储层内部建筑结构，是指不同级次储层构成单元的形态、规模、方向及其叠置关系，这一概念实质上是描述储层内部的非均质性，反映了不同成因、不同级次的储层储集单元与渗流屏障的空间配置及分布的差异性^[1]。三角洲前缘沉积是中国已发现油田的重要储层类型之一^[2]，而水下分流河道砂体是三角洲前缘砂体的主流储层，研究水下分流河道砂体的储集构型对提高油气采收率具有重要意义^[3]。

1985年，著名河流沉积学专家Miall将储层内部结构这一概念首次运用于河流相构型研究中，主要是通过对河流相地面露头构型要素的沉积机理、层次划分和模式的精细研究，建立了高精度的储层内部结构模式图，加深了对河流相储层内部建筑结构的认识。后来，国内一些学者也将这种方法运用到了其他沉积体系中。但水下分流河道砂体内部的构型研究还很少，近年来，前人主要是对三角洲前缘水下分流河道的复合砂体进行了研究，而对砂体内部结构的认识程度还不高，从而制约了水驱开发效果的改善和提高。因此，本文主要通过储层层次分析的指导思想，并按照储层构型表征的研究思路，同时利用野外露头照片和连井剖面等资料，建立了三角洲前缘水下分流河道砂体空间形态分布模式图。

1 地质概况

华庆地区构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带的西部，地理位置上处于华池县和庆阳县境内，西起白马，东到马家砭，北自长官庙，南抵城壕一悦乐一带，该区范围约5 500 km^{2[4, 5](图 1)。华庆地区延长组主要以内陆湖泊相沉积为主，按沉积旋回及含油性可将延长组划分为10个油层组，主力层为长6₃油层组，可进一步划分为长61₃、长62₃和长63₃三个小层。而长6₃层是典型的三角洲前缘沉积，主要沉积微相为水下分流河道，厚度约30~40 m，为本次研究的目的层段。}

图 1 鄂尔多斯盆地构造单元划分及研究区位置图 Fig. 1 Map showing tectonic and location of the study area in Ordos Basin

图选项

鄂尔多斯盆地形成于三叠世晚期，它的基底为太古界及下元古界变质岩系，上覆古生界、中生界、新生界，具明显的二元结构。鄂尔多斯盆地处于华北克拉通的西南部，是在华北地台基础上发展演化形成的。现今的构造形态总体显示为东翼宽缓、西部陡窄的不对称盆地。从盆地构造特征看，西降东升，东高西低，非常平缓，每公里坡降不足1°。从盆地油气聚集特征讲是半盆油，满盆气，南油北气，上油下气。盆地四周断裂带发育，与周缘构造单元相连接，其中东部以离石断裂带为界与山西地块吕梁山隆起带相接，南、北两侧分别以渭河地堑北界断裂和河套地堑南缘断裂为界，西部则以桌子山东和惠安堡—沙井子断裂带分别与河套弧形构造带西南翼和六盘山弧形构造带东翼相接。鄂尔多斯盆地可划分为六个次级地质构造单元，分别为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、天环坳陷、伊陕斜坡、西缘逆冲构造带(图 1)，其中伊陕斜坡位于盆地中部，占据了盆地主体部位，面积约11×10⁴ km²，目前大部分油气藏均发现于该构造单元内。

鄂尔多斯盆地发育中上元古界、下古生界碳酸盐岩、上古生界滨海及海陆过渡相至陆相碎屑岩沉积和中生界陆相碎屑岩沉积，新生界地层只有局部地区发育。

延长组是在鄂尔多斯盆地坳陷持续发展和稳定沉降过程中堆积的以河流—湖泊相为特征的陆源碎屑岩系，与下伏纸坊组呈平行不整合接触，与上覆下侏罗统富县组或延安组亦呈平行不整合接触，两个平行不整合在研究区均具有区域性的特征，尤其以上覆的不整合最为明显。在鄂尔多斯盆地三叠系延长组的演化过程中，地层岩性变化记录了该区由内陆湖盆发生、发展到消亡的过程。从晚三叠世早期开始下坳接受沉积，形成了厚达1 000多米的湖泊—三角洲相的延长组含油层系。目的层长6₃油层发育较好，岩性主要为岩屑长石砂岩和长石砂岩，总体上碎屑颗粒分选性中等—好，结构成熟度较高，成分成熟度较低。重矿物分析表明物源主要来源于东北和西南两个方向，母岩组合类型差异较大。

华庆地区长6₃层主要发育三角洲前缘相、湖底滑塌浊积扇相和浅湖—半深湖相三种沉积相类型，以三角洲前缘水下分流河道微相沉积砂体为主。三角洲前缘亚相位于三角洲平原外侧向湖方向，处于湖平面以下，为河流和湖水的剧烈交锋带，沉积作用活跃，是三角洲砂体沉积的主体^[6]。三角洲前缘水下分流河道微相是分流河道入湖后在水下的延伸部分^[7]。在向湖延伸过程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流速减缓，堆积速度增高。沉积物以砂、粉砂为主，泥质较少。常发育交错层理、波状层理及冲刷—充填构造，并见有层内变形构造。垂直流向剖面上呈透镜状，侧向则变为细粒沉积物。

