海上大井距條件下河流相窄薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)
——以渤中34-X油田北塊1井區(qū)明化鎮(zhèn)組下段Ⅴ油組為例

周連德，田曉平，時(shí)新磊，秦潤(rùn)森 崔龍濤，李揚(yáng)，楊宏飛

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津300452)

海上大井距條件下河流相窄薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)
——以渤中34-X油田北塊1井區(qū)明化鎮(zhèn)組下段Ⅴ油組為例

周連德，田曉平，時(shí)新磊，秦潤(rùn)森 崔龍濤，李揚(yáng)，楊宏飛

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津300452)

在海上井距大、地震資料品質(zhì)差的條件下，亟需一套有效的薄儲(chǔ)層油藏描述技術(shù)，為刻畫河流相成因的薄層砂體展布、指導(dǎo)井位優(yōu)化提供依據(jù)。該次研究采用“兩點(diǎn)定性，兩點(diǎn)定量”法，即在巖心-測(cè)井-地震初次定性判別儲(chǔ)層成因類型后，對(duì)比河工參數(shù)與沿層切片二次定性確認(rèn)成因，再結(jié)合針對(duì)薄層預(yù)測(cè)的反射系數(shù)反演、波形聚類分析等特色技術(shù)，進(jìn)行薄儲(chǔ)層展布的精細(xì)雕刻。研究結(jié)果表明：渤中34-X油田北塊1井區(qū)新近系明化鎮(zhèn)組下段(N1mL)Ⅴ油組為典型的曲流河沉積，以兩條河流相帶(河道和點(diǎn)砂壩)及其夾持的決口扇沉積為主，河道寬142.2～336.6m，點(diǎn)砂壩寬度為1350.6～3197.4m。研究成果對(duì)下一步井位優(yōu)化與潛力挖潛具有指導(dǎo)意義。

河流相；窄薄儲(chǔ)層；反射系數(shù)反演；聚類分析；河工參數(shù)

經(jīng)過40余年的勘探開發(fā)，渤海油田在新近系明化鎮(zhèn)組(N1m)河流相砂巖中獲得了豐厚的石油儲(chǔ)量，已占渤海油田總探明地質(zhì)儲(chǔ)量的56.3%。受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，N1m構(gòu)造較為破碎，復(fù)雜斷塊特征明顯，油藏地質(zhì)條件十分復(fù)雜。渤中34-X油田北塊屬于渤中34-X油田的一個(gè)擴(kuò)邊區(qū)塊，位于黃河口凹陷，主力產(chǎn)油層位為明化鎮(zhèn)組下段下部(N1mL)，埋深介于1250～1800m，厚度介于170～200m。受河流沉積控制，單砂體厚度薄(一般小于5m)，砂巖含量低，橫向變化快，平面上多呈彎曲的長(zhǎng)條狀、樹枝狀等形態(tài)，油、氣、水交互出現(xiàn)，“一砂一藏”的特征明顯。渤中34-X油田北塊1井區(qū)薄儲(chǔ)層生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，N1mL的Ⅴ油組窄薄砂體儲(chǔ)量潛力較大，但砂體展布規(guī)律復(fù)雜，目前對(duì)該區(qū)河流相窄河道薄儲(chǔ)層研究較少、認(rèn)識(shí)較淺[1～6]。

1 海上油田河流相薄儲(chǔ)層研究難點(diǎn)

1)開發(fā)井網(wǎng)稀疏，資料欠豐富。受高開發(fā)成本的制約，海上油田井網(wǎng)密度低，資料相對(duì)較少，需加強(qiáng)地質(zhì)、地震等多方面研究，充分利用現(xiàn)有資料加深地質(zhì)、地震精細(xì)認(rèn)識(shí)。

2)薄儲(chǔ)層沉積模式尚需完善。研究區(qū)N1m河流相儲(chǔ)層以復(fù)雜斷塊油藏為主，受河道控制，砂體頻繁遷移改道，非均質(zhì)性強(qiáng)，砂體成因類型多樣，多因素導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)薄儲(chǔ)層的沉積模式認(rèn)識(shí)不清，多種薄層成因類型仍需商榷。

3)地震資料品質(zhì)與薄層識(shí)別的矛盾。渤中34-X油田北塊1井區(qū)位于海底電纜和拖攬地震資料拼接區(qū)，地震資料品質(zhì)不高；加之N1mL的Ⅴ油組砂體埋藏深(1250～1800m)，地震主頻為25Hz左右，N1m反射層的理論分辨率為30m，薄層單砂體無法識(shí)別。常規(guī)地震的有效頻帶和分辨率不能滿足N1mL砂體描述要求。

