張鵬飛，高永進(jìn)，楊培杰，吳克峰，張麗，王文彬

（中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營257015）

0 引言

含油砂體是多個地質(zhì)要素在多種地質(zhì)過程的綜合作用下形成的一種復(fù)雜地質(zhì)體。前人研究表明，砂體能否成藏，受控于多種地質(zhì)因素，例如沉積相帶［1-11］、儲層物性［12-16］、儲層孔隙結(jié)構(gòu)［17］、儲層非均質(zhì)性［18-19］、排烴強(qiáng)度［20-22］、蓋層厚度、圈閉距排烴中心的距離、圈閉位置的流體勢［23-24］等。

李丕龍等［25］和王永詩［26］提出了油氣成藏的“相”“勢”耦合理論，將上述的一系列砂體含油性控制因素歸結(jié)為“相”和“勢”2 個方面。該理論認(rèn)為，流體勢的大小與沉積相帶的耦合決定了儲層含油性，即流體勢越大，儲層物性越好，含油性越好。

對砂體含油性的預(yù)測，前人做了大量統(tǒng)計分析和研究工作，按照預(yù)測的思路和技術(shù)方法不同，可分為3大類，分別為地球物理方法、地質(zhì)定性對比和地質(zhì)定量預(yù)測方法。

地球物理方法主要基于地震資料的含油氣檢測技術(shù)［27-30］。前人分析認(rèn)為，與儲層中含油氣異常有關(guān)的地震屬性包括瞬時相位、反射強(qiáng)度中值濾波能量、平均振動能量等近30 種［27］。在實(shí)際操作中，還須針對敏感屬性進(jìn)行優(yōu)選。由于地震資料分辨率有限，且對地震資料品質(zhì)的要求較高，該方法在砂體含油性預(yù)測實(shí)踐中運(yùn)用較少。

地質(zhì)定性對比方法主要從與砂體成藏相關(guān)的幾個因素出發(fā)，通過綜合對比分析，對不同地區(qū)、不同類型的砂體含油性進(jìn)行定性判斷和預(yù)測。如陳秀艷等［31］從距油源遠(yuǎn)近、砂體物性、圈閉條件等3 個方面對三角洲-濁積巖體系中發(fā)育的幾種巖性體進(jìn)行對比，認(rèn)為滑塌濁積扇和部分遠(yuǎn)源濁積巖的含油性要優(yōu)于坡移堆積體和水下碎屑流。

在含油性地質(zhì)定量預(yù)測方面，前人針對不同地區(qū)、不同圈閉類型做過很多研究工作［32-34］。比較具有代表性的如張俊等［33］將含油性控制因素歸結(jié)為生排烴、儲集、運(yùn)聚和保存4 個子系統(tǒng)，對砂體埋深、沉積微相等13 個地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行定量統(tǒng)計或賦值。

在此基礎(chǔ)上，通過多元線性回歸，分別建立了孤立砂體及斷層溝通砂體的油氣充滿度預(yù)測公式。該成果從巖性油藏的形成機(jī)理入手，選擇了主控因素進(jìn)行量化，對含油性進(jìn)行定量預(yù)測，其思路清晰、方法合理、推導(dǎo)縝密，可作為研究范本。但該方法涉及的地質(zhì)參數(shù)多、過程復(fù)雜，在油田實(shí)際生產(chǎn)部署中可操作性差，很難推廣應(yīng)用。

本文緊貼油田生產(chǎn)實(shí)際，選擇與砂體含油性緊密相關(guān)的少量參數(shù)進(jìn)行定量統(tǒng)計、回歸運(yùn)算，探索了1 套易于掌握、操作簡便的含油性定量預(yù)測方法，對油田生產(chǎn)部署具有一定的指導(dǎo)作用。

