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        東方B氣田海底扇復雜砂體地震刻畫

        2022-06-13 06:47:14晁彩霞于俊峰胡勝輝楊麗陳之賀
        斷塊油氣田 2022年1期
        關鍵詞:井區(qū)水道砂體

        晁彩霞,于俊峰,胡勝輝,楊麗,陳之賀

        (1.中海石油(中國)有限公司海南分公司,海南 ???570312;2.廣東石油化工學院,廣東 茂名 525000)

        0 引言

        鶯歌海盆地東方B氣田為受物源、古地貌和水動力變化事件控制下的淺海重力流沉積,砂體分布及疊置關系復雜,儲層非均質(zhì)性強[1-4]。 目前,對東方區(qū)塊的沉積模式及沉積微相類型精細研究認為[4-6],該區(qū)主要沉積微相為侵蝕水道、分流水道、水道側緣及朵體沉積。其中,侵蝕水道微相主要受先成洼陷控制,經(jīng)歷沉積—侵蝕過程,砂體厚度大,疊置關系復雜,是地震剖面上等時體和巖性穿時體的地質(zhì)成因[7]。氣田的不斷開發(fā),揭示了F8d井區(qū)砂體疊置及橫向連通性認識不清的問題。為規(guī)避風險,提高后期調(diào)整挖潛成功率,筆者充分吸收了前人成果,在沉積微相導向下,主要運用地球物理方法,對復雜砂體進行了逐級解剖。

        研究區(qū)多井鉆遇復合水道砂體厚度為45 m左右,單一水道砂體厚度一般大于12 m。2016年高密度采集三維地震數(shù)據(jù)主頻約為35 Hz,有效頻帶范圍為8~65 Hz,目的層砂巖速度約為2 300 m/s,地震資料品質(zhì)相對較高,滿足儲層砂體精細刻畫要求;因此,針對F8d井區(qū),利用地震相特征分析、正演驗證,結合巖石組合特征,明確了沉積微相類型。在復合侵蝕水道砂體內(nèi)部,根據(jù)地震相特征,在全局優(yōu)化地層模型的約束下拾取等時屬性切片,研究厚層單一水道砂體的沉積期次、疊置關系及橫向展布,運用高分辨率波形指示反演,結合測井旋回特征對薄儲層單一水道砂體疊置樣式進行分析,明確了侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體沉積特征。

        1 地質(zhì)概況

        鶯歌海盆地平面上由4個一級構造單元組成[8],即鶯西斜坡、鶯東斜坡、河內(nèi)坳陷、鶯歌海坳陷。東方B氣田位于鶯歌海坳陷內(nèi),屬于高溫高壓氣藏,目的層黃流組一段沉積砂體主要來自西部的藍江三角洲[8-9],以淺海重力流沉積為主,主力氣層包括黃流組一段Ⅰ氣組(H1Ⅰa)、黃流組一段Ⅱ氣組(H1Ⅱb)。 黃流組一段Ⅱ氣組沉積時物源供給充足,受到先成洼陷限制性重力流侵蝕—充填—溢出沉積模式控制,主要發(fā)育多期疊置的厚層侵蝕-充填水道、水道側緣等沉積微相;黃流組一段Ⅰ氣組受平緩斜坡非限制性漫流沉積模式控制,以分流水道、朵體為主,局部發(fā)育厚層侵蝕水道,且受后期泥質(zhì)水道的侵蝕改造,砂體展布及砂體疊置連通關系復雜。

        2 沉積微相類型及特征

        2.1 侵蝕水道

        侵蝕水道巖性以中—厚層、淺灰色粉—細砂巖為主,砂質(zhì)較純,內(nèi)部偶見泥巖撕裂屑。自然伽馬曲線表現(xiàn)為平滑的高幅度箱形,頂?shù)淄蛔?。地震剖面上表現(xiàn)為多個低頻、強振幅、高連續(xù)性的同相軸特征,對下伏地層具有明顯的侵蝕現(xiàn)象,外部形態(tài)為寬U形或深V形,下切特征明顯。

