陳 波，程 超，李文俊

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

隨著老油氣田開發(fā)進(jìn)入中后期，在綜合調(diào)整階段薄層砂巖儲(chǔ)層逐漸受到重視。薄層砂巖上下通常發(fā)育厚層泥巖，提供了較好的生烴來源和圍巖遮擋條件，成藏后含烴飽和度較高，但由于其厚度?。ㄆ?遍小于5 m）、縱橫向變化快且分布范圍有限，難以準(zhǔn)確地刻畫地質(zhì)體形態(tài)及儲(chǔ)量規(guī)模，開發(fā)存在難度。 陸上油氣田通過密井網(wǎng)獲得的巖心、測井資料開展高精度層序地層對比，能夠有效地刻畫薄砂體的展布規(guī)律，并且隨著地震資料的普及化，通過地球物理手段對薄砂體的刻畫也越來越清晰。信全麟等（1991）通過地震信息建立了薄層砂體綜合解釋技術(shù)，深入研究了深水濁積砂巖規(guī)模小、厚度薄、埋藏深等問題）[1]；劉磊等（2009）基于正演模擬、地震屬性分析等方法研究了油層厚度薄、橫向變化快、分布零散等問題[2]；梁宏剛等（2015）通過分頻混色、三維可視化等技術(shù)對塔河油田超深層窄河道的薄儲(chǔ)層進(jìn)行了精細(xì)刻畫[3]；劉化清等（2018）結(jié)合古地貌恢復(fù)、非線性切片以及遺傳化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)刻畫了薄層砂體較清晰的平面形態(tài)[4]。海上薄砂體預(yù)測受儲(chǔ)量規(guī)模有限、早期開發(fā)經(jīng)濟(jì)性較差、井資料匱乏等因素的制約，研究相對較少。周連德等（2017）[5]基于測井、地震確定儲(chǔ)層成因的基礎(chǔ)上，結(jié)合反演、波形聚類等技術(shù)，對渤海某油田埋深約1 500 m 的薄砂體進(jìn)行了預(yù)測。本次以研究區(qū)常規(guī)地震資料為基礎(chǔ)，通過地震沉積學(xué)90°相位轉(zhuǎn)換、等時(shí)切片等方法和儲(chǔ)層構(gòu)型解剖理論，清晰地刻畫出海上埋深約3 500 m、高位體系域下形成的薄層砂體橫向展布形態(tài)以及縱向演化規(guī)律，指出了潛力分布及調(diào)整方向。

1 地質(zhì)背景

東海陸架盆地是以新生代為主的中新生代含油氣盆地，新生代地層沉積廣泛，南北長度約1 130 km，東西寬度約220 km，面積約24×104km2。東海陸架盆地內(nèi)發(fā)育多個(gè)含油氣凹陷，其中，西湖凹陷位于東海陸架盆地中段的浙東拗陷東部，呈北北東向展布。西湖凹陷經(jīng)歷了早期斷陷、中期拗陷和晚期整體沉降等3 個(gè)階段[6-7]，具有東西分帶、南北分塊的構(gòu)造特征，由西往東可分為西部斜坡帶、西次凹、中央洼陷-反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、東次凹及東部邊緣斷裂帶（圖1）。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造

