羅賀元 羅水亮 李林祥 田振磊 胡光明 劉乾乾 馮建偉

（1.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100；2.中國石化勝利油田分公司孤東采油廠，山東 東營 257200；3.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580）

0 引 言

曲流河的地下沉積單元為油氣提供了重要的儲集空間［1?2］，了解其內(nèi)部構(gòu)型單元的分布已成為河道重建和油藏開發(fā)的重點(diǎn)研究內(nèi)容［3?4］。目前渤海灣盆地孤東油田已經(jīng)進(jìn)入中、高含水期，儲層中的剩余油高度分散、分布規(guī)律復(fù)雜，受到曲流河帶內(nèi)部構(gòu)型單元的遮擋影響明顯，迫切要求人們開展精細(xì)的構(gòu)型解剖。有多位學(xué)者進(jìn)行過孤東油田館上段曲流河構(gòu)型的研究：岳大力等［5］應(yīng)用巖心資料、測井資料進(jìn)行了點(diǎn)壩砂體的識別及點(diǎn)壩內(nèi)部的解剖；郭長春等［6］通過巖石樣品分析，總結(jié)出目標(biāo)區(qū)儲層的巖相類型，劃分了館上段發(fā)育的6種構(gòu)型單元；李林祥［7］應(yīng)用測井資料、巖心資料和動態(tài)資料進(jìn)行了曲流河構(gòu)型單元的識別，討論了構(gòu)型單元對儲層的控制作用；周偉東等［8］綜合應(yīng)用開發(fā)動態(tài)資料及測井資料進(jìn)行曲流河構(gòu)型單元的劃分并提出了點(diǎn)壩內(nèi)部構(gòu)型單元的定量模式。

雖然前人對孤東油田館上段曲流河構(gòu)型有了一定的認(rèn)識，但大多以傳統(tǒng)沉積相研究和井?dāng)?shù)據(jù)分析進(jìn)行曲流河構(gòu)型研究，很少有人將地震資料應(yīng)用于研究區(qū)的構(gòu)型研究；鉆井資料雖然縱向分辨率較高，但無法提供井間砂體結(jié)構(gòu)的信息，其橫向精細(xì)程度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。研究區(qū)Ng31層是由單一曲流河帶多次遷移和廢棄形成的，內(nèi)部單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若忽略了河道邊界的砂、廢棄泥巖、過渡位置以及疊加而成的砂體組合的邊界識別，便會導(dǎo)致得出的地質(zhì)模型過于簡單［9］。研究區(qū)有較為完整的地震數(shù)據(jù)，因此本文以孤東四區(qū)Ng31層為例，利用研究區(qū)地震資料橫向分辨率較高這一優(yōu)勢，通過地震信息獲得曲流河帶內(nèi)部井間結(jié)構(gòu)砂體信息，結(jié)合測井資料、動態(tài)資料對研究區(qū)進(jìn)行構(gòu)型解剖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對研究區(qū)儲層的精準(zhǔn)預(yù)測。深入研究曲流河內(nèi)部構(gòu)型具有一定創(chuàng)新性，對剩余油的預(yù)測與挖潛可提供一定指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

孤東油田位于渤海灣盆地沾化凹陷東部的一個大型披覆背斜構(gòu)造上，是在中生界潛山背景上發(fā)育起來的近南北走向的一個整裝油藏。孤東油田四區(qū)位于中央隆起帶東營凹陷中部深洼陷區(qū)，總體上表現(xiàn)為東高西低、南高北低的構(gòu)造特征［10］。主要開發(fā)層位為新近系館陶組上段儲層，油層埋藏深度為1 200~1 440 m，沉積厚度為270~300 m，平均厚度為295 m，主要為細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖互層，儲層底部主要為粒度較粗的灰色細(xì)砂巖、中砂巖，向上粒度逐漸變細(xì)轉(zhuǎn)為粉砂、泥質(zhì)粉砂巖［11?12］。沉積物粒度較細(xì)，其沉積類型為河流相，發(fā)育Ng1—Ng6共6個砂組，其中Ng3物性好，垂向上二元結(jié)構(gòu)明顯，是典型的曲流河沉積的正韻律儲層［13?14］。Ng3的有效砂巖厚度較大，平均達(dá)到8 m，內(nèi)部從上到下分為Ng31—Ng35共5個小層，其中Ng31為主力含油小層。該小層儲層具有孔隙度大、滲透率高、非均質(zhì)性強(qiáng)、儲層結(jié)構(gòu)疏松、易出砂的特征。

