盧 勉

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基于地層地震屬性切片技術(shù)的儲(chǔ)層精細(xì)描述方法
——以長(zhǎng)垣北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組為例

盧 勉

(大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712 )

針對(duì)大慶長(zhǎng)垣北一區(qū)斷東西塊儲(chǔ)層精細(xì)描述存在河道砂體平面組合多解、邊界不確定等問(wèn)題，利用基于地質(zhì)模式的地層切片技術(shù)，結(jié)合地震和測(cè)井曲線等資料，采取“井點(diǎn)微相控制與地震屬性平面預(yù)測(cè)協(xié)同分析”方法，開展高Ⅰ油層組前緣相河道砂體的精細(xì)描述，研究?jī)?chǔ)層沉積特征.結(jié)果表明，研究區(qū)河道砂體主要呈枝狀和條帶狀分布，河道寬度多為60～100 m，網(wǎng)狀河等較寬的河道為多期河道疊加形成，同一河道中砂體走向和規(guī)模變化較大.優(yōu)化編制研究區(qū)D井區(qū)高Ⅰ6+7小層補(bǔ)孔壓裂措施調(diào)整方案，日增油7.3 t.該方法在高含水期三角洲前緣相儲(chǔ)層剩余油挖潛中具有指導(dǎo)意義.

地質(zhì)模式； 沉積相； 地層切片； 地震屬性； 精細(xì)描述； 大慶長(zhǎng)垣油田

0 引言

經(jīng)過(guò)持續(xù)注水開發(fā)，大慶長(zhǎng)垣各區(qū)塊基本進(jìn)入高含水開發(fā)階段，其中北一區(qū)三角洲前緣相儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性嚴(yán)重、動(dòng)用程度較差，是剩余油挖潛的重點(diǎn)層位[1]，需要研究?jī)?chǔ)層河道砂體的幾何形態(tài)、邊界、走向及平面組合特征等.人們采用不同方法研究油層砂體展布及沉積特征，如陳奮雄等利用取心井巖心和測(cè)井資料等，分析準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車—拐地區(qū)三疊系油層組沉積相展布特征，認(rèn)為有利儲(chǔ)層主要受水進(jìn)沉積控制[2]；李衛(wèi)成等采用追蹤優(yōu)勢(shì)砂體方法，分析ML地區(qū)長(zhǎng)81油層組砂體展布特征并預(yù)測(cè)有利區(qū)域[3]；周琦等基于區(qū)域沉積背景，利用砂巖等厚圖和微觀地質(zhì)特征等資料，分析遼河小洼油田東營(yíng)組小層沉積微相特征，分析優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因[4]；馬英健等在小層精細(xì)對(duì)比基礎(chǔ)上，分析葡北油田沉積單元沉積微相展布特征，為剩余油挖潛提供依據(jù)[5].雖然目前儲(chǔ)層描述精度較高，但受井網(wǎng)密度及模式繪圖法[6]影響，存在河道砂體平面組合多解等問(wèn)題.曾洪流等提出“地震沉積學(xué)”概念[7]，主要用于勘探、油藏評(píng)價(jià)和開發(fā)早期階段.如朱筱敏、董艷蕾等利用相位轉(zhuǎn)化和地層切片技術(shù)，描述不同沉積時(shí)期辮狀河三角洲沉積體系展布范圍[8-9]；唐武、董文波、李維嶺、邢翔等結(jié)合地震剖面和不同地震屬性地層切片，證實(shí)曲流河三角洲和湖底扇的存在[10-13]；畢海龍等采用變時(shí)窗方法提取鄂爾多斯盆地D氣田下石盒子組盒1段地層切片，刻畫地層厚度為22～28 m的沉積微相段[14]，但精度難以滿足高含水后期地層厚度為5 m左右沉積單元精細(xì)挖潛的需要.

筆者以長(zhǎng)垣油田北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組為例，分析研究區(qū)儲(chǔ)層沉積特點(diǎn)，建立以測(cè)井沉積微相平面分布、砂巖厚度等值線平面分布和沉積相模式等特征為主要內(nèi)容的地質(zhì)模式；利用地層切片技術(shù)處理地震資料，以地層切片整體趨勢(shì)與地質(zhì)模式主要特征相似為目標(biāo)，提取的地震屬性切片反映信息與對(duì)應(yīng)地質(zhì)層位準(zhǔn)確匹配，通過(guò)“井點(diǎn)微相控制與地震屬性平面預(yù)測(cè)協(xié)同分析”的儲(chǔ)層精細(xì)描述方法，開展高Ⅰ油層組前緣相河道砂體精細(xì)描述，深化該區(qū)三角洲前緣相砂體沉積特征認(rèn)識(shí).利用河道展布特征變化指導(dǎo)挖潛剩余油潛力區(qū)域，文中方法在類似儲(chǔ)層剩余油挖潛中具有參考價(jià)值.

