汪 巍 侯東梅 馬佳國(guó) 黨勝國(guó) 權(quán) 勃 李 博

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津 300452)

海上油田高彎度曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型表征
——以渤海曹妃甸11-1油田主力砂體Lm943為例*

汪 巍 侯東梅 馬佳國(guó) 黨勝國(guó) 權(quán) 勃 李 博

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海海域曹妃甸11-1油田主力產(chǎn)層為高彎度曲流河沉積，采用350～400 m的大井距進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)儲(chǔ)層構(gòu)型表征存在困難。以該油田主力砂體Lm943為例，對(duì)儲(chǔ)層構(gòu)型中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了刻畫(huà)。首先進(jìn)行小層對(duì)比，即利用井震資料，以任意井為基準(zhǔn)面向一個(gè)方向，逐井對(duì)比、相互交織，通過(guò)沉積相相控手段分析砂體之間的展布和疊置關(guān)系；然后在“棄砂找河”思路指導(dǎo)下利用多屬性融合地層切片方法對(duì)儲(chǔ)層構(gòu)型界面進(jìn)行刻畫(huà)，識(shí)別廢棄河道與單一點(diǎn)壩；最后充分利用水平井資料對(duì)側(cè)積夾層進(jìn)行刻畫(huà)。應(yīng)用Lm943砂體儲(chǔ)層構(gòu)型表征成果指導(dǎo)了該砂體剩余油挖潛，效果顯著，預(yù)計(jì)采收率可提高15%。本文方法可為海上類(lèi)似油田儲(chǔ)層表征提供借鑒。

海上油田；高彎度曲流河；儲(chǔ)層構(gòu)型表征；廢棄河道；點(diǎn)壩；側(cè)積夾層；剩余油挖潛

高彎度曲流河是河道長(zhǎng)度與谷底直線距離比超過(guò)1.5的河流。目前國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)陸地油田高彎度曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型進(jìn)行了深入研究，并在油田剩余油挖潛中取得了良好效果[1-5]。相比陸地油田50 m左右的小井距，海上油田主要采用350～400 m的大井距進(jìn)行開(kāi)發(fā),井距超出了一個(gè)側(cè)積體的寬度，所以目前很少見(jiàn)到關(guān)于海上油田高彎度曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型的研究報(bào)道。對(duì)于切割疊置連片的高彎度曲流河砂體，地震屬性顯然是其最好的量化手段[6]。趙春明 等[7]、劉超 等[8]通過(guò)建立沉積微相與高分辨率地震資料波阻抗之間的對(duì)應(yīng)性,利用“對(duì)子井”、水平井識(shí)別側(cè)積層和通過(guò)密閉取心描述側(cè)積層產(chǎn)狀，實(shí)現(xiàn)了海上油田曲流河儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的精細(xì)解剖，并建立了構(gòu)型界面控制下的砂體連通模式，但井間描述特別是河道邊界、彎曲度、走向、規(guī)模甚至河道交切關(guān)系仍存在多解性。隨著渤海海域越來(lái)越多的河流相油田投入開(kāi)發(fā)，如何在“少井高產(chǎn)”的要求下精準(zhǔn)刻畫(huà)廢棄河道成為開(kāi)發(fā)中面臨的最大問(wèn)題，而利用地震沿層相干技術(shù)可以減少人為因素帶來(lái)的誤差，降低多解性。 渤海曹妃甸11-1油田為海上典型的高彎度曲流河沉積，其地層結(jié)構(gòu)及地震資料品質(zhì)有利于儲(chǔ)層構(gòu)型研究的開(kāi)展。本文以曹妃甸11-1油田主力砂體Lm 943為例，利用多屬性融合地層切片及水平井資料對(duì)高彎度曲流河構(gòu)型研究中的關(guān)鍵參數(shù)如廢棄河道、側(cè)積夾層等進(jìn)行刻畫(huà)，通過(guò)水平井含水上升規(guī)律、新鉆過(guò)路井水淹情況總結(jié)構(gòu)型界面對(duì)邊水運(yùn)動(dòng)規(guī)律的控制作用，指導(dǎo)剩余油挖潛策略的實(shí)施，取得了顯著效果。

