利津油田利95-利98井區(qū)沙四段砂礫巖儲(chǔ)層有效性研究及預(yù)測(cè)

王躍剛

(中石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東 濱州 455002)

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利津油田利95-利98井區(qū)沙四段砂礫巖儲(chǔ)層有效性研究及預(yù)測(cè)

王躍剛

(中石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東 濱州 455002)

利95-利98井區(qū)沙河街組四段砂礫巖儲(chǔ)層主要為多期疊合的近岸水下扇-濁積扇沉積復(fù)合體，巖性復(fù)雜多樣，分選差，物性變化大，整體表現(xiàn)為低孔、低滲儲(chǔ)層，勘探開發(fā)難度大。對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層有效性及有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的研究，首先要利用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和正逆累積法綜合確定有效儲(chǔ)層的物性下限，其中滲透率下限為0.878mD，不分巖性時(shí)孔隙度下限為8.0%(礫巖+礫狀砂巖組合孔隙度下限為6.0%，砂巖+含礫砂巖組合孔隙度下限為10%)；然后通過儲(chǔ)層電性分析，落實(shí)油層、油水同層、干層的電性界限。考慮到實(shí)際操作的可行性，通過地震正演模擬分析，優(yōu)選出均方根振幅進(jìn)行孔隙度預(yù)測(cè)，最終在各期次砂礫巖體的孔隙度預(yù)測(cè)平面圖基礎(chǔ)上，勾繪出有效儲(chǔ)層分布范圍。

砂礫巖；有效儲(chǔ)層；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；利津油田；沙河街組四段

砂礫巖體是指斷陷盆地陡坡帶由水上或水下快速堆積的沖積扇、濁積扇、扇三角洲、近岸水下扇等不同沉積類型砂巖和礫巖構(gòu)成的似塊狀地質(zhì)巖體，既可以是單個(gè)扇體，也可以是相互交織疊置的扇群。21世紀(jì)初，砂礫巖油氣藏勘探在渤海灣盆地等東部斷陷盆地中取得了重大突破，如渤海灣盆地中砂礫巖扇體油氣藏探明儲(chǔ)量達(dá)6×107t以上[1，2]。近年來，國(guó)內(nèi)外在砂礫巖的油氣成藏、儲(chǔ)層成因、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等方面的研究成果大量涌現(xiàn)，但對(duì)其沉積期次劃分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)識(shí)別、有效儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律的研究仍較為有限[3]，需要進(jìn)一步深入探討。筆者主要針對(duì)利津油田利95-利98井區(qū)沙河街組四段(Es4)砂礫巖儲(chǔ)層有效性開展研究，并提供預(yù)測(cè)方法。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

濟(jì)陽坳陷位于渤海灣盆地東南部，由東營(yíng)、惠民、沾化和車鎮(zhèn)4個(gè)主要凹陷和若干分割凹陷的凸起組成。東營(yíng)凹陷是渤海灣裂谷系內(nèi)大型寬緩的中、新生代張扭型半地塹伸展盆地，呈NEE走向，面積5700km2，西以青城凸起、林樊家構(gòu)造為界與惠民凹陷毗鄰，北以濱縣凸起、陳家莊凸起為界與沾化凹陷為鄰，南與魯西隆起、廣饒凸起呈超覆關(guān)系，東與青東凹陷聯(lián)通[3～5]。研究區(qū)為利95-利98井區(qū)，位于利津油田南部(圖1)，面積約60km2，主力含油層系為Es4砂礫巖體。

2 儲(chǔ)層沉積特征

2.1 巖性特征

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置概況圖

根據(jù)研究區(qū)747塊巖心資料的分析表明，Es4巖性為細(xì)礫巖、含礫砂巖、細(xì)砂巖、礫巖、粗砂巖、泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖、白云質(zhì)砂巖等。碎屑組分以石英、長(zhǎng)石為主，其中石英體積分?jǐn)?shù)為20%～37%(平均29.1%)，長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為18%～35%(平均25.9%)，巖屑體積分?jǐn)?shù)為12%～22%(平均17%)，顆粒分選中-差。

2.2 沉積特征

研究區(qū)在Es4～沙河街組三段下亞段沉積時(shí)期，存在來自陳家莊凸起、濱縣凸起的雙重物源，碎屑物質(zhì)供給充足。在該時(shí)期，受古地形影響，鄭南斜坡帶上發(fā)育了3個(gè)較大的供給水道，并相應(yīng)地形成了多期疊合的近岸水下扇-濁積扇沉積復(fù)合體(圖2)，扇體向南延伸到利89-利98井區(qū)一線，從而在區(qū)內(nèi)沉積了一套較為發(fā)育的砂礫巖扇體[6]。