1 研究區(qū)概況

北一區(qū)斷東西塊位于松遼盆地一級(jí)構(gòu)造單元中央凹陷區(qū)、長(zhǎng)垣北部薩中開發(fā)區(qū)，發(fā)育薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子3個(gè)含油層系，其中高臺(tái)子油層高Ⅰ油層組發(fā)育在青山口組一段最大湖侵期后，青山口組二、三段湖泊逐漸萎縮期背景下，是在松遼盆地坳陷期沉積的儲(chǔ)層[15]；該時(shí)期沉積物供給充足，薩中開發(fā)區(qū)處于湖岸線擺動(dòng)區(qū)域附近，油層沉積類型多，形成的砂體厚度小、層數(shù)少；河道沉積砂體、水下河口壩砂體及水下席狀砂體在垂向上交替出現(xiàn)，構(gòu)成大規(guī)模復(fù)合型三角洲沉積，非均質(zhì)性嚴(yán)重[16].研究區(qū)無(wú)斷層，含油面積約為17.3 km2，共有井2 244 口，井網(wǎng)密度為130 口/km2，構(gòu)造平緩，地層傾角為1°～2°.

2 地質(zhì)模式及儲(chǔ)層精細(xì)描述方法

2.1 沉積微相

分析研究區(qū)取心井目的層段沉積微相，對(duì)比非取心井與取心井的測(cè)井曲線特征，將北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組三角洲前緣亞相分為5種沉積微相(見圖1).

圖1 北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組沉積微相Fig.1 Model of microfacies and it's energy phase units in the GaoⅠlayer group of the west block of Beiyiquduandong

2.1.1 水下分流河道

該沉積微相沉積單元砂體厚度較厚，砂地比約為0.6，測(cè)井曲線呈鐘形，光滑或微齒狀，正韻律，與底部滯留砂體呈突變接觸(見圖1(a-b))；巖性以粉砂巖為主，較水上分流河道沉積單元的砂體厚度稍薄，粒度較細(xì)、物性差.

2.1.2 席狀砂

該沉積微相是在洪水期、沉積物不受河道限定而在河道兩側(cè)漫流形成的大面積薄層席狀砂，經(jīng)由湖能改造，形成以水平波狀層位為主的粉砂巖、含泥或泥質(zhì)粉砂巖.

根據(jù)水動(dòng)力條件不同，將席狀砂微相劃分為主體席狀砂、非主體席狀砂和表外席狀砂3種不同能量相類型[17]，其內(nèi)部砂體發(fā)育及物性特征存在一定差異(見圖1(c-e)).主體席狀砂有效厚度大于0.5 m；非主體席狀砂有效厚度在0～0.5 m之間；表外席狀砂無(wú)有效厚度，但具有一類或二類砂巖厚度.由主體→非主體→表外席狀砂，不同類型席狀砂能量相能量漸低、粒度漸細(xì)、泥質(zhì)漸多、物性漸差.

2.1.3 分流間泥

該沉積微相巖石學(xué)特征呈灰綠、灰色塊狀，具有水平波狀和透鏡狀層理；微電極測(cè)井曲線上幅度差值接近零，多為含鈣、植根、蟲孔為主的粉砂質(zhì)泥巖或泥巖(見圖1(f)).

2.2 地震屬性切片

地震沉積學(xué)研究以地層地震資料的90°相位轉(zhuǎn)換和地震屬性切片[18]技術(shù)為主，研究區(qū)地勢(shì)平緩，地層地震屬性切片可盡量避免出現(xiàn)穿時(shí)問(wèn)題[19]，適合開展儲(chǔ)層精細(xì)描述.該區(qū)沉積單元地層厚度為4.0～5.5 m，地震縱向分辨率無(wú)法達(dá)到標(biāo)定厚度為5.0～8.0 m的地層要求.為保證提取的地震屬性切片信息與層位匹配準(zhǔn)確，假定目的層內(nèi)沉積速率變化不大、小層時(shí)間域厚度與深度域厚度比例一致，追蹤目的層所屬油層組頂?shù)椎卣饘游?，建立時(shí)間域等時(shí)地層格架.

