竇松江，黃 林，孫超囡，馮國杰，張東星

（1. 中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津大港 300280；2. 中國石油天津國際勘探開發(fā)有限公司，天津 300280）

曲流河末期河道邊界識別研究

竇松江1，黃 林2，孫超囡1，馮國杰1，張東星1

（1. 中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津大港 300280；2. 中國石油天津國際勘探開發(fā)有限公司，天津 300280）

以黃驊坳陷明化鎮(zhèn)曲流河儲集層為例，在稀井網(wǎng)條件下，利用河道邊緣檢測等地震技術(shù)方法，結(jié)合沉積規(guī)律、生產(chǎn)測井資料，確定河道帶展布特征，定量預(yù)測未期河道的邊界與點壩位置，逐一描述單一河道分布，模擬并展現(xiàn)了整個地質(zhì)事件連續(xù)的分布特征，同時也為井位的優(yōu)化設(shè)計與方案的優(yōu)化調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。

曲流河；河道邊緣檢測；末期河道；儲層構(gòu)形

地震資料近年來在開發(fā)中逐步得到了較為廣泛的應(yīng)用，如利用地震資料進行河流相儲集層的分布特征及分布規(guī)律研究，現(xiàn)已取得一定的效果，但大多只限于河道規(guī)模與形態(tài)的描述，而很少涉及河道儲層內(nèi)部構(gòu)型分析，本文嘗試在稀井網(wǎng)條件下，應(yīng)用地震屬性中河道邊緣檢測技術(shù)對復(fù)合河道砂體進行分析，利用地震反射信息，結(jié)合沉積規(guī)律、生產(chǎn)測井資料實現(xiàn)對復(fù)合河道中單一河道的劃分，確定出點壩與末期（廢棄）河道具體位置，從而為井位的優(yōu)化設(shè)計和方案的優(yōu)化調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。

目前多數(shù)研究單位對密井網(wǎng)條件末期（廢棄）河道的形態(tài)研究，主要依據(jù)井資料，通過對沉積規(guī)律的推斷，定性或半定量對其邊界進行刻畫。井間的分布只是一種推測，而且對于末期河道的整體展布與走勢不清，識別末期（廢棄）河道的邊界的可靠性主要取決于井網(wǎng)密度的大小。對于井網(wǎng)密度較小的地區(qū)，邊界刻畫的隨意性更大，對油田開發(fā)的指導(dǎo)性還有待進一步加強。本文希望在研究開發(fā)成熟的油田過程中可以更多地借助地震信息，再結(jié)合井資料及生產(chǎn)資料，精細刻畫砂體邊界與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，能更加合理地解釋油水分布規(guī)律，對油田開發(fā)方案的科學(xué)制定具有極大的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。

1 河道砂體內(nèi)部構(gòu)型模式

儲層構(gòu)型是指沉積砂體內(nèi)部由各級沉積界面所限定的砂質(zhì)單元的幾何形態(tài)、大小、方向及其相互關(guān)系。1985年Miall將界面層次劃分到六級,后又補充了七級和八級，他指出一級界面是交錯層系界面，二級界面是簡單的層系組界面，三級界面是大型底形內(nèi)的橫切侵蝕界面，四級界面代表了大規(guī)模底形的頂面，五級界面是寬闊河道和河道充填復(fù)合體的邊界，六級界面為河道組的邊界，七級界面為異旋回事件形成的主沉積體的邊界，八級界面是區(qū)域性的不整合面。Miall提出了建筑結(jié)構(gòu)單元的概念，并將其作為一種新的河流相相分析方法加以應(yīng)用，尤其是給砂體內(nèi)部解剖提供了全新的思路。儲集層結(jié)構(gòu)是指儲集砂體的幾何形態(tài)及其在三維空間的展布，是砂體連通性及砂體與滲流屏障空間組合分布的表征[1]。