1 油藏概況

曹妃甸11-1油田位于渤海灣盆地埕寧隆起區(qū)沙壘田凸起東塊東部，平均水深為22.5～28.0 m，是中外多方合作開(kāi)發(fā)的大型億噸級(jí)油田，也是渤海海域首次全部采用水平井開(kāi)發(fā)且以單個(gè)油藏作為開(kāi)發(fā)層系的油田。該油田縱向上發(fā)育多套砂體，主力砂體Lm943位于明化鎮(zhèn)組下段，為邊水油藏，儲(chǔ)層為明顯的曲流河二元結(jié)構(gòu)，橫向變化較快，平面上分布廣泛，呈鱗片狀、連通復(fù)雜的復(fù)合曲流帶，平均油層厚度為7 m。該油田利用天然能量開(kāi)發(fā)，截至2015年底Lm943砂體采出程度為19%，綜合含水率為91%。大量新鉆過(guò)路井揭示該油田存在次生底水突破現(xiàn)象，各區(qū)域水淹程度不均，個(gè)別區(qū)域?yàn)樵紶顟B(tài)，表明井間仍存在大量的剩余油。由于廢棄河道及側(cè)積夾層具有一定的滲流遮擋作用[9]，因此進(jìn)一步分析儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型對(duì)于該油田剩余油挖潛尤為重要。

2 儲(chǔ)層構(gòu)型表征方法

廢棄河道、單一點(diǎn)壩及側(cè)積夾層是曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型研究的主要內(nèi)容?？紤]到點(diǎn)壩總是緊鄰廢棄河道分布，曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體高彎度曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型研究分為3個(gè)層次：第1層次開(kāi)展小層精細(xì)對(duì)比，厘清明下段砂體演化規(guī)律；第2層次確定Lm943砂體關(guān)鍵沉積微相規(guī)模，包括廢棄河道、單一曲流帶；第3層次為單一點(diǎn)壩內(nèi)部規(guī)模刻畫(huà)，包括側(cè)積夾層和側(cè)積體刻畫(huà)。

2.1 小層精細(xì)對(duì)比

Lm943砂體平均厚度為7 m，為處于泥巖背景下高彎度曲流河沉積，地震主頻為50 Hz，反演資料對(duì)單砂體識(shí)別精度高，因此借鑒“三步法”[10]中的第2步進(jìn)行小層精細(xì)對(duì)比，具體做法為：井震相互印證，以任意井為基準(zhǔn)面向一個(gè)方向進(jìn)行逐井對(duì)比、相互交織，通過(guò)沉積相相控手段分析砂體之間的展布和疊置關(guān)系，使得各井儲(chǔ)層界限達(dá)到等時(shí)沉積和平面閉合的目的(圖1)。

小層對(duì)比顯示,Lm943砂體沉積時(shí)期可容納空間達(dá)到最大，中期基準(zhǔn)面緩慢下降，主要以側(cè)向侵蝕作用為主，使得河道砂體橫向分布穩(wěn)定，縱向上均有穩(wěn)定的泥巖隔層。為了便于構(gòu)型研究，本次依據(jù)河道下切模式將Lm943砂體與部分疊置砂體、下部規(guī)模較小的Lm961砂體嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)，形成了單一成因等時(shí)砂體。

2.2 廢棄河道識(shí)別

河流相儲(chǔ)層中的廢棄河道在砂體剖面上表現(xiàn)為砂體下部連通而上部偏泥質(zhì)。為了區(qū)別廢棄河道與點(diǎn)壩，將明下段及明上段的地層分界線拉平，Lm943砂體在A30井鉆遇儲(chǔ)層與周邊鄰井A61H井所鉆點(diǎn)壩顯示一定的高程差，GR測(cè)井曲線呈指形[11]，單層厚度2.7 m，為典型的廢棄河道特征，地震剖面上則表現(xiàn)為振幅的突然減小或弱連續(xù)性(圖2)。為了驗(yàn)證其正確性，對(duì)寬20 m、厚3 m的廢棄河道以及圍巖為泥巖的砂巖儲(chǔ)層采用30 Hz垂直入射、50 Hz垂直入射、50 Hz聲波進(jìn)行正演模擬，結(jié)果表明50 Hz垂直入射時(shí)廢棄河道響應(yīng)最為明顯(圖3)，而50 Hz與該油田地震主頻一致。

