盧 勉

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基于地層地震屬性切片技術的儲層精細描述方法
——以長垣北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組為例

盧 勉

(大慶油田有限責任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712 )

針對大慶長垣北一區(qū)斷東西塊儲層精細描述存在河道砂體平面組合多解、邊界不確定等問題，利用基于地質模式的地層切片技術，結合地震和測井曲線等資料，采取“井點微相控制與地震屬性平面預測協(xié)同分析”方法，開展高Ⅰ油層組前緣相河道砂體的精細描述，研究儲層沉積特征.結果表明，研究區(qū)河道砂體主要呈枝狀和條帶狀分布，河道寬度多為60～100 m，網狀河等較寬的河道為多期河道疊加形成，同一河道中砂體走向和規(guī)模變化較大.優(yōu)化編制研究區(qū)D井區(qū)高Ⅰ6+7小層補孔壓裂措施調整方案，日增油7.3 t.該方法在高含水期三角洲前緣相儲層剩余油挖潛中具有指導意義.

地質模式； 沉積相； 地層切片； 地震屬性； 精細描述； 大慶長垣油田

0 引言

經過持續(xù)注水開發(fā)，大慶長垣各區(qū)塊基本進入高含水開發(fā)階段，其中北一區(qū)三角洲前緣相儲層層間非均質性嚴重、動用程度較差，是剩余油挖潛的重點層位[1]，需要研究儲層河道砂體的幾何形態(tài)、邊界、走向及平面組合特征等.人們采用不同方法研究油層砂體展布及沉積特征，如陳奮雄等利用取心井巖心和測井資料等，分析準噶爾盆地西北緣車—拐地區(qū)三疊系油層組沉積相展布特征，認為有利儲層主要受水進沉積控制[2]；李衛(wèi)成等采用追蹤優(yōu)勢砂體方法，分析ML地區(qū)長81油層組砂體展布特征并預測有利區(qū)域[3]；周琦等基于區(qū)域沉積背景，利用砂巖等厚圖和微觀地質特征等資料，分析遼河小洼油田東營組小層沉積微相特征，分析優(yōu)質儲層成因[4]；馬英健等在小層精細對比基礎上，分析葡北油田沉積單元沉積微相展布特征，為剩余油挖潛提供依據[5].雖然目前儲層描述精度較高，但受井網密度及模式繪圖法[6]影響，存在河道砂體平面組合多解等問題.曾洪流等提出“地震沉積學”概念[7]，主要用于勘探、油藏評價和開發(fā)早期階段.如朱筱敏、董艷蕾等利用相位轉化和地層切片技術，描述不同沉積時期辮狀河三角洲沉積體系展布范圍[8-9]；唐武、董文波、李維嶺、邢翔等結合地震剖面和不同地震屬性地層切片，證實曲流河三角洲和湖底扇的存在[10-13]；畢海龍等采用變時窗方法提取鄂爾多斯盆地D氣田下石盒子組盒1段地層切片，刻畫地層厚度為22～28 m的沉積微相段[14]，但精度難以滿足高含水后期地層厚度為5 m左右沉積單元精細挖潛的需要.

筆者以長垣油田北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組為例，分析研究區(qū)儲層沉積特點，建立以測井沉積微相平面分布、砂巖厚度等值線平面分布和沉積相模式等特征為主要內容的地質模式；利用地層切片技術處理地震資料，以地層切片整體趨勢與地質模式主要特征相似為目標，提取的地震屬性切片反映信息與對應地質層位準確匹配，通過“井點微相控制與地震屬性平面預測協(xié)同分析”的儲層精細描述方法，開展高Ⅰ油層組前緣相河道砂體精細描述，深化該區(qū)三角洲前緣相砂體沉積特征認識.利用河道展布特征變化指導挖潛剩余油潛力區(qū)域，文中方法在類似儲層剩余油挖潛中具有參考價值.

1 研究區(qū)概況

北一區(qū)斷東西塊位于松遼盆地一級構造單元中央凹陷區(qū)、長垣北部薩中開發(fā)區(qū)，發(fā)育薩爾圖、葡萄花、高臺子3個含油層系，其中高臺子油層高Ⅰ油層組發(fā)育在青山口組一段最大湖侵期后，青山口組二、三段湖泊逐漸萎縮期背景下，是在松遼盆地坳陷期沉積的儲層[15]；該時期沉積物供給充足，薩中開發(fā)區(qū)處于湖岸線擺動區(qū)域附近，油層沉積類型多，形成的砂體厚度小、層數(shù)少；河道沉積砂體、水下河口壩砂體及水下席狀砂體在垂向上交替出現(xiàn)，構成大規(guī)模復合型三角洲沉積，非均質性嚴重[16].研究區(qū)無斷層，含油面積約為17.3 km2，共有井2 244 口，井網密度為130 口/km2，構造平緩，地層傾角為1°～2°.

