趙子豪 李 凌 馬躍華 吳麗穎 張 謙

（①西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500；②東方地球物理公司研究院大港分院，天津300280）

辮狀河沉積儲層預測技術
——以大港探區(qū)孔店油田為例

趙子豪*①李 凌①馬躍華②吳麗穎②張 謙①

（①西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500；②東方地球物理公司研究院大港分院，天津300280）

大港探區(qū)孔店油田館陶組為辮狀河沉積。辮狀河沉積，近物源，儲層較厚，以“砂包泥”為特征，儲層復雜多變，一般高孔高滲。由于這些特點，在以往的研究中通常以構造控藏思路為主。然而隨著開發(fā)的推進及鉆井的增多，多區(qū)存在“高水低油”的油藏關系矛盾。成藏規(guī)律復雜，儲層的展布及變化不清。所以非常有必要展開儲層的精細預測，從而明確井間儲層分布規(guī)律，為巖性油氣藏的研究奠定基礎。本文首先利用地層切片技術宏觀分析研究區(qū)的沉積背景；然后在模型正演的指導下，應用90°相位化技術、分頻技術劃分沉積相帶；最后應用流體活動性屬性預測研究區(qū)儲層含油氣性。

辮狀河 儲層預測 90°相位化 譜分解 流體活動性

1 引言

對于陸相沉積盆地而言，發(fā)育辮狀河相和曲流河相兩種河道砂類型，以及三角洲沉積相中發(fā)育的主河道、分流河道、水下分支河道等河流相關的微相類型。其中，曲流河具有河道穩(wěn)定的特點，易于在地震數(shù)據(jù)體中進行預測，在以往的研究中更注重于曲流河相巖性油氣藏的研究［1］。包括河道砂體的內(nèi)部構型研究大多是針對曲流河展開［2］。由于地震資料難以預測河道形態(tài)和發(fā)育規(guī)模，所以對于辮狀河河道砂類型巖性油氣藏的研究較少。筆者在大港探區(qū)孔店油田館陶組辮狀河沉積儲層的研究中發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)多口井儲集層的初始含油飽和度及油水界面均存在較明顯的差異，油水關系用構造油氣藏的思路很難解釋。侯加根等［3］運用砂體構型的研究方法來解決油水關系矛盾的問題，然而該方法主要應用于開發(fā)區(qū)，在大量鉆井資料的基礎上進行。需要用地震屬性儲層預測技術預測井間的儲層展布規(guī)律。本文針對此問題，首先利用地層切片技術宏觀分析研究區(qū)的沉積背景；然后在模型正演指導下，應用90°相位化技術和分頻技術劃分沉積相帶；最后應用流體活動性預測研究區(qū)含油氣性。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

孔店油田構造位置位于黃驊坳陷孔店凸起構造帶的東北坡，是一個被斷層切割的披覆背斜構造。研究區(qū)夾持于滄東凹陷和歧口凹陷之間。多年的勘探開發(fā)證實，滄東凹陷孔二段是黃驊坳陷南區(qū)的主要生油層系，以湖相灰黑色泥頁巖為主，為優(yōu)質(zhì)烴源層暗色泥巖，最大厚度為450m，面積為1165km2。歧口凹陷沙三段烴源巖分布廣泛，厚度為100～1000m，具有很強的生烴能力，油氣資源豐富［4］。前人研究證實，本區(qū)館陶組為辮狀河沉積，物源供給豐富，砂體厚，繼承性明顯；具有“砂包泥”特點，巖性以粒度較粗的砂巖為主，是該區(qū)的主要儲集層，物性較好，一般高孔、高滲。按照相序特征將本區(qū)縱向上劃分為三個油組，分別為館一油組、館二油組、館三油組（記為NgⅠ、NgⅡ、NgⅢ）。館一油組和館三油組巖相粒度較粗，館二油組較細。以往研究以斷背斜構造圈閉為主，隨著勘探開發(fā)程度的深入，構造型圈閉在本區(qū)已經(jīng)很難再有新發(fā)現(xiàn)。本次研究以巖性圈閉為主，急需合適的地震屬性分析技術來有效地刻畫巖性圈閉。