圖1 曹妃甸11-1油田明化鎮(zhèn)組下段連井剖面

圖2 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體波阻抗反演剖面(a)及地層對(duì)比圖(b)

圖3 寬20 m、厚3 m的廢棄河道正演模擬結(jié)果

對(duì)于“滿目皆砂”的Lm943砂體，直接參照均方根振幅屬性刻畫(huà)廢棄河道邊界、彎曲度、走向、規(guī)模甚至河道交切關(guān)系會(huì)存在多解性(圖4a)， 因此采取了“棄砂找河”的思路，即運(yùn)用相干技術(shù)先進(jìn)行河道刻畫(huà)，進(jìn)而尋找河道砂體[12]。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)河道識(shí)別常用的手段為地震相干切片[13-14]，包括時(shí)間切片、沿層切片和地層切片，考慮到Lm943砂體為非平臥地層，采用沿層切片比較貼近實(shí)際。圖4b為在9×9算子得到的相干體基礎(chǔ)上提取的沿層相干切片，可以看出在砂體中部發(fā)育一條近南北走向高彎度曲流河，因此，以2 ms為一個(gè)時(shí)間單元，由下而上進(jìn)行等時(shí)地層切片，得出不同時(shí)間單元的地層演化特征，可以看出該河道南段向北遷移，雖然在末期被晚期斷層切斷，亦能清晰地看出廢棄河道的延伸(圖4c)。為了更清晰地顯示所有主干河道，采用多屬性融合手段大大提高了該河道識(shí)別精度(圖4d)。

多條過(guò)廢棄河道的連井剖面(圖5a)證實(shí)，多屬性融合地層切片上顯示的Lm943砂體廢棄河道邊界基本可靠，砂體橫向上呈現(xiàn)明顯的“厚-薄-厚”的特征，點(diǎn)壩的GR測(cè)井曲線為典型的鐘形或箱形，由于底部存在較薄的砂層，廢棄河道GR測(cè)井曲線呈現(xiàn)指形或塔松形(圖5a)。直接測(cè)量切片上該砂體河道寬度為46～180 m，利用Leeder經(jīng)驗(yàn)公式并根據(jù)河道滿岸深度計(jì)算得到該砂體廢棄河道的滿岸寬度在50～210 m，二者具有較高吻合度。

圖4 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體均方根振幅(a)、沿層相干切片(b、c)及多屬性融合地層切片(d)

圖5 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體過(guò)廢棄河道連井剖面(a)、水平井A7H測(cè)井曲線(b)、波阻抗反演剖面圖(c)

受水平井軌跡、測(cè)井噪音的影響，利用水平井資料識(shí)別廢棄河道仍然是一個(gè)較大的難題，需要測(cè)井與地震資料的相互印證。以典型水平井A7H井為例，根據(jù)地震標(biāo)定及探邊工具顯示A7H井水平段處于Lm943砂體儲(chǔ)層之中(圖5b)，但在水平段中部突然鉆遇46 m的泥巖，測(cè)井曲線響應(yīng)幅度與側(cè)積夾層的尖峰明顯不同，而與地層相干切片河道位置高度吻合，表明該井水平段橫穿廢棄河道(圖5c)。

2.3 點(diǎn)壩及側(cè)積體識(shí)別

Lm943砂體以廢棄河道為邊界形成形態(tài)各異、厚度不等的點(diǎn)壩群，屬于河流側(cè)向遷移導(dǎo)致砂體側(cè)向拼接而成的多條單一曲流帶。考慮水平井在不同區(qū)域的產(chǎn)液量、含水上升率以及累產(chǎn)油呈現(xiàn)較大差異，將Lm943砂體點(diǎn)壩分為7個(gè)區(qū)域：區(qū)域①、④受西部巖性邊界、北邊斷層及內(nèi)部廢棄河道的遮擋，整體處于一種缺能量的狀態(tài)；區(qū)域③受兩側(cè)廢棄河道遮擋以及東南部邊水影響，整體表現(xiàn)為產(chǎn)液量低、含水率突破90%的時(shí)間大于40個(gè)月、無(wú)水采油期長(zhǎng)以及累產(chǎn)油較高；區(qū)域②、⑤、⑥、⑦靠近邊水，整體表現(xiàn)為產(chǎn)液量高、沒(méi)有無(wú)水采油期以及1年內(nèi)含水率突破90%，但含水上升速度有所差異，其中區(qū)域⑥由于離邊水較遠(yuǎn)，含水上升速度最小(圖6)。