以研究區(qū)地質(zhì)模式的沉積微相平面分布為基礎(chǔ)，結(jié)合砂巖等厚圖對(duì)比砂體和地震屬性切片垂向演化信息，確定沉積單元對(duì)應(yīng)的地震反射層位；提取沉積單元對(duì)應(yīng)反射層位的多種屬性切片，尋找與地質(zhì)模式相近的地層地震屬性切片和儲(chǔ)層刻畫的最優(yōu)屬性.以研究區(qū)高Ⅰ6+7地層為例，提取反射層位上下滑動(dòng)時(shí)窗內(nèi)多張切片(見圖2(b-d)，找出與目的層井沉積相圖(見圖2(a))中河道砂體在規(guī)模、趨勢(shì)上最相似的屬性切片，確定為開展儲(chǔ)層刻畫的最優(yōu)地層地震屬性切片(見圖2(d)).

圖2 高Ⅰ6+7地層切片優(yōu)選結(jié)果Fig.2 The result of optimization of strata slicing on the formation of GⅠ6+7

2.3 儲(chǔ)層刻畫

研究區(qū)高Ⅰ油層組為三角洲內(nèi)前緣儲(chǔ)層，河道砂體發(fā)育規(guī)模小，主要以大面積分布的薄層砂和分流間泥為主，存在井網(wǎng)控制程度低.河道砂體識(shí)別及組合難等問(wèn)題.為準(zhǔn)確刻畫儲(chǔ)層，提取該區(qū)地層地震屬性切片，根據(jù)砂巖厚度與地層地震屬性切片上振幅能量關(guān)系(弱振幅為泥巖，強(qiáng)振幅為砂巖[20])，分析地震屬性切片顯示的沉積特征，利用“井點(diǎn)微相控制與地震屬性平面預(yù)測(cè)協(xié)同分析”儲(chǔ)層精細(xì)描述方法[20]，精細(xì)刻畫儲(chǔ)層.

步驟為：(1)對(duì)比同一層位地震屬性切片與沉積相帶圖的沉積特征，選取與后者沉積特征相似程度高的地震屬性切片；(2)尋找兩者在地震波形能量減弱、同相軸錯(cuò)斷等現(xiàn)象位置，在井點(diǎn)微相控制下，對(duì)河道砂體走向、邊界及河道期次進(jìn)行識(shí)別.

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 河道砂體特征

3.1.1 邊界

利用地層地震屬性切片方法，分析研究區(qū)C24井區(qū)高Ⅰ1單元，對(duì)比測(cè)井沉積微相平面分布，根據(jù)模式繪圖法確定砂體邊界(見圖3(a)).由圖3(a)可以看出，測(cè)井微相平面分布中砂體邊界在河道C24井處圓滑、等寬，但在地震宏觀趨勢(shì)引導(dǎo)下，砂體邊界在C24井處發(fā)生變化，利用地震屬性切片(見圖3(b))可確定砂體邊界位置.在剖面上垂直河道走向提取過(guò)井地震剖面(見圖3(c))，根據(jù)地震波形的能量減弱、同相軸錯(cuò)斷等異?，F(xiàn)象確定窄河道井間邊界點(diǎn)位置，由圖3(c)可以看出，距C24井40 m處的A點(diǎn)和13 m處的B點(diǎn)地震同向軸發(fā)生彎曲，因此確定A點(diǎn)和B點(diǎn)為河道邊界的準(zhǔn)確位置.與傳統(tǒng)根據(jù)沉積微相資料刻畫的圓滑、等寬的河道砂體邊界相比，文中方法刻畫的河道為不規(guī)則幾何形態(tài)，河道砂體規(guī)模變寬或變窄，能夠修正河道邊界(見圖3(d)).