研究區(qū)HY 構(gòu)造位于西湖凹陷西次凹與中央洼陷之間的過渡帶，是在中新世晚期東西向擠壓應(yīng)力作用下形成的寬緩背斜構(gòu)造。該構(gòu)造受到的擠壓應(yīng)力較弱，背斜幅度低，早期拉張正斷層發(fā)育但結(jié)束較早，且晚期東西向斷層不發(fā)育，因此油氣藏保存完整。地層自下而上發(fā)育新生界古近系、新近系及第四系，其中古近系漸新統(tǒng)花港組是研究區(qū)主要的油氣儲(chǔ)層和生產(chǎn)層位，埋藏深度為3 000～4 000 m，對于海上油氣田而言，埋深相對較深。HY 構(gòu)造圈閉面積約50 km2，目前僅鉆探3 口探井和5 口開發(fā)井，探井之間平均距離約1 200 m，目的層段無取心資料，開發(fā)井井距為200～1 000 m。研究區(qū)井網(wǎng)稀疏，井資料匱乏，利用井間信息預(yù)測砂體展布及變化，難度較大。研究區(qū)開發(fā)早期重點(diǎn)開采穩(wěn)定分布的厚層砂巖，目前屬開發(fā)綜合調(diào)整階段，重點(diǎn)關(guān)注高位域發(fā)育的具有較好物性和含氣性的薄儲(chǔ)層，現(xiàn)有開發(fā)井鉆遇的薄砂體厚度為5～10 m，均為純氣層，縱向期次較多，且橫向變化較快，難以刻畫。通過對薄砂體縱向演化規(guī)律和橫向展布規(guī)模識(shí)別后，可作為重要的調(diào)整目標(biāo)。

2 層序地層格架及演化

漸新統(tǒng)花港組是在下伏地層平湖組晚期抬升后進(jìn)入拗陷時(shí)期而沉積的地層，總體上發(fā)育兩次較大的幕式抬升，形成了SQ1 和SQ2 兩個(gè)三級層序，分別對應(yīng)花港組下段和上段[8-13]?；ǜ劢M上段SQ2 層序內(nèi)發(fā)育兩期完整的短期旋回，第一期旋回早期湖平面較低，水體能量較強(qiáng)，A/S＜1，沉積物供給充足，以發(fā)育三角洲平原分流河道的厚層砂巖為主，河道規(guī)模較大，測井曲線以底部突變的箱形砂體為主，砂體頂?shù)讟?biāo)定為峰谷轉(zhuǎn)換的零相位，地震相對應(yīng)連續(xù)、中強(qiáng)反射復(fù)合波谷特征；中期隨著基準(zhǔn)面的上升，湖平面逐漸擴(kuò)張，水體能量減弱，A/S ＞1，沉積物供給匱乏，以小型河流、三角洲前緣席狀砂等薄層砂體沉積為主[14]，測井曲線表現(xiàn)為明顯的薄層箱形、鐘形、指狀、鋸齒狀等形態(tài)（圖2），“泥包砂”或“彈簧段”特征明顯，地震相為不連續(xù)、弱反射波谷特征；晚期隨著基準(zhǔn)面的下降，沉積物再次變得充足，砂體厚度逐漸增厚，測井曲線整體表現(xiàn)為反韻律，河道規(guī)模逐漸擴(kuò)大，地震相為連續(xù)、中強(qiáng)反射波谷特征，部分位置切疊形成復(fù)波波谷。本次研究對象即為第一期旋回下降半旋回形成的薄層砂巖，其中下降半旋回早期形成的前緣席狀砂分布穩(wěn)定，但地震剖面無法識(shí)別，平面分布刻畫難度大，本次不作研究。

圖2 研究區(qū)層序地層劃分及過井地震剖面

3 地震沉積相解釋

3.1 資料基礎(chǔ)

研究區(qū)地震資料品質(zhì)較好，頻率為15～45 Hz，主頻約30 Hz，其垂向分辨率的極限是其波長的1/8，約為12 m。目的層井點(diǎn)鉆遇砂巖厚度為8～10 m，與極限分辨率較為接近，因此，本區(qū)利用常規(guī)數(shù)據(jù)體能夠開展薄層砂體預(yù)測。

