曾選萍,代黎明,鄭江峰

(1.中海石油能源發(fā)展股份有限公司采油工程研究院,天津濱海新區(qū)300452;2.中海石油(中國)天津分公司)

地質(zhì)-地震一體化中深層儲層預(yù)測
——以KL10-1構(gòu)造為例

曾選萍1,代黎明2,鄭江峰2

(1.中海石油能源發(fā)展股份有限公司采油工程研究院,天津濱海新區(qū)300452;2.中海石油(中國)天津分公司)

KL10-1是最近在渤海海域發(fā)現(xiàn)的大型古近系沙河街組油田,精細中深層儲層預(yù)測是高效快速評價 KL10-1大型油田的主要問題。為探索中深層沙三中段儲層的分布規(guī)律,采用了地質(zhì)-地震一體化儲層預(yù)測新技術(shù)。根據(jù)沙三段物源方向,進行層序地層劃分,建立沙三段沉積模式。分析表明沙三段主要含油層位是高位域辮狀河三角洲儲集體,該期三角洲可分為4期砂體,在KL10-1油田沙三段油層主要是其中兩期。在沉積模式的指導(dǎo)下,以體系域為制圖單元組合,提取地震屬性,進一步預(yù)測儲層橫向展布。地質(zhì)-地震一體化技術(shù)的應(yīng)用證實,KL10-1構(gòu)造目的層儲層分布穩(wěn)定,由西南向東北有變差的趨勢。

渤海海域;儲層預(yù)測;層序地層;地震屬性

KL10-1構(gòu)造位于渤海南部萊州灣凹陷北部陡坡帶,依附于長期繼承性活動的萊北一號大斷層發(fā)育,由上升盤的披覆半背斜和下降盤的斷裂半背斜組成(圖 1)。2008年,依托二維地震資料,在KL10-1構(gòu)造鉆探了 KL10-1-A井,鉆遇了豐厚的油層(特別是沙三段),通過計算三級石油地質(zhì)儲量可預(yù)測該構(gòu)造將是大中型油田,成功地實現(xiàn)了萊州灣凹陷油氣勘探領(lǐng)域上的突破。

圖1 KL10-1構(gòu)造區(qū)域位置

對于投入高、風(fēng)險大、鉆井少的海上油氣勘探,采用有效可靠的新的儲層預(yù)測技術(shù)是石油勘探的必要和必須的技術(shù)。2009年初在三維資料的基礎(chǔ)上,采用了四級層序地層格架內(nèi)的地質(zhì)-地震一體化儲層預(yù)測技術(shù),在層序地層學(xué)的指導(dǎo)下,以巖心相、測井相、地震相、宏觀沉積相分析為基礎(chǔ),建立 KL10 -1構(gòu)造及圍區(qū)中深層儲層砂體的地質(zhì)-地球物理響應(yīng)關(guān)系,結(jié)合屬性分析等技術(shù)預(yù)測辮狀河三角洲砂體在構(gòu)造區(qū)的平面分布特征。

1 地質(zhì)模式的建立

1.1 物源分析

前人研究發(fā)現(xiàn),萊州灣凹陷在發(fā)育過程中主要有兩大物源:一是古黃河水系,二是廟西水系。通過作穩(wěn)定重礦物柱狀圖分析(圖2),在沙二段、沙三上段和沙三中段,KL9-A、KL10-B、KL10-C、KL11-D井的穩(wěn)定重礦物百分含量逐次升高,這個現(xiàn)象從一個角度說明萊州灣凹陷在此時期物源來自西部的墾東凸起。沙一段沉積時期以后,物源發(fā)生了變化,主要是近源的剝蝕再沉積。此外從ZTR指數(shù)分析看(圖3),在沙二段、沙三段 KL11-D井的ZTR值相對凹陷西部的KL9-A和KL10-C井?dāng)?shù)值較高,說明物源來自于凹陷的西部或西南部的古黃河水系。