針對(duì)上述問題，提出了一套基于大井距條件下河流相薄層預(yù)測(cè)的特色技術(shù)體系。筆者采用“兩點(diǎn)定性，兩點(diǎn)定量”法，即根據(jù)測(cè)井相-地震相初次定性判別儲(chǔ)層成因類型，同時(shí)根據(jù)河工參數(shù)二次定性確認(rèn)，結(jié)合針對(duì)薄層預(yù)測(cè)的反射系數(shù)反演、波形聚類分析方法，進(jìn)行薄儲(chǔ)層展布的精細(xì)雕刻[7～10]。

2 沉積特征

根據(jù)區(qū)域沉積相研究成果，結(jié)合渤中34-X油田的巖心、巖屑和測(cè)井資料，認(rèn)為油田范圍內(nèi)N1mL的Ⅴ油組主要以曲流河沉積為主(圖1)。

1)河道砂體 河床滯留沉積以疊瓦狀礫石為主，向上過渡為邊灘沉積(即點(diǎn)砂壩)，頂部為粉砂質(zhì)、泥質(zhì)的堤岸沉積。測(cè)井曲線呈高電阻率、低自然伽馬、高負(fù)異常自然電位的特征。自然伽馬曲線呈鐘狀、箱狀，少量呈漏斗狀、鐘狀+漏斗狀組合、鐘狀+箱狀組合。

2)天然堤 發(fā)育于河道帶兩岸，縱向上發(fā)育在曲流邊灘之上，電測(cè)曲線呈正韻律特征。

3)決口扇 砂體厚度較薄，常因多期疊加而呈薄互層狀，單層厚度3m左右，累積厚度可達(dá)10m以上。測(cè)井曲線局部具有反粒序特征的反向齒形，反映決口扇前積式席狀砂沉積特征。

4)泛濫平原 為河水泛濫形成的大片細(xì)粒沉積物，紫紅色、棕紅色、灰褐色泥巖與夾薄層含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粉砂巖互層。自然伽馬曲線具有齒化高幅特征，自然電位曲線為齒化平直，電阻率曲線具有齒化低幅特征。

圖1 N1mL的Ⅴ油組沉積微相測(cè)井響應(yīng)特征

3 河流相沉積半定量刻畫

河道、點(diǎn)砂壩寬度的定量刻畫對(duì)輔助預(yù)測(cè)砂體展布具有重要意義。早在20世紀(jì)50年代，Leopold和Wolman[11]就建立了河道寬厚和曲流帶長(zhǎng)度的關(guān)系(圖2)。Strokes測(cè)量了Morrison組河道砂體的大小，厚0.6～30.5m，寬1.5～610m，長(zhǎng)4.5～12km；Knutson研究了Colorado西部Mesaverde組河道砂體，得出曲流河的寬厚比為14：1[12]。

Leeder[13]推導(dǎo)出滿岸河深與河道寬度的關(guān)系：

W=6.8h1.54

(1)

Collinson綜合研究后推導(dǎo)出滿岸河深和點(diǎn)砂壩寬的關(guān)系：

Wm=64.6h1.54

(2)

式中：W是河道寬度，m；Wm是點(diǎn)砂壩寬度，m；h是滿岸河深，m。

圖2 曲流河道參數(shù)計(jì)算示意圖

研究區(qū)N1mL的Ⅴ油組主要以典型曲流河沉積為主，根據(jù)河流深度(河流深度近似等于井上鉆遇河道厚度)與河道寬度、點(diǎn)砂壩寬的關(guān)系從而推導(dǎo)出該區(qū)河道寬度和點(diǎn)砂壩寬度，點(diǎn)砂壩寬厚參考Collinson公式計(jì)算，河道寬度選用Leeder公式計(jì)算。結(jié)果認(rèn)為，研究區(qū)河道寬在142.2～336.6m(平均為216.5m)， Collision法計(jì)算點(diǎn)砂壩寬度為1350.6～3197.4m(平均為2057.0m)(表1)。在地震屬性沿層切片上，通過對(duì)比微相展布參數(shù)，對(duì)初次識(shí)別的河道、點(diǎn)砂壩再次定性確認(rèn)，并結(jié)合屬性地層切片輔助預(yù)測(cè)河道砂體的展布，工區(qū)范圍內(nèi)(1井區(qū))主要以河道、點(diǎn)砂壩、決口扇沉積微相為主，平面展布范圍需要進(jìn)一步結(jié)合地球物理手段。

表1 研究區(qū)曲流河道、點(diǎn)砂壩寬計(jì)算結(jié)果

4 地震屬性分析技術(shù)在薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

圖3 渤中34-X油田北塊1井區(qū)波形聚類屬性平面圖

4.1 波形聚類分析技術(shù)