從縱向上分析，利95-利98井區(qū)砂礫巖體為進(jìn)積-退積相互疊置形成。砂礫巖體的沉積受斷階狀構(gòu)造影響，可容納空間時(shí)大時(shí)小。當(dāng)沉積充填速度大于可容納空間增加速度時(shí)，則表現(xiàn)為進(jìn)積；當(dāng)沉積充填速度小于可容納空間增加速度時(shí)，則表現(xiàn)為退積[7]。當(dāng)發(fā)生進(jìn)積時(shí)，沉積相帶相對(duì)寬緩，相變較慢，儲(chǔ)層物性整體較好，且容易發(fā)生滑塌；當(dāng)發(fā)生退積時(shí)，沉積相帶變窄，物性變差。

圖2 利95-利98井區(qū)Es4的3砂組沉積相圖

2.3 物性特征

該區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層普遍埋藏深，多位于2000～3200m。通過巖心分析化驗(yàn)表明，區(qū)內(nèi)Es4儲(chǔ)層物性差別較大，孔隙度為0.1%～25%，集中分布于6%～12%，滲透率為0.1～2837mD之間，集中分布于0.5～40mD，整體表現(xiàn)為低孔、低滲儲(chǔ)層。

巖性對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大，含礫砂巖物性最好，孔隙度和滲透率均較高；粉砂巖、細(xì)砂巖孔隙度較大，但滲透率差；細(xì)礫巖、礫狀砂巖孔隙度較小，但滲透率較好；礫巖分選最差，孔隙度小，滲透率也較小，僅優(yōu)于粉砂巖和細(xì)砂巖。通過對(duì)不同巖性的孔滲關(guān)系進(jìn)行分析，該區(qū)粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖的孔隙度與滲透率之間的相關(guān)性較好，呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。但礫巖、細(xì)礫巖、含礫砂巖的孔隙度與滲透率相關(guān)性較差。因此，在儲(chǔ)層物性分析的過程中要充分考慮儲(chǔ)層巖性的影響，分巖性建立物性評(píng)價(jià)模型。

3 儲(chǔ)層有效性下限研究

儲(chǔ)層有效性的物性下限是指孔隙度、滲透率的截止值，該研究主要利用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和正、逆累積法綜合確定有效儲(chǔ)層的物性下限。

圖3 利95-利98井區(qū)儲(chǔ)層滲透率與孔隙度交會(huì)圖

3.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法

該方法主要根據(jù)物性下限值以下?lián)p失的油層比例來確定。對(duì)于中低滲透油田，將全油田的油層損失比例低于5%作為物性下限。根據(jù)區(qū)內(nèi)巖心分析數(shù)據(jù)可知滲透率下限為0.878mD，再結(jié)合孔隙度與滲透率關(guān)系圖(圖3)，可以獲得相應(yīng)的孔隙度下限約為8%，但兩者相關(guān)性較差，僅為0.37。利95-利98井區(qū)Es4巖性復(fù)雜，不同的巖性其物性下限也不同，故分為礫巖+礫狀砂巖組合和砂巖+含礫砂巖組合進(jìn)行分析。礫巖+礫狀砂巖組合孔滲相關(guān)系數(shù)為0.676，孔隙度下限為6.1%；砂巖+含礫砂巖組合孔滲相關(guān)系數(shù)為0.749，孔隙度下限為10.4%。

3.2 正、逆累積法

根據(jù)試油、試采經(jīng)驗(yàn)，利95-利98井區(qū)油層含油性下限定為巖心油斑，以油斑及其以上的樣品為有效樣品，油斑以下的樣品為非有效樣品，繪制了孔隙度正、逆累積分布圖，從圖中可以直觀地看出，礫巖+礫狀砂巖組合孔隙度下限為6.0%(圖4(a))，砂巖+含礫砂巖組合孔隙度下限為10%(圖4(b))，而不分巖性時(shí)孔隙度下限為8.0%。

圖4 利95-利98井區(qū)孔隙度正、逆累積分布圖

綜上，通過2種方法所確定的物性下限基本一致，因而最終確定滲透率下限為0.878mD；不分巖性時(shí)孔隙度下限為8.0%，礫巖+礫狀砂巖組合孔隙度下限為6.0%，砂巖+含礫砂巖組合孔隙度下限為10%。