2 方法及過程

研究區(qū)內(nèi)有65口井，井距分布較均勻且井網(wǎng)密，相鄰兩排井的距離約為150 m，平均井口密度為125口/km2。工區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)井具有自然電位曲線、自然伽馬曲線、聲波時差曲線、深側(cè)向電阻率、淺側(cè)向電阻率曲線、微電位電阻率和微梯度電阻率曲線。結(jié)合聲波時差曲線與自然伽馬曲線的關(guān)系可得，該區(qū)砂巖的聲阻抗低于泥巖聲阻抗，這是地震解釋的基礎(chǔ)。地震數(shù)據(jù)覆蓋全區(qū)且地震資料質(zhì)量較高，適合提取、顯示、標(biāo)定地震屬性。地震數(shù)據(jù)主頻35 Hz，有效頻帶10~65 Hz，且地震數(shù)據(jù)提頻到45~65 Hz時可以解釋6~10 m地層特征，與研究區(qū)主力砂體平均厚度8 m對應(yīng)，起到較好的解釋效果［15?16］。館陶組上段巖性相對簡單，主要由泥巖和砂巖組成，砂巖和泥巖的聲波時差分別為370～380 μs/m和450～465 μs/m。目的層砂巖、泥巖速度分別為2 650 m/s和2 160 m/s。解釋前，在研究區(qū)局部做了正演模擬（圖1），可從模擬結(jié)果中讀取不同形態(tài)、位置的砂體及砂體組合的波形數(shù)據(jù)，指導(dǎo)地震波形數(shù)據(jù)的解釋。

圖1 研究區(qū)局部點(diǎn)壩砂體模型及正演模擬Fig. 1 Sand body model and forward modeling of local point bars in studied area

用自然電位曲線和聲波時差曲線合成地震記錄，對目的層位進(jìn)行標(biāo)定后，將地震資料進(jìn)行90°或-90°相位轉(zhuǎn)換［17］，轉(zhuǎn)換后目的層砂層都被轉(zhuǎn)換到地震波谷里，地震同相軸與巖性界面相匹配，同相軸的結(jié)構(gòu)變化大致能夠反映曲流河帶內(nèi)砂體結(jié)構(gòu)信息，賦予了地震體以巖性意義。同時受沉積體形態(tài)、巖性差異、物性差異等影響，地震波的反射特征也不相同，主要體現(xiàn)為振幅強(qiáng)度、連續(xù)性等的不同。因此特定的地質(zhì)體及地質(zhì)體組合可以通過特定樣式的地震響應(yīng)特征及同相軸特征凸顯出來。同時還利用地層切片技術(shù)描述河道演化規(guī)律：以時間域?yàn)閱挝?，每?0 ms沿著地震同相軸、垂直于時間軸方向?qū)δ康膶游贿M(jìn)行切片，由下到上讀取主體砂體在切片上的地震屬性特征，也可以直觀觀察到河道演化的過程［18］，識別出6級構(gòu)型界面。

3 構(gòu)型界面的識別

曲流河儲層的構(gòu)型劃分為以下幾個層次：復(fù)合河道砂體為6級構(gòu)型單元，單一河道砂體為5級構(gòu)型單元，單一點(diǎn)壩為4級構(gòu)成單元素［19］，側(cè)積體是點(diǎn)壩砂體的基本沉積構(gòu)造單元，即3級構(gòu)型單元。對研究區(qū)剩余油的分布起到較大控制作用的主要為3―6級構(gòu)型單元，但目前應(yīng)用地震資料難以刻畫到側(cè)積體級次，還需要結(jié)合更精細(xì)的定量研究，因此本文對此部分不作過多闡述。

