李曉娜 楊滔 張云 陳琦

摘 要：復雜斷塊油田由于斷層極為發(fā)育，切割關系復雜，給構造研究帶來較大的困難，其儲量規(guī)模受斷層控制.在開發(fā)中要合理動用該類油藏，必須精細刻畫斷層的平面展布特征，為開發(fā)井的部署提供依據(jù).根據(jù)井型不同，斷層類型不同，斜井軌跡沿構造的高低，通過公式法總結了12種模式來精準定位斷層在平面上的位置.依靠研究成果，2018—2019年，在WJ油田部署了39口井，累計產(chǎn)油3.25×104 t，平均日產(chǎn)油3.5 t，取得了良好的開發(fā)效果，為該類油藏的動用提供了技術支撐.

關鍵詞：復雜斷塊；平面展布特征；12種模式

中圖分類號：TE347

文獻標志碼：A

文章編號：1004－5422（2023）03－0330－07DOI：10.3969/j.issn.1004-5422.2023.03.017

0 引 言

隨著盆地油氣勘探與開發(fā)向更復雜和更深入的方向發(fā)展，近年來，發(fā)現(xiàn)的隱蔽油氣藏所占比重加大，而在這些隱蔽油氣藏中，小斷塊油藏是重要的組成部分，勘探開發(fā)潛力巨大.精細描述復雜斷塊是擺在國內(nèi)外地質(zhì)開發(fā)工作者面前的一道難題.復雜斷塊油田通常含油面積較小且形態(tài)不規(guī)則［1-5］，其儲量規(guī)模受斷層控制，在開發(fā)中要合理利用該類油藏，精細刻畫斷層的剖面、平面和斷面等特征，理順其空間展布及交切關系.對于復雜斷塊油田，尤其是對于低緩斷層控制的反向窄條狀屋脊斷塊油藏和在主斷裂由于走向扭動形成的斷面轉彎處形成的油藏，如何精準定位斷層位置并定向鉆穿各油層高點部位一直是研究的難點［6-8］.因此一種利用公式法快速精準定位不同類型正斷層位置的方法，對于斷塊、斷鼻及斷層+巖性油藏的開發(fā)具有十分重要的意義.目前公式法定位斷層所選取的參照井為直井，對于缺少直井的地方，難以對斷層進行定位，影響定位精度.本研究以復雜小斷塊油田WJ油田為例，分析精準定位斷層位置的方法.

1 研究區(qū)概況

泌陽凹陷是南襄盆地中的一個中新生代富含油氣的次級小型斷陷，面積約1 000 km2.凹陷被北西向栗園—唐河斷裂和北東向栗園—泌陽斷裂所挾持，形成南深北淺的箕狀凹陷.構造格局大體可劃分南部陡坡帶、中部深凹帶和北部斜坡帶，局部構造以鼻狀構造為主，背斜構造較少.北部斜坡帶存在一系列面積較大的鼻狀構造，且斷層發(fā)育，將這些鼻狀構造切割成多個斷鼻斷塊.中部深凹帶構造簡單，斷層稀少；凹陷內(nèi)的局部構造多向深凹陷傾沒，分布在生油區(qū)內(nèi)或鄰近生油區(qū)，為形成各種類型的油氣藏提供了良好的構造背景.

WJ油田位于泌陽凹陷北部斜坡外帶中段，物源主要來自東北部侯莊的辮狀河三角洲砂體和西北部的張廠辮狀河三角洲砂體，該油田斷層發(fā)育，構造破碎，總體上為一向東南傾沒的寬緩的鼻狀構造，由于受北東向和北北東向正斷層切割，形成了一系列由西南向東北逐漸抬升的單斜構造.縱橫交錯的斷層把油田切割成253個斷塊，其油層上傾方向均為被斷層遮擋形成的圈閉.含油面積大于1 km2的斷塊有6個，儲量占油田總儲量16.5%；0.4～1 km2的斷塊有27個，儲量占油田總儲量42%；0.2～0.4 km2的斷塊有26個，儲量占油田總儲量12.4%;小于0.2 km2的斷塊有194個，儲量占油田總儲量27.2%.斷塊油藏之間含油氣富集程度差異大，油水關系復雜.

2 斷裂特征

WJ油田主要發(fā)育北東及北東東走向為主的9條正斷層，斷距一般比較大，在50～360 m之間，斷層延伸距離也比較長，為5～10 km.這些主控斷層在WJ東部傾向北西，而在WJ西部傾向南東，形成了軸部鼻狀隆起的一個較大規(guī)模的地塹.

