王海更，劉洪杰，陳 楠，張博文，李國(guó)良，郭培培

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

氣云被認(rèn)為是地層深處的油氣沿?cái)鄬?、砂體等垂直運(yùn)移到淺層而在地震剖面上形成的。氣云區(qū)的存在是油氣運(yùn)移的直接標(biāo)志，可以借以了解油氣運(yùn)移的方向，確定有利的勘探目標(biāo)[1-2]。但氣云會(huì)嚴(yán)重影響地震資料質(zhì)量。在常規(guī)地震剖面上，該區(qū)域成條狀或塊狀分布，近地表為一系列強(qiáng)振幅雜亂反射，地表之下多為弱振幅雜亂和空白反射[3]。L油田主體區(qū)存在大片受淺層氣影響的區(qū)域，縱向上淺層氣的影響從海底到下第三系地層，橫向上影響大約18 km2的區(qū)域，占圈閉面積30%左右。氣云區(qū)內(nèi)斷層認(rèn)識(shí)不清，不但影響開(kāi)發(fā)效果，也可能造成油田注采失衡，導(dǎo)致油氣沿?cái)鄬右缏┲梁５?，發(fā)生注水風(fēng)險(xiǎn)。目前地震解釋人員正有針對(duì)性地開(kāi)展地震資料重新采集處理以及其它試驗(yàn)性研究工作，以期提高氣云區(qū)地震資料成像質(zhì)量，但仍未獲得突破性的進(jìn)展。為充分利用地質(zhì)油藏手段指導(dǎo)生產(chǎn)，本文綜合分析了1N區(qū)塊各種地質(zhì)油藏資料，篩選出具有代表性的斷層伴生標(biāo)志，通過(guò)相互驗(yàn)證，達(dá)到識(shí)別氣云區(qū)內(nèi)潛在斷層的目的。實(shí)踐證明，這種方法具有很強(qiáng)的操作性和較好的效果，對(duì)類(lèi)似油田具有借鑒作 用。

1 油田概況

L油田位于渤海海域的中南部，是渤海海域迄今發(fā)現(xiàn)的最大的油田。主力含油層系發(fā)育于新近系明化鎮(zhèn)組下段和館陶組，館陶組主要為辮狀河沉積，明化鎮(zhèn)組下段為曲流河沉積[4]。含油層段厚度在100 ～ 600 m。根據(jù)砂巖發(fā)育特征以及油氣分布規(guī)律，結(jié)合開(kāi)發(fā)井鉆探結(jié)果，將主要含油目的層劃分為13個(gè)油組。其中明化鎮(zhèn)組下段發(fā)育5個(gè)油組（L00 ～ L40油組），館陶組發(fā)育8個(gè)油組（L50 ～ L120油組）。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造史研究，L構(gòu)造主要受新生代晚期（上新世～第四紀(jì)）構(gòu)造斷裂活動(dòng)作用而形成。構(gòu)造定型于第四紀(jì)，油田斷裂系統(tǒng)發(fā)育、整體構(gòu)造復(fù)雜，為發(fā)育在渤南低凸起帶基底隆起背景上、受兩組走滑斷層控制的斷裂背斜。內(nèi)部派生的正斷層發(fā)育，主控走滑斷裂帶以及北東-南西走向的派生斷層將L構(gòu)造由北至南分割為十多個(gè)壘、塹相間的斷塊。斷裂大部分?jǐn)啻┲恋谒南档貙由踔梁４玻瑯?gòu)造主體淺層氣富集，存在大面積氣云區(qū)。1N區(qū)塊是位于油田高部位的開(kāi)發(fā)主體斷塊之一。東西兩側(cè)被兩條走滑斷層夾持，南北分別被三條走向?yàn)楸睎|-南西方向的正斷層夾持，區(qū)塊近1/3的面積被氣云區(qū)覆蓋（圖1）。油田2002年12月投產(chǎn)，注水開(kāi)發(fā)。