根據(jù)Miall界面層次的劃分，在進行河道砂體內(nèi)部構(gòu)型界面的識別時，認(rèn)為復(fù)合河道邊界相當(dāng)于Miall界面層次的五級界面，單河道邊界相當(dāng)于Miall界面層次的四級界面（圖1），點壩內(nèi)的側(cè)積層分割成若干側(cè)積體相當(dāng)于三級界面，其中單一河道的邊界或者說曲流河末期河道如何識別與研究對于油田的開發(fā)生產(chǎn)顯得更為重要[2]。

圖1 河道砂體內(nèi)部構(gòu)型模式圖

末期（廢棄）河道沉積主要為河道廢棄后洪水漫溢充填形成的細粒沉積，以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主。末期（廢棄）河道主要分布于曲流段（點壩）的凹岸部位。它可分布于河道砂體內(nèi)部，大多分布于其邊部。當(dāng)河道砂體內(nèi)部出現(xiàn)較厚的細粒沉積時，一般指示廢棄河道，不過廢棄河道細粒沉積與泛濫平原細粒沉積在測井曲線上很難分辨。

實際研究過程中，可借助廢棄河道沉積模式在剖面上和平面上進行末期（廢棄）河道分布的分析。在橫切廢棄河道的剖面上，從點壩到廢棄河道的方向，廢棄河道細粒沉積增厚，在單層頂面拉平的情況下，點壩砂體頂面距單層層面的相對厚度（簡稱“砂頂相對深度”，即砂頂至地層頂面的泥巖厚度）具有增大的趨勢（圖2）。

圖2 曲流河內(nèi)部構(gòu)型模式圖

2 稀井網(wǎng)條件下曲流河末期河道邊界與點壩的識別

2.1 研究技術(shù)思路及流程

首先利用常規(guī)地震屬性確定河道砂體的整體規(guī)模形態(tài)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)選對河道砂體邊緣最敏感的地震屬性技術(shù)方法，通過常規(guī)屬性與河道砂體邊緣最敏感屬性疊加融合，確定出單一河道中點壩與末期河道的分布；同時針對復(fù)合河道沉積體可以利用地層切片、地層傾角屬性等技術(shù)，結(jié)合對沉積規(guī)律的分析，判別河道的遷移方向，最終判別出每一條河道遷移的方向，進而預(yù)測復(fù)合河道砂體末期河道及點壩的位置[3]。具體研究流程見圖3。

2.2 河道邊緣屬性檢測主要特點

開展河道邊緣屬性研究正是基于解決復(fù)合河道內(nèi)砂體間的接觸關(guān)系，通過地震資料與地質(zhì)、測井資料的結(jié)合給出末期河道與廢棄河道位置，這樣較單純依靠測井資料推測末期河道邊界及展布又深入了一步，減少了對末期河道、廢棄河道及側(cè)積層研究的不確定性。

河道邊緣（Channel Edge）屬性主要是利用測量沿水平面x、y軸方向數(shù)據(jù)體變化梯度，來指示數(shù)據(jù)體（例如：反射強度、振幅等）在水平面上的變化梯度。計算公式如下：

式中：dx、dy分別代表振幅值沿x、y方向的梯度變化量。

圖3 研究流程圖

根據(jù)上述原理，結(jié)合地震地層學(xué)理論，可推知：在砂、泥巖過渡區(qū)域，由于地震波波形發(fā)生變化，即振幅在水平面上會沿x、y方向發(fā)生變化，通過計算這種變化梯度的大小，可預(yù)測砂體的分布[4]。

圖4為河道邊緣檢測屬性沿大港埕海地區(qū)NmIII-2底界上移2 ms平面圖。圖中粉紅色為主的條帶狀區(qū)域為河道邊緣屬性高值區(qū)域，這類區(qū)域應(yīng)為砂、泥巖過渡位置，即砂泥邊界，從曲流河沉積分布規(guī)律上解釋為廢棄河道。從圖4可以看出，左邊為向陸地方向的鉆井平臺，圖中間有A、B兩條河道，從A河道可以看出，該區(qū)河道邊界邊緣檢測屬性反映出兩個高值區(qū)，而B河道有3～4個邊緣檢測屬性高值區(qū)。從地質(zhì)沉積特點可以判斷A河道主要是一個單一河道，而B河道表現(xiàn)為多邊界的復(fù)合河道。鉆井鉆探結(jié)果表明邊緣檢測屬性的高值區(qū)巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。