1.2 層序特征

KL10-1構(gòu)造沙三中層序頂、底面為三級層序界面,該級次界面是由盆地構(gòu)造活動、氣候變化和物源供給因素導(dǎo)致的三級沉積基準(zhǔn)面升降旋回和可容納空間變化形成的,是沉積基準(zhǔn)面下降而產(chǎn)生的侵蝕不整合面、路上暴露面或與之對應(yīng)的界面[1-3]。依據(jù)地震反射特征、巖相組合、測井曲線特征、古生物組合等資料,可將沙三中段劃分為一個完整的三級層序[4-6]。

圖2 穩(wěn)定重礦物百分含量

圖3 ZTR指數(shù)柱狀圖

1.2.1 地震相特征

KL10-1構(gòu)造沙三中層序頂?shù)酌婢鶠橄鄬^整一的界面,其底界面為沙三下層序高位體系域之后的連續(xù)沉積面,在地震上表現(xiàn)為連續(xù)中振幅平行反射[7],其頂界面則為大型前積辮狀河三角洲的頂積層的結(jié)束面,在地震上表現(xiàn)為低頻連續(xù)強反射。這種特征正是起源于海相被動大陸邊緣的經(jīng)典層序地層學(xué)難以完全套用于陸相斷陷湖盆的原因之一。因為海盆大陸架地形坡度十分平緩,海平面的波動能夠引起大面積的暴露,所以不整合面十分發(fā)育,而陸相斷陷盆地坡度比海盆要陡得多,即使湖平面大規(guī)模升降也難以造成大范圍的暴露剝蝕,所以陸相湖盆中層序界面往往并不是不整合面,而是表現(xiàn)為相對整合的界面。沙三中層序初始湖泛面和最大湖泛面均為強的連續(xù)反射同相軸,前者為整一反射關(guān)系,后者為下超反射面[8]。這兩個界面在地震剖面上把沙三中層序劃分為具有低頻斷續(xù)強反射特征的低位體系域(LST)、平行反射結(jié)構(gòu)的湖泛體系域(EST)和具有大型前積反射結(jié)構(gòu)的高位體系域(HST)(圖4)。

圖4 高位域Ⅰ期和Ⅱ期辮狀河三角洲宏觀地震相

1.2.2 測井相特征

沙三中層序界面在測井曲線上的表現(xiàn)形式為:層序界面位于測井曲線基值發(fā)生明顯改變的轉(zhuǎn)折處,界面之上為相對高伽馬值、低自然電位基值。這是因為沙三中層序是整個沙三沉積期內(nèi)湖平面一直處于明顯的相對高水位下形成的。體系域界面由于受界面性質(zhì)和巖相變化的影響,其界面電性特征不同于三級層序的頂?shù)捉缑?。在本區(qū)初始湖泛面位于伽馬值開始升高、電位開始明顯降低的部位,最大湖泛面則位于伽馬值最高處,電阻率曲線往往呈現(xiàn)刺刀狀尖峰,這往往是由含鈣質(zhì)泥巖造成的。

1.2.3 巖相特征

通過綜合研究萊州灣凹陷 KL10-1構(gòu)造沙三中層序界面發(fā)現(xiàn),層序界面在巖相上有如下表現(xiàn)形式:層序界面之上為一套以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主的湖相泥坪沉積,在局部地區(qū)可能發(fā)育含礫砂巖的低位斜坡扇沉積,目前沒有井鉆遇,有待證實。這也是今后的勘探潛力方向之一。

1.2.4 古生物特征

古生物在層序界面上下主要表現(xiàn)為生物組合有明顯變化,反映了生物演化階段性和環(huán)境突變,對體系域界面而言,其古生物特征表現(xiàn)為初始湖泛面常位于一個層序內(nèi)古生物開始大量繁盛的部位,最大湖泛面則位于古生物最為繁盛的部位。

1.2.5 層序格架

根據(jù)以上分析,KL10-1構(gòu)造主力含油層系沙三中段是高位體系域大型前積辮狀河三角洲儲集體,根據(jù)三角洲的大型頂超面可將高位體系域細分為兩期三角洲。高位期湖泊退縮,物源供給豐富,三角洲沉積大面積覆蓋,砂體連通性較好。