        2.2 分流水道

        分流水道單層砂體厚度減薄,主要為厚層塊狀層理粉細砂巖,可見平行層理(粉)細砂巖、波狀層理(粉)細砂巖、水平層理粉砂巖等,由下往上粒度逐漸變細,反映水動力逐漸減弱。測井曲線表現(xiàn)為中—厚層高幅齒化箱形,底部突變,頂部漸變或突變。地震剖面上表現(xiàn)為席狀低頻、強振幅、強連續(xù)性的單一同相軸特征,對下伏地層侵蝕特征不明顯。

        2.3 水道側緣和朵體

        水道側緣和朵體巖性以水平層理粉砂巖為主,局部富集泥質(zhì)碎屑、泥質(zhì)條帶,測井曲線表現(xiàn)為中—低幅弱齒化鐘形或指形,主要發(fā)育在海底扇周緣或海底扇水道末端,砂體厚度整體較薄,物性較差。朵體主要以朵葉體的形態(tài)分布在沉積主體前端。其巖性偏細,主要為灰色粉細砂巖、粉砂巖夾泥質(zhì)紋層或砂泥巖互層,泥質(zhì)含量較高,細砂巖中發(fā)育低角度交錯層理,粉砂巖中發(fā)育小型沙紋層理、水平層理,生物遺跡現(xiàn)象豐富。自然伽馬曲線呈現(xiàn)低幅弱齒化鐘形或低幅尖指形,為反韻律沉積。在地震剖面上,表現(xiàn)為席狀中弱振幅、連續(xù)性中等的單一同相軸。

        3 沉積微相導向的復合砂體識別

        東方B氣田黃流組一段主力氣層包括H1Ⅰa,H1Ⅱb氣組,H1Ⅱb氣組主體區(qū)垂向存在2期砂體,分別對應H1Ⅱb上,H1Ⅱb下砂體,2套砂體之間存在明顯的泥巖隔層。F8d井區(qū)Ⅰ氣組沉積微相認識目前存在爭議,氣田開發(fā)實施前,主要依據(jù)過F8d井的典型地震相(強振幅下切U形多軸特征(見圖1a)),解釋為侵蝕水道,水道內(nèi)部垂向由2期水道砂體疊置,缺失H1Ⅱb上砂體。

        圖1 過F8d井地震剖面

        隨著開發(fā)井數(shù)的增多,根據(jù)砂泥標志層及過F8d井典型地震剖面(見圖1b)認為,F(xiàn)8d井為分流水道沉積,將原侵蝕水道內(nèi)部的2期砂體下部劃分為H1Ⅱb下分流水道砂體,上部為H1Ⅰa分流水道砂體。

        3.1 基于地震相的沉積微相分析

        F8d井區(qū)地震相的多解性導致F8d井區(qū)的沉積微相認識、復合砂體對比及疊置樣式結論的不同。侵蝕水道和分流水道微相的巖相及測井相特征差異不大,兩者最大的區(qū)別是地震相。地震剖面上,侵蝕水道對下伏地層具有明顯的侵蝕現(xiàn)象,外部形態(tài)為寬U形或深V形,下切特征明顯;分流水道表現(xiàn)為低頻、強振幅、強連續(xù)性的單一同相軸特征,對下伏地層侵蝕不明顯。

        東方B氣田黃流組一段H1Ⅱb上,H1Ⅰa氣組沉積時期,局部物源方向為北西—南東向,垂直物源方向進行地震相特征分析(見圖2)。3期側向遷移侵蝕水道下切特征明顯。第1期侵蝕水道攜帶大量沉積物對下伏地層侵蝕沖刷能力強。第2期侵蝕水道對下伏地層侵蝕沖刷能力變差,規(guī)模變小。第3期侵蝕水道在近物源處對下伏地層侵蝕沖刷明顯,向前推進的過程中,隨著沉積物的卸載,能量減弱,侵蝕沖刷特征不明顯。

        圖2 垂直物源地震剖面

        3期侵蝕水道在近物源處互相獨立,向遠物源方向推進的過程中,相互切割疊置,在B12井位置,3期侵蝕水道連片,地震剖面上呈U形強振幅強連續(xù)反射特征。

        3.2 地震正演驗證

        由地震相特征分析可知,H1Ⅰa氣組沉積時期F8d井區(qū)整體為3期側向遷移侵蝕水道砂體沉積,侵蝕切割下伏的H1Ⅱb上砂體。但在某些地震剖面,侵蝕水道下切特征不明顯,出現(xiàn)同相軸不連續(xù)現(xiàn)象(見圖1b、圖2a)。為此,針對不支持該侵蝕水道的地震剖面,運用正演模擬技術,建立侵蝕水道地質(zhì)模型,分析侵蝕水道微相合理性(見圖3)。