2.3 河道主體的屬性識別

通過分析研究區(qū)各種地震屬性，優(yōu)選地震像素屬性識別河道砂體，結(jié)果顯示利用Texture材質(zhì)屬性識別研究區(qū)河道砂體能力較強，河道清晰可見。Texture屬性是單道屬性振幅包絡(luò)（Envelope）和多道屬性標(biāo)準(zhǔn)偏差（Standard Deviation）的綜合體。包絡(luò)體表現(xiàn)去除相位后數(shù)據(jù)體振幅值的變化，標(biāo)準(zhǔn)變差則是計算每個數(shù)據(jù)點周圍單元格內(nèi)振幅的變化值。它對振幅劇烈改變區(qū)域或構(gòu)造混亂地區(qū)反映很明顯，因此可以用來研究砂體發(fā)育變化。

圖4 河道邊緣檢測屬性沿NmIII-2底界上移2 ms平面圖

從埕海一區(qū)沿NmⅢ-2底界上移2 ms材質(zhì)屬性平面圖（圖5）上看，研究區(qū)河道砂體清晰可見，呈南北方向展布；左側(cè)河道砂體呈串珠狀排列，表現(xiàn)出單河道的特征；右側(cè)河道砂體呈連片分布，表現(xiàn)出復(fù)合河道的特征。這種常用屬性只能預(yù)測河道框架，但對于末期河道走向與點壩的分布較難預(yù)測。

2.4 不同屬性融合的河道識別

圖5 埕海一區(qū)沿NmⅢ-2底界上移2 ms材質(zhì)屬性平面圖

既然河道邊緣檢測屬性與常用的材質(zhì)屬性都可以反映河道的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布，是否可以考慮將兩種屬性進行疊加或融合在一起，進行河道點壩與末期河道的識別。于是把兩種屬性在繪圖軟件中進行顏色適當(dāng)調(diào)整與屬性疊加（圖6），發(fā)現(xiàn)A、B兩條河道的末期河道展布與點壩的位置，黑色能夠較為清楚地識別河道邊界（末期河道），紅色代表了河道砂體分布，點壩發(fā)育在末期河道的彎曲位置。結(jié)合區(qū)域沉積規(guī)律的分析與實鉆井位證實，A河道近北東至南西方向展布，南部砂體發(fā)育，在開發(fā)區(qū)內(nèi)為單一河道，點壩與末期河道清晰可見，部分從西向東的鉆探井位軌跡鉆穿了NmⅢ-2目的層，之后按屬性融合平面圖順河道方向部署了兩口水平井，確定末期河道的寬度在35 m左右，單一河道的中點壩長度最長為650 m，最小的為150 m；B河道在工區(qū)南部為單一河道，向北逐漸分成兩條，最后與多條河道融合為復(fù)合河道，B河道東側(cè)河流側(cè)向遷移頻繁，多期點壩砂體平面拼接疊合，形成較大規(guī)模的砂體連片，末期河道邊界屬性為稀井網(wǎng)條件下復(fù)合河道中單一河道的識別奠定了較好的基礎(chǔ)。

為了更好分析河道的遷移方向，還探索應(yīng)用傾角屬性對目的層進行了做沿層切片，解析復(fù)合河道縱橫向的變化，特別反映河道的遷移、交叉及疊加，依據(jù)沉積規(guī)律變化及油氣藏的特點，從外圍簡單部位逐步向復(fù)雜區(qū)推進，依靠綜合分析，實現(xiàn)單一河道的逐步解剖[5]。