圖3 高Ⅰ1井震結(jié)合識(shí)別河道邊界Fig.3 The integrating high density well-pattern with seismic data identify the boundary of the channel in the section on the formation of GⅠ1

3.1.2 走向

對(duì)比研究區(qū)C25井區(qū)高Ⅰ2+3單元測(cè)井沉積微相平面分布(見圖4(a))與地層地震屬性切片(見圖4(b)).由圖4(b)可以看出，經(jīng)過(guò)該井區(qū)有明顯的走向?yàn)楸蔽鳌蠔|向的紅色條帶區(qū)域，通過(guò)測(cè)井資料確定該區(qū)域?yàn)楹拥郎绑w沉積微相.沿河道方向提取過(guò)C25井的地震剖面(見圖4(c))，距C25井20 m處的C點(diǎn)和41 m處的D點(diǎn)地震同向軸發(fā)生彎曲，地震波形存在能量減弱、同相軸錯(cuò)斷現(xiàn)象，為河道邊界的特征，因此確定該區(qū)域河道砂體的走向?yàn)楸蔽鳌蠔|向(見圖4(d)).

3.1.3 河道期次

由研究區(qū)C11井區(qū)高Ⅰ6+7單元井震結(jié)合沉積相圖(見圖5(a))可以看出，根據(jù)目的層沉積微相資料，繪制該區(qū)河道寬度為550 m的大面積連片砂體，在窄小河道發(fā)育的三角洲前緣相儲(chǔ)層中較少見到單期次較寬的河道.以優(yōu)選的高Ⅰ6+7地震屬性切片作為參考時(shí)間面，分別提取-3、0、3 ms的地層地震屬性切片(見圖2(b-d)).由圖2(b)可以看出，北東走向的河道Ⅰ內(nèi)部為藍(lán)色背景下的深紅色條帶狀分布，即河道砂體呈條帶狀分布，未見河道Ⅱ；由圖2(c)可以看出，河道Ⅰ消失，河道Ⅱ明顯變窄，走向略微改變，河道Ⅱ逐漸消失；由圖2(d)可以看出，河道Ⅰ切片振幅增強(qiáng)，砂體規(guī)模繼續(xù)加大，河道輪廓更加清晰，同時(shí)河道Ⅱ出現(xiàn)清晰的北東走向河道邊界，呈條帶狀，振幅能量強(qiáng).因此，由圖2(b-d)可以看出，河道Ⅰ為早期河道，河道Ⅱ?yàn)橥砥诤拥?結(jié)合目的層測(cè)井微相資料，從垂直河道走向方向繪制過(guò)井連井剖面(見圖5(b))，C14與C15井河道砂巖頂界高程存在差異，為河道沉積時(shí)期形成，證實(shí)地層切片反映的演化特征，確定河道期次及河道邊界，繪制北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ6+7單元井震結(jié)合相帶圖(見圖5(a)).

圖4 高Ⅰ2+3井震結(jié)合識(shí)別河道走向Fig.4 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies trends of extensive channel sand bodies in the section on the formation of GⅠ2+3

圖5 高Ⅰ6+7井震結(jié)合確定河道砂體期次Fig.5 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies periods of channel in the section on the formation of GⅠ6+7

3.2 沉積微相及單砂體空間分布特征

解剖研究區(qū)高Ⅰ油層組7個(gè)沉積時(shí)間單元(高Ⅰ1—高Ⅰ10)，利用基于地質(zhì)模式的地層地震屬性切片方法提取地層地震屬性，采用文中井震結(jié)合儲(chǔ)層精細(xì)描述方法得到儲(chǔ)層沉積時(shí)間單元井震結(jié)合平面分布(見圖6).以三角洲內(nèi)前緣沉積高Ⅰ2+3單元為例，該單元地層厚度約為5.5 m，相帶分異明顯，各沉積微相發(fā)育特點(diǎn)為：

(1)水下分流河道.河道連續(xù)性好，主要發(fā)育于區(qū)塊東部，為東部物源沉積，形態(tài)上自北向南延伸，識(shí)別一條大規(guī)模復(fù)合河道，寬度大于1 500 m，西部和東部主要發(fā)育5條條帶狀、枝狀河道，寬度為60～200 m，同一河道砂體的走向和規(guī)模變化較大，其中一條窄河道砂體在部分區(qū)域走向?yàn)闁|西向，在走向和規(guī)模上變化較大，其余呈近南北向，中間被席狀砂和水下分流間泥隔開.

(2)席狀砂微相及其能量相.主體及非主體席狀砂大部分呈條帶狀分布，與周圍河道走向一致；表外席狀砂成片分布.

(3)分流間泥.大部分距河道較遠(yuǎn)，以“土豆”狀零星分布于表外席狀砂.