3 沉積相帶預測

3.1 地層切片尋找河道

與研究曲流河類似，辮狀河的研究同樣宏觀上應用地層切片技術逐層尋找河道，預測河道展布情況。通常地層切片的方法有三種：平行于底，平行于頂，層間插值［5］。利用層間插值制作地層切片從而反映河道展布的方法更加合理。首先通過層位標定識別三級層序界面，然后在層序界面之間進行層位內(nèi)插，對每一內(nèi)插層制作沿層切片，最后對切片進行地質(zhì)分析。

按照研究河道的思路，首先在解釋層位明化鎮(zhèn)組底界與館陶組底界之間進行層位內(nèi)插，然后對應每一個內(nèi)插層制作沿層切片，最后通過逐層瀏覽，宏觀上尋找有利河道。圖1顯示在本區(qū)館Ⅱ油組內(nèi)部存在北東—南西向展布河道（藍色虛線為河道展布方向及趨勢線），多條、多期次疊置發(fā)育。預測在不同期次河道間存在廢棄河道或者壩間泥（圖1中偏藍色、綠色部分），對河道砂體起到封堵作用，有利于形成巖性油氣藏。為了進一步明確巖性成藏情況，需要進行沉積微相的預測及劃分。

圖1 地層切片河道展布預測

3.2 沉積微相預測

如圖2所示，研究區(qū)K59井區(qū)在構造高部位（K104、K59-8）和低部位（K1026）均鉆遇工業(yè)油流，屬于孔店油田的主力開發(fā)區(qū)塊。隨著鉆探程度深入，在高、低部位均鉆遇水層（K59-19、K59、K1035），而K91井油水同出。該區(qū)成藏關系復雜，與構造不完全匹配，說明該區(qū)沉積微相較為復雜，控制了該區(qū)儲層的沉積及油藏分布。為了明確該區(qū)沉積特點，利用井震結合的思路，從精細地層對比出發(fā)，分析目的層段沉積特點；然后應用地球物理技術進行預測。

圖2 K59井區(qū)館Ⅱ油組底界構造圖（等值線單位：m）

3.2.1 精細地層對比

地層對比的目的在于：①識別不同井之間儲層的相變關系；②研究油氣藏之間的儲蓋組合關系；③發(fā)現(xiàn)有利層系之間的關系；④探索潛力層系。圖3為按海拔拉平的地層對比圖。由圖可見：越往構造低部位，含油層系越高；在每套含油層系的最高部位出現(xiàn)儲層減薄趨勢；研究區(qū)K104井區(qū)為館Ⅲ油組頂部厚層砂巖成藏，砂體厚度為20～40m，構造控藏明顯；K59-8區(qū)各井館Ⅱ油組具有類似曲流河的“泥包砂”或者“薄互層”沉積特征，砂巖厚度為5～20m；館Ⅱ油組底部泥巖穩(wěn)定分布，厚度為10～40m不等。通過地層對比發(fā)現(xiàn)，砂體發(fā)育較厚的部位較難形成巖性油氣藏，因為其對封堵條件要求較高；泥多砂少的層位和區(qū)帶（K59-8井區(qū)和K91井區(qū)館Ⅱ油組）較容易形成巖性油氣藏，因為較薄的砂巖容易被封堵。K91井區(qū)，儲層1向構造高部位逐漸減薄尖滅，與高部位的泥巖接觸，形成側向封堵；K59-8井區(qū)，儲層2向高部位減薄尖滅，與儲層1類似，形成巖性油氣藏。整體看來，館Ⅱ油組相變較快，為薄層或者薄互層沉積，存在大套穩(wěn)定的泥巖沉積，有利于巖性油氣藏的形成。因此關鍵問題就是通過地球物理技術預測薄層或者薄互層的存在，進而預測有利的巖性成藏區(qū)和儲層展布。