2 地質模式及儲層精細描述方法

2.1 沉積微相

分析研究區(qū)取心井目的層段沉積微相，對比非取心井與取心井的測井曲線特征，將北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組三角洲前緣亞相分為5種沉積微相(見圖1).

圖1 北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組沉積微相Fig.1 Model of microfacies and it's energy phase units in the GaoⅠlayer group of the west block of Beiyiquduandong

2.1.1 水下分流河道

該沉積微相沉積單元砂體厚度較厚，砂地比約為0.6，測井曲線呈鐘形，光滑或微齒狀，正韻律，與底部滯留砂體呈突變接觸(見圖1(a-b))；巖性以粉砂巖為主，較水上分流河道沉積單元的砂體厚度稍薄，粒度較細、物性差.

2.1.2 席狀砂

該沉積微相是在洪水期、沉積物不受河道限定而在河道兩側漫流形成的大面積薄層席狀砂，經由湖能改造，形成以水平波狀層位為主的粉砂巖、含泥或泥質粉砂巖.

根據水動力條件不同，將席狀砂微相劃分為主體席狀砂、非主體席狀砂和表外席狀砂3種不同能量相類型[17]，其內部砂體發(fā)育及物性特征存在一定差異(見圖1(c-e)).主體席狀砂有效厚度大于0.5 m；非主體席狀砂有效厚度在0～0.5 m之間；表外席狀砂無有效厚度，但具有一類或二類砂巖厚度.由主體→非主體→表外席狀砂，不同類型席狀砂能量相能量漸低、粒度漸細、泥質漸多、物性漸差.

2.1.3 分流間泥

該沉積微相巖石學特征呈灰綠、灰色塊狀，具有水平波狀和透鏡狀層理；微電極測井曲線上幅度差值接近零，多為含鈣、植根、蟲孔為主的粉砂質泥巖或泥巖(見圖1(f)).

2.2 地震屬性切片

地震沉積學研究以地層地震資料的90°相位轉換和地震屬性切片[18]技術為主，研究區(qū)地勢平緩，地層地震屬性切片可盡量避免出現(xiàn)穿時問題[19]，適合開展儲層精細描述.該區(qū)沉積單元地層厚度為4.0～5.5 m，地震縱向分辨率無法達到標定厚度為5.0～8.0 m的地層要求.為保證提取的地震屬性切片信息與層位匹配準確，假定目的層內沉積速率變化不大、小層時間域厚度與深度域厚度比例一致，追蹤目的層所屬油層組頂?shù)椎卣饘游?，建立時間域等時地層格架.

以研究區(qū)地質模式的沉積微相平面分布為基礎，結合砂巖等厚圖對比砂體和地震屬性切片垂向演化信息，確定沉積單元對應的地震反射層位；提取沉積單元對應反射層位的多種屬性切片，尋找與地質模式相近的地層地震屬性切片和儲層刻畫的最優(yōu)屬性.以研究區(qū)高Ⅰ6+7地層為例，提取反射層位上下滑動時窗內多張切片(見圖2(b-d)，找出與目的層井沉積相圖(見圖2(a))中河道砂體在規(guī)模、趨勢上最相似的屬性切片，確定為開展儲層刻畫的最優(yōu)地層地震屬性切片(見圖2(d)).

圖2 高Ⅰ6+7地層切片優(yōu)選結果Fig.2 The result of optimization of strata slicing on the formation of GⅠ6+7

2.3 儲層刻畫

研究區(qū)高Ⅰ油層組為三角洲內前緣儲層，河道砂體發(fā)育規(guī)模小，主要以大面積分布的薄層砂和分流間泥為主，存在井網控制程度低.河道砂體識別及組合難等問題.為準確刻畫儲層，提取該區(qū)地層地震屬性切片，根據砂巖厚度與地層地震屬性切片上振幅能量關系(弱振幅為泥巖，強振幅為砂巖[20])，分析地震屬性切片顯示的沉積特征，利用“井點微相控制與地震屬性平面預測協(xié)同分析”儲層精細描述方法[20]，精細刻畫儲層.