側(cè)積體是Lm943砂體點(diǎn)壩最重要的部分，各側(cè)積體之間以泥質(zhì)夾層為主。在明下段沉積末期，研究區(qū)水體開(kāi)始擴(kuò)張，水位變化不大，古地表地形平緩，氣候?yàn)闈駶?rùn)型，主要形成水平斜列式側(cè)積夾層，即相當(dāng)于Miall的3級(jí)界面限定的構(gòu)型單元[1]。Lm943砂體過(guò)路井及水平井較多，利用豐富的井信息可以有效地刻畫(huà)側(cè)積夾層，但由于側(cè)積夾層厚度較薄，在過(guò)路井的常規(guī)測(cè)井系列上響應(yīng)相對(duì)不明顯，僅在GR曲線上有細(xì)微的響應(yīng)特征，并且過(guò)路井井距較大，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何“對(duì)子井”存在同一套側(cè)積夾層；而水平井的常規(guī)測(cè)井系列響應(yīng)較明顯，其響應(yīng)特征與大段純泥巖、廢棄河道以及純砂巖存在一定的區(qū)別，表現(xiàn)為GR曲線上出現(xiàn)一系列尖峰，其平面間距常在50 m之內(nèi)(圖7)。因此，按照水平井這種尖峰測(cè)井響應(yīng)特征對(duì)Lm943砂體大部分側(cè)積夾層進(jìn)行刻畫(huà)，即通過(guò)測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理及去除測(cè)井噪音后，再綜合考慮水平井軌跡，確保水平井全井段處于點(diǎn)壩之中，按照識(shí)別泥巖的方法來(lái)識(shí)別側(cè)積夾層。

根據(jù)渤海油田水平井常用的測(cè)井系列，識(shí)別側(cè)積夾層有2種方法：第1種根據(jù)自然伽馬與電阻率曲線的交會(huì)來(lái)識(shí)別，高伽馬低電阻為泥巖；第2種根據(jù)密度與中子曲線的交會(huì)來(lái)識(shí)別，高密度低中子孔隙度為泥巖。據(jù)此建立了適合Lm943砂體側(cè)積夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：側(cè)積夾層密度>2.1 g/cm3,中子曲線10%～36%，自然伽馬>70 API，電阻率0～8 Ω·m。對(duì)圖6橫穿點(diǎn)壩水平井資料進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示Lm943砂體側(cè)積夾層水平寬度為0.7～4.6 m，大部分寬度在1.3～3.1 m；側(cè)積體水平寬度為22～65 m，大部分寬度在30～52 m(表1)。

圖6 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體點(diǎn)壩分區(qū)及側(cè)積夾層分布圖

圖7 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體水平井A7H測(cè)井曲線及側(cè)積夾層刻畫(huà)

表1 曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體側(cè)積夾層及側(cè)積體水平寬度統(tǒng)計(jì)

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用以上構(gòu)型研究成果指導(dǎo)了Lm943砂體剩余油挖潛，效果顯著，預(yù)計(jì)采收率可提高15%。具體體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

1) 邊水沿河道砂體展布方向高滲突破，沿井?dāng)U展，平面上受廢棄河道、河間砂(泥)等物性變差相帶的遮擋作用，連通關(guān)系變差，使得單一河道間的剩余油主要存在于廢棄河道等各種遮擋部位，這部分剩余油是挖潛的“甜點(diǎn)”和重點(diǎn)。A69H1井是2013年實(shí)施的1口加密水平生產(chǎn)井，位于廢棄河道形成的“天然港灣”，與周邊井距150～250 m，周邊的4口生產(chǎn)井累產(chǎn)較高，但是該井通過(guò)2年多的生產(chǎn)，累產(chǎn)已超過(guò)5萬(wàn)m3，且含水率仍未超過(guò)90%。

2) 點(diǎn)壩砂體的頂部與底部屬于不同的成因流動(dòng)單元，頂部側(cè)積夾層發(fā)育，底部連通好而頂部較差，形成半連通體，造成厚油層頂部富集剩余油，因此利用水平井垂直穿越側(cè)積夾層可最大程度地動(dòng)用夾層間的剩余油。對(duì)比區(qū)域⑥水平井A27H、A45H及先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)定向井A20，發(fā)現(xiàn)水平井初期產(chǎn)能為定向井的3～5倍。