1 地質(zhì)背景與技術(shù)思路

東營凹陷洼陷帶是斷陷盆地發(fā)展過程中長期持續(xù)沉降形成的低洼構(gòu)造單元。沙河街組三段中亞段（以下簡稱沙三中） 沉積時期洼陷帶主要發(fā)育來自東南部的東營三角洲-濁積巖沉積體系。濁積砂體廣泛發(fā)育，縱向上相互疊置，橫向上連片分布。實(shí)鉆資料證實(shí)，濁積砂體含油性差異非常大，縱向上單井鉆遇相鄰的多套砂體，雖然成藏條件基本一致，但油水間互現(xiàn)象非常普遍，橫向上距離很近的井所鉆遇的砂體含油性同樣差別很大。

針對這一問題，本文從典型油藏及失利井解剖出發(fā)，結(jié)合前人關(guān)于濁積巖成藏影響因素的研究成果，明確了研究區(qū)濁積巖成藏主控因素，并對其進(jìn)行量化統(tǒng)計。在此基礎(chǔ)上，首先，對各主控因素與砂體含油性進(jìn)行相關(guān)性分析，同時綜合考慮方法的合理性和可操作性，對參數(shù)進(jìn)行篩選，最終確定參與回歸運(yùn)算的地質(zhì)參數(shù)；然后，再運(yùn)用多元線性回歸方法，得到砂體含油性的定量預(yù)測模型；最后，運(yùn)用未參與回歸運(yùn)算的樣本井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，以驗(yàn)證該模型是否可靠?？傮w預(yù)測技術(shù)思路如圖1所示。

圖1 濁積砂體含油性定量預(yù)測技術(shù)思路

2 濁積砂體識別與參數(shù)統(tǒng)計

本文的主要研究對象為東營三角洲-濁積巖體系中的濁積砂體。東營三角洲為我國東部陸相斷陷盆地中典型的進(jìn)積型三角洲，沙三中沉積時期為其發(fā)育的鼎盛期，三角洲在不斷向前推進(jìn)過程中，在其前方發(fā)育了多期次、疊合連片分布的滑塌濁積巖沉積。

濁積砂體在地震剖面多表現(xiàn)為弱振幅、連續(xù)性差的透鏡狀或蠕蟲狀反射結(jié)構(gòu)。鉆井資料揭示，在大套三角洲前緣砂體的下方，往往發(fā)育更早期沉積的多套濁積砂體，表現(xiàn)為夾在深灰色泥巖、油頁巖中的孤立狀薄層粉細(xì)砂巖，自然電位曲線多呈指狀特征（見圖2）。

典型油藏及失利井解剖證實(shí)，研究區(qū)濁積砂體含油性受地層壓力系數(shù)、橫向距油源斷裂距離、垂向距下伏烴源巖距離等3 個因素控制明顯。高地層壓力、與油源斷層直接溝通或接近、埋深較大、靠近下伏烴源巖的濁積砂體含油性相對更好。

油層平面分布受有效儲層展布控制比較明顯［35］。借鑒前人含油性影響因素的相關(guān)研究成果，最終確定統(tǒng)計的參數(shù)包括砂體埋深、砂體厚度、孔隙度（由聲波時差計算得出）、地層壓力系數(shù)（地層測試數(shù)據(jù)）、距油源斷層距離共5 項(xiàng)。

需要說明的是，研究區(qū)濁積巖富集層系之下則為沙三下優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育段，埋深較穩(wěn)定，通常在3 200～3 400 m。因此，可用砂體埋深來近似反映濁積巖距下伏烴源巖的距離。本次研究共統(tǒng)計了82 口井246 個單砂體的1 230 個數(shù)據(jù)。

圖2 三角洲-濁積巖體系沉積模式與濁積砂體單井識別特征

3 參數(shù)相關(guān)性分析

對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析表明，砂體埋深、地層壓力系數(shù)與砂體含油性呈明顯正相關(guān)（見圖3）。當(dāng)砂體埋深達(dá)到或超過3 200 m 時，濁積砂體含油概率明顯變高，基本為油層或油水同層；當(dāng)?shù)貙訅毫ο禂?shù)達(dá)到1.4 或更高時，基本為油層。