3 結(jié)果分析

通過上述河道邊緣檢測研究，落實了埕海一區(qū)NmⅢ-2曲流河道砂體平面分布規(guī)律。根據(jù)河道砂體的分布情況，優(yōu)化設(shè)計了4口水平井，全部實現(xiàn)了一次性入窗，油層鉆遇率86%，預(yù)測結(jié)果和實鉆井吻合較好，證明河道邊緣檢測技術(shù)對河道砂體邊界的預(yù)測較為準(zhǔn)確；同時結(jié)合構(gòu)造與油氣藏特征分析，開展外圍潛力目標(biāo)評價，優(yōu)選出多個實施潛力目標(biāo)，有力地支撐了新油田的開發(fā)與已開發(fā)油田的穩(wěn)產(chǎn)。

圖6 埕海一區(qū)沿NmⅢ-2底界上移2 ms屬性融合平面圖

4 結(jié)論

在相對較好的地震資料品質(zhì)條件下，提出了能夠反映河道邊緣屬性的技術(shù)方法，通過不同屬性的融合，為河道識別與內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析提供了基礎(chǔ)，也將該項研究由依靠傳統(tǒng)密井網(wǎng)的測井資料為主，逐步轉(zhuǎn)向以地震、測井等資料的結(jié)合，這樣可以得到平面上的地質(zhì)事件連續(xù)的分布特征，可較為準(zhǔn)確地描述復(fù)合砂體（點壩）內(nèi)沉積單元體的變化，為稀井網(wǎng)條件的水平井開發(fā)與開展精細儲層構(gòu)型研究提供了依據(jù)，也為老油田深化河道砂體潛力研究及有效開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

在論文的完成過程中，得到了石油大學(xué)吳勝和與重慶科技學(xué)院張瀛老師的熱心幫助，以及大港油田研究院劉天鶴、賈玉梅、周連敏等同志的大力協(xié)助，在此表示衷心的感謝。

[1] 張昌民，林克湘，徐龍，等．儲層砂體建筑結(jié)構(gòu)分析[J]．江漢石油學(xué)報，1994，16（2）：1-7．

[2] 竇松江，蔡明俊，陳金鳳，等．地震屬性分析在河道砂體內(nèi)部構(gòu)型研究中的應(yīng)用[J]．石油地質(zhì)與工程，2009，23（5）：46-49．

[3] 吳勝和．陸相儲層流動單元研究的新思路[J]．沉積學(xué)報，1999，17（2）：252-257．

[4] 徐懷大，王世風(fēng)，陳開遠．地震地層學(xué)解釋基礎(chǔ)[M]．北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1992：64-97．

[5] 黃建林，羅飛，付建紅．地震反演技術(shù)在齊家北地區(qū)儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J]．石油地質(zhì)與工程，2008，22（2）：31-33．

Study and Detection of the Channel Boundary of the Last Meandering Fluvial Reservoir

DOU Songjiang1, HUANG Lin2, SUN Chaonan1, FENG Guojie1, ZHANG Dongxing1
（1. Dagang Oil Field Exploration and Development Research Institute, CNPC, Dagang Tianjin 300280, China; 2. CNPC Tianjin International Exploration and Development Co. Ltd., Tianjin 300280, China）

With Minghuazhen meandering river reservoir as an example, under the condition of sparse well pattern, with the seismic method of channel edge detecting and by study on sedimentation characteristic and well logging data, the distribution characteristic of channel belt is determined, the boundaries of latest channels and the location of point bars are predicted quantitatively, and the single channel is described one by one. In addition, the continuous distribution characters of the geological events are simulated. This provides a solid base for the optimization of well location design and making the development plan.

meandering river; channel edge detecting; latest channel; reservoir conf i guration

TE121.3+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.01.001

1008-2336（2014）01-0001-04

國家科技重大專項“歧口灘海油田高效開發(fā)綜合配套技術(shù)研究與應(yīng)用”（2008ZX05015-005）部分成果。

2013-04-18；改回日期：2013-09-22

竇松江，男，1966年生，博士，教授級高工，從事開發(fā)地質(zhì)研究。E-mail：dsj196612@sina.com。