剖面上，傾向北西和傾向南東的2組斷層斷面清晰，斷層在剖面上呈“y”字型分布，相向傾斜，以核部地塹為中心向東西兩側呈放射狀分布（見圖1）.

平面上，2組斷層以鼻狀構造的軸部為中心呈雁形式排列，向南延伸至深凹區(qū).自北向南斷層走向由北東逐漸變?yōu)楸睎|東向.由于廖莊組沉積末期，北部斜坡發(fā)生的強烈抬升運動和2條邊界斷裂的活動使WJ油田形成了一種張扭性應力場，形成了“y”字型切割關系的正斷層.

該區(qū)斷層發(fā)育具有以下幾個方面的特點.

1）斷層多期次、密度大：斷層多而密集，橫向上，在WJ油田1條9 km的地震剖面上，發(fā)育有斷層27條，斷層密度大；縱向上，多數(shù)鉆井鉆遇2條以上斷層，EW25井上鉆遇7個斷點，且多期斷層相互交織，形成復雜的斷裂體系.

2）斷裂構造樣式多：在處于區(qū)域引張伸展應力場基本背景下，同時存在扭動和擠壓應力環(huán)境.因此，不僅發(fā)育大量張性斷裂，構成“疊瓦狀”和“階梯狀”斷裂構造樣式；同時，也存在扭動斷裂體系，構成“負花狀”和“雁列式”斷裂構造樣式.

3）斷塊破碎：圈閉類型主要以2條以上斷層控制的小斷塊為主，油氣藏也以小型和特小型油藏為主，平均斷塊大小在0.1～0.3 km2范圍內(nèi)，最小為0.05 km2.

4）斷層識別難度大：由于受地表和地下復雜地質(zhì)條件的影響，深層系地震資料品質(zhì)整體較差，目的層地震反射軸頻率和分辨率都較低，斷層隱蔽性強，識別難度大.

3 油藏類型

北部斜坡帶在鼻狀構造的背景上，北東走向的斷層與垂直走向的砂體的良好配置易形成斷層+巖性復合圈閉油藏.在斷裂轉折帶區(qū)域，平面上發(fā)育弧形斷層，易形成斷鼻圈閉.其中，斷層+巖性復合油藏為主要油藏類型，占總儲量82%，斷鼻斷塊油藏占總儲量的18%.

4 公式法定位斷層

公式計算法是利用完鉆井實鉆斷點數(shù)據(jù)、井軌跡到斷層方向的地層（視）傾角、斷層（視）傾角和斜井斷點到目的層平面位移等地質(zhì)參數(shù)，計算出斷層在不同頂面構造上相應的位置.該方法一般應用于井控程度較高的油氣藏，解決構造恢復與油藏描述等相關問題［9］.結合該方法在不同斷層鉆遇狀況下的應用情況，本研究共總結了12種模式（見圖2）.其中，模式1（參照井為直井，鉆穿反向正斷層，目的層未缺失）和模式3（參照井為直井，鉆穿反向正斷層，目的層缺失）是目前斷層定位的常用方法，但是地下斷層鉆遇情況復雜，因此本研究在此基礎上又新增了10種模式，進一步推進了斷層定位方法的研究.

4.1 地層視傾角與斷層視傾角的確定

對于鉆探程度較高的區(qū)域地層視傾角可通過構造圖進行計算，斷層視傾角可以通過斷面圖計算.值得注意的是，如果斷層或者地層傾角在平面變化較大，計算時為減小誤差，須選取參照井附近斷層區(qū)域的地層和斷層產(chǎn)狀.井控程度較低區(qū)域地層或斷層視傾角可參考地震解釋結果.

4.2 不同情況下的公式應用

如要確定某頂面構造圖中參照井到斷層的距離，根據(jù)井型不同，斷層類型不同，斜井軌跡沿構造的高低，對應斷層的鉆遇情況的12種模式，有12個公式可以精準定位斷層的平面位置.井型主要有2類，分別是直井和定向井，斷層類型指的是參照井與斷層之間鉆穿關系.當參照井為直井時，鉆穿關系包括有鉆穿同向正斷層和鉆穿反向正斷層；當參照井為定向井時，鉆穿關系包括有定向井軌跡從低到高鉆穿反向正斷層、定向井軌跡從高到低鉆穿反向正斷層、定向井軌跡從低到高鉆穿同向正斷層、定向井軌跡從高到低鉆穿同向正斷層，以及對應的目的層缺失情況.當參照井為直井時，其對應的斷層定位模式只與斷層視傾角α、地層視傾角β和斷點距離目的層垂向距離H有關；當參照井為定向井時，其對應的斷層定位模型除了與上述因素有關外，還與定向井斷點到目的層水平位移a有關.

