孫建，季嶺，王慶魁，何嬌嬌，呂中鋒

（中國(guó)石油大港油田公司第三采油廠，河北 滄州 061035）

我國(guó)東部渤海灣盆地新生代以來主要發(fā)育斷陷型盆地，在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的影響下，發(fā)育了不同級(jí)別的張性斷層，形成了大量復(fù)雜斷塊油氣藏［1］。大斷層的位置和形態(tài)控制了油藏的規(guī)模及儲(chǔ)量，小斷層則控制了斷塊內(nèi)部的油層發(fā)育及油、氣、水關(guān)系。因此，斷層在目的層段的斷棱形態(tài)精細(xì)刻畫對(duì)油藏開發(fā)具有重要影響。特別是油藏開發(fā)中后期，在斷塊內(nèi)部進(jìn)行加密調(diào)整，或在斷層附近挖潛剩余油時(shí)，更需要對(duì)目的層斷棱形態(tài)進(jìn)行精細(xì)刻畫，以確保鉆遇更多的油層，取得更好的開發(fā)效果［2］。沈家鋪油田經(jīng)過多年的開發(fā)，各斷塊均表現(xiàn)為高含水率及高采出程度。受沉積構(gòu)造及注水開發(fā)的影響，剩余油主要集中于斷層附近及井網(wǎng)不完善區(qū)域，呈條帶狀分布。由于其斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，大斷層斷棱形態(tài)刻畫精度低，小斷層識(shí)別難度大，油水分布規(guī)律研究不透徹，阻礙了斷塊的開發(fā)調(diào)整。

1 地質(zhì)概況

沈家鋪油田位于黃驊坳陷孔南地區(qū)，北鄰風(fēng)化店油田，南接王官屯油田，是被斷層控制的復(fù)雜斷塊構(gòu)造油藏。該油田是一個(gè)被北東向和北西向2組斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造。北東向斷層是主控?cái)鄬樱饕卸?jí)斷層孔西斷層、三級(jí)斷層官128斷層及官101斷層等，這些斷層延伸距離遠(yuǎn)、斷距大，對(duì)構(gòu)造、沉積格局和油氣運(yùn)移、分布有明顯的控制作用；而北西向斷層斷距小、分布少，使構(gòu)造更加破碎（見圖1）。

圖1 沈家鋪油田區(qū)域構(gòu)造

沈家鋪油田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、館陶組，古近系東營(yíng)組（零星分布）、沙河街組、孔店組和中生界?？椎杲M自上而下又劃分為孔一段、孔二段和孔三段，孔一段內(nèi)部自上而下分為6個(gè)油組（棗0—棗5），棗4、棗5油組為主力含油層位，為扇三角洲—沖積扇扇中辮狀河道砂體。在該油田的油藏描述中，將斷棱刻畫作為工作重點(diǎn)，進(jìn)行了精細(xì)研究。

2 影響斷棱刻畫的主要因素

2.1 復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)

斷裂活動(dòng)是黃驊坳陷孔南地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)的主要特征，不同尺度、級(jí)別、性質(zhì)、時(shí)期的斷層交織在一起形成了復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)。尤其是在大斷層的控制下，派生了較多低級(jí)序斷層，這些斷層將目的層切割得錯(cuò)綜復(fù)雜，使斷塊內(nèi)含油井段長(zhǎng)、油層多、油水關(guān)系復(fù)雜。復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)影響了地震資料的品質(zhì)，使地震反射同相軸雜亂無章，增加了斷棱刻畫的難度。

2.2 沉積作用的影響

沈家鋪油田只有孔一段頂部棗0油組石膏層、棗5油組底部泥巖可作為區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志層。儲(chǔ)層內(nèi)部為扇三角洲—沖積扇扇中辮狀河道沉積，發(fā)育400～600 m的砂泥巖互層，測(cè)井曲線無明顯標(biāo)志性特征，在地層對(duì)比和地震反射上均不易區(qū)分。

2.3 特殊地質(zhì)體的影響

研究區(qū)在中生界、孔一段、孔二段各油組地層中，均穿插發(fā)育多套火成巖、膏鹽層、油頁(yè)巖和碳質(zhì)泥巖等特殊巖性的地層。這些地質(zhì)體使地震反射特征及速度發(fā)生異常，對(duì)儲(chǔ)層上下的地震反射有較大影響，造成地震資料的信噪比普遍較低，給小斷層的識(shí)別和描述增加了難度。