3.1 6級構(gòu)型界面的識別

孤東四區(qū)Ng31層主要河道砂體連片分布，通過單井標(biāo)定，井點(diǎn)外推，生成連續(xù)的地層切片（圖2）。其地震屬性直觀地顯示出主體砂體的演化過程：Ng31層沉積前期，河流相砂體主要分布在西南部和北部，后來研究區(qū)東南出現(xiàn)新的河流相沉積（圖2（a）―（b））。Ng31層沉積中期，東南部河流相砂體分布范圍增加，表明出現(xiàn)新的遷移河道（圖2（b））。Ng31層沉積晚期，研究區(qū)內(nèi)曲流河砂體分布范圍達(dá)到最大，且可以大致識別出3條主要的曲流河帶，其中最西邊的曲流河帶呈西南―東北方向，最東部一條曲流河帶呈東南―西北方向，且這條河道沉積最晚（圖2（c））。得出6級構(gòu)型單元邊界特征和5級構(gòu)型單元分布特征：復(fù)雜曲流河帶主要由3條單一河道帶頻繁擺動、疊加而成，古水流方向大致為南北走向，砂體主體是由西部遷移至主研究區(qū)的，南部河道逐漸增加。研究區(qū)北部曲流河帶砂體寬度較窄，可容空間小，對曲流河帶砂體限制作用強(qiáng)，河道間更容易形成垂向的侵蝕作用，砂體疊加程度最強(qiáng)，此處砂體疊加剖面不易識別；而南部曲流河帶砂體寬度較大，可容空間較大，對河道限制作用弱，河道遷移擺動幅度大，河道間以側(cè)向疊加為主，點(diǎn)壩間部分廢棄河道泥巖被保留，易形成疊加砂體組合，構(gòu)型界面復(fù)雜，因此也是剩余油主要存在的區(qū)域。

圖2 Ng31不同沉積時期主體砂體演化切片F(xiàn)ig. 2 Main sand body slices of Ng31 in different sedimentary periods

3.2 5級構(gòu)型界面的識別

以研究區(qū)井18?16至井8?11地震剖面為例，利用井震結(jié)合方法，來說明5級構(gòu)型界面的識別過程。①處地震振幅減弱，地震波同相軸整體有向下凹的趨勢，通過①處后，地震波重新趨于穩(wěn)定，振幅變強(qiáng)（圖3（a）），與正演剖面圖（圖1）1、2處的波形變化特征相似，判斷此處砂體變薄且不連續(xù)，可能有泥巖的存在。②處出現(xiàn)明顯的地震波型錯位特征，同時地震波同相軸抬升，會出現(xiàn)明顯高程差（圖3（a）），這種地震波形特征也可在正演模擬中找到相對應(yīng)的模型（圖1）2處。測井相顯示：井18?28測井曲線呈箱形，相鄰的井18?23為鋸齒形，說明井18?28所在的河道在井18-23處被漸棄，說明井18?23與井18?28所在河道不同（圖3（b））。而②處的測井曲線特征為：井18?16、井18?28和井8?11目的層砂體厚度都為7 m左右，但砂體頂面高度差在10 m以上，說明所在河道于不同時期形成，且井8?11所在河道頂界面高于井18?16所在河道，后者先于前者形成（圖3（b））。

圖3 單一河道砂體的地震和測井響應(yīng)特征Fig. 3 Seismic response and log response of single channel sand bodies

再選井18?8至井10?9進(jìn)行分析，③、④處地震波幅突然變?nèi)?，出現(xiàn)上凸形態(tài)，兩邊砂體所在處地震波振幅強(qiáng)烈，地震波呈不連續(xù)狀，波幅呈強(qiáng)―弱―強(qiáng)―弱―強(qiáng)（圖3（c）），測井相顯示井7?8、井9?8目的層為大段泥巖和泛濫平原沉積（圖3（d）），泛濫平原多由泥巖和粉砂質(zhì)泥巖組成，此兩處砂體界面極薄，所以井18?8至井10?9砂體剖面呈現(xiàn)整段厚―薄―厚―薄―厚的狀態(tài)。該種地震相可以反映出不同段河道砂體所在的單一河道界面。不同河道間沉積顆粒的厚度不同，而不同厚度的砂體又可以在地震剖面上表征出來，因此地震波波形突變也可作為5級構(gòu)型界面的識別標(biāo)志之一。