2 區(qū)塊內(nèi)部斷層識(shí)別

圖1 1N區(qū)塊平面井位圖

油田氣云區(qū)內(nèi)的斷層主要利用氣云區(qū)之外的高品質(zhì)地震資料精細(xì)解釋結(jié)果，結(jié)合氣云區(qū)內(nèi)井資料和低品質(zhì)地震資料進(jìn)行解釋。同時(shí)利用相干體技術(shù)、譜分解調(diào)諧體技術(shù)、沿層振幅屬性、沿層傾角及反射能量屬性等輔助技術(shù)進(jìn)行確認(rèn)解釋?zhuān)_定氣云區(qū)內(nèi)大斷層或分塊斷層的位置、產(chǎn)狀以及斷距等一系列斷層要素。但對(duì)于區(qū)塊內(nèi)部小規(guī)模伴生斷層的確定性解釋一直沒(méi)有突破性的地震技術(shù)和手段。1N區(qū)塊進(jìn)入全面開(kāi)發(fā)階段后，在其東北部氣云區(qū)內(nèi)，先后有4口注水井和6生產(chǎn)井上線（圖1、表1）。油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上逐漸表現(xiàn)出異常，注采矛盾逐漸顯現(xiàn)。研究人員懷疑1N區(qū)塊東北部可能存在小規(guī)模斷層。但區(qū)塊內(nèi)斷層的地震解釋手段有限，因此轉(zhuǎn)而利用該區(qū)豐富的地質(zhì)油藏資料進(jìn)行潛在斷層的識(shí)別。研究認(rèn)為，通過(guò)對(duì)各井地層厚度變化、油水界面差異、注采井相關(guān)性、示蹤劑、壓力平面分布差異等斷層伴生標(biāo)志和斷層響應(yīng)因素分析和研究，可以有效識(shí)別出潛在斷層。

表1 1N區(qū)塊井列表

2.1 地質(zhì)靜態(tài)響應(yīng)

靜態(tài)地質(zhì)資料綜合分析是斷層識(shí)別最有效和最直接的方法[5]。通過(guò)靜態(tài)地質(zhì)資料可以獲得的斷層標(biāo)志主要包括地層的重復(fù)和缺失導(dǎo)致的地層厚度變化，以及斷層尤其是封堵性好的斷層分割油水系統(tǒng)表現(xiàn)的油水界面差異等。

（1）各油組平面厚度變化不明顯，但具有由南向北變厚的趨勢(shì)。

根據(jù)旋回對(duì)比、分級(jí)控制的原則，通過(guò)建立1N區(qū)塊氣云區(qū)內(nèi)目標(biāo)井組對(duì)比剖面進(jìn)行地層的劃分對(duì)比（圖2）。該區(qū)主要對(duì)比標(biāo)志層有L10油組“M”形伽馬曲線，L50油組塊狀砂巖儲(chǔ)層，L80油組低阻泥巖等。油組劃分結(jié)果顯示，該區(qū)塊內(nèi)10口井L10 ～ L100油組厚度在各井間沒(méi)有明顯變化，但地層厚度具有從南向北加厚的趨勢(shì)。分析認(rèn)為如果存在潛在斷層，斷層的斷距可能較小，使得井間地層厚度變化不明顯。另外，海上鉆井平臺(tái)在B10井南側(cè)，1N區(qū)塊定向井軌跡方向均為由南向北方向，推測(cè)位于平臺(tái)北側(cè)的潛在斷層走向可能為北東方向，使鉆遇斷層的井出現(xiàn)一定程度的地層重復(fù)，導(dǎo)致由南至北方向地層有所加厚。

圖2 1N區(qū)塊地層對(duì)比圖

（2）各井底部油水界面差異明顯，平面可分為三個(gè)區(qū)域。

斷層對(duì)油水系統(tǒng)有明顯的分隔作用，油水界面差異也是存在斷層的表現(xiàn)之一。1N區(qū)塊各井從上到下大段含油，油水界面集中出現(xiàn)在L110油組，分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊內(nèi)各井油水界面差異明顯（圖3）。北部B1、B2、B3三口井鉆遇的油水界面在-1 436 m左右，中部B4、B5、B6、B7、B8井油水界面在-1 422 m左右，南部B9、B10井油水界面在-1 389 m左右。油水界面具有明顯的區(qū)域性，平面上可能存在兩條東西向延伸的斷層，分割具有不同油水界面的三個(gè)井區(qū)（圖4）。

圖3 1N區(qū)塊各井油水界面對(duì)比圖

圖4 潛在斷層平面圖

2.2 油藏動(dòng)態(tài)響應(yīng)