3 斷棱刻畫的步驟與方法

3.1 地震資料分析及優(yōu)選

研究區(qū)面積約70 km2，近20年來有3次三維地震采集，每次采集均有多次處理的數(shù)據(jù)體，不同地震數(shù)據(jù)體的主頻、頻寬、振幅、同相軸的連續(xù)性、斷點(diǎn)清晰程度均有所不同。對(duì)多個(gè)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行綜合分析后，優(yōu)選了2個(gè)進(jìn)行應(yīng)用，分別是2004年采集、2008年處理的WGT疊前偏移和2009年采集、2010年處理的XXP疊前偏移數(shù)據(jù)體。其中，WGT數(shù)據(jù)體主頻（24～32 Hz）和頻寬（8～65 Hz）較高，利于識(shí)別小斷層及地層追蹤；而XXP 數(shù)據(jù)體主頻（18～22 Hz）和頻寬（10～40 Hz）較低，大斷層的斷點(diǎn)干脆，適用于解釋較大斷層（見圖2）。

圖2 XXP與WGT數(shù)據(jù)體地震剖面對(duì)比

3.2 地層劃分及斷點(diǎn)確定

針對(duì)研究區(qū)的地層沉積特征，以高分辨率層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，綜合應(yīng)用地震、測(cè)井、鉆井、錄井、動(dòng)態(tài)等資料，依據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)層控制、沉積旋回對(duì)比”的原則，全面考慮構(gòu)造、沉積旋回、沉積相以及油水關(guān)系等多種因素，進(jìn)行精細(xì)地層對(duì)比，并以生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料驗(yàn)證分層的正確性，最終實(shí)現(xiàn)全區(qū)統(tǒng)層。主要流程如下：

1）通過井震結(jié)合在地震工區(qū)中尋找距離斷層遠(yuǎn)、地層發(fā)育全的探井或評(píng)價(jià)井作為標(biāo)準(zhǔn)井，建立區(qū)域地層對(duì)比格架，確定區(qū)域地層標(biāo)準(zhǔn)層，并在全區(qū)開展地層對(duì)比工作。

2）依據(jù)密井網(wǎng)測(cè)、錄井資料，建立單砂體沉積模式，研究各級(jí)標(biāo)志層的特征，明確沉積旋回和隔夾層發(fā)育狀況?？偨Y(jié)各測(cè)井曲線的標(biāo)志性特征，熟悉測(cè)井相反映的沉積相，明確含油層段、小層及含油砂體的識(shí)別特征，最終優(yōu)選出用于地層對(duì)比的測(cè)井曲線。通過綜合分析，確定在研究區(qū)應(yīng)用SP，GR，RT和AC等曲線進(jìn)行地層劃分對(duì)比。其中，SP和RT在劃分含油層段內(nèi)部單砂體的效果較好；AC在棗4和棗5之間變化劇烈，在油頁(yè)巖地層中特征明顯；GR在火成巖識(shí)別、砂泥巖劃分對(duì)比時(shí)可起到一定作用。

3）通過應(yīng)用井震結(jié)合、測(cè)井曲線對(duì)比、油水關(guān)系特征等技術(shù)在巖相段內(nèi)進(jìn)行小層和單砂層劃分，并確定斷點(diǎn)位置。由于研究區(qū)為復(fù)雜斷塊油藏，一些過斷層的井的厚油層可能為斷點(diǎn)位置，在相鄰井油水關(guān)系不統(tǒng)一時(shí)也可能有斷層存在；而內(nèi)部小斷層斷點(diǎn)的確定，則要依靠精細(xì)的井間地層對(duì)比來識(shí)別。在局部范圍內(nèi)，同一沉積期形成的單砂體，巖性與厚度都具相似性，因此，對(duì)比過程中應(yīng)重視沉積旋回及巖性發(fā)育厚度等特征，發(fā)現(xiàn)地層變化時(shí)應(yīng)進(jìn)行相關(guān)分析，研究分析砂體變化是相變還是斷失。

