鄭 彬 劉玉娟 張 靜 瞿朝朝 張倩萍

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司)

0 引 言

渤海油田中深層儲(chǔ)層潛力巨大，但由于埋藏深、地震資料分辨率低，沉積相類型復(fù)雜，多為正常三角洲、扇三角洲、辮狀河三角洲、湖底扇等，再加上海上油田井網(wǎng)稀、井距大，尤其是油田開(kāi)發(fā)早期，井筒資料非常少，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大。

針對(duì)這一難題，在地震沉積學(xué)理論指導(dǎo)下，結(jié)合辮狀河三角洲沉積特征，通過(guò)地震分頻處理技術(shù)[1-4]、地震相分析和地震屬性優(yōu)選等地球物理方法[5-9]，探索出一套基于地震資料分頻處理的井震結(jié)合儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)技術(shù)，刻畫出渤海D油田砂體的分布范圍和沉積模式，落實(shí)了油田的風(fēng)險(xiǎn)和潛力，為開(kāi)發(fā)方案研究和開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井井位部署提供了可靠地質(zhì)依據(jù)，降低了開(kāi)發(fā)方案研究中不確定性和開(kāi)發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 油田概況

D油田位于渤海遼東灣海域，構(gòu)造上受遼西1號(hào)大斷層和近東西向調(diào)節(jié)斷層所夾持，整體上呈現(xiàn)西高東低的構(gòu)造形態(tài)，內(nèi)部被次生斷層分割為多個(gè)斷塊。主要含油層系為古近系沙河街組一段(下文簡(jiǎn)稱沙一段)，儲(chǔ)層厚度大，但分布范圍相對(duì)局限。該區(qū)塊共有探井、評(píng)價(jià)井7口，鉆井揭示的地層自上而下為第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營(yíng)組和沙河街組。目的層沙一段巖性組合為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖互層，砂巖成分以石英為主，次為長(zhǎng)石及少量暗色礦物，次棱角-次圓狀，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松。

2 沉積模式研究

2.1 地層精細(xì)劃分

綜合層序地層學(xué)、古生物地層學(xué)、巖石地層學(xué)等地層劃分方法[10]，利用區(qū)域7口探井、評(píng)價(jià)井資料，以全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育的館陶組底礫巖為區(qū)域標(biāo)志層約束，利用巖石組合特征劃分大的沉積旋回，利用古生物分析落實(shí)不同沉積旋回的年齡歸屬，利用測(cè)井曲線組合特征明確短期沉積旋回，通過(guò)井震標(biāo)定實(shí)現(xiàn)全區(qū)精細(xì)劃分與對(duì)比。該方法有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)研究區(qū)精細(xì)劃分。研究區(qū)古近系自下而上主要發(fā)育中生界潛山基底、沙河街組沙一段和東營(yíng)組、館陶組、明化鎮(zhèn)組、第四系平原組。其中，目的層沙一段進(jìn)一步劃分為3個(gè)油組(圖1)：Ⅲ油組以砂泥巖互層為主，儲(chǔ)層較發(fā)育；Ⅱ油組儲(chǔ)層厚度大、較為整裝；Ⅰ油組儲(chǔ)層厚度整體略薄，以砂泥巖互層為主。等時(shí)地層格架的建立為進(jìn)一步開(kāi)展沉積特征研究和有利區(qū)帶分析奠定了基礎(chǔ)。

2.2 古地貌研究

由于沉積期的古地貌直接或間接地控制沉積體的類型、規(guī)模及其分布特征[11-14]，可以通過(guò)古地貌研究還原沉積物沉積前的古構(gòu)造格局，重塑古物源的系統(tǒng)，明確物源區(qū)、搬運(yùn)通道、不同沉積微相區(qū)的相對(duì)分布位置，最終預(yù)測(cè)沉積演化及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布。