總結(jié)5級構(gòu)型界面識別規(guī)律：砂（泥）之間的巖性、厚度變化和高程差而引起的砂體不連續(xù)性普遍會導(dǎo)致震波振幅、頻率、波形和地震波連續(xù)性的變化，如地震波強(qiáng)度減弱，地震波幅變小，連續(xù)性變差等。同時同相軸會出現(xiàn)一定程度的上凸或下凹。一般分為廢棄河道引起的地震波形特征、高程差異引起的地震波形變化和河道間細(xì)粒沉積引起的地震波形變化，因此可以利用地震剖面上的特征識別5級構(gòu)型界面。

3.3 4級構(gòu)型的識別及點(diǎn)壩疊加特征

3.3.1 4級構(gòu)型界面識別

點(diǎn)壩受曲流河帶側(cè)向加積控制形成，是曲流河河道內(nèi)最重要的沉積單元，也是控制剩余油分布的最主要因素。根據(jù)其位置的不同，將點(diǎn)壩砂體分為3部分：形成于點(diǎn)壩開始沉積一側(cè)的砂體（PI砂體）、位于點(diǎn)壩末端的砂巖（PE砂體）以及點(diǎn)壩的主體部位砂體（圖4）。圖4（a）為復(fù)雜曲流河帶平面，截面AB為截取的曲流河帶橫切剖面（圖4（b））。PI的正演特征分別表現(xiàn)為：PI砂體的頂界面與點(diǎn)壩砂體頂界面高度相當(dāng)，底界面卻明顯高于點(diǎn)壩主體砂體的底界面，從點(diǎn)壩主體向PI砂體方向，地震波呈上翹鍥形，同時同相軸也有一個短暫上翹的趨勢（圖4（c））。PE的正演特征分別表現(xiàn)為：PE從點(diǎn)壩主體向末端方向，由于砂體尖滅，砂體上方泥巖厚度增加導(dǎo)致上方地震波幅度變?nèi)?，波谷上部零相位減小程度比下部零相位減小程度大，底界面略高于點(diǎn)壩主體底界面，而頂部界面明顯低于點(diǎn)壩主體砂體的頂部界面（圖4（d））。

圖4 點(diǎn)壩疊加模式及正演模型Fig. 4 Point bar superimposition pattern and forward model

3.3.2 曲流河帶內(nèi)部點(diǎn)壩疊加特征

總結(jié)研究區(qū)點(diǎn)壩疊加模式，發(fā)現(xiàn)主要分為點(diǎn)壩起始部位疊加廢棄河道、廢棄河道砂體相互疊加和點(diǎn)壩主體疊加點(diǎn)壩3種砂體組合方式，在正演模擬的指導(dǎo)下（圖1）建立了這3種組合方式的概念模型，并對其地震剖面進(jìn)行解釋（圖5）。

3.3.2.1 點(diǎn)壩起始部位疊加廢棄河道

砂體組合形式為：前期河道為砂體末端（即PE砂體），后期河道為點(diǎn)壩前期砂體（PI砂體）。疊加對應(yīng)的地震剖面特征表現(xiàn)為：從廢棄河道方向向點(diǎn)壩起始方向，由于廢棄河道處泥巖含量較高，而點(diǎn)壩起始部位砂巖顆粒較細(xì)，所以疊加處地震反射波能量較弱，地震波整體呈強(qiáng)―弱―強(qiáng)；在疊加處由于砂體尖滅，同相軸會降低，后由于出現(xiàn)下一個點(diǎn)壩初期的疊加，同相軸又抬升。井18?16向井18?18方向，同相軸整體呈高―低―高。當(dāng)后期有點(diǎn)壩疊加PE砂體時，由于廢棄河道泥巖吸水性差和泥巖的遮擋，阻隔了附近水井的水驅(qū)效果，疊加帶下部將會形成剩余油富集區(qū)。由于曲流河內(nèi)部不斷出現(xiàn)新的河道截流老河道，因此會出現(xiàn)很多后期疊加河道為新的點(diǎn)壩起始部位砂體，前期被疊加河道為被截流的點(diǎn)壩末端，這也是研究區(qū)最常見的砂體疊合方式。

