復雜斷塊油藏精細地質研究中幾項關鍵技術的應用
——以王家崗油田王43斷塊區為例

宋 力，宋慧瑩

(1.中國石化勝利油田分公司地質科學研究院,山東東營 257000；2.中國石化勝利石油工程公司測井公司)

復雜斷塊油藏精細地質研究中幾項關鍵技術的應用
——以王家崗油田王43斷塊區為例

宋 力1，宋慧瑩2

(1.中國石化勝利油田分公司地質科學研究院,山東東營 257000；2.中國石化勝利石油工程公司測井公司)

王家崗油田王43斷塊區是典型的復雜斷塊油藏，目前含水高、開發矛盾突出、地質基礎薄弱，下一步開發調整、提高采收率工作迫切需要可靠的精細地質模型。針對其斷裂系統復雜的油藏地質特點，綜合應用多項關鍵技術，開展精細地質研究，建立了復雜斷塊油藏三維精細地質模型，主要包括：缺乏對比標志的地層對比技術、復雜斷塊油藏低序級斷層識別技術、精細油藏類型劃分以及精細三維地質建模技術。該研究結果為王43斷塊后續開發調整提供了可靠的地質依據。

東營凹陷；王家崗油田；復雜斷塊油藏;精細地層對比

復雜斷塊油藏在開發中后期面臨平面上井網不完善、縱向上層間矛盾越來越突出、注采關系不對應、剩余油分布不清等問題,生產中表現為高含水、高采出程度和高剩余油的特點，控水穩油形勢嚴峻[1]。復雜斷塊油藏往往被不同級次的斷層切割嚴重、斷塊破碎、內部斷層發育不落實、儲層歸屬不清，是導致上述開發矛盾的重要因素，因此，需要建立精細的地質模型，為后續的開發調整奠定堅實的地質基礎。

1 油田概況

王家崗油田王43斷塊區是典型的復雜斷塊油藏，構造上位于東營凹陷南斜坡通王斷裂帶上，為一個被多條斷層復雜化的復式地塹構造，北鄰通61斷塊，縱向上含油井段較長，沙一段到沙三段都有儲層發育，其中，沙一段為淺湖相沉積，沙二段主要為三角洲前緣和平原亞相沉積，沙三下為湖底扇沉積，縱向劃分為13個砂層組，97個小層。沙二段為主力含油層段，斷塊內部各個小斷塊的斷層解釋及地層對比狀況自成體系，沒有形成統一的認識，各個斷塊邊界斷層不落實，斷塊歸屬不清，導致目前高含水、高采出程度等諸多矛盾。

2 主要研究內容及關鍵技術

針對王43斷塊的地質特點，重點探討幾個復雜斷塊區精細地質研究關鍵技術的應用，包括：同生斷層控制下河流相地層精細對比技術；低序級斷層識別及描述技術；空間上組合劃分不同油藏類型及三維精細地質建模技術。

2.1 同生斷層控制下河流相地層的精細對比技術

大段的河流相地層內部本身就缺乏明顯的對比標志，被多條不同級次斷層切割錯斷后，更加難以對比，王43斷塊的地層對比還要考慮一個更重要的影響因素：同沉積作用。同生斷層作為沉積體系形成時期最為重要的構造運動表現，其活動形成的凸起和下切溝谷控制著沉積體系的發育類型[2]，直接表現就是斷層引起的沉積厚度的差異[3-4]。因此，地層對比的難點在于如何在缺乏明顯標志的地層中，將同生斷層引起的地層厚度差異與地層斷失區分開，從而精確劃分地層、識別斷點。

2.1.1 建立受同生斷層控制的地層對比模式

王43斷塊區同生斷層對沉積的控制作用主要體現在厚度差異，對比中總結了兩種模式：①斷層上下兩盤不同斷塊地層的厚度差異大，地層厚度最大相差65 m；②同一條斷層由于沿走向落差不同，造成同一斷塊不同位置儲層厚度有差異。比如通61-59井與通61-84井在同一斷塊(圖1)，北部通61斷塊與王43斷塊的分界斷層東部落差大，向西逐漸消亡，造成通61-59井與通61-84井沙二段1～3砂組沉積地層厚度差39 m。前期對比中由于構造復雜、基礎圖件缺乏，不清楚對比井歸屬于哪一個斷塊，對比難度極大。