成岩作用对储层储集性能具有明显的控制作用^[8]。华庆地区长6₃层是延长组内含油性最好、砂体最发育的一段，但其储集物性较差，是典型的低孔低渗储层。在储层成岩的过程中经历了复杂的成岩作用。研究表明，研究区内对储层起建设性作用的主要是溶蚀作用和白云石的环边胶结作用，其次是交代蚀变作用；起破坏作用的主要是压实—压溶作用、胶结作用和充填作用。区内岩性主要是岩屑长石砂岩和长石砂岩，长石和岩屑含量较高，在持续被埋藏的过程中，压实作用逐渐增强，造成岩石中大量原生孔隙损失，导致渗透率变差^[8]。在相对晚期成岩作用下产生的碳酸盐胶结物使孔隙度降低、储集物性变差。在岩石中含有大量碳酸盐胶结物则会生成致密的钙质层，分割储层，使储层物性变差^[9]。其中溶蚀作用，尤其是长石的溶蚀对孔隙的贡献最大，层段内长石含量高的砂岩段一般孔隙度也较高。

目前国内对于三角洲前缘水下分流河道砂体构型界面的划分还没有形成一套统一的划分体系^[10]。1988年Miall提出的河流相储层构型理论分级方案主要是针对露头和现代沉积开展的^{[11, 12]}，而2004年刘自亮、王多云提出的三角洲界面分级系列方案主要是针对三角洲前缘厚层砂体进行的级次划分，而研究区主要沉积三角洲前缘水下分流河道微相，为此，笔者参照Miall和刘自亮、王多云的分级方案，在充分考虑水下分流河道砂体形成时的沉积方式、沉积规律以及接触样式的基础上，提出了三角洲前缘水下分流河道砂体的5级构型单元划分方案。其中5级为同期水下分流河道复合砂体的界面，4级为水下分流河道单一砂体的沉积界面，3级为水下分流河道单一砂体内部的增生面，2级为增生体内部简单的层系组界面，1级为增生体内部单个交错层系的界面(表 1、图 2)。

图 2 水下分流河道构型单元划分 Fig. 2 The division of configuration units of underwater distributary channel

图选项

垂向叠加是指前后两期砂体在大体相同的平面范围内的叠加。水下分流河道砂体的垂向叠加样式可分为独立型、叠加型和切叠型^[1]。

独立型是指前后两期河道砂体在垂向上尚未接触，其间存在泥质等细粒沉积物(作为两期河道之间的隔层)。这种类型主要出现在水体较深的湖泊中和河水水动力作用不强的地区。如三角洲的外前缘，以泥质沉积为主，由于受湖水阻力的影响，后期河道很难切割前期沉积的泥质砂体中，如图 3井1中的砂体1与砂体2。

图 3 水下分流河道垂向叠加样式 Fig. 3 The vertical superimposed style of underwater distributary channel

图选项

叠加型是指两期河道砂体在垂向上已接触，即后期河道底部与先期河道顶部接触。随着河道下切程度持续增强，前期河道砂的上部往往被后来的河道冲刷掉。这种类型多出现在湖水不深且河道下切能力有限的区域，如图 3井4中的砂体2和砂体3。

切叠型是指后期河道下切到先期河道砂体内部，随着河道下切程度持续增强，先期河道砂体的上部往往被后来的河流冲刷掉，仅仅保留了下部的不完整旋回，不同时期的不完整旋回可叠置成非常厚的复合砂体。这种类型多出现在湖水浅、河道水动力强的区域，如图 3井5中的砂体2和砂体3。

侧向叠置样式是指两期平面上相邻的砂体在侧向上的叠置关系。后期砂体在侧向上切割侵蚀前期砂体。水下分流河道砂体的侧向叠置样式按长宽比的大小可以分为连片式和条带式。连片式是长宽比接近于1∶1的砂体，条带式是长宽比大于1∶3的砂体。一般的，叠置的两期砂体属于同一个单层，但不属于一个期，在以单层作图的平面砂体分布图中往往表现为连片砂体，但实际上由两期侧向叠置的砂体组成。