3.3.2.2 廢棄河道砂體相互疊加

砂體疊加方式是前期河道為PE砂體，后期河道為PE砂體疊加，且后期河道為末期河道，處于曲流河帶相帶邊界。2種砂體疊加處地震剖面特征表現(xiàn)為：疊加帶處，由于砂體間存在明顯的泥巖間隔，地震波振幅會變得無限弱，接近零相位，到后期點(diǎn)壩主體處振幅恢復(fù)成原來的強(qiáng)度，地震波整體呈強(qiáng)―弱―強(qiáng)，同相軸整體呈高―低―高的下凹趨勢。圖5的②處由于構(gòu)型界面物性和遮擋性的原因，疊加帶兩側(cè)剩余油都相對富集，疊加部位剩余油分布在油水井間兩點(diǎn)壩兩端范圍內(nèi)。結(jié)合井11?7所處的相帶邊界沒有油井、水井，井網(wǎng)不完善且水驅(qū)控制程度低的現(xiàn)狀，該處容易形成剩余油富集區(qū)。

圖5 曲流河帶內(nèi)部點(diǎn)壩接觸模式Fig. 5 Point bars contact patterns in meander belt

3.3.2.3 點(diǎn)壩主體疊加點(diǎn)壩

砂體疊加方式為前期河道為點(diǎn)壩砂體，后期河道為點(diǎn)壩主體疊加，此時點(diǎn)壩疊加區(qū)下部剩余油不富集，由于點(diǎn)壩主體砂體厚度較厚，疊加帶處存在明顯高度差，且后期點(diǎn)壩比前期點(diǎn)壩界面高4 m以上，哪怕在注水時，水驅(qū)的動力也對點(diǎn)壩上部儲油層波及小，導(dǎo)致點(diǎn)壩上部形成剩余油富集區(qū)。該種疊加方式易在地震剖面上識別，2種砂體疊加處地震剖面特征表現(xiàn)為：地震波振幅在疊加處變?nèi)跚矣捎诤穸日{(diào)諧效應(yīng)，在疊加處同相軸有明顯抬升。

4 構(gòu)型界面對剩余油的控制作用

在原始地震剖面中目的層對應(yīng)負(fù)相位同相軸連續(xù)性好（圖6（a）），但僅能夠大致識別出曲流河帶外邊界的輪廓。將地震波提高到65 Hz時，地震剖面的橫向分辨率能夠清晰地反映點(diǎn)壩砂體的結(jié)構(gòu)特征，井18?7與井7?7間顯示同相軸極性變化明顯，井18?7向井7?7處地震波呈上翹鍥形，同相軸短暫上翹，顯示點(diǎn)壩PI砂體形態(tài)特征，井7?7目的層砂體左側(cè)處顯示點(diǎn)壩PE砂體形態(tài)特征（圖6（b）），二者疊加處與圖4的PI―PE地震正演剖面模型吻合，此處為點(diǎn)壩起始部位—廢棄河道疊加，推斷此處應(yīng)有剩余油聚集。地震剖面上井11?7與井9?7之間呈現(xiàn)明顯的廢棄河道疊加特征，說明砂體間存在泥巖間隔，兩期河道不連通。砂體疊加處地震剖面與3. 3. 2. 1總結(jié)的PI―PE特征吻合，因此2個點(diǎn)壩砂體的疊加形式為PI―PE疊加（圖6（c）），此處剩余油富集在疊加部位至點(diǎn)壩兩端內(nèi)。

圖6 曲流河帶內(nèi)點(diǎn)壩疊加結(jié)構(gòu)識別Fig. 6 Identification of point bars superposition structure in meander belt