其他6個(gè)沉積時(shí)間單元特征與高Ⅰ2+3單元類似.研究高Ⅰ油層組7個(gè)沉積時(shí)間單元平面沉積微相及單砂體空間分布特征：(1)高Ⅰ油層組7個(gè)沉積時(shí)間單元在整體水進(jìn)背景下，從早期到晚期經(jīng)歷短暫的水進(jìn)—水退—水進(jìn)的過(guò)程.在高Ⅰ2+3時(shí)期為三角洲前緣相近岸沉積，達(dá)到水退極點(diǎn)，水下分流河道最發(fā)育、河道規(guī)模最大、向南延伸最遠(yuǎn)；高Ⅰ1、高Ⅰ10為三角洲前緣相中遠(yuǎn)岸沉積，席狀砂發(fā)育.總體河道以窄條帶狀、網(wǎng)狀、枝狀發(fā)育為主，呈近南北向，其中部分區(qū)域河道走向?yàn)闁|西向，較好地揭示分流河道特征.(2)高Ⅰ油層組存在大規(guī)模的河道砂體，為多期河道疊加而成.

圖6 高Ⅰ2+3沉積單元井震結(jié)合沉積微相及能量相Fig.6 The integrating high density well-pattern with seismic data sedimentary identities microfacies and energy phase units in the section on the formation of GⅠ2+3

3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

經(jīng)后驗(yàn)井證實(shí)，基于地質(zhì)模式的地層地震切片方法，結(jié)合河道砂體的邊界、走向及河道期次，比單純根據(jù)井沉積微相資料獲得的結(jié)果更符合儲(chǔ)層實(shí)際，主要變化表現(xiàn)為：(1)井間變差.基于井沉積微相資料繪制的沉積相帶圖顯示兩口井屬于同一條河道，井震結(jié)合后認(rèn)為兩口井屬于不同的河道，井間發(fā)育薄層砂或分流間泥(見圖4).(2)河道邊界變化.基于井沉積微相資料模式繪圖法繪制的沉積相帶圖顯示河道砂體的邊界為等寬、圓滑，井震結(jié)合后認(rèn)為河道砂體邊界為不規(guī)則的幾何形態(tài)(見圖3、圖5).(3)井間變好.基于井沉積微相資料模式繪制的沉積相帶圖顯示兩口井屬于不同河道，井震結(jié)合后認(rèn)為兩口井屬于同一條河道，井間砂體連通(見圖4).

研究區(qū)D井最初投產(chǎn)時(shí)為避免快速水淹，未射孔，分析研究區(qū)高Ⅰ6+7沉積時(shí)間單元井震結(jié)合成果，以及對(duì)河道展布特征變化的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)該井與周圍注水井不屬于同一河道，屬于注采不完善井.對(duì)該井目的層補(bǔ)孔壓裂后，日產(chǎn)液增加48.2 t，日產(chǎn)油增加7.3 t，日產(chǎn)水下降0.4 t，見到較好的應(yīng)用效果.

4 結(jié)論

(1)以密井網(wǎng)條件下基于地質(zhì)模式的井沉積微相為控制條件，結(jié)合地層地震屬性切片技術(shù)，可以準(zhǔn)確提取三角洲前緣相沉積單元級(jí)的地震屬性切片.

(2)長(zhǎng)垣北一區(qū)斷東西塊高Ⅰ油層組發(fā)育的河道砂體主要呈枝狀和條帶狀分布，河道寬度主要為60～100 m，網(wǎng)狀河或較寬的河道為多期河道疊加形成，同一條河道砂體的走向和規(guī)模變化較大.

(3)“井點(diǎn)微相控制與地震屬性平面預(yù)測(cè)協(xié)同分析”的井震結(jié)合儲(chǔ)層精細(xì)描述方法，能夠提高三角洲前緣相儲(chǔ)層河道砂體的邊界、走向、河道期次識(shí)別精度，深化沉積特征的認(rèn)識(shí)，在高含水期三角洲前緣相儲(chǔ)層剩余油挖潛中具有實(shí)用意義.

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2015-02-01；編輯：張兆虹

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05010-001)

盧 勉(1984-)，女，碩士，工程師，主要從事儲(chǔ)層精細(xì)描述方面的研究.

TE122

A

2095-4107(2015)04-0063-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2015.04.008