3.2 90°相位轉(zhuǎn)換

90°相位轉(zhuǎn)換是地震沉積學(xué)中常用的方法之一，是通過將地震相位旋轉(zhuǎn)90°，從而將反射波主瓣提到薄層中心，以此來克服零相位波缺點(diǎn)[15]，使得地震反射同相軸與井點(diǎn)實(shí)鉆巖性剖面相對應(yīng)。研究區(qū)厚層砂巖（厚度為20～30 m）頂?shù)浊『脤?yīng)于峰谷轉(zhuǎn)換的零相位，對其平面形態(tài)的刻畫，沿層切片屬性識(shí)別效果較好；而薄層砂巖（厚度小于10 m）與同相軸沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系（圖3a）。通過對獲得的零相位數(shù)據(jù)體進(jìn)行90°相位調(diào)整后，薄層砂體的響應(yīng)特征與波谷相位的匹配關(guān)系更好（圖3b），砂巖對應(yīng)波谷、上下泥巖對應(yīng)波峰，從而使得地震反射同相軸具有了表征薄層砂體的地質(zhì)意義。

圖3 90°相位轉(zhuǎn)換地震剖面

3.3 等時(shí)地層切片

運(yùn)用地震沉積學(xué)方法開展地質(zhì)體平面形態(tài)展布研究，主要依靠地層切片技術(shù)[16-20]，目前應(yīng)用較為廣泛、較為流行的切片方式分別是時(shí)間切片、沿層切片和等時(shí)切片。

3.3.1 時(shí)間切片

該方法主要應(yīng)用對象為淺層沉積體識(shí)別，因?yàn)闇\層沉積地層相對較平緩，橫向等時(shí)性好，有利于河道刻畫。但該方法未考慮地層起伏、壓實(shí)作用等因素造成的厚度差異，隨著地層深度的增加，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重穿時(shí)現(xiàn)象（圖4a），提取的平面屬性可靠性也會(huì)逐漸降低。淺層沉積受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響較小，同相軸連續(xù)且平緩，因此較為適用。

3.3.2 沿層切片

沿層切片是通過尋找沉積體上下反射強(qiáng)度較強(qiáng)、連續(xù)性較好的反射界面作為等時(shí)界面（圖4b）。地下地質(zhì)體沉積過程中受物源、地形、氣候、水流等多因素影響，不同位置沉積厚度各不相同，沉積形態(tài)也差異較大，特別是受到后期河道的沖刷搬運(yùn)、填平補(bǔ)齊、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及沉降壓實(shí)作用，原始界面已被破壞殆盡。沿層切片優(yōu)勢在于找到某一沉積時(shí)期末期，如低位期連片分布的儲(chǔ)層底界面，或高位期連片分布的凝縮段泥巖，以其作為等時(shí)界面，向上或向下提取沿層屬性開展研究；其劣勢在于沉積初期以填平補(bǔ)齊、河道下切為主，該時(shí)期作為沉積體底界，一般表現(xiàn)為高低起伏、不連續(xù)等特征，若以頂界按一定時(shí)間間隔等間距向下切片，較難提取可靠的地質(zhì)體形態(tài)，無法開展沉積早期的研究工作。

3.3.3 等時(shí)切片

該種切片方式是在沿層切片基礎(chǔ)上的進(jìn)一步優(yōu)化，又稱為地層切片，在考慮沉積頂界面的同時(shí)，考慮了沉積底界面[21-22]。通過可靠的井震標(biāo)定找到沉積體底界面對應(yīng)同相軸（圖4c），開展底界面的精細(xì)解釋，來約束該時(shí)期總的沉積體空間形態(tài)，在此基礎(chǔ)上開展頂?shù)椎葧r(shí)面約束下的等分切片。該方法適用于類似于具有下切特征的河流相地層沉積演化和儲(chǔ)層刻畫研究中，而三角洲等類型的沉積體需進(jìn)一步考慮內(nèi)部進(jìn)積、退積等沉積形式，有針對性開展層面精細(xì)解釋從而開展切片研究。

