辮狀河沉積儲層預測技術
——以大港探區孔店油田為例

趙子豪 李 凌 馬躍華 吳麗穎 張 謙

（①西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500；②東方地球物理公司研究院大港分院，天津300280）

辮狀河沉積儲層預測技術
——以大港探區孔店油田為例

趙子豪*①李 凌①馬躍華②吳麗穎②張 謙①

（①西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500；②東方地球物理公司研究院大港分院，天津300280）

大港探區孔店油田館陶組為辮狀河沉積。辮狀河沉積，近物源，儲層較厚，以“砂包泥”為特征，儲層復雜多變，一般高孔高滲。由于這些特點，在以往的研究中通常以構造控藏思路為主。然而隨著開發的推進及鉆井的增多，多區存在“高水低油”的油藏關系矛盾。成藏規律復雜，儲層的展布及變化不清。所以非常有必要展開儲層的精細預測，從而明確井間儲層分布規律，為巖性油氣藏的研究奠定基礎。本文首先利用地層切片技術宏觀分析研究區的沉積背景；然后在模型正演的指導下，應用90°相位化技術、分頻技術劃分沉積相帶；最后應用流體活動性屬性預測研究區儲層含油氣性。

辮狀河 儲層預測 90°相位化 譜分解 流體活動性

1 引言

對于陸相沉積盆地而言，發育辮狀河相和曲流河相兩種河道砂類型，以及三角洲沉積相中發育的主河道、分流河道、水下分支河道等河流相關的微相類型。其中，曲流河具有河道穩定的特點，易于在地震數據體中進行預測，在以往的研究中更注重于曲流河相巖性油氣藏的研究［1］。包括河道砂體的內部構型研究大多是針對曲流河展開［2］。由于地震資料難以預測河道形態和發育規模，所以對于辮狀河河道砂類型巖性油氣藏的研究較少。筆者在大港探區孔店油田館陶組辮狀河沉積儲層的研究中發現，研究區多口井儲集層的初始含油飽和度及油水界面均存在較明顯的差異，油水關系用構造油氣藏的思路很難解釋。侯加根等［3］運用砂體構型的研究方法來解決油水關系矛盾的問題，然而該方法主要應用于開發區，在大量鉆井資料的基礎上進行。需要用地震屬性儲層預測技術預測井間的儲層展布規律。本文針對此問題，首先利用地層切片技術宏觀分析研究區的沉積背景；然后在模型正演指導下，應用90°相位化技術和分頻技術劃分沉積相帶；最后應用流體活動性預測研究區含油氣性。

2 研究區地質概況

孔店油田構造位置位于黃驊坳陷孔店凸起構造帶的東北坡，是一個被斷層切割的披覆背斜構造。研究區夾持于滄東凹陷和歧口凹陷之間。多年的勘探開發證實，滄東凹陷孔二段是黃驊坳陷南區的主要生油層系，以湖相灰黑色泥頁巖為主，為優質烴源層暗色泥巖，最大厚度為450m，面積為1165km2。歧口凹陷沙三段烴源巖分布廣泛，厚度為100～1000m，具有很強的生烴能力，油氣資源豐富［4］。前人研究證實，本區館陶組為辮狀河沉積，物源供給豐富，砂體厚，繼承性明顯；具有“砂包泥”特點，巖性以粒度較粗的砂巖為主，是該區的主要儲集層，物性較好，一般高孔、高滲。按照相序特征將本區縱向上劃分為三個油組，分別為館一油組、館二油組、館三油組（記為NgⅠ、NgⅡ、NgⅢ）。館一油組和館三油組巖相粒度較粗，館二油組較細。以往研究以斷背斜構造圈閉為主，隨著勘探開發程度的深入，構造型圈閉在本區已經很難再有新發現。本次研究以巖性圈閉為主，急需合適的地震屬性分析技術來有效地刻畫巖性圈閉。

3 沉積相帶預測

3.1 地層切片尋找河道

與研究曲流河類似，辮狀河的研究同樣宏觀上應用地層切片技術逐層尋找河道，預測河道展布情況。通常地層切片的方法有三種：平行于底，平行于頂，層間插值［5］。利用層間插值制作地層切片從而反映河道展布的方法更加合理。首先通過層位標定識別三級層序界面，然后在層序界面之間進行層位內插，對每一內插層制作沿層切片，最后對切片進行地質分析。

按照研究河道的思路，首先在解釋層位明化鎮組底界與館陶組底界之間進行層位內插，然后對應每一個內插層制作沿層切片，最后通過逐層瀏覽，宏觀上尋找有利河道。圖1顯示在本區館Ⅱ油組內部存在北東—南西向展布河道（藍色虛線為河道展布方向及趨勢線），多條、多期次疊置發育。預測在不同期次河道間存在廢棄河道或者壩間泥（圖1中偏藍色、綠色部分），對河道砂體起到封堵作用，有利于形成巖性油氣藏。為了進一步明確巖性成藏情況，需要進行沉積微相的預測及劃分。