圖1 通61-84、通61-59井構造位置和地層厚度對比

對比方法：①以厚度大、無斷層的標準井為基礎，平行主控斷層走向和垂直主控斷層走向各拉7條控制全區的骨架剖面；②采用沉積旋回方法和地層增量相結合的方法，摸清同生斷層對該段沉積的控制規律，建立研究區同生斷層地層增量模式(圖2)，分別做好不同斷塊之間和同一斷塊內部的地層對比；③在骨架剖面控制下相鄰井層層外推，井井互相驗證，落實每一口井每一個層段的地層歸屬(歸屬哪個斷塊)。

圖2 同生斷層發育地層的對比模式

2.1.2 井、震動態結合保證對比準確性

河流相地層中缺少對比標志、砂體變化快，對比中改變了以往先地層對比再地震解釋的模式，將井震結合融匯到整個對比過程中，開展井震同步式的地層對比。斷點的識別和斷層的組合每一步都尋求井、震的互相驗證，有效提高了地層對比的精度；小層的對比充分考慮油水關系，確定砂體的展布范圍和連通性。

2.1.3 利用地質成圖檢查對比的合理性

在地層精細劃分和對比過程中，制做粗略油藏剖面圖和小層平面圖可以展現地層變化趨勢及構造特征，驗證對比模式，檢查對比結果，驗證地層、斷層對比的可靠性，從而指導下一步精細對比。因此，利用對比過程中的粗略成圖來指導對比是非常有效且必要的步驟。

王43斷塊區在縱向上細分到單砂體，平均單砂體厚度1～2 m，對比單元滿足獨立的油水系統和開發單元的劃分。從成因上統一了整個斷塊區的地層劃分對比，將王43斷塊區沙一段、沙二段與沙三段地層縱向上劃分13個含油砂層組、90個小層。

2.2 低序級斷層識別與描述技術

在復雜斷塊油田開發研究中，低級序斷層特指四級和五級斷層，這些斷層往往是復雜斷塊油藏高含水后期控制剩余油分布的主要因素[5-6]。因此斷層的識別及斷塊的劃分是復雜斷塊油藏精細描述的關鍵。王43斷塊區處于地塹應力集中帶，斷裂系統復雜，研究中充分利用了三維地震資料、鉆完井資料以及生產動態資料，精細識別描述低序級斷層。

2.2.1 井斜數據甄別及校正

井斜數據是影響復雜斷塊構造解釋精度的重要因素，某些井斜較大的直井，地面井位與地下井位相差很遠，目的層深度也有變化[7]。因此需要對井斜進行鑒別和預判：①同一口井可能有多條井斜數據，需井震結合篩選合適的井斜數據；②地層對比與地震剖面斷點位置不匹配有可能是直井井斜問題導致，需要對井斜數據進行校正；③斷層平面構造線形態突變，多為直井井斜問題。對井斜進行反復核實和正確使用，保障后期研究工作的準確性。

2.2.2 多方法精細識別斷點

大斷層解釋依據反射波(或者波組)錯斷，確定斷層位置及斷面形態，反射波同相軸數目突然增減一般為二、三級斷層甚至四級斷層。地層產狀的突變以及特殊波的出現是識別斷層的重要標志。對于落差較小的低序級斷層，依據波形的扭曲變形、反射波同相軸微錯、反射波同相軸分叉-合并等反射特征進行識別，采用相干分析、沿層傾角、沿層二階求導等屬性來識別小斷點。

2.2.3 多手段合理組合斷層

合理組合斷層首先要以低序級斷層的力學形成機制及其組合樣式作為理論指導，王43斷塊斷裂系統有明顯的張性，主干斷層發生正斷作用并伴有一定的旋轉，產生反向低序級斷層，低序級斷層進一步產生自己的反向分支斷層，從而組成復式“Y”型斷裂組合(圖3)，使構造更加復雜化。 通過加密縱橫測線解釋，剖面上準確描述每條斷層的斷面位置，根據相鄰剖面的相似性分層系進行斷層平面組合。采用相干分析、水平切片、沿層切片、沿層傾角屬性、沿層二階求導屬性等技術判別斷層平面組合。

圖3 王43斷塊區斷層剖面組合樣式

王43斷塊區新解釋的斷層變化較大：北部的王43-王4斷塊，大斷層增加分支，延伸了長度，新增加6條低序級斷層，斷層組合、切割關系更為復雜；南部的王14-王104斷塊通過精細刻畫，內部增加低序級斷層7條。