在上述地層對(duì)比原則的控制下，由粗到細(xì)，由大尺度到小尺度，逐級(jí)進(jìn)行地層分層，反復(fù)修改完善，最終完成了全區(qū)單砂體級(jí)別的地層劃分和對(duì)比。

3.3 斷層解釋

3.3.1 斷裂系統(tǒng)識(shí)別

為了落實(shí)斷層的空間展布情況，避免斷層剖面解釋和平面組合的多解性，對(duì)工區(qū)地震資料進(jìn)行了相干體技術(shù)分析［3-4］。對(duì)相干數(shù)據(jù)體做水平切片，揭示出斷層、不整合等地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)于指導(dǎo)斷裂的平面組合具有重要意義，也為斷層的精細(xì)刻畫提供了有利證據(jù)。利用相干體技術(shù)在研究區(qū)識(shí)別出5組主要斷裂系統(tǒng)，斷裂展布方向以近北東向?yàn)橹鳎€發(fā)育一些與主斷裂方向一致或相交的小斷層。

3.3.2 小斷層識(shí)別刻畫

隨著地震解釋技術(shù)的發(fā)展，小斷層的識(shí)別手段較多，除相干體技術(shù)之外，還有譜分解調(diào)諧體技術(shù)、沿層振幅屬性、沿層傾角及反射能量屬性等檢測(cè)技術(shù)［5-8］。在對(duì)斷層進(jìn)行多屬性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行井震聯(lián)合精細(xì)解釋小斷層，可取得較好的地質(zhì)效果。在地震解釋過程中，應(yīng)用多種剖面顯示（如波形、變密度、波形加變面積及垂直放大等）來進(jìn)行小斷層斷點(diǎn)的識(shí)別，將2種或3種剖面結(jié)合起來確定斷點(diǎn)。由于開發(fā)區(qū)密井網(wǎng)中斜井較多，因此要抽取主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)測(cè)線、過井軌跡線及其他方向多條測(cè)線進(jìn)行斷點(diǎn)識(shí)別，經(jīng)過反復(fù)對(duì)比分析，最終完善小斷層的拾取。在解釋工作中加大剖面解釋密度，并對(duì)各斷層的斷開層位、斷距大小及兩盤地層產(chǎn)狀等特征進(jìn)行認(rèn)真分析。

3.3.3 動(dòng)態(tài)資料分析法驗(yàn)證小斷層可靠性

油田開發(fā)動(dòng)態(tài)資料可用于分析油層分布范圍、邊界距離及其類型、滲流特征等油藏特征，是油藏工程和油田開發(fā)地質(zhì)研究的主要內(nèi)容［9-10］。常用的動(dòng)態(tài)資料分析方法有井組動(dòng)態(tài)驗(yàn)證、示蹤劑法、干擾試井、壓力梯度法等。通過井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析，對(duì)相鄰井的分層正確性進(jìn)行驗(yàn)證，如射開相鄰的、同層位的油水井，注水見效情況好則一般連通性較好，不見效則有斷層存在的可能，在排除沉積因素影響后，可結(jié)合鉆井及地震確定斷點(diǎn)位置。研究區(qū)開發(fā)斷塊內(nèi)部地震反射雜亂，小斷層的多解性強(qiáng)，在油藏描述過程中，通過動(dòng)態(tài)資料分析注水見效情況，去掉了3條斷塊內(nèi)部小斷層。

3.4 斷棱精細(xì)刻畫

3.4.1 建立三維可視化斷層模型

通過大港油田油藏協(xié)同研究一體化平臺(tái)，將井位數(shù)據(jù)及地震解釋的斷層和層位通過Openworks和Epos底層數(shù)據(jù)庫(kù)相連，直接輸入到建模軟件中，快速建立起遵循構(gòu)造解釋的高精度三維斷層模型。由于地震解釋是在時(shí)間域進(jìn)行的，在轉(zhuǎn)換成深度域的過程中，受速度場(chǎng)精度等因素影響，地震解釋與井?dāng)帱c(diǎn)不能完全匹配，因此在建模時(shí)，形態(tài)上以地震解釋的形態(tài)為準(zhǔn)，并利用井上斷點(diǎn)的位置對(duì)斷面進(jìn)行校正，建立斷層模型。使用這種方式既能保證斷面在空間的形態(tài)符合實(shí)際情況，又能確定斷層的具體位置，精細(xì)刻畫出斷層在空間的展布特征［11-13］（見圖 3）。