4 有效儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)

通過上述分析，確定了研究區(qū)有效儲(chǔ)層的物性下限，結(jié)合地震資料提取的參數(shù)，對(duì)儲(chǔ)層物性進(jìn)行定量預(yù)測(cè)。

4.1 儲(chǔ)層有效性預(yù)測(cè)技術(shù)思路

根據(jù)砂礫巖儲(chǔ)層的沉積特點(diǎn)，考慮到實(shí)際操作的可行性，通過預(yù)測(cè)儲(chǔ)層孔隙度平面分布，進(jìn)而預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層分布。具體技術(shù)思路為：在砂礫巖體期次劃分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行精細(xì)合成記錄標(biāo)定以確定地震與井的對(duì)應(yīng)關(guān)系；從井資料出發(fā)統(tǒng)計(jì)各期次砂礫巖體的孔隙度，同時(shí)依托地震數(shù)據(jù)體提取各個(gè)期次巖體的多種地震屬性；利用地震屬性物理意義和相關(guān)性回歸分析確定可預(yù)測(cè)儲(chǔ)層孔隙度的地震屬性類型和個(gè)數(shù)；建立地震屬性與孔隙度之間的函數(shù)關(guān)系，從而獲得各個(gè)期次砂礫巖儲(chǔ)層的孔隙度平面預(yù)測(cè)結(jié)果，勾繪出有效儲(chǔ)層的發(fā)育范圍[8～10]。

4.2 有效儲(chǔ)層平面預(yù)測(cè)

通過地震正演模擬分析，3類地震屬性中振幅類屬性對(duì)砂礫巖體反映最為穩(wěn)定，其中又以均方根振幅屬性對(duì)砂礫巖體各相帶變化的響應(yīng)最為明顯。扇中部分均方根振幅響應(yīng)最強(qiáng)，而扇根和扇端部分的均方根振幅響應(yīng)則相對(duì)較弱，這與砂礫巖體孔隙度分布特點(diǎn)是一致的。依據(jù)砂礫巖體的這一特點(diǎn)，通過巖心試驗(yàn)孔隙度與均方根振幅屬性進(jìn)行相關(guān)性分析，擬合出孔隙度與均方根振幅之間的相關(guān)性，從而獲得各期次砂礫巖體的孔隙度平面分布圖(圖5、6)。

圖5 利95-利98井區(qū)Es4的10砂組孔隙度預(yù)測(cè)圖

圖6 利95-利98井區(qū)Es4的10砂組孔隙度分布圖

以Es4的10砂組為例(圖5、6)，從孔隙度分布的情況可以清楚地看出，扇根和扇端部分的孔隙度較低，而扇中部分的孔隙度較高，是有效儲(chǔ)層的發(fā)育部位。該期砂礫巖體有效儲(chǔ)層的發(fā)育地區(qū)主要位于利853井-利56井一帶的中部以及利96井區(qū)的斷層下降盤，整體呈東西向長(zhǎng)條狀展布。

5 結(jié)論

1)利95-利98井區(qū)Es4砂礫巖儲(chǔ)層主要為多期疊合的近岸水下扇-濁積扇沉積復(fù)合體，巖性復(fù)雜多樣，分選差，孔滲變化大，整體表現(xiàn)為低孔、低滲儲(chǔ)層，其中巖性對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大。

2)利用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法和正、逆累積法綜合確定有效儲(chǔ)層的物性下限，其中滲透率下限為0.878mD，不分巖性時(shí)孔隙度下限為8.0%，礫巖+礫狀砂巖組合孔隙度下限為6.0%，砂巖+含礫砂巖組合孔隙度下限為10%。

3)通過地震正演模擬分析，優(yōu)選出均方根振幅進(jìn)行孔隙度預(yù)測(cè)，在各期次砂礫巖體的孔隙度預(yù)測(cè)平面圖的基礎(chǔ)上，勾繪出有效儲(chǔ)層分布范圍。

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2016-03-10

王躍剛(1979-)，男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)科研管理工作，wangyuegang.slyt@sinopec.com。

TE122.2

A

1673-1409(2016)35-0008-05

[引著格式]王躍剛.利津油田利95-利98井區(qū)沙四段砂礫巖儲(chǔ)層有效性研究及預(yù)測(cè)[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(35):8～12.