研究區(qū)在沙一段沉積時(shí)期湖盆整體處于斷陷期，湖盆水體面積相對(duì)較大，區(qū)域整體古水深變化不大，構(gòu)造活動(dòng)對(duì)沉積的控制作用較弱。壁心分析結(jié)果表明，目的層儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，晶體無(wú)變形，可見(jiàn)蠕蟲(chóng)狀高嶺石，顆粒之間以點(diǎn)狀接觸為主，孔隙以原生孔隙為主，含少量次生孔隙，說(shuō)明儲(chǔ)層受早成巖作用影響，壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等均較弱，并且研究區(qū)各井沙一段地層厚度整體較薄，壓實(shí)量恢復(fù)對(duì)古地貌研究的影響較小，因此可以通過(guò)等時(shí)層拉平的方法對(duì)研究區(qū)古地貌進(jìn)行恢復(fù)。利用地震資料、井震結(jié)合將沙一段頂面層拉平，結(jié)合以鉆井厚度進(jìn)行校正，并利用構(gòu)造沉積模擬法消除斷層對(duì)古地貌恢復(fù)的影響[15]，恢復(fù)了沙一段沉積時(shí)期的古地貌(圖2)。古地貌整體呈現(xiàn)北西高、南東低的形態(tài)，西北部呈“凹-坡-凸”相間，凹處古溝谷發(fā)育，古地勢(shì)較低，凸出古地勢(shì)較高，使得部分地層沉積早期未接受沉積；西南區(qū)域斜坡發(fā)育，由西南向北東方向地勢(shì)升高。

圖1 D油田沙一段地層對(duì)比

圖2 D油田沙一段沉積古地貌

2.3 沉積模式分析

綜合利用巖心、測(cè)井和地球物理等資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景、物源供給、古地貌等綜合分析，對(duì)區(qū)域沉積模式進(jìn)行研究[16-20]。

研究區(qū)共有探井、評(píng)價(jià)井7口，西側(cè)高部位3口井目的層沙一段多鉆遇砂巖儲(chǔ)層，在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅響應(yīng)特征，東側(cè)4口井目的層沙一段鉆遇泥巖及碳酸鹽沉積，在地震剖面上表現(xiàn)為弱振幅響應(yīng)特征(圖3)。井震資料表明研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育于西側(cè)構(gòu)造高部位(圖4)。

根據(jù)探井D 1井壁心資料分析，巖性以細(xì)砂巖為主，部分含礫，測(cè)井曲線組合特征多見(jiàn)漏斗形發(fā)育河口壩沉積，錄井資料顯示發(fā)育綠灰色泥巖，反映還原環(huán)境，綜合研究結(jié)果表明，D油田沙一段高部位發(fā)育辮狀河三角洲沉積。

結(jié)合周邊探井資料分析，渤海D油田整體處于湖相碳酸鹽巖和碎屑巖混合沉積發(fā)育的有利背景，發(fā)育受古地貌控制的辮狀河三角洲-碳酸鹽沉積模式(圖5)，西北受西側(cè)物源影響發(fā)育辮狀河三角洲，東側(cè)古地貌較高區(qū)域水體安靜，發(fā)育碳酸鹽巖沉積。沉積早期，儲(chǔ)層受古地貌影響，以溝谷充填為主，發(fā)育較為局限，但厚度較大，以砂泥巖互層為主，物性為高孔、中高滲儲(chǔ)層；沉積中期，隨著沉積的進(jìn)行，古地貌逐漸平緩，受物源供給影響優(yōu)質(zhì)砂體主要發(fā)育于D 1井區(qū)高部位，儲(chǔ)層厚度大，物性好，發(fā)育高孔高滲儲(chǔ)層；沉積晚期，古地貌相對(duì)平緩，基準(zhǔn)面上升，可容納空間增加，砂體分布范圍較廣，但整體厚度略薄，主要沉積中心位于A 7S1井區(qū)。

圖3 D油田沙一段順物源方向地震剖面

圖4 D油田沙一段優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層分布

圖5 D油田沙一段沉積模式

3 儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)