圖1 地層切片河道展布預測

3.2 沉積微相預測

如圖2所示，研究區K59井區在構造高部位（K104、K59-8）和低部位（K1026）均鉆遇工業油流，屬于孔店油田的主力開發區塊。隨著鉆探程度深入，在高、低部位均鉆遇水層（K59-19、K59、K1035），而K91井油水同出。該區成藏關系復雜，與構造不完全匹配，說明該區沉積微相較為復雜，控制了該區儲層的沉積及油藏分布。為了明確該區沉積特點，利用井震結合的思路，從精細地層對比出發，分析目的層段沉積特點；然后應用地球物理技術進行預測。

圖2 K59井區館Ⅱ油組底界構造圖（等值線單位：m）

3.2.1 精細地層對比

地層對比的目的在于：①識別不同井之間儲層的相變關系；②研究油氣藏之間的儲蓋組合關系；③發現有利層系之間的關系；④探索潛力層系。圖3為按海拔拉平的地層對比圖。由圖可見：越往構造低部位，含油層系越高；在每套含油層系的最高部位出現儲層減薄趨勢；研究區K104井區為館Ⅲ油組頂部厚層砂巖成藏，砂體厚度為20～40m，構造控藏明顯；K59-8區各井館Ⅱ油組具有類似曲流河的“泥包砂”或者“薄互層”沉積特征，砂巖厚度為5～20m；館Ⅱ油組底部泥巖穩定分布，厚度為10～40m不等。通過地層對比發現，砂體發育較厚的部位較難形成巖性油氣藏，因為其對封堵條件要求較高；泥多砂少的層位和區帶（K59-8井區和K91井區館Ⅱ油組）較容易形成巖性油氣藏，因為較薄的砂巖容易被封堵。K91井區，儲層1向構造高部位逐漸減薄尖滅，與高部位的泥巖接觸，形成側向封堵；K59-8井區，儲層2向高部位減薄尖滅，與儲層1類似，形成巖性油氣藏。整體看來，館Ⅱ油組相變較快，為薄層或者薄互層沉積，存在大套穩定的泥巖沉積，有利于巖性油氣藏的形成。因此關鍵問題就是通過地球物理技術預測薄層或者薄互層的存在，進而預測有利的巖性成藏區和儲層展布。

3.2.2 預測方法

地震沉積學方法［5］通常是識別薄層的有效方法，如地層切片、90°相位化、譜分解技術等。90°相位化技術由Zeng等［5］基于地震沉積學思想提出，認為對于薄層而言，90°相位剖面最大振幅處對應于砂體位置。研究中運用這種思想，通過對90°相位化后的剖面與原始地震數據剖面的對比，認為90°相位化技術能夠很好地解決薄儲層條件下砂體的識別。譜分解技術是20世紀90年代中期Partyka等［6］利用短時傅里葉變換（STFT）在短時窗內通過頻譜分解研究薄層變化，并提出了譜分解概念。高頻對應薄層響應；低頻對應厚層響應。通過從低頻到高頻的逐頻掃描，觀察不同頻率切片上的振幅變化可以判斷沉積相帶、物源方向以及砂體厚度分布。

為了更好地預測薄層及薄互層儲層的分布，首先針對這種地質特點的儲層設計地質模型進行數值正演模擬。設計了一個包含薄層及薄互層的地質模型，如圖4所示。圖4a為速度模型，模型中蓋層速度為2000m／s；過渡巖性速度為2700m／s；砂巖速度為3000m／s。用主頻為26Hz的雷克子波進行正演模擬，由此計算

模型中設置頂部蓋層厚度為25m，儲層厚度均為10m，顯然頂底是無法分開的。層與層之間的間隔由淺至深分別為20、25、50、10m。正演模擬結果如圖4所示。

利用以上數據，設計模型（圖4a）對90°相位化技術及譜分解技術對于薄互層的識別能力加以驗證。為了分析90°相位化技術及譜分解技術對于薄層的識別，分別對模擬數據做了90°相位化處理、譜分解處理以及對譜分解得到的單頻體再做90°相位化處理等。從計算結果看，綠色箭頭所指層位為參考層，由于其上下層之間的干涉，原始零相位地震剖面（圖4b）不僅不能分辨其頂底反射，甚至難以識別其反射特征。從計算結果中能夠得到以下認識：即90°相位化技術能夠較好地識別薄層（圖4d），但是在原始數據90°相位剖面上對于參考層的識別相對模糊；對數據進行譜分解，求取單頻體，在35Hz單頻剖面（圖4c）上也能較好地識別薄層，但分辨率亦較低；進而在單頻體基礎上再進行90°相位化（圖4e），則識別精度相對較高。實驗表明，在實際中可以應用該技術進行薄層分析，以取得更好的預測效果。

3.2.3 微相預測及分析

圖5a為K91、K59-20、K59-8三口井的地層對比情況。按海拔拉平，每口井的構造相對高度及接觸關系如圖所示，儲層1與儲層2之間不連通，為兩套獨立的油藏系統。圖5b為對應三口井的90°相位化的地震剖面，在該剖面上能夠較好地解釋圖5a中所見的井間關系及油藏情況。而在圖5c中原始的地震剖面上很難體現這樣的關系。通過對連井剖面的井震結合分析，在90°相位化的剖面上能夠很好地解釋不同油藏系統的油水關系問題，油藏關系與所鉆井吻合。