3) 在目前開(kāi)發(fā)井網(wǎng)為200～300 m條件下，即使處于同一點(diǎn)壩，受物性差異的影響井間仍有剩余油富集。通過(guò)近幾年共計(jì)12口新鉆過(guò)路井證實(shí)，若生產(chǎn)井累產(chǎn)液量小于100萬(wàn)m3，距離生產(chǎn)井150 m左右新鉆過(guò)路井無(wú)明顯水淹特征；若生產(chǎn)井累產(chǎn)液量介于100萬(wàn)～300萬(wàn)m3，距離生產(chǎn)井250 m左右新鉆過(guò)路井水淹厚度在1～5 m，而且產(chǎn)液量與點(diǎn)壩體積比越大，水淹厚度越大。這些實(shí)際取得的數(shù)據(jù)為后期井間加密提供了參考依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)海上油田大井距、稀井網(wǎng)的不利條件，借助多屬性融合地層切片方法，對(duì)渤海海域曹妃甸11-1油田L(fēng)m943砂體廢棄河道進(jìn)行了刻畫(huà)，利用大規(guī)模水平井資料完成了復(fù)雜河流相油藏內(nèi)部?jī)?chǔ)層構(gòu)型研究，并應(yīng)用到油田實(shí)際生產(chǎn)中，有效地指導(dǎo)了后期加密調(diào)整，取得了良好的開(kāi)發(fā)效果。渤海海域目前有大量的復(fù)雜河流相油田已投入開(kāi)發(fā)，且很多已進(jìn)入中高含水期，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)及油水關(guān)系非常復(fù)雜，因此本文研究對(duì)該地區(qū)類(lèi)似油田具有重要指導(dǎo)意義。

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(編輯：楊 濱)

Reservoir architecture characterization of high sinuosity meandering river in offshore oilfields:a case study of Lm943 main sand body of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea

Wang Wei Hou Dongmei Ma Jiaguo Dang Shengguo Quan Bo Li Bo

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

The main producing layers of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea is high sinuosity meandering river deposition, so the reservoir architecture characterization is difficult with wide spacing from 350 to 400 m. Taking Lm943 sand body in the oilfield as an example, the key parameters in reservoir architecture are described. Firstly, subzone correlation is carried out using logging and seismic data. Taking an arbitrary well as a reference orientation in one direction, contrasting well by well from intertwined direction, the distribution and superimposed relationships of the sand body are analyzed with sedimentary facies-controlled method. Secondly, the abandoned channel and single point bar are identified using the idea of “abandon the point bar to find the abandoned channel” and the method of multi-attribute fusion stratal slice to guide the characterization of reservoir configuration interface. Finally, the characterization of lateral accretion interlayer is completed with the horizontal well data. The result of Lm943 sand body reservoir architecture characterization effectively guides remaining oil development and the recovery is expected to be increased by 15%. The proposed method can provide reference for similar reservoir characterization in offshore oilfields.

offshore oilfield; high sinuosity meandering river; reservoir architecture characterization; abandoned channel; point bar; lateral accretion interlayer; remaining oil development

*中海石油(中國(guó))有限公司綜合科研項(xiàng)目“曹妃甸油田群新近系河流相構(gòu)造-巖性復(fù)合體成藏模式研究(編號(hào)：ZYKY-2012-TJ-01)”部分研究成果。

汪巍，男，工程師，2006年畢業(yè)于成都理工大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)工作。地址：天津市塘沽區(qū)閘北路609信箱渤海石油研究院(郵編：300452)。E-mail:wangwei16@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)04-0055-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.04.009

TE32+1

A

2015-11-04 改回日期：2016-01-19

汪巍,侯東梅,馬佳國(guó)，等.海上油田高彎度曲流河儲(chǔ)層構(gòu)型表征——以渤海曹妃甸11-1油田主力砂體Lm943為例[J].中國(guó)海上油氣，2016,28(4)：55-62.

Wang Wei,Hou Dongmei,Ma Jiaguo,et al.Reservoir architecture characterization of high sinuosity meandering river in offshore oilfields: a case study of Lm943 main sand body of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(4):55-62.