步驟為：(1)對比同一層位地震屬性切片與沉積相帶圖的沉積特征，選取與后者沉積特征相似程度高的地震屬性切片；(2)尋找兩者在地震波形能量減弱、同相軸錯斷等現(xiàn)象位置，在井點微相控制下，對河道砂體走向、邊界及河道期次進行識別.

3 應用實例

3.1 河道砂體特征

3.1.1 邊界

利用地層地震屬性切片方法，分析研究區(qū)C24井區(qū)高Ⅰ1單元，對比測井沉積微相平面分布，根據模式繪圖法確定砂體邊界(見圖3(a)).由圖3(a)可以看出，測井微相平面分布中砂體邊界在河道C24井處圓滑、等寬，但在地震宏觀趨勢引導下，砂體邊界在C24井處發(fā)生變化，利用地震屬性切片(見圖3(b))可確定砂體邊界位置.在剖面上垂直河道走向提取過井地震剖面(見圖3(c))，根據地震波形的能量減弱、同相軸錯斷等異?，F(xiàn)象確定窄河道井間邊界點位置，由圖3(c)可以看出，距C24井40 m處的A點和13 m處的B點地震同向軸發(fā)生彎曲，因此確定A點和B點為河道邊界的準確位置.與傳統(tǒng)根據沉積微相資料刻畫的圓滑、等寬的河道砂體邊界相比，文中方法刻畫的河道為不規(guī)則幾何形態(tài)，河道砂體規(guī)模變寬或變窄，能夠修正河道邊界(見圖3(d)).

圖3 高Ⅰ1井震結合識別河道邊界Fig.3 The integrating high density well-pattern with seismic data identify the boundary of the channel in the section on the formation of GⅠ1

3.1.2 走向

對比研究區(qū)C25井區(qū)高Ⅰ2+3單元測井沉積微相平面分布(見圖4(a))與地層地震屬性切片(見圖4(b)).由圖4(b)可以看出，經過該井區(qū)有明顯的走向為北西—南東向的紅色條帶區(qū)域，通過測井資料確定該區(qū)域為河道砂體沉積微相.沿河道方向提取過C25井的地震剖面(見圖4(c))，距C25井20 m處的C點和41 m處的D點地震同向軸發(fā)生彎曲，地震波形存在能量減弱、同相軸錯斷現(xiàn)象，為河道邊界的特征，因此確定該區(qū)域河道砂體的走向為北西—南東向(見圖4(d)).

3.1.3 河道期次

由研究區(qū)C11井區(qū)高Ⅰ6+7單元井震結合沉積相圖(見圖5(a))可以看出，根據目的層沉積微相資料，繪制該區(qū)河道寬度為550 m的大面積連片砂體，在窄小河道發(fā)育的三角洲前緣相儲層中較少見到單期次較寬的河道.以優(yōu)選的高Ⅰ6+7地震屬性切片作為參考時間面，分別提取-3、0、3 ms的地層地震屬性切片(見圖2(b-d)).由圖2(b)可以看出，北東走向的河道Ⅰ內部為藍色背景下的深紅色條帶狀分布，即河道砂體呈條帶狀分布，未見河道Ⅱ；由圖2(c)可以看出，河道Ⅰ消失，河道Ⅱ明顯變窄，走向略微改變，河道Ⅱ逐漸消失；由圖2(d)可以看出，河道Ⅰ切片振幅增強，砂體規(guī)模繼續(xù)加大，河道輪廓更加清晰，同時河道Ⅱ出現(xiàn)清晰的北東走向河道邊界，呈條帶狀，振幅能量強.因此，由圖2(b-d)可以看出，河道Ⅰ為早期河道，河道Ⅱ為晚期河道.結合目的層測井微相資料，從垂直河道走向方向繪制過井連井剖面(見圖5(b))，C14與C15井河道砂巖頂界高程存在差異，為河道沉積時期形成，證實地層切片反映的演化特征，確定河道期次及河道邊界，繪制北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ6+7單元井震結合相帶圖(見圖5(a)).