分析認為，90°相位化技術在本區應用效果的確較好。結合前文中的正演模擬分析得到的認識，筆者對原始地震數據進行譜分解，然后對單頻體進行90°相位化處理，再提取均方根振幅屬性，如圖6所示，圖中藍色虛線左側為構造成藏區，右側為巖性成藏區。利用此屬性圖來預測研究區的沉積相帶分布，進而對研究區的儲蓋組合關系以及油藏關系進行分析。對于預測屬性圖的分析，本文參考前人對辮狀河微相的研究，結合本區測井相對研究區的沉積微相分布進行預測。在辮狀河沉積環境下，對于油氣藏的分析應當根據其古沉積背景，建立不同的油藏分析模式。圖中藍色虛線西側沉積期A／S（可容納空間與沉積物供給率之比）較小，物源充足，河道砂體大范圍沉積，主要發育厚層砂巖，其上覆地層以20～40m厚的泥巖為主，形成很好的蓋層。所以該區域以孔104井為代表，主要形成構造油氣藏。地震屬性分析認為，藍色虛線東側，砂體呈不連片發育，砂泥比例比較小，古沉積時期，A／S較大，物源不夠充足，砂體厚度較薄，以砂泥互層沉積為主，局部泥質發育較好，可以為巖性油氣藏的形成提供側向封堵條件。因此以K59-8為代表的一批井，其成藏模式是建立在巖性成藏的體系之下。對于辮狀河沉積而言，巖性油氣藏儲蓋組合微相為心灘與廢棄河道、壩間泥和落淤層。其中廢棄河道和壩間泥可以形成側向封堵，落淤層主要起到縱向上對油氣藏的分割作用。圖中黑色虛線為預測心灘發育的范圍，粉色虛線為壩間泥、廢棄河道的發育部分。結合構造的配置關系，泥巖形成有效的側向遮擋，在心灘發育的位置形成巖性油氣藏。

圖4 模型正演結果

圖5 K91—K59-8連井對比

圖6 90°相位化數據26Hz單頻體（NgⅡ內部油層）均方根振幅屬性圖—辮狀河沉積微相預測圖

4 含油氣性預測

在沉積微相劃分的基礎上，針對目標區進行含油氣性預測。Silin［7］提出了一個描述頻譜低頻的新屬性——流體活動性（fluid mobility）。這種屬性是求出頻譜低頻段的變化率，它很好地描述了低頻能量的變化。低頻能量的變化反映了儲層的滲透性［7］。流體活動性的計算公式為

式中：M為流體活動因子；F為流體函數；K為滲透率；ρ為流體密度；μ為流體黏度；f為地震信號頻率；r為近似地震振幅。圖7為流體活動性計算示意圖。

對實際井旁地震道進行振幅譜分析，圖8所示為提取的原始譜，實際的振幅譜與理論上存在較大的差異。研究中進一步分析低頻段的譜，選擇8～15 Hz為研究頻段，這樣在求取振幅對頻率的偏導時不用考慮負數影響。

圖9為原始地震數據地層切片結果。預測結果受異常強振幅（K57、K88所在區域）干擾，與鉆井吻合程度很差。圖中K104井和K59-8井均為出油井，然而預測結果為不利區域，所以原始地震數據地層切片不能很好地反映含油氣性。圖10為流體活動性預測結果，該結果與鉆井具有較好的一致性。由圖10與圖9的對比可以看出，流體活動性屬性能夠較好地剔除較強能量團對儲層預測的影響，從而較有效地預測含油氣性。

圖7 流體活動性原理示意圖［7］

圖8 頻譜分析圖

圖9 原始地震數據館Ⅱ油組內部油層地層切片

圖10 館Ⅱ油組內部油層流體活動性屬性

5 結論與認識

本文通過應用地層切片技術、90°相位化技術、譜分解技術以及流體活動性等，有效地解決了巖性油藏分布的預測問題。通過研究得到以下認識：①地層切片技術能夠宏觀預測河道展布方向；②譜分解技術結合90°相位化技術，能夠較準確地刻畫薄層分布；③流體活動性屬性能夠有效預測本區巖性成藏區。

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P631

A

10.13810／j.cnki.issn.1000-7210.2017.01.021

趙子豪，李凌，馬躍華，吳麗穎，張謙.辮狀河沉積儲層預測技術——以大港探區孔店油田為例.石油地球物理勘探，2017，52（1）：152-159.

1000-7210（2017）01-0152-08

*四川省成都市新都區新都大道8號西南石油大學地球科學與技術學院，610500。Email：361758536＠qq.com。

本文于2016年5月3日收到，最終修改稿于同年12月6日收到。

（本文編輯：劉英）

趙子豪 碩士研究生，1992年生；2015年畢業于西南石油大學資源勘查工程專業，獲學士學位；現在西南石油大學攻讀地質專業碩士學位；主要從事沉積、儲層和石油地質方面的研究。