1.3 沙三段砂體沉積模式

結(jié)合物源和層序發(fā)育特征,KL10-1構(gòu)造沙三段儲集體主要來自西部或西南部墾東青坨子凸起的古黃河水系,沙三中層序低位域時期物源較少,以泥包砂結(jié)構(gòu)為主,主要發(fā)育了一套西南-北東方向的斜坡扇;湖泛域在凹陷西部邊緣發(fā)育辮狀河三角洲;高位域時期隨著湖盆的不斷萎縮,物源面積大,供應(yīng)最充分,砂體自西向東持續(xù)推進(圖5)。整個高位域幾乎滿凹含砂,是 KL10-1和鄰區(qū)最主要的含油層系,其中高位域早期在辮狀河三角洲扇體前端還發(fā)育一套湖底扇,高位域晚期扇體一直延伸到凹陷東部邊緣。沙三上繼承了沙三中的物源方向,仍然來自西部,只是扇體的范圍小得多,在 KL10-1構(gòu)造區(qū)以濱淺湖砂質(zhì)灘壩沉積為主。

圖5 KL10-1構(gòu)造及圍區(qū)沉積模式

2 地震屬性響應(yīng)

地質(zhì)-地震儲層預(yù)測技術(shù)的核心是地震和地質(zhì)的緊密結(jié)合,地震與地質(zhì)結(jié)合表現(xiàn)在如何將地震反射特征與層序內(nèi)部的體系域結(jié)合起來,再通過層間地震屬性將不同體系域內(nèi)不同期次三角洲砂體分布特征清晰地刻畫出來[9]。

在鉆井層序地層劃分之后,制作合成地震記錄,精細標(biāo)定各期辮狀河三角洲湖進域和高位域。合成地震記錄與實際地震資料對應(yīng)關(guān)系非常好,為進一步儲層預(yù)測工作奠定了堅實的基礎(chǔ);并且富泥湖進域在地震資料上主要對應(yīng)低頻強反射,而富砂高位域內(nèi)部則為高頻弱反射特征,這也是利用地震屬性進行儲層預(yù)測的主要地球物理依據(jù)。

在精細層序地層標(biāo)定的基礎(chǔ)上,對各期辮狀河三角洲湖進域和高位域的頂?shù)酌娣謩e進行了精細追蹤解釋,主要利用振幅類和頻率類屬性,并結(jié)合古地貌、沉積環(huán)境等地質(zhì)分析,對各期辮狀河三角洲的儲層發(fā)育情況進行預(yù)測,其中富砂區(qū)為高頻弱反射特點,反之低頻強反射為貧砂區(qū)[10]。

從均方根振幅和瞬時頻率屬性圖上可以看到,沙三中時期辮狀河三角洲從西南方向逐步推進,具有多期發(fā)育的特點,并且推進范圍較廣,構(gòu)造范圍內(nèi)均有分布,儲層發(fā)育程度得到了鉆井證實。

3 結(jié)語

地球物理技術(shù)與層序地層分析相結(jié)合,在KL10-1構(gòu)造儲層預(yù)測中取得了良好的效果。成功刻劃了沙河街組各期辮狀三角洲沉積展布,總結(jié)出三角洲富砂部位的地震響應(yīng)特征,對沙河街組下一步評價起到了重要的指導(dǎo)作用。

陸相斷陷湖盆古近系物源多、相變快、構(gòu)造運動頻繁、湖平面波動大,加之深層地震資料分辨率的限制,這些因素使得中深層儲層預(yù)測難度較大,因此采用地質(zhì)-地震一體化技術(shù)聯(lián)合預(yù)測有利砂體的分布,層序地層學(xué)分析技術(shù)是二者的有力結(jié)合點,在層序地層格架內(nèi)的精細地質(zhì)分析和地震相及地震屬性的解釋可以相互約束,相互驗證,減少了地震屬性的多解性,從而能更準(zhǔn)確的從成因類型的角度對儲層進行預(yù)測。

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TE112.2

A

1673-8217(2010)05-0037-03

2010-04-30;改回日期:2010-06-03

曾選萍,工程師,1968年生,2001年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石油地質(zhì)專業(yè),現(xiàn)從事地質(zhì)評價工作。

國家重大科技專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2008ZX05000-23),專題“近海隱蔽油氣藏勘探技術(shù)”(2008ZX05000-23-2)。

編輯:吳官生