非均质性》的无排版文字预览，完整格式请下载

下载前请仔细阅读上面文字预览以及下方图片预览。图片预览是什么样的，下载的文档就是什么样的。