通过研究发现，研究区水下分流河道的砂体中主要存在三种夹层，分别为垂积夹层、前积夹层和侧积夹层。垂积夹层是指在垂向加积的作用下形成的泥质薄层。广义的垂向加积是指沉积物在沉积过程中只是直接向上叠置增厚而不发生任何侧向上的迁移^[10]，是水下分流河道砂体内部较为常见的一种夹层(图 4)。这种夹层基本上平行于砂体的顶底面，主要发育在地势较为平坦的水下分流河道中。前积夹层是在前积作用中形成的。广义的前积作用是指在沉积过程中，沉积物在一定环境下不断向前加积^[13]。这种作用下形成的夹层主要是在沉积物遇到开阔的地形、坡度突然变陡的环境下形成的(图 4)。这类夹层是水下分流河道砂体内部较为主要的一种夹层^[9]。侧积夹层是在侧向加积的作用下形成的(图 4)。广义的侧向加积是指在整个沉积过程中，沉积物仅仅只堆积在一个斜坡地貌上，而在这整个叠加过程中斜坡的地形特征并没有发生改变，只引起沉积物向旁侧不断地叠加增厚^[14]。此类夹层在水下分流河道凹岸中的沉积较多。

图 4 水下分流河道内部夹层形态 Fig. 4 The internal interlining form of underwater distributary channel

图选项

通过对华庆地区长6₃储层三角洲前缘水下分流河道微相的野外露头和连井剖面测井相应特征的研 究，并结合水下分流河道砂体构型级次的划分方案、水下分流河道砂体的垂向、侧向接触样式和单一分流河道夹层形态的研究，对典型井区储层进行三维建模。

构造建模可以整体上反映储层的空间格架，因此在建立储层的三维模型之前，首先建立构造模型是很有必要的。油藏构造模型由层面模型和断层模型组成^[14]，由于研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带的西部，断层发育很少，所以只需建立层面模型，将层面模型叠合之后也就是地层构造模型。

本次储层建模主要利用华庆地区长6₃储层66口井的测井资料，应用petrel软件，在小层划分对比的基础上，做出了顶面和底面构造图(图 5a，b)，并利用各小层厚度分布图叠合得到长6₃储层构造图(图 5c)。从模型反映的信息可以看出，长6₃储层构造最深为-2 500 m左右，最高为-1 800 m左右，总体趋势为东高西低，在中间发育一些小型的隆起与坳陷。

图 5 构造模型 a.长613储层顶面构造图； b.长633储层底面构造图； c.长63储层构造模型 Fig. 5 The structural model a.the top structure map of Chang 613 reservoir; b.the bottom structure map of Chang 623 reservoir; c.the structure model of Chang 63 reservoir

图选项

储层参数包括孔隙度、渗透率、含油饱和度和泥质含量等。孔隙度大小是反映储层储集能力的参数，渗透率大小表示储层中流体流动的难易程度。研究中应用petrel建模软件，建立了长6₃储层顶面的孔隙度、渗透率及砂泥岩分布模型(图 6，7，8)。

图 6 长63储层顶面砂泥岩分布模型 Fig. 6 The top shale content model of Chang 63 reservoir

图选项

图 7 长63储层顶面孔隙度模型 Fig. 7 The top porosity model of Chang 63 reservoir

图选项

图 8 长63储层顶面渗透率模型 Fig. 8 The top permeability model of Chang 63 reservoir

图选项

从图 6可以看出研究区整体上砂体较发育，平面展布及连通性均较好。从图 7可以看出长6₃储层孔隙度介于15%~0.2%之间，属于低孔储层。从图 8可以看出长6₃储层渗透率大部分介于1×10^-3 μm²~5×10^-3 μm²之间，属于特低渗储层。

综合分析可知，虽然研究区砂体整体发育较好，但多属于水下分流河道砂体，由于砂体内部泥质夹层的发育及后期成岩作用影响，导致该区砂质储层整体孔渗性偏低，物性较差。因此进行精细的储层内部建筑结构模式分析对研究区的勘探开发部署具有重要意义。

(1) 确定了三角洲前缘水下分流河道砂体的5级构型单元划分方案，从大到小依次为水下分流河道复合砂体的界面、水下分流河道单一砂体的沉积界面、水下分流河道单一砂体内部增生体的界面、增生体内部简单的层系组界面和增生体内部单个交错层系的界面。

(2) 华庆地区长6₃储层砂体在垂向上存在独立型、叠加型和切叠型三种叠加样式；在侧向上存在连片式和条带式两种叠置样式。

(3) 华庆地区长6₃储层砂体内部存在垂积夹层、前积夹层和侧积夹层3种夹层，其中垂积夹层是分流河道砂体中最常见的一种夹层。

(4) 应用petrel软件建立的华庆地区长6₃储层构造模型总体趋势为东高西低，中间发育一些小型的隆起与坳陷。

(5) 应用petrel软件建立的华庆地区长6₃储层参数(孔隙度、渗透率、泥质含量)模型定量表征了储层物性特征。从统计数据可以看出孔隙度介于15%~0.2%之间，渗透率大部分介于1×10^-3μm²~5×10^-3μm²之间，孔隙度和渗透率都比较低，在砂泥岩分布模型图中可以看出砂体平面展布及连通性均较好，但由于夹层的存在及成岩作用影响导致储层物性较差，因此对研究区进行精细的储层内部建筑结构模式分析是非常有必要的。