2.3 精細油藏類型劃分技術

受斷層作用，復雜斷塊油藏具有儲集巖體破碎、圈閉類型多、油氣運移與分布復雜的特點，因而油氣藏形成與分布的規律比較復雜[8-9]，進一步細化油藏類型的劃分有利于高含水開發后期開展針對性的調整和部署。王43斷塊縱向上含油層系多，各小層都有各自的油水界面，邊水能量差異大，油層分布受控于構造和砂體展布控制，依據油藏的成藏控制因素、油層寬度及油層面積的大小等，將油藏細劃為四大類。

(1)窄條帶屋脊斷塊油藏(圖4a)：該類油藏受控于斷層，含油集中在斷層屋脊一線，邊水體積大，天然能量充足，儲層物性好，屬于構造油藏。研究區在王14-18斷塊和王104斷塊以及王43斷塊的沙一、沙二各個砂組均分布廣泛，共有41個小層，儲量規模占53%。

(2)薄層大面積斷塊油藏(圖4b)：受控于斷層和儲層展布，該類油藏含油面積大(0.7～3.0 km2)，含油條帶寬(1 100～230 m)，儲層儲層物性好，屬于構造油藏，分布在沙二段S273小層等6個小層，儲量規模占25.7%。

(3)條帶及土豆狀油藏(圖4c)：受控于儲層展布，儲層屬于典型的三角洲平原分流河道沉積，儲層物性較好，河道窄(50～100 m)，油層平均厚度2.4米，變化快，天然能量相對較弱，屬于構造-巖性油藏。分布在沙二段S212小層等17個小層，儲量規模占19.4%。

(4)巖性油藏(圖4d)：該類油藏只受控于巖性，儲層屬于湖底扇濁積砂沉積，儲層物性較差，油層平均厚度4 m，屬于巖性油藏；僅分布在沙三下3個小層，儲量規模占2.1%。

圖4 王43斷塊區不同油藏類型平面

2.4 三維精細地質建模技術

2.4.1 網格合理劃分

為提高網格質量,將其中的主要斷層設置為網格控制線；給每個隔層賦予單獨的網格系統，避免粗化過程中損失隔層；小的網格規模(平面25 m×25 m，縱向0.5～1 m)；網格平行于主斷層方向，盡量保持正交性，精確描述斷層邊界。

2.4.2 斷層模型的精細雕刻

斷層模型是復雜斷塊油藏構造模型的骨架。斷層在儲集層中的空間定位以及斷層產狀的準確描述直接決定構造模型的骨架是否能夠精確搭建[10-11]。精細刻畫斷層的方法技巧有：①地震解釋構造面要和斷層匹配，確定斷層的斷面及傾向，出現相切的情況要調整斷層控制線；②將地層對比得到的斷點和地震解釋斷面匹配后鎖定；③合理處理復雜斷層及其搭接關系，建立符合地震和地質認識的斷層控制線，從而建立合理精確的斷層模型。

2.4.3 地層模型的建立

①地震約束井點數據，優選合理的算法，建立精準的標準控制層面模型；②對各個層面消除奇異值、通過層面重采樣，調整斷層和層面的交接控制線；③利用井斜校正、添加虛擬井、尖滅區補層等空間校正局部微構造；④建立砂體厚度模型，以沉積規律為指導確定砂體分布規律及連通性[12]；⑤通過厚度疊加法構建完整地層沉積序列，搭建地層框架模型。

2.4.4 屬性模型的建立

①建立測井解釋模型，求準井點參數；②將數據異常值剔除處理，測井曲線離散化，數據統計規律分析；③采用序貫高斯隨機方法，引用小層厚度作為約束條件控制屬性空間變化特征，對井點物性參數進行空間內插和外推數據，從而建立王43斷塊孔隙度和滲透率模型。

3 結論和認識

(1)摸清構造對沉積體系的影響規律、建立同生斷層發育地層的對比模式是提高復雜斷塊油藏地層對比精度的關鍵。

(2)低級序斷層地震響應多解性強，通過仔細甄別直井井斜、扎實基礎資料、井震反復結合識別斷點、多種不同手段組合斷層可有效提高低序級斷層識別的精度。

(3)對多薄層復雜斷塊油藏，精細劃分油藏類型有利于下一步開展針對性的調整部署。

(4)精細、準確的地質研究成果是三維地質建模的基礎，三維地質模型可有效驗證地質研究成果的準確性。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)03-0090-05

2015-01-09

宋力，工程師，1985年生，2010年畢業于中國石油大學(華東)礦產普查與勘探專業，現從事石油地質研究工作。

國家油氣重大專項“斷塊油田特高含水期提高水驅采收率技術”(2011ZX05011-001)。

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