分析還表明，距油源斷裂距離、砂體厚度、孔隙度與砂體含油性呈負(fù)相關(guān)（見圖3）。距油源斷裂越遠(yuǎn)，由于油源條件相對變差，因此含油概率越低，這與以往認(rèn)識的地質(zhì)規(guī)律基本一致。但砂體厚度、孔隙度與砂體含油性呈負(fù)相關(guān)，這一點(diǎn)違背了一般的地質(zhì)規(guī)律。進(jìn)一步分析表明，統(tǒng)計方式可能是造成數(shù)據(jù)具有這一特點(diǎn)的主要原因。研究區(qū)砂體厚度較大、物性較好時，往往砂體的充滿度反而較低，很多井鉆遇該類砂體的低部位，測井解釋為含油水層或水層，而統(tǒng)計單元為單井鉆遇單砂體；因此，對于這類優(yōu)質(zhì)“相”的砂體，含油性的統(tǒng)計結(jié)果往往較差。

圖3 含油性影響因素相關(guān)性分析

4 含油性預(yù)測模型擬合與檢驗(yàn)

上述統(tǒng)計參數(shù)中的地層壓力系數(shù)來源于地層測試數(shù)據(jù)。由于研究區(qū)目的層系的地層壓力變化區(qū)間較大，地層壓力系數(shù)在0.8～2.0，且存在相鄰井區(qū)壓力系數(shù)相差較大的現(xiàn)象，因此，在鉆探之前，很難對目的層的壓力系數(shù)作出較為準(zhǔn)確的估算。本次研究的主要目的是，在鉆井之前，對砂體含油性進(jìn)行預(yù)測，以便優(yōu)選目標(biāo)，優(yōu)先部署鉆探?；诖?，最終只保留了地層壓力系數(shù)之外的其他4 項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行回歸運(yùn)算。

首先，將測井解釋結(jié)果或試油結(jié)果進(jìn)行了賦值，賦值標(biāo)準(zhǔn)為水層為0、含油水層為1、油水同層為2、油層為3；然后，將包括1 個因變量和4 個自變量的樣本數(shù)據(jù)輸入MATLAB 軟件，進(jìn)行多元線性回歸，得到的含油性定量預(yù)測模型為

式中：y 為含油性預(yù)測值；H 為頂面埋深，m；h 為單層厚度，m；φ 為孔隙度，%；L 為距油源斷裂橫向距離，m。

將擬鉆探目標(biāo)的相關(guān)參數(shù)（單層厚度、孔隙度采用鄰井鉆遇砂體數(shù)據(jù)）代入模型，計算結(jié)果更接近于哪個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，則定義為哪類層。例如計算結(jié)果為2.78，接近于油層賦值標(biāo)準(zhǔn)3，因此，可預(yù)測目標(biāo)砂體為油層。

運(yùn)用未參與回歸運(yùn)算的19 口滾動勘探井的27 個解釋層數(shù)據(jù)，對該模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，其中19 個層的預(yù)測結(jié)果與實(shí)際解釋或試油結(jié)果相符，吻合率達(dá)到了70.3%（見表1）。

2012年，應(yīng)用該預(yù)測模型，對研究區(qū)沙三中9 個濁積砂體進(jìn)行了優(yōu)選，部署探井3 口，鉆探成果證實(shí)，該方法對于油田生產(chǎn)部署中濁積砂體的優(yōu)選鉆探具有一定的指導(dǎo)作用，可為勘探?jīng)Q策提供一定依據(jù)。

表1 含油性定量預(yù)測模型檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

1）砂體含油性影響因素眾多，通過將控藏理論與油田實(shí)際相結(jié)合，最終選定砂體埋深、砂體厚度、孔隙度、地層壓力系數(shù)、距油源斷層距離5 項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并對各項(xiàng)參數(shù)與含油性的相關(guān)性進(jìn)行了分析。

2）在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，通過對測井解釋或試油結(jié)果進(jìn)行賦值，采用多元線性回歸方法，得到了砂體含油性定量預(yù)測模型。利用未參與回歸運(yùn)算的井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)證實(shí)，預(yù)測結(jié)果與實(shí)際吻合率較高，表明該方法可為勘探?jīng)Q策提供依據(jù)。

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