3.2.2 預測方法

地震沉積學方法［5］通常是識別薄層的有效方法，如地層切片、90°相位化、譜分解技術等。90°相位化技術由Zeng等［5］基于地震沉積學思想提出，認為對于薄層而言，90°相位剖面最大振幅處對應于砂體位置。研究中運用這種思想，通過對90°相位化后的剖面與原始地震數(shù)據(jù)剖面的對比，認為90°相位化技術能夠很好地解決薄儲層條件下砂體的識別。譜分解技術是20世紀90年代中期Partyka等［6］利用短時傅里葉變換（STFT）在短時窗內(nèi)通過頻譜分解研究薄層變化，并提出了譜分解概念。高頻對應薄層響應；低頻對應厚層響應。通過從低頻到高頻的逐頻掃描，觀察不同頻率切片上的振幅變化可以判斷沉積相帶、物源方向以及砂體厚度分布。

為了更好地預測薄層及薄互層儲層的分布，首先針對這種地質(zhì)特點的儲層設計地質(zhì)模型進行數(shù)值正演模擬。設計了一個包含薄層及薄互層的地質(zhì)模型，如圖4所示。圖4a為速度模型，模型中蓋層速度為2000m／s；過渡巖性速度為2700m／s；砂巖速度為3000m／s。用主頻為26Hz的雷克子波進行正演模擬，由此計算

模型中設置頂部蓋層厚度為25m，儲層厚度均為10m，顯然頂?shù)资菬o法分開的。層與層之間的間隔由淺至深分別為20、25、50、10m。正演模擬結果如圖4所示。

利用以上數(shù)據(jù)，設計模型（圖4a）對90°相位化技術及譜分解技術對于薄互層的識別能力加以驗證。為了分析90°相位化技術及譜分解技術對于薄層的識別，分別對模擬數(shù)據(jù)做了90°相位化處理、譜分解處理以及對譜分解得到的單頻體再做90°相位化處理等。從計算結果看，綠色箭頭所指層位為參考層，由于其上下層之間的干涉，原始零相位地震剖面（圖4b）不僅不能分辨其頂?shù)追瓷?，甚至難以識別其反射特征。從計算結果中能夠得到以下認識：即90°相位化技術能夠較好地識別薄層（圖4d），但是在原始數(shù)據(jù)90°相位剖面上對于參考層的識別相對模糊；對數(shù)據(jù)進行譜分解，求取單頻體，在35Hz單頻剖面（圖4c）上也能較好地識別薄層，但分辨率亦較低；進而在單頻體基礎上再進行90°相位化（圖4e），則識別精度相對較高。實驗表明，在實際中可以應用該技術進行薄層分析，以取得更好的預測效果。

3.2.3 微相預測及分析

圖5a為K91、K59-20、K59-8三口井的地層對比情況。按海拔拉平，每口井的構造相對高度及接觸關系如圖所示，儲層1與儲層2之間不連通，為兩套獨立的油藏系統(tǒng)。圖5b為對應三口井的90°相位化的地震剖面，在該剖面上能夠較好地解釋圖5a中所見的井間關系及油藏情況。而在圖5c中原始的地震剖面上很難體現(xiàn)這樣的關系。通過對連井剖面的井震結合分析，在90°相位化的剖面上能夠很好地解釋不同油藏系統(tǒng)的油水關系問題，油藏關系與所鉆井吻合。

分析認為，90°相位化技術在本區(qū)應用效果的確較好。結合前文中的正演模擬分析得到的認識，筆者對原始地震數(shù)據(jù)進行譜分解，然后對單頻體進行90°相位化處理，再提取均方根振幅屬性，如圖6所示，圖中藍色虛線左側為構造成藏區(qū)，右側為巖性成藏區(qū)。利用此屬性圖來預測研究區(qū)的沉積相帶分布，進而對研究區(qū)的儲蓋組合關系以及油藏關系進行分析。對于預測屬性圖的分析，本文參考前人對辮狀河微相的研究，結合本區(qū)測井相對研究區(qū)的沉積微相分布進行預測。在辮狀河沉積環(huán)境下，對于油氣藏的分析應當根據(jù)其古沉積背景，建立不同的油藏分析模式。圖中藍色虛線西側沉積期A／S（可容納空間與沉積物供給率之比）較小，物源充足，河道砂體大范圍沉積，主要發(fā)育厚層砂巖，其上覆地層以20～40m厚的泥巖為主，形成很好的蓋層。所以該區(qū)域以孔104井為代表，主要形成構造油氣藏。地震屬性分析認為，藍色虛線東側，砂體呈不連片發(fā)育，砂泥比例比較小，古沉積時期，A／S較大，物源不夠充足，砂體厚度較薄，以砂泥互層沉積為主，局部泥質(zhì)發(fā)育較好，可以為巖性油氣藏的形成提供側向封堵條件。因此以K59-8為代表的一批井，其成藏模式是建立在巖性成藏的體系之下。對于辮狀河沉積而言，巖性油氣藏儲蓋組合微相為心灘與廢棄河道、壩間泥和落淤層。其中廢棄河道和壩間泥可以形成側向封堵，落淤層主要起到縱向上對油氣藏的分割作用。圖中黑色虛線為預測心灘發(fā)育的范圍，粉色虛線為壩間泥、廢棄河道的發(fā)育部分。結合構造的配置關系，泥巖形成有效的側向遮擋，在心灘發(fā)育的位置形成巖性油氣藏。