以模式1與模式5舉例說明公式推導過程.

具體而言，當參照井為直井時，鉆穿反向正斷層示意圖（模式1）如圖3所示.

由圖3可知，參照井在目的層頂面構造圖上沿剖面線方向距斷層距離L與斷層視傾角α、地層視傾角β和斷點距離目的層垂向距離H之間的關系為，

模式1的推導過程如下：

利用斷面圖和構造圖可分別得到斷層視傾角α與地層視傾角β的關系為，

從該關系中可以得到斷層定位公式.

參照井為定向井時，定向井軌跡從低到高鉆穿反向正斷層示意圖（模式5）如圖4所示.

由圖4可知，定向井順向鉆穿反向正斷層的斷層定位公式為，

模式5的推導過程如下：

利用斷面圖和構造圖可分別得到斷層視傾角α與地層視傾角β的關系為，

從該關系中可以得到斷層定位公式.

其他10種模式的具體推導過程與模式1和模式5類似，不再具體說明.12種斷層定位模式如下：

1）參照井為直井，鉆穿反向正斷層，目的層未缺失，見圖2中模式1，公式為，

2）參照井為直井，鉆穿同向正斷層，目的層未缺失，見圖2中模式2，公式為，

3）參照井為直井，鉆穿反向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式3，公式為，

4）參照井為直井，鉆穿同向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式4，公式為，

5）參照井為定向井，軌跡從低到高鉆穿反向正斷層，見圖2中模式5，公式為，

6）參照井為定向井，軌跡從高到低鉆穿反向正斷層，見圖2中模式6，公式為，

7）參照井為定向井，軌跡從高到低鉆穿同向正斷層，見圖2中模式7，公式為，

8）參照井為定向井，軌跡從低到高鉆穿同向正斷層，見圖2中模式8，公式為，

9）參照井為定向井，軌跡從低到高鉆穿反向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式9，公式為，

10）參照井為定向井，軌跡從高到低鉆穿反向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式10，公式為，

11）參照井為定向井，軌跡從高到低鉆穿同向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式11，公式為，

12）參照井為定向井，軌跡從低到高鉆穿同向正斷層，目的層缺失，見圖2中模式12，公式為，

式中，L為平面圖上參照井距離斷層任意方向距離，方向選取不一樣L的計算結果也不同;H為 斷點距離目的層垂向距離，對于目的層缺失，此時H需根據(jù)直井地層趨勢推測目的層到斷點下第1個小層的距離;α為斷層視傾角；β為地層視傾角；a為 參照井斷點到目的層水平位移.

5 精準定位EW23斷塊f7號斷層

WJ油田EW23井區(qū)位于王集鼻狀構造緊鄰軸部的東翼.EW23井區(qū)斷裂系統(tǒng)復雜，整個井區(qū)平面上發(fā)育主控斷層f6、f7和f8號3條正斷層，區(qū)內(nèi)還發(fā)育有 f7-2和 f7-3號斷層等五六級小斷層.該區(qū)塊f7號斷層，緊鄰鼻狀構造軸部，走向扭動大，局部由北東向北東東偏轉（見圖5）.通過EW23井區(qū)構造剖面圖（見圖6）可以看出，EW23井區(qū)3條主控大斷層縱向上相互切割；在淺部f7號斷層平面展布為一弧形，和地層相配合，對油氣聚集具有封堵和隔擋作用；而到深層系，f6號斷層切割掉向相對的f7號斷層，平面上只有f6和f8號斷層發(fā)育，控制著深層系的東西兩邊含油邊界.f7號斷層有EW23和EW24等14口井鉆遇，平面上呈弧形展布，縱向上上陡下緩，掉向西北，斷距22～326 m，傾向315°～345°，傾角28°～47°;f6號斷層有W7、EW23和EW24等16口井鉆遇，掉向東南，斷距55～195 m，傾向135°，傾角50°～52°；f8號斷層有EW23和EW27等22口井鉆遇，掉向西北，斷距40～163 m，傾向320°，傾角23°～40°.EW23井區(qū)主要含油層位為H3Ⅳ3、Ⅴ5、Ⅵ1、Ⅵ3和Ⅵ4小層，油層埋藏深度為1 500～2 200 m，油層組合厚度3～12.5 m左右.油藏主要靠西北張廠砂體與北東向大斷層f6、f7和f8號斷層配置，或由候莊砂體轉向后與北東向斷層配置形成斷塊+巖性復合圈閉油藏.由于含油層段分散，斷裂系統(tǒng)復雜，物性變化快，使得EW23井區(qū)油層疊合程度差，各油層含油邊界不統(tǒng)一.