圖4 高Ⅰ2+3井震結合識別河道走向Fig.4 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies trends of extensive channel sand bodies in the section on the formation of GⅠ2+3

圖5 高Ⅰ6+7井震結合確定河道砂體期次Fig.5 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies periods of channel in the section on the formation of GⅠ6+7

3.2 沉積微相及單砂體空間分布特征

解剖研究區(qū)高Ⅰ油層組7個沉積時間單元(高Ⅰ1—高Ⅰ10)，利用基于地質模式的地層地震屬性切片方法提取地層地震屬性，采用文中井震結合儲層精細描述方法得到儲層沉積時間單元井震結合平面分布(見圖6).以三角洲內前緣沉積高Ⅰ2+3單元為例，該單元地層厚度約為5.5 m，相帶分異明顯，各沉積微相發(fā)育特點為：

(1)水下分流河道.河道連續(xù)性好，主要發(fā)育于區(qū)塊東部，為東部物源沉積，形態(tài)上自北向南延伸，識別一條大規(guī)模復合河道，寬度大于1 500 m，西部和東部主要發(fā)育5條條帶狀、枝狀河道，寬度為60～200 m，同一河道砂體的走向和規(guī)模變化較大，其中一條窄河道砂體在部分區(qū)域走向為東西向，在走向和規(guī)模上變化較大，其余呈近南北向，中間被席狀砂和水下分流間泥隔開.

(2)席狀砂微相及其能量相.主體及非主體席狀砂大部分呈條帶狀分布，與周圍河道走向一致；表外席狀砂成片分布.

(3)分流間泥.大部分距河道較遠，以“土豆”狀零星分布于表外席狀砂.

其他6個沉積時間單元特征與高Ⅰ2+3單元類似.研究高Ⅰ油層組7個沉積時間單元平面沉積微相及單砂體空間分布特征：(1)高Ⅰ油層組7個沉積時間單元在整體水進背景下，從早期到晚期經歷短暫的水進—水退—水進的過程.在高Ⅰ2+3時期為三角洲前緣相近岸沉積，達到水退極點，水下分流河道最發(fā)育、河道規(guī)模最大、向南延伸最遠；高Ⅰ1、高Ⅰ10為三角洲前緣相中遠岸沉積，席狀砂發(fā)育.總體河道以窄條帶狀、網狀、枝狀發(fā)育為主，呈近南北向，其中部分區(qū)域河道走向為東西向，較好地揭示分流河道特征.(2)高Ⅰ油層組存在大規(guī)模的河道砂體，為多期河道疊加而成.

圖6 高Ⅰ2+3沉積單元井震結合沉積微相及能量相Fig.6 The integrating high density well-pattern with seismic data sedimentary identities microfacies and energy phase units in the section on the formation of GⅠ2+3

3.3 現(xiàn)場應用

經后驗井證實，基于地質模式的地層地震切片方法，結合河道砂體的邊界、走向及河道期次，比單純根據井沉積微相資料獲得的結果更符合儲層實際，主要變化表現(xiàn)為：(1)井間變差.基于井沉積微相資料繪制的沉積相帶圖顯示兩口井屬于同一條河道，井震結合后認為兩口井屬于不同的河道，井間發(fā)育薄層砂或分流間泥(見圖4).(2)河道邊界變化.基于井沉積微相資料模式繪圖法繪制的沉積相帶圖顯示河道砂體的邊界為等寬、圓滑，井震結合后認為河道砂體邊界為不規(guī)則的幾何形態(tài)(見圖3、圖5).(3)井間變好.基于井沉積微相資料模式繪制的沉積相帶圖顯示兩口井屬于不同河道，井震結合后認為兩口井屬于同一條河道，井間砂體連通(見圖4).

研究區(qū)D井最初投產時為避免快速水淹，未射孔，分析研究區(qū)高Ⅰ6+7沉積時間單元井震結合成果，以及對河道展布特征變化的認識，發(fā)現(xiàn)該井與周圍注水井不屬于同一河道，屬于注采不完善井.對該井目的層補孔壓裂后，日產液增加48.2 t，日產油增加7.3 t，日產水下降0.4 t，見到較好的應用效果.

4 結論

(1)以密井網條件下基于地質模式的井沉積微相為控制條件，結合地層地震屬性切片技術，可以準確提取三角洲前緣相沉積單元級的地震屬性切片.

(2)長垣北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組發(fā)育的河道砂體主要呈枝狀和條帶狀分布，河道寬度主要為60～100 m，網狀河或較寬的河道為多期河道疊加形成，同一條河道砂體的走向和規(guī)模變化較大.

(3)“井點微相控制與地震屬性平面預測協(xié)同分析”的井震結合儲層精細描述方法，能夠提高三角洲前緣相儲層河道砂體的邊界、走向、河道期次識別精度，深化沉積特征的認識，在高含水期三角洲前緣相儲層剩余油挖潛中具有實用意義.

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2015-02-01；編輯：張兆虹

國家科技重大專項(2011ZX05010-001)

盧 勉(1984-)，女，碩士，工程師，主要從事儲層精細描述方面的研究.

TE122

A

2095-4107(2015)04-0063-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2015.04.008