同期水井累注情況顯示：井11?9 Ng4層累注14.0×104m3，井11?8 Ng3層累注39.4×104m3，井11?N7的Ng5層累注7.76×104m3，說明井11?N7地層在這個時期不吸水，該井與井10?9不連通，同時由于上部的水井11?8遮擋，井11?N7注入水很難向油井12?10推進(jìn)。因此推測在井11?N7附近形成由遮擋帶-水井流線綜合遮擋形成的剩余油富集區(qū)。具體位于井9?7、井10?9、井11?8以南及以東方向（圖7）。井11CN7是后期Ng31層鉆遇的1口井，該井微電極曲線幅度差變大，且水淹程度低，自然電位曲線呈現(xiàn)箱型（圖8），在Ng31層位處于的疊加帶附近，且預(yù)測的疊加帶附近為廢棄河道底部薄層砂體。而井11CN7鉆遇的Ng31層為厚度1.2 m的薄層砂體，且經(jīng)沉積微相分析后判斷為廢棄河道底部砂體。該砂體的電阻率電性高，水淹程度低，說明此處存在組合砂體的遮擋。

圖7 研究區(qū)河道帶分布及點(diǎn)壩分布特征Fig. 7 Distribution characteristics of channel belt and point bars in studied area

圖8 井11CN7電性特征Fig. 8 Electrical property of Well 11CN7

分析可得：使用65 Hz分頻地震剖面可以較好地刻畫井18?7所在的河流相砂體與井7?7所在的河流相砂體，井7?7所在的河流相砂體與井9?7所在的河流相砂體，井9?7所在的河流相砂體與井11?7間的砂體疊加帶特征。井18?7所在河流相砂體在井18?7右側(cè)呈PI砂體特征，井7?7所在河流相砂體在井7?7右側(cè)呈PE砂體特征，左側(cè)呈PI砂體特征，井9?7所在河流相砂體在井9?7左側(cè)呈PI砂體特征，右側(cè)呈PE砂體特征，井11?7所在河流相砂體在井的左側(cè)呈PE砂體特征，因此反映出井9?7所在砂體同時與兩側(cè)河流相砂體都形成了構(gòu)型界面的遮擋，兩側(cè)都存在剩余油富集區(qū)。

5 結(jié) 論

（1）河流相砂體開始集中在西部，后遷移至研究區(qū)，東南部砂體分布范圍擴(kuò)大，河流擺動遷移形成連片分布；可應(yīng)用廢棄河道、高程差等導(dǎo)致的地震波形變化劃分5級構(gòu)型界面，大致分為3條南北發(fā)育的單一曲流河帶。4級構(gòu)型按形成時間和形態(tài)特征可以細(xì)分為PI、PE和點(diǎn)壩主體砂體，主體沉積區(qū)存大量點(diǎn)壩疊合體，因此也往往有剩余油富集。

（2）地震剖面上地震波穩(wěn)定且強(qiáng)反射處表示砂體厚度穩(wěn)定且連續(xù)，地震波強(qiáng)度變?nèi)跆幋砩绑w尖滅或砂體弱疊加；強(qiáng)能量底凸上凹對應(yīng)點(diǎn)壩其實(shí)疊加廢棄河道，底平上凹對應(yīng)廢棄河道之間疊加，底抬升上凸特征對應(yīng)點(diǎn)壩主體疊加點(diǎn)壩，地震橫向信息能夠較好地反映曲流河帶內(nèi)部構(gòu)型特征。

（3）利用上述構(gòu)型方法在研究區(qū)內(nèi)識別出的1個剩余油富集區(qū)，位于井9?7、井10?9、井11?8以南及以東方向，現(xiàn)場應(yīng)用效果較好，驗(yàn)證了地震構(gòu)型解釋的準(zhǔn)確性，地震構(gòu)型分析方法在Ng31層內(nèi)應(yīng)用效果較好。研究區(qū)曲流河砂體一般較厚，是較好的儲層，加強(qiáng)對其內(nèi)部構(gòu)型的精細(xì)研究對于后期開發(fā)油田曲流河儲層的挖潛具有十分重要的意義。