        圖3 正演分析

        正演模擬砂泥巖速度運用F8d井點附近的速度,即砂巖縱波速度為2 392 m/s,密度為2 300 kg/m3;泥巖縱波速度為3 697 m/s,密度為2 500 kg/m3。正演模擬頻率35 Hz。由正演結果可知,侵蝕水道模式出現(xiàn)了“穿時”現(xiàn)象,侵蝕水道內(nèi)下部砂體與H1Ⅱb上砂體假等時沉積,證實了F8d井區(qū)侵蝕水道沉積微相的合理性。

        3.3 沉積微相導向下的氣組、砂體劃分與對比

        利用地震相分析,結合正演模擬,綜合判定F8d井區(qū)發(fā)育侵蝕水道沉積微相。在侵蝕水道沉積模式的指導下進行氣組及砂體對比結果表明,侵蝕水道模式下的砂體與巖性組合特征吻合較好(見圖4)。

        圖4 復合砂體連井對比

        H1Ⅱb下砂體對先成洼陷填平補齊,主要發(fā)育厚層侵蝕水道砂體,測井曲線表現(xiàn)為高幅度箱形,H1Ⅱb上砂體沉積時期基準面相對下降,可容納空間減小,砂體厚度減薄,F(xiàn)8d井周邊B17井、B18井、B19井、B8井自然伽馬曲線底部突變、頂部漸變,呈鐘形,巖性序列為正粒序。

        H1Ⅰa砂體沉積時期,基準面進一步下降,可容納空間縮小,大部分井砂體厚度較薄,自然伽馬幅度較小,局部由于古地形和水動力強度的變化,發(fā)育下切侵蝕充填水道,侵蝕切割掉H1Ⅱb上砂體。如F8d井區(qū)垂向主要發(fā)育2套厚層侵蝕水道砂體,測井曲線為高幅箱形特征,頂?shù)撞砍尸F(xiàn)突變接觸,代表水動力能量突變,中間段齒化特征明顯,代表水體動蕩或多期侵蝕水道沉積。

        3.4 復合侵蝕水道砂體刻畫

        F8d井區(qū)由3期復合侵蝕水道砂體組成。自西—東第1,2期侵蝕水道侵蝕深度大,第3期侵蝕水道侵蝕幅度小。

        根據(jù)全局優(yōu)化屬性切片拾取的傾角曲率屬性,可清晰判別第1,2期侵蝕水道砂體邊界(見圖5a),明確B3井、B5井、F8d井、B12井位于第1期侵蝕水道內(nèi),B13井不屬于第2期侵蝕水道。結合最小振幅屬性(見圖5b)及地震相特征,同時根據(jù)振幅能量減弱、同相軸錯斷、尖滅及疊置等地震反射特征,綜合判斷了不同期次侵蝕水道復合砂體沉積邊界(見圖5c)。

        圖5 侵蝕水道復合砂體分析

        侵蝕水道砂體的整體延伸方向為北西—南東向。第1期侵蝕水道沉積時,能量相對較強,深侵蝕切割原沉積的H1Ⅱb上砂體,砂體厚度大,平面展布范圍廣。第2期侵蝕水道能量減弱,受古地形的影響,沉積物快速卸載,向前推進距離短。第3期侵蝕水道沉積時期,水動力減弱,侵蝕深度較淺,沉積物緩慢卸載,在遠端與第1期侵蝕水道砂體疊置。

        4 單一水道砂體精細刻畫

        研究區(qū)第1期復合侵蝕水道由B3井、B5井、F8d井、B12井鉆遇,單一水道砂體厚度大,疊置關系復雜,地震剖面局部出現(xiàn)“穿時”沉積特征。第2期復合侵蝕水道砂體發(fā)育規(guī)模小,目前無井鉆遇。第3期復合侵蝕水道由B13井和F1井鉆遇,單一水道砂體厚度薄,疊置關系不清。

        本次研究在地震相分析的基礎上,結合全局優(yōu)化屬性切片對厚層單一水道砂體沉積期次、疊置樣式及展布范圍進行精細刻畫,同時依據(jù)測井曲線旋回特征,運用高分辨率波形指示反演,預測了薄儲層單一水道砂體疊置樣式,揭示了不同期次侵蝕水道之間的砂體沉積特征。