圖4 模型正演結果

圖5 K91—K59-8連井對比

圖6 90°相位化數(shù)據(jù)26Hz單頻體（NgⅡ內(nèi)部油層）均方根振幅屬性圖—辮狀河沉積微相預測圖

4 含油氣性預測

在沉積微相劃分的基礎上，針對目標區(qū)進行含油氣性預測。Silin［7］提出了一個描述頻譜低頻的新屬性——流體活動性（fluid mobility）。這種屬性是求出頻譜低頻段的變化率，它很好地描述了低頻能量的變化。低頻能量的變化反映了儲層的滲透性［7］。流體活動性的計算公式為

式中：M為流體活動因子；F為流體函數(shù)；K為滲透率；ρ為流體密度；μ為流體黏度；f為地震信號頻率；r為近似地震振幅。圖7為流體活動性計算示意圖。

對實際井旁地震道進行振幅譜分析，圖8所示為提取的原始譜，實際的振幅譜與理論上存在較大的差異。研究中進一步分析低頻段的譜，選擇8～15 Hz為研究頻段，這樣在求取振幅對頻率的偏導時不用考慮負數(shù)影響。

圖9為原始地震數(shù)據(jù)地層切片結果。預測結果受異常強振幅（K57、K88所在區(qū)域）干擾，與鉆井吻合程度很差。圖中K104井和K59-8井均為出油井，然而預測結果為不利區(qū)域，所以原始地震數(shù)據(jù)地層切片不能很好地反映含油氣性。圖10為流體活動性預測結果，該結果與鉆井具有較好的一致性。由圖10與圖9的對比可以看出，流體活動性屬性能夠較好地剔除較強能量團對儲層預測的影響，從而較有效地預測含油氣性。

圖7 流體活動性原理示意圖［7］

圖8 頻譜分析圖

圖9 原始地震數(shù)據(jù)館Ⅱ油組內(nèi)部油層地層切片

圖10 館Ⅱ油組內(nèi)部油層流體活動性屬性

5 結論與認識

本文通過應用地層切片技術、90°相位化技術、譜分解技術以及流體活動性等，有效地解決了巖性油藏分布的預測問題。通過研究得到以下認識：①地層切片技術能夠宏觀預測河道展布方向；②譜分解技術結合90°相位化技術，能夠較準確地刻畫薄層分布；③流體活動性屬性能夠有效預測本區(qū)巖性成藏區(qū)。

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P631

A

10.13810／j.cnki.issn.1000-7210.2017.01.021

趙子豪，李凌，馬躍華，吳麗穎，張謙.辮狀河沉積儲層預測技術——以大港探區(qū)孔店油田為例.石油地球物理勘探，2017，52（1）：152-159.

1000-7210（2017）01-0152-08

*四川省成都市新都區(qū)新都大道8號西南石油大學地球科學與技術學院，610500。Email：361758536＠qq.com。

本文于2016年5月3日收到，最終修改稿于同年12月6日收到。

（本文編輯：劉英）

趙子豪 碩士研究生，1992年生；2015年畢業(yè)于西南石油大學資源勘查工程專業(yè)，獲學士學位；現(xiàn)在西南石油大學攻讀地質(zhì)專業(yè)碩士學位；主要從事沉積、儲層和石油地質(zhì)方面的研究。