辫状河储层在碎屑岩油气田开发中扮演着越来越重要的角色,对其进行深入细致的研究很有必要。鄂尔多斯盆地大牛地气田盒2、盒1段为该气田重要的产气层位,其砂岩储层已确定为辫状河沉积,沉积特征和成岩作用多样,以低孔、低渗、储量大、丰度低、产量低、变化大为主要特色,非均质性强烈。自2002年投入开发以来,在“沉积微相控制优质储层发育,优质储层控制高产区块分布”的认识指导下,已完成第一个10×10~8m~3/y产能建设。但在研究工作中发现,仅靠沉积微相还难以准确地评价优质储层。这是因为优质储层不仅仅受沉积微相的控制,还受到成岩作用的控制。因此,探讨辫状河砂岩优质储层的形成模式和分布规律,对丰富辫状河致密砂岩气藏高产区块形成理论,指导大牛地气田下一步的产能建设,具有十分重要的意义。本文在沉积微相研究的已有成果之上,从构成单元和流动单元两方面,分层次对辫状河砂体进行了深入剖析,并综合地质、测井和地震成果建立了流动单元的三维地质模型,最后分析了构成单元、流动单元和产能之间的关系,预测了有利储层的分布;同时,建立了辫状河储层非均质性研究的多层次综合分析流程,为此类储层的非均质性研究提供了一个思路。通过本次研究,主要取得了两方面的成果,即辫状河成因砂体单元内部的流动单元组合样式和储层中构成单元、流动单元与产能之间的关系。本文以大牛地气田DK30-D12井区为研究区,对盒1段和盒2段辫状河储层的基本特征研究后发现,虽然两层段均主要发育心滩砂坝微相,但沉积特征具有一定差异。盒1段沉积处于基准面上升期初期,河道宽而浅,迁移频繁,砂体叠加方式以垂向叠加为主,部分拼接叠加,使得储层多连片分布,横向连续性较好;砂体总体厚度较大,但单期砂体厚度不大,使得垂向非均质性强烈。盒2段沉积处于上升期末期,相比之下,河道宽厚比减小,具低弯曲、似曲流化特征,具有一定侧向迁移,叠加方式以垂向叠加为主,含少量错位叠加,故横向连续性较差,砂体总体厚度略小,但单期沉积砂体厚度变大,使得垂向非均质性相对较好。为了精细刻画辫状河沉积的成因单元,本文采用构成分析的理论将研究区辫状河储层划分为四类构成单元:河道沉积构成单元(CH)、河道充填沉积构成单元(SS)、倾斜砂坝/心滩砂坝构成单元(CB)、越岸沉积构成单元(OB)。通过对各层段构成单元沉积特征和测井特征的分析发现,两层段沉积特征的差异也明显地展示在构成单元中,特别是CH和CB单元,总体表现为盒1段宽而薄,盒2段窄而厚,并由此造成测井上也略有差异。在对储层沉积微相和构成单元分析的基础之上,本文统计了两层段的岩性、物性及孔喉结构等储层特征。在沉积控制和成岩改造的综合作用下,两层段表现为成分成熟度和结构成熟度均比较低,次生孔隙发育、孔喉结构复杂,为特低孔、低渗储层。根据研究区岩心孔隙度次总体分布和孔渗关系,本文将优质储层的界限定为孔隙度大于8%、渗透率大于0.45mD。对储层物性分布统计发现,盒1段物性较盒2段差;且沉积作用影响比较明显,表现为沉积微相中河道主体的物性相对于河道边缘好,而构成单元中CH及CB单元物性最好,为优质储层部分,而OB单元储层较差,基本属于非产层储层。为了深入刻画构成单元内部的非均质性特征,本文采用了流动单元的分析方法,对流动单元定义及研究流程进行了深入研究。针对辫状河沉积的复杂性,本文认为流动单元虽不属于储层构成单元的一部分,但可通过储层构成单元进行研究,具有层次性。其主要研究内容有两方面:一是界面的确定及分析,二是流动单元内部属性的表征。根据以上理解,建立了小层—沉积微相—构成单元—流动单元的辫状河储层非均质性研究思路。在该思路下,本文综合正态次总体思想和聚类方法对研究区岩心分析结果进行了流动单元的划分,并将两段中的A、B两类划为优质储层。而后,采用神经网络技术建立了流动单元的识别模型并应用于研究区非取芯井,并提出了研究区流动单元组合样式,即均质型、复合反旋回型(ABC型)、复合正旋回型(CBA型)和复合旋回型(ABCBA型)四大类16亚类。重点对CH和CB构成单元的流动单元组合样式进行了分析后发现,前者多为复合正旋回型和均一型两种类型,而后者多呈现复合正旋回型。在非取芯井流动单元测井识别的基础上,本文采用分级建模、逐层控制、确定为主、地震约束的建模原则,综合地质研究、测井和地震储层横向预测成果,在小层、砂体骨架、构成单元、物性模型的逐级约束下,依托测井的垂向高分辨率和地震资料的横向高分辨率建立储层的流动单元三维模型。通过对流动单元剖面及平面分布特征的分析可见,盒1段储层物性略差,优质储层(A、B类)横向上连续性好,而垂向上连通性较差,由沉积因素引起的非均质性较强;盒2段各流动单元储层物性普遍较高,优质储层(A、B类)横向上连续性差,而垂向上连通性较好,由成岩因素引起的非均质性较强。在上述研究的基础之上,本文对构成单元、流动单元组合样式和产能之间的关系进行了分析总结。统计发现,CH和CB两个单元,为研究区重要储层类型,但两者之间产能差异也较大;进一步的流动单元分析认为,构成单元内部流动单元组合样式差异造成储层质量不同,进而影响产能。总体看,均质A、B型和复合旋回Ⅱ型组合样式,产能相对较高。最后,在考虑含气性的情况下,通过对比分析总结了各储层流动单元组合样式、砂岩厚度、夹层分布等非均质性因素对产能的影响程度,并据此预测了有利储层的空间分布。