圖4 不同的切片方法

3.4 平面屬性分析

研究區(qū)花港組時(shí)期以河流相沉積為主，主要發(fā)育曲流河、辮狀河等類型沉積，物源方向以自北向南為主，自西向東為輔[23]。本次研究的目的層段為下降半旋回中晚期發(fā)育的曲流河沉積，表現(xiàn)為河道規(guī)模小、儲(chǔ)層厚度薄、橫向變化快、預(yù)測難度大等特點(diǎn)。通過選取薄層砂巖頂?shù)纵^連續(xù)、反射強(qiáng)度中等的2 個(gè)波谷相位作為等時(shí)面（圖5），結(jié)合等時(shí)切片方法，開展切片及屬性提取，優(yōu)選平面形態(tài)較好的3 張切片開展地震沉積相解釋。

圖5 等時(shí)界面及等時(shí)切片

圖6a 為沉積早期地層切片，從切片上可見自北向南流入后向西流動(dòng)的高彎度曲流河（河道1），河道寬度0.20～0.26 km，邊界清晰，暫無井鉆遇，分析認(rèn)為是曲流河沉積末期廢棄河道響應(yīng)，河道旁邊可見側(cè)向遷移形成的月牙形邊灘沉積體，邊灘長度1.30～3.58 km，寬度0.78～2.00 km，分布及發(fā)育規(guī)律與現(xiàn)代沉積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)規(guī)律一致。地震剖面表現(xiàn)為頂平底凸、反射強(qiáng)度中等、內(nèi)部被弱波峰分隔的串珠狀波谷，部分?jǐn)鄬訑嘀猎撐恢?，油氣充注條件優(yōu)越。該時(shí)期砂泥互層，泥巖蓋層發(fā)育，保存條件好，是良好的兼探目標(biāo)。

圖6b 為沉積中期地層切片，從切片上可以看到一條北西-南東向展布的河道（河道2），相較于圖6a，切片振幅更強(qiáng)，形態(tài)更清晰。該期河道較第一期廢棄河道寬度更寬一些，為0.40～1.00 km，在南部與早期的曲流河相互切疊。共有2 口井鉆遇該期河道，其中西側(cè)W5S 井表現(xiàn)為底部突變的薄層箱形砂巖，向上漸變?yōu)殓娦?，?nèi)部齒化現(xiàn)象嚴(yán)重，表明早期河道以下切作用為主，后續(xù)水動(dòng)力逐漸減弱直至河流改道廢棄；東側(cè)W5P 井表現(xiàn)為頂?shù)淄蛔兊南湫危瑑?nèi)部齒化程度不及W5S 井，兩期河道連接處表現(xiàn)為兩個(gè)中強(qiáng)反射透鏡狀波谷在邊緣部位相接的特征。以上部穩(wěn)定發(fā)育泥巖作為等時(shí)標(biāo)志層開展精細(xì)地層對比，兩口井井點(diǎn)砂體存在高程差，認(rèn)為河道早期處于W5S 井點(diǎn)處，后期河道向東側(cè)遷移改道，W5P 井點(diǎn)處逐漸成為河道中心接受沉積，河道寬厚比為60∶1～100∶1。

圖6c 為沉積晚期地層切片，平面最小振幅屬性顯示該時(shí)期發(fā)育一條北東-南西向展布的順直型河道（河道3），邊界清晰。河道北部較窄、南部較寬，整體寬度為0.21～0.65 km，寬厚比為30∶1～65∶1。3 口井鉆遇該期河道，主要集中于南部，其中W6井鉆遇河道邊部，GR 曲線為似箱狀，內(nèi)部發(fā)育2～3套泥質(zhì)夾層，將砂體進(jìn)一步細(xì)分為4 期，單層厚度1～4 m，分析認(rèn)為該時(shí)期沉積以小型河道為主，沉積時(shí)間短，河流側(cè)向擺動(dòng)不明顯，水動(dòng)力變化頻繁導(dǎo)致泥質(zhì)夾層發(fā)育；W3 井向上發(fā)育頂?shù)淄蛔兊南湫紊绑w，內(nèi)部泥質(zhì)不發(fā)育，可見微幅齒化現(xiàn)象，頂部漸變?yōu)殓娦危砻髟摃r(shí)期主河道位于W3 井點(diǎn)處，水體相對穩(wěn)定，砂體以垂向加積為主；對應(yīng)W6 井點(diǎn)為反韻律特征，代表決口扇沉積產(chǎn)物。垂直河道的過井地震剖面表現(xiàn)為多個(gè)較連續(xù)、頂平底凸、內(nèi)部中強(qiáng)反射、向兩側(cè)反射強(qiáng)度減弱的透鏡狀波谷，具有側(cè)向疊加的特征，為河道側(cè)向遷移特征的響應(yīng)。