        4.1 厚儲層單一水道砂體精細刻畫

        第1期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體厚度在24 m左右,地震相特征明顯。順物源方向,第1期復合侵蝕水道砂體內(nèi)部垂向主要表現(xiàn)為3期單一水道砂體的前積特征,第1期單一水道能量有限,受沉積地貌影響,遇低部位沉積物快速堆積,并侵蝕原沉積地層,后能量減弱,被第2期單一水道切割,延伸范圍有限。第2期單一水道能量相對較強,沉積范圍較廣。第3期單一水道因后期泥質(zhì)水道的侵蝕,沉積范圍有限(見圖6)。

        圖6 順物源地震剖面

        對于前積結構的地層,單一水道砂體邊界解釋困難,極易發(fā)生地震解釋的竄層現(xiàn)象。常規(guī)的切片技術主要是平行于頂、平行于底、等比內(nèi)插等[10-12],均不適用于前積樣式的砂體解釋。本次研究在全局地層框架模型約束下提取均方根振幅屬性切片,厘清侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體的演化及平面展布形態(tài)。

        從全局優(yōu)化屬性切片可以看出,第1期單一水道砂體在近物源處沉積,僅B3井鉆遇,砂體邊界均方根屬性值減弱(見圖7a)。第2期單一水道砂體橫向連續(xù)性較好 (見圖7b),B13井、F8d井、B5井、B12井均鉆遇。第3期單一水道砂體局部發(fā)育,順物源方向為條帶狀(見圖7c),僅 F8d井、B5井鉆遇。

        圖7 均方根振幅屬性切片

        垂向斜交前積的3期單一水道砂體,以砂泥層為標志層對比,極易出現(xiàn)竄層現(xiàn)象。這是分流水道沉積微相認識、氣組砂體劃分對比出現(xiàn)問題的原因。

        4.2 薄儲層單一水道砂體疊置樣式

        第2,3期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體厚度在12 m左右,地震相分析困難,主要采用高分辨率的波形指示反演[13-25]。 如過 B13 井、F1 井的波形指示反演剖面(見圖8),揭示了F1井區(qū)垂向上也存在3期砂體的疊置。

        圖8 波形指示反演剖面

        結合測井曲線旋回特征(見圖9)可知:第1期單一水道砂體對應1個反韻律;第2期單一水道砂體為正韻律沉積;2期砂體在F1井處存在泥巖夾層,垂向獨立,往B13井方向,泥巖夾層逐漸減薄,2期單一水道砂體逐漸切割疊置;第3期單一水道砂體為反韻律沉積,與下部砂體之間存在泥巖夾層。

        圖9 H1Ⅰa氣組侵蝕水道內(nèi)單砂體對比

        4.3 單一水道砂體沉積特征

        通過以上分析,繪制了侵蝕水道內(nèi)Ⅰ氣組連井單一水道砂體對比圖(見圖9)。由此可知,同期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體橫向可對比性強。

        第1期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體厚度大,測井曲線主要為高幅箱形特征,第3期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體厚度薄,測井曲線旋回特征明顯。不同期次侵蝕水道單一水道砂體之間可對比性較差。3期側向遷移復合侵蝕水道砂體之間可能存在滲流屏障,存在不連通可能。目前,第1期側向遷移侵蝕水道有4口井鉆遇,第3期側向遷移侵蝕水道有2口井鉆遇,僅第2期側向遷移侵蝕水道無井鉆遇,該研究成果為氣田下部調(diào)整挖潛提供依據(jù)。

        5 結束語

        在地質(zhì)模式指導下,結合地震相、正演模擬及巖性組合,綜合判定Ⅰ氣組F8d井區(qū)發(fā)育侵蝕水道沉積微相,在沉積微相導向下進行了氣組及砂體對比。黃流組一段Ⅰ氣組沉積時期,研究區(qū)主要為3期側向遷移復合侵蝕水道砂體沉積,同期侵蝕水道內(nèi)單一水道砂體橫向可對比性強,不同期次侵蝕水道之間單一水道砂體可對比性差,不同期次復合侵蝕水道砂體之間可能存在滲流屏障,存在不連通可能。

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