復雜斷塊油藏構造恢復的流程主要有以下4步：1）在研究內(nèi)選取合理的閉合網(wǎng)狀剖面作為開展研究的基干剖面；2）以井數(shù)據(jù)為基礎，參考地震解釋結果，按照斷點組合的原則，對基干剖面上的斷點進行初步組合，保證斷點及地層均閉合，初步完成構造剖面；3）依據(jù)構造剖面，繪制斷面圖，研究主要斷裂的空間形態(tài)，同時檢查斷層組合的合理性；4）在斷點組合正確的基礎上，利用構造圖—斷面圖等深線交匯法構造剖面，恢復相應的各油組的頂

面構造在構造恢復的基礎上，根據(jù)生產(chǎn)資料及油水關系，判斷構造恢復的準確性.在研究復雜斷塊油藏時，本研究方法的應用可以實現(xiàn)利用公式法快速精準定位斷層平面上位置.

5.1 確定剖面線

為了精準定位f7號斷層平面位置，本研究利用公式法定位f7號斷層在核三段Ⅳ頂位置 ，選取了10條剖面線（見圖5），如果選取的參照井為斜井，則需要過斜井軌跡.

5.2 斷層傾角和地層傾角的計算

沿剖面線方向地層視傾角可以根據(jù)圖5構造圖上高差和水平位移求得，斷層的視傾角，可以根據(jù)斷面圖7求得.

5.3 應用效果

已知剖面線上參照井的斷層傾角，地層傾角和斷點距離目的層垂向距離H，斜井還要知道斷點到目的層的水平位移，根據(jù)參照井井型不同，f7號斷層的傾向與地層傾向相反，即反向斷層，考慮斜井井軌跡沿構造的高低在該區(qū)域可以用公式（1）、公式（6）、公式（7）和公式（10）來精準定位f7號斷層的平面位置，計算結果見表1.通過此方法，確定了WJ油田EW23斷塊H3Ⅳ頂構造中斷層的具體位置（見圖8），2018—2019年利用公式法精準落實了WJ油田的多條控油斷層位置，在該油田部署了39口開發(fā)井，投產(chǎn)后累計產(chǎn)油3.25×104 t，日產(chǎn)油水平3.5 t.

6 結 論

復雜斷塊油藏油層形態(tài)及儲量規(guī)模均受斷層控制，精確定位斷層位置可有效提高井網(wǎng)控制程度，提高開發(fā)效果.根據(jù)參照井井型不同，斷層類型不同，斜井軌跡沿構造的高低，可以總結出12種斷層鉆遇情況的模式，并分別可以用公式精準定位斷層的平面位置.

WJ油田EW23斷塊H3Ⅳ頂構造的應用實踐表明，公式精準定位斷層的方法可以精準落實斷塊油田控油斷層的位置，為斷塊油田的后續(xù)開發(fā)提供重要支撐.

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（實習編輯：羅 媛）

Abstract：Complex fault block oilfields cause great difficulties for structural research due to their extremely developed faults and complex cutting relationship.The oilfields reserve scale is controlled by faults.In order to reasonably use this kind of reservoir in its development，the plane distribution characteristics of faults must be carefully characterized to provide basis for the deployment of wells.According to different well types，different fault types and the height of inclined well trajectory along the structure，this paper summarizes 12 modes by formula method to accurately locate the position of faults on the plane.According to the research results，39 wells were deployed in WJ oilfield from 2018 to 2019，with a cumulative oil production of 3.25 × 104t，with an average daily oil production of 3.5 t，which has achieved good development results and can provide technical support for the production of this kind of reservoir.

Key words：complex fault-block；the plane distribution characteristics；12 modes

作者簡介：李曉娜（1973—），女，高級工程師，從事油氣藏開發(fā)研究.E-mail：478859626@qq.com