3.4.2 全三維顯示斷棱刻畫

在斷層模型建立完成之后，將密井網(wǎng)資料輸入建模軟件中，建立構(gòu)造層面模型。如果只利用井?dāng)?shù)據(jù)建立構(gòu)造層面模型，在密井網(wǎng)區(qū)效果較好，但是在地層傾角較大和無井控制的邊部會(huì)產(chǎn)生較大誤差，直接影響模型的精度［14］。利用地震解釋層面的相對(duì)趨勢(shì)，采用協(xié)同地震解釋層面的方法，可以有效解決單純井間數(shù)據(jù)插值造成的誤差。依據(jù)密井網(wǎng)單砂層劃分?jǐn)?shù)據(jù)及油層頂?shù)讛?shù)據(jù)，在地震解釋層面的約束下，生成微構(gòu)造圖。校正好各層邊界在斷層面的位置，從而精細(xì)刻畫出目的層或單砂層斷棱的形態(tài)。

圖3 三維可視化斷層模型

4 應(yīng)用效果分析

在沈家鋪油田油藏描述中，充分利用動(dòng)靜態(tài)資料、地震解釋成果、三維可視化建模軟件快速建立油藏地下構(gòu)造，準(zhǔn)確高效地刻畫斷棱形態(tài)，提高了微構(gòu)造的研究精度，為油田開發(fā)調(diào)整提供了可靠依據(jù)。研究成果在該油田官128斷塊的開發(fā)調(diào)整中進(jìn)行了應(yīng)用。該斷塊西部原解釋為1條斷層，通過精細(xì)斷棱刻畫，重新認(rèn)識(shí)后，確定為2條斷層的交會(huì)處，成為了新的潛力點(diǎn)（見圖 4）。

圖4 沈家鋪油田官128斷塊微構(gòu)造

官128斷塊1997年投入開發(fā)，經(jīng)過多次開發(fā)調(diào)整，至2013年5月，共有31口采油井和14口注水井，平均單井日產(chǎn)油3.54 t，綜合含水率85.5%，累計(jì)產(chǎn)油103.47×104t，累計(jì)產(chǎn)水 249.6×104m3。 由于斷塊目的層斷棱描述不清，油水井套損、套變導(dǎo)致井網(wǎng)不完善、剩余油局部富集。為了進(jìn)一步挖掘斷塊潛力，應(yīng)用油藏描述成果，對(duì)該斷塊進(jìn)行了開發(fā)調(diào)整，共設(shè)計(jì)新井31口（包括更新井14口）。其中，9口新設(shè)計(jì)油井位于斷層邊部，目前已有6口井完鉆投產(chǎn)，平均日產(chǎn)油達(dá)到10 t以上。在開發(fā)斷塊外圍重新認(rèn)識(shí)了斷層的組合形態(tài)，預(yù)計(jì)新增地質(zhì)儲(chǔ)量192×104t，取得較好效果。

5 結(jié)論

1）復(fù)雜斷塊油氣藏開發(fā)中后期，多資料結(jié)合進(jìn)行精細(xì)地層對(duì)比工作是斷棱刻畫的基礎(chǔ)，在工作中要做好密井網(wǎng)資料與優(yōu)選地震資料的聯(lián)合應(yīng)用。

2）精細(xì)的井震聯(lián)合構(gòu)造解釋及小斷層識(shí)別是斷棱刻畫的重點(diǎn)。解釋過程中應(yīng)用相干體、多屬性提取等技術(shù)進(jìn)行斷層識(shí)別刻畫，并運(yùn)用動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行分析驗(yàn)證。

3）將地震解釋數(shù)據(jù)直接輸入建模軟件快速建立三維可視化構(gòu)造模型，利用單砂體劃分?jǐn)?shù)據(jù)，可快速高效地刻畫微構(gòu)造及斷棱形態(tài)。

4）礦場(chǎng)應(yīng)用效果表明，該方法斷棱刻畫精度高，為斷塊的開發(fā)調(diào)整及潛力研究提供了可靠依據(jù)。

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