在常規(guī)屬性分析落實(shí)有利目標(biāo)體邊界的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步落實(shí)有利砂體的邊界，結(jié)合現(xiàn)有的油氣田的波形特征對(duì)比指導(dǎo)新區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。由于沉積地層的巖性與物性參數(shù)的變化與波形形狀的變化是緊密相連的，該次研究主要采用波形聚類分析方法，提取目的層內(nèi)不同道之間波形的相似性，生成自己的模型道，反映不同相帶之間地震數(shù)據(jù)波形逐漸遞變的特征。雖然渤中34-X油田北塊1井區(qū)位于海底電纜和拖攬地震資料拼接區(qū)，但波形形狀刻畫比較清楚。圖3中的深紅色波形表示薄互層中的砂層組相對(duì)較厚，A32井與BZ34-X-1井具有相似的波形，曲流河特征明顯，與剖面分析一致。

4.2 反射系數(shù)反演技術(shù)

反射系數(shù)反演技術(shù)可提高地震資料分辨率，拓寬地震信號(hào)的頻帶范圍，解決薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難題。該技術(shù)大致包括：提取時(shí)變子波；提取計(jì)算反射系數(shù)的奇部和偶部；據(jù)計(jì)算初始反射系數(shù)的方法，反演出高頻成分；高頻成分與奇部、偶部反射系數(shù)，由權(quán)重函數(shù)控制，組合出完整的寬頻反射系數(shù)體。相比常規(guī)稀疏脈沖反演，反射系數(shù)反演對(duì)薄層調(diào)諧效應(yīng)更加敏感，能夠有效地消除薄層的調(diào)諧效應(yīng)，并且抗噪能力較強(qiáng)。

通過圖4、5對(duì)比可以清楚地看到，在渤中34-X油田北塊1井區(qū)砂體的展布預(yù)測(cè)中，稀疏脈沖反演中對(duì)砂體有響應(yīng)的地方，反射系數(shù)反演都有響應(yīng)，而且反射系數(shù)反演對(duì)砂體的展布預(yù)測(cè)分辨率更高，特別是橢圓框中目的層識(shí)別比較清楚，井-震匹配性更好，從已知井上驗(yàn)證了反射系數(shù)反演的有效性。

圖4 渤中34-X油田北塊1井區(qū)稀疏脈沖反演(a)及反射系數(shù)反演(b)對(duì)比圖

圖5 渤中34-X油田北塊1井區(qū)稀疏脈沖反演(a)與反射系數(shù)反演平面圖(b)

5 實(shí)際應(yīng)用

在測(cè)井相-地震相定性判別儲(chǔ)層成因類型的基礎(chǔ)上，結(jié)合波形聚類、反射系數(shù)反演技術(shù)分析的薄層展布特征，同時(shí)參考研究區(qū)的河道滿岸河寬、點(diǎn)砂壩寬度，精細(xì)雕刻薄儲(chǔ)層展布。研究區(qū)主要發(fā)育2條河流相帶及其夾持的決口扇沉積(圖6)。通過2口新鉆井(D25井、D26井)對(duì)上述研究結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證：D25井位于決口扇主體部位，鉆遇儲(chǔ)層較厚；D26井位于決口扇邊部，鉆遇儲(chǔ)層相對(duì)較薄(圖7)。

圖6 渤中34-X油田北塊1井區(qū)沉積微相平面圖

圖7 渤中34-X油田北塊1井區(qū) N1mL的Ⅴ油組地層對(duì)比圖(D25井、D26井鉆后)

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1) 綜合分析渤中34-X油田北塊1井區(qū)多口井的巖心、巖屑和測(cè)井資料認(rèn)為，油田范圍內(nèi)N1mL的Ⅴ油組以典型的曲流河沉積為主，河道寬142.2～336.6m，點(diǎn)砂壩寬度為1350.6～3197.4m，決口扇沉積呈砂泥薄互層特征，單層砂體厚度大多小于3m，累積厚度可達(dá)10m左右。

2) 反射系數(shù)反演可以有效提高地震資料的分辨率，在薄互層識(shí)別上具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)砂體的刻畫較為精細(xì)。該反演與波形聚類相結(jié)合對(duì)1井區(qū)砂體展布特征進(jìn)行刻畫，結(jié)果表明，N1mL的Ⅴ油組主要發(fā)育兩條河流相帶(河道和點(diǎn)砂壩)及其夾持的決口扇沉積。研究結(jié)果對(duì)下一步井位優(yōu)化與挖潛具有指導(dǎo)意義。

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[編輯] 龔丹

2016-07-06

國(guó)家油氣重大專項(xiàng)(2011ZX05023-006-002)。

周連德(1982-)，男，碩士，工程師，現(xiàn)從事油田開發(fā)地質(zhì)研究、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)工作，zhould@cnooc.com.cn。

P631.44

A

1673-1409(2017)11-0022-05

[引著格式]周連德，田曉平，時(shí)新磊，等.海上大井距條件下河流相窄薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(11):22～26.