已鉆井資料表明D 1井區(qū)和A 11d井區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育厚度差異較大，為了進(jìn)一步精細(xì)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層展布及厚度，利用地震分頻技術(shù)對(duì)地震資料進(jìn)行分頻處理，將原始地震數(shù)據(jù)體通過(guò)頻譜分解，分解成不同頻率的數(shù)據(jù)體。利用地震資料最佳識(shí)別儲(chǔ)層厚度為λ/4這一特性，針對(duì)不同油組儲(chǔ)層段厚度，優(yōu)選不同頻率地震資料。以沙一段Ⅱ油組為例，儲(chǔ)層段厚度大約26 m，優(yōu)選25 Hz地震分頻數(shù)據(jù)體進(jìn)行研究，對(duì)分頻數(shù)據(jù)體進(jìn)行地震屬性優(yōu)選，依次提取了相對(duì)波阻抗、瞬時(shí)頻率、均方根振幅、甜點(diǎn)等地震屬性，井震標(biāo)定對(duì)比分析表明，在D油田相對(duì)波阻抗屬性與井點(diǎn)儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)關(guān)系最好，優(yōu)選相對(duì)波阻抗開(kāi)展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。沙一段Ⅰ油組平均儲(chǔ)層厚度約16 m，優(yōu)選40 Hz地震分頻數(shù)據(jù)體進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)比分頻波阻抗數(shù)據(jù)體和原始數(shù)據(jù)體，分頻波阻抗數(shù)據(jù)體對(duì)儲(chǔ)層邊界的刻畫更加清晰。在區(qū)域沉積模式指導(dǎo)下，結(jié)合相對(duì)波阻抗屬性結(jié)果分析(圖6)，D油田沙一段沉積具有繼承性，平面上發(fā)育2個(gè)朵葉體，其中D 1井區(qū)為主力沉積區(qū)，儲(chǔ)層厚度大于A 11d井區(qū)。

圖6 D油田沙一段Ⅰ油組45 Hz波阻抗反演屬性

基于儲(chǔ)層展布規(guī)律認(rèn)識(shí)，以井點(diǎn)實(shí)鉆值為基礎(chǔ)，以波阻抗平面屬性作為趨勢(shì)約束，利用Petrel軟件定量刻畫了各油組主力儲(chǔ)層厚度及沙一段儲(chǔ)層厚度(圖7)。D 1井區(qū)儲(chǔ)層厚度大于A 11d井區(qū)，其中A 7S1井區(qū)儲(chǔ)層厚度超過(guò)70 m，結(jié)合流體界面分析，低部位仍存在一定潛力，是下一步重點(diǎn)評(píng)價(jià)目標(biāo)；A 11d井區(qū)儲(chǔ)層厚度達(dá)到50 m，A 11d井區(qū)北塊儲(chǔ)層厚度為40～50 m，具有一定潛力，是下一步重點(diǎn)評(píng)價(jià)目標(biāo)；D 1井區(qū)南塊位于沉積邊緣，預(yù)測(cè)沙一段儲(chǔ)層厚度30 m左右，結(jié)合流體界面分析，潛力相對(duì)較小，為次級(jí)評(píng)價(jià)目標(biāo)。儲(chǔ)層精細(xì)刻畫為開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井的部署和開(kāi)發(fā)方案實(shí)施提供了定量化的地質(zhì)依據(jù)。

圖7 D油田沙一段砂巖厚度等值線圖

4 應(yīng)用效果

基于上述研究成果，在D 1井區(qū)低部位及A 11d井區(qū)北塊部署了X 1、X 2井2口開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井。2口開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井鉆后新增探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量236×104t，可新增6口開(kāi)發(fā)井井位，新增可采儲(chǔ)量77×104t，2口開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井投產(chǎn)后合計(jì)產(chǎn)油315 t/d，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)量、產(chǎn)量雙豐收，效果顯著(圖8)。

圖8 D油田2口開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井井組生產(chǎn)曲線

5 結(jié) 論

(1)D油田發(fā)育辮狀河三角洲-碳酸鹽沉積模式，優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層主要發(fā)育于西側(cè)構(gòu)造高部位，東側(cè)古隆起斜坡區(qū)域主要發(fā)育碳酸巖沉積。

(2)D油田沉積早期受古地貌影響，以溝谷充填沉積為主，隨著沉積的進(jìn)行，古地貌逐漸平緩，砂體分布范圍逐漸擴(kuò)大。

(3)對(duì)于具有一定厚度、儲(chǔ)層較為整裝的中深層儲(chǔ)層，利用地震分頻處理技術(shù)，可以較好地定量刻畫不同厚度砂體的儲(chǔ)層厚度。