油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段之后，斷層的存在影響著生產(chǎn)井和注水井動(dòng)態(tài)表現(xiàn)。油藏動(dòng)態(tài)資料一直是進(jìn)行斷層識(shí)別的關(guān)鍵資料[6]。油藏動(dòng)態(tài)資料包括注采井相關(guān)性以及體現(xiàn)相關(guān)性的一系列壓力、氣油比、示蹤劑數(shù)據(jù)。在注采井組內(nèi)，生產(chǎn)井如果受到注水效果，注入井注入量越大，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)井的產(chǎn)液量越高，注水井的注入量和生產(chǎn)井的產(chǎn)液量是相關(guān)的；如果注水井與生產(chǎn)井之間有斷層遮擋，生產(chǎn)井就不會(huì)受到該注入井的注水影響，注水井的注入量和生產(chǎn)井的產(chǎn)液量是不相關(guān)的。對(duì)于多口注水井和生產(chǎn)井同時(shí)存在的相鄰井組而言，若某個(gè)方向有斷層遮擋，生產(chǎn)井會(huì)因注水受效方向數(shù)減少導(dǎo)致其受效差或者不受效，開(kāi)采指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化特征明顯差于同單元具有完善注水連通方向的生產(chǎn)井，注水井的注入量和生產(chǎn)井的產(chǎn)液量表現(xiàn)為較差的相關(guān)性。如果注水井的注入量與生產(chǎn)井的產(chǎn)液量相關(guān)性好，注采井的產(chǎn)吸液剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系好，生產(chǎn)井氣油比低，可能會(huì)存在部分產(chǎn)層超壓，或者部分產(chǎn)層出現(xiàn)水淹。反之，如果注水井和生產(chǎn)井之間存在斷層遮擋，注采井的產(chǎn)吸液剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系差，生產(chǎn)井氣油比高，不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)層超壓和水淹層，示蹤劑不見(jiàn)劑。通過(guò)對(duì)1N區(qū)塊的注采相關(guān)性分析，示蹤劑和壓力數(shù)據(jù)分析，推測(cè)存在如圖4所示的兩條潛在斷層，與靜態(tài)地質(zhì)資料認(rèn)識(shí)一致。

（1）B1與B3井相關(guān)性好

B1井注水，生產(chǎn)井B3氣油比下降明顯，液量增加，有明顯受效的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，兩口井之間具有較好相關(guān)性，推測(cè)兩井之間不存在斷層遮擋（圖 5）。

（2）B9與B10井之間示蹤劑見(jiàn)劑

示蹤劑資料顯示，B10井注入示蹤劑2-FBAs后，B9井于40天后見(jiàn)劑，根據(jù)兩口井的井距，計(jì)算的見(jiàn)劑速度為7 m/d，根據(jù)峰值高度和波峰寬度綜合分析，認(rèn)為兩口井之間不存在斷層遮擋（圖 6）。

（3）B4與B1、B10井相關(guān)性差，與B8井相關(guān)性較好，B5與B3、B9井相關(guān)性差

區(qū)塊內(nèi)B1和B10井投注時(shí)間較早，半年后生產(chǎn)井B4井投產(chǎn)，但從B4井生產(chǎn)曲線上可以看出，該井投產(chǎn)后氣油比持續(xù)上升，表明注水井B1、B10井與生產(chǎn)井B4井之間相關(guān)性差，B4井與兩口注水井之間極可能存在斷層；一年之后B8井投注，半個(gè)月后B4井氣油比快速下降，受效明顯，說(shuō)明B4和B8井之間不存在斷層遮擋；而區(qū)塊東側(cè)的B5井注水期間，B9和B3井氣油比反而逐漸上升，注采井之間相關(guān)性差，認(rèn)為B5與B3井、B5與B9井之間可能存在斷層（圖5）。

（4）壓力資料上具有斷層響應(yīng)

B8、B4井隨鉆測(cè)壓顯示L70 ～ L100油組存在不同程度虧空，而動(dòng)態(tài)分析證實(shí)，B4和B8井之間相關(guān)性好，認(rèn)為B8所在位置壓力虧空是B4井生產(chǎn)導(dǎo)致的。B8、B4井存在壓力虧空，而B(niǎo)1井所在區(qū)域的B2井對(duì)應(yīng)油組存在明顯超壓，也進(jìn)一步說(shuō)明B8、B4井沒(méi)有得到B1和B10井的注水支持。因此認(rèn)為B4、B8井與B1和B10井之間存在潛在斷層（圖7）。

圖5 注水井與開(kāi)發(fā)井動(dòng)態(tài)響應(yīng)圖

圖6 B9井2-FBAs產(chǎn)出趨勢(shì)圖

圖7 1N區(qū)塊壓力分布圖

2.3 潛在斷層識(shí)別結(jié)果

綜合利用該區(qū)塊靜態(tài)地質(zhì)資料和動(dòng)態(tài)油藏資料，通過(guò)開(kāi)展一系列斷層伴生標(biāo)志和斷層響應(yīng)因素分析和研究，認(rèn)為該區(qū)塊可能存在如圖4所示的兩條小斷層。潛在斷層分割4口注水井，其斷距小，延伸距離較短。根據(jù)斷層對(duì)構(gòu)造的控制作用研究結(jié)果，將L油田的斷層分為三個(gè)等級(jí)。第一級(jí)為走滑斷層，控制油田構(gòu)造格局；第二級(jí)為分區(qū)正斷層，控制斷塊；第三級(jí)為走滑伴生的調(diào)節(jié)斷層，使得油田構(gòu)造進(jìn)一步復(fù)雜化。本次根據(jù)地質(zhì)油藏資料識(shí)別的斷層推測(cè)屬于第三級(jí)調(diào)節(jié)斷層，從斷層的平面分布上，與走滑斷層?xùn)|側(cè)的調(diào)節(jié)斷層相呼應(yīng)，具有存在的合理性。后續(xù)將根據(jù)新的動(dòng)態(tài)資料和靜態(tài)資料，如示蹤劑資料、生產(chǎn)測(cè)井資料等不斷驗(yàn)證，修改和調(diào)整斷層走向、傾向以及延伸長(zhǎng)度，進(jìn)一步落實(shí)潛在斷層。