圖6 不同等時(shí)切片平面振幅屬性

4 沉積演化特征

研究區(qū)花港組上段SQ2 下降半旋回的中晚期自下而上發(fā)育三期薄砂體（圖7），早期古地形平緩，基準(zhǔn)面開始下降，水動(dòng)力較弱，A/S ＞1，沉積物供給相對匱乏，以高彎度曲流河沉積為主，河道寬度0.20～0.26 km，邊灘、牛軛湖及決口扇發(fā)育，部分位置彎曲度較大導(dǎo)致河道后期沖破堤岸截彎取直，形成牛軛湖；隨后基準(zhǔn)面繼續(xù)下降，沉積物供給依然匱乏，發(fā)育低彎度曲流河，邊灘不發(fā)育，但河道規(guī)模相較上一期有所增大，河道寬度達(dá)0.40～1.00 km，井點(diǎn)砂厚9～10 m，且單套厚砂體是由多期單砂體組合而成的復(fù)合河道砂體，河道自西向東側(cè)向遷移，在南部與第一期曲流河切疊；第三期河道相較前兩期河道彎曲度更低，與第二期相交呈X 型，河道規(guī)模有所減小，寬度0.20～0.65 km，鉆遇砂體厚度7～11 m，部分位置在縱向上切割了第一期和第二期砂體。河道流動(dòng)方向整體為自北向南，局部時(shí)期變化較大，表明該時(shí)期地形平緩，河流方向較隨機(jī)。

圖7 基于等時(shí)切片的沉積相解釋

綜上所述，研究區(qū)地震屬性上表現(xiàn)為河道形態(tài) 的地質(zhì)體屬于河道砂體沉積，內(nèi)部單期砂體以側(cè)向 遷移型和垂向疊加型的方式組合形成復(fù)合砂體，單砂體間泥質(zhì)沉積降低了砂體連通性，導(dǎo)致剩余油氣富集。低彎度河道邊灘不發(fā)育，儲(chǔ)層相對發(fā)育，有側(cè)向遷移現(xiàn)象；高彎度河道發(fā)育邊灘，是剩余油氣富集區(qū)之一。被泥質(zhì)夾層分隔的砂體和邊灘砂體均為有利的調(diào)整目標(biāo)。

5 結(jié)論

（1）地震沉積學(xué)90°相位轉(zhuǎn)換和等時(shí)地層切片是研究薄層砂體平面展布形態(tài)的有效手段，特別是海上井少、中深層、資料匱乏條件下薄層沉積地質(zhì)體的平面刻畫及縱向疊置關(guān)系解剖研究，該方法具有良好的應(yīng)用效果。

（2）西湖凹陷黃巖區(qū)花港組上段高位域發(fā)育水道類薄層砂體沉積，河道類型在不同沉積時(shí)期分別呈高彎度型、低彎度型和順直型，地震相為頂平底凸的透鏡狀中強(qiáng)反射波谷特征，河道拼接處及疊置處反射強(qiáng)度均表現(xiàn)出明顯減弱或相變。

（3）井點(diǎn)鉆遇薄儲(chǔ)層為多層復(fù)合砂體，由多期單砂體以側(cè)向遷移和垂向疊加的形式組成，內(nèi)部泥質(zhì)含量增加處連通性較差，剩余油氣豐富，早期形成的高彎度曲流河邊灘沉積發(fā)育，無井鉆遇，均是調(diào)整兼顧的重要目標(biāo)。