3 應(yīng)用

采用地質(zhì)油藏資料識(shí)別的潛在斷層雖然不如利用地震資料解釋的斷層直觀，斷層的位置、產(chǎn)狀等信息仍需進(jìn)一步確認(rèn)。但是對(duì)識(shí)別出的潛在斷層仍需在開(kāi)發(fā)過(guò)程中引起足夠重視，氣云區(qū)內(nèi)潛在斷層研究成果對(duì)油田主要有以下兩方面的指導(dǎo)和應(yīng)用。

（1）調(diào)整注采關(guān)系

識(shí)別出的潛在斷層會(huì)增強(qiáng)對(duì)井組內(nèi)注采關(guān)系的重新認(rèn)識(shí)程度，明確調(diào)整方式。對(duì)采出方向減少的注水井進(jìn)行減水，采出方向增加的注水井進(jìn)行提水，完善注采井網(wǎng)。對(duì)距離斷層小于100 m的注水井要降低注水量，密切監(jiān)控，避免因注入壓力過(guò)高，流體沿?cái)嗝嬉缏┲梁５?，確保注水安全。根據(jù)潛在斷層識(shí)別結(jié)果，B4井會(huì)受到B5井和B8井兩口注水井的支持，與原來(lái)設(shè)想相比，注水方向增加，因此實(shí)際做出動(dòng)態(tài)調(diào)整，降低了B5井的注水量，以避免B4井含水快速升高，影響產(chǎn)量。

（2）優(yōu)化井位

依據(jù)識(shí)別的潛在斷層對(duì)設(shè)計(jì)井進(jìn)行調(diào)整，包括增加或取消設(shè)計(jì)井位、井別調(diào)整、井位移動(dòng)等優(yōu)化措施，以達(dá)到避免地層缺失、增加鉆遇油層厚度、完善注采井網(wǎng)、遠(yuǎn)離斷層規(guī)避注水風(fēng)險(xiǎn)等目的。原計(jì)劃在1N區(qū)東北部增加部署一注一采B11井、B12井兩口井，綜合考慮1N潛在斷層研究成果后發(fā)現(xiàn)，最初設(shè)計(jì)的注水井B11井位于潛在斷層1南側(cè)附近，而生產(chǎn)井B11井位于潛在斷層1北側(cè)，與設(shè)計(jì)注水井之間存在潛在斷層分隔。因此對(duì)注水井B11井的井位進(jìn)行了優(yōu)化，移至潛在斷層1的北側(cè)，并遠(yuǎn)離潛在斷層，以確保注水效果和注水安全。實(shí)際井投產(chǎn)投注之后，B11井和B12井相關(guān)性好，受效明顯，未發(fā)現(xiàn)注水井注入壓力異常等風(fēng)險(xiǎn)提示。

4 結(jié)論

介紹了在氣云區(qū)內(nèi)識(shí)別潛在斷層的代表性靜態(tài)、動(dòng)態(tài)地質(zhì)油藏資料及具體的流程方法，彌補(bǔ)了氣云區(qū)內(nèi)地震資料品質(zhì)差的不足，在完善油田注采關(guān)系、確保注水安全等方面起到了積極的作用，從中得出以下結(jié)論。

（1）地質(zhì)油藏資料之間相互驗(yàn)證，可以合理識(shí)別出研究區(qū)潛在的斷層，尤其對(duì)氣云覆蓋的地震資料差的開(kāi)發(fā)區(qū)，地質(zhì)油藏資料比地震資料研究短期內(nèi)更具有現(xiàn)實(shí)意義。

（2）潛在斷層往往首先從注采動(dòng)態(tài)上表現(xiàn)出來(lái)，并引起研究人員的關(guān)注，而在具體識(shí)別分析上建議從地質(zhì)響應(yīng)開(kāi)始，推測(cè)斷層產(chǎn)狀和性質(zhì)，再利用動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行閉合驗(yàn)證。

（3）通過(guò)本次分析，有效的斷層響應(yīng)因素包括地層厚度變化、油水界面差異、注采井相關(guān)性、示蹤劑和壓力平面分布差異等。

（4）基于靜態(tài)、動(dòng)態(tài)地質(zhì)油藏資料的氣云區(qū)內(nèi)的斷層預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單有效，對(duì)油田注采關(guān)系的調(diào)整、注采井網(wǎng)的完善、提高鉆井效果以及確保注水安全等方面能起到積極指導(dǎo)作用。