顧麗娜，尹超，李熹微，邵隆坎

（1.中國(guó)石化華北分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州450006；2.中國(guó)石油華北油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北任丘062552）

高分辨率層序分析在超前注水開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
——以渭北油田渭北2井區(qū)長(zhǎng)3油藏為例

顧麗娜1，尹超1，李熹微2，邵隆坎1

（1.中國(guó)石化華北分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州450006；2.中國(guó)石油華北油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北任丘062552）

運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)的基準(zhǔn)面旋回原理，以鉆井、測(cè)井資料的綜合研究為基礎(chǔ)，并結(jié)合陸相湖盆層序地層特征和地震剖面資料，分析了渭北油田渭北2井區(qū)長(zhǎng)3段不同級(jí)次基準(zhǔn)面旋回層序界面特征及識(shí)別標(biāo)志，將渭北油田長(zhǎng)3油層劃分為5個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回，建立起該區(qū)長(zhǎng)3油層高分辨率層序地層格架。通過(guò)運(yùn)用相控—準(zhǔn)層序組小層等時(shí)對(duì)比新技術(shù)極大提高了超前注水實(shí)驗(yàn)區(qū)的單層砂體對(duì)應(yīng)性，超前注水開(kāi)發(fā)效果顯著，為輸導(dǎo)體系研究奠定了基礎(chǔ)。

鄂爾多斯盆地；高分辨率層序地層學(xué)；基準(zhǔn)面旋回；地層格架；延長(zhǎng)組

近年來(lái)，運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)和旋回地層學(xué)對(duì)露頭和巖心進(jìn)行精細(xì)沉積建模已愈來(lái)愈引起地質(zhì)學(xué)家和石油勘探者的重視。實(shí)踐證明，高分辨率層序地層學(xué)在提高地層劃分與對(duì)比精度、掌握地層分布特征，提高地層預(yù)測(cè)精確性和準(zhǔn)確性，建立高精度地質(zhì)模型等方面成果顯著[1-3]。本次研究應(yīng)用高頻層序地層學(xué)和沉積相分異的理論，提出了相控—準(zhǔn)層序組等時(shí)小層對(duì)比方法，通過(guò)進(jìn)行三維地震相精細(xì)解釋，建立三維地震解釋約束下的測(cè)井分層和對(duì)比的沉積背景控制模型，在此基礎(chǔ)上標(biāo)定探井的綜合測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)層，以準(zhǔn)層序組旋回為單元進(jìn)行測(cè)井小層對(duì)比。以下重點(diǎn)介紹短期旋回層序分析在河流相砂體等時(shí)對(duì)比及在渭北油田渭北2井區(qū)超前注水開(kāi)發(fā)研究中的應(yīng)用。此項(xiàng)研究不僅豐富了陸相盆地辮狀河三角洲前緣的高分辨率層序理論，對(duì)于合理解釋優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因和預(yù)測(cè)有利區(qū)，有效地指導(dǎo)油氣開(kāi)發(fā)也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)概況

渭北油田是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的大型油田，位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部，渭北隆起北部，構(gòu)造平緩，在西傾單斜背景上局部發(fā)育小型鼻狀隆起，以巖性油藏為主。上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組內(nèi)陸湖盆沉積經(jīng)歷了一套完整的湖進(jìn)—湖退過(guò)程。長(zhǎng)10至長(zhǎng)7段為湖進(jìn)期，長(zhǎng)6至長(zhǎng)2段為湖退期，長(zhǎng)1段為準(zhǔn)平原化期。發(fā)育于湖泊收縮期緩坡帶三角洲前緣沉積階段的長(zhǎng)3油層組為本區(qū)主力油層組之一，可進(jìn)一步劃分為長(zhǎng)331、長(zhǎng)332和長(zhǎng)333三個(gè)油層段。該油層組具有三角洲向湖中心強(qiáng)烈進(jìn)積的特征，沉積微相主要由水下分流河道、河口壩、復(fù)合式壩、遠(yuǎn)砂壩、分流間灣等微相組成。

鄂爾多斯盆地三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組與下侏羅統(tǒng)延安組具有多物源、多匯聚中心、多沉積相類型且相變快、變遷大等特征，渭北油田延長(zhǎng)組的物源來(lái)源和沉積物的匯聚主要受控于南部渭北古隆起的母巖類型、古隆起形成和演化的影響，僅在渭北油田西側(cè)與波及彬長(zhǎng)地區(qū)的物源體系相關(guān)[4-5]。

2 長(zhǎng)3油層高分辨率層序地層特征

以延長(zhǎng)組長(zhǎng)3油層組為目的層，在區(qū)域地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)高精度層序地層學(xué)等時(shí)對(duì)比和沉積相分異的原理和方法，進(jìn)行長(zhǎng)3儲(chǔ)集砂層組的劃分與對(duì)比，建立長(zhǎng)3儲(chǔ)集砂層組高精度對(duì)比格架。根據(jù)高精度層序地層學(xué)以及小層旋回對(duì)比原理，采用湖泛面限定的準(zhǔn)層序單元或準(zhǔn)層序組作為儲(chǔ)集砂層組等時(shí)對(duì)比單元。

2.1 層序界面特征

進(jìn)行層序界面的識(shí)別是高分辨率層序地層格架建立的前提和基礎(chǔ)，層序界面有區(qū)域不整合面及對(duì)應(yīng)的整合面和規(guī)模較大的湖泛面。

渭北地區(qū)層序構(gòu)成樣式為盆地陡坡前積型。以長(zhǎng)3沉積為代表，其沉積充填特征表現(xiàn)為研究區(qū)地形坡度較大、沉積物供給充足等因素影響，在層序內(nèi)河道沉積不發(fā)育，以多期疊置前積的三角洲沉積為特征。渭北長(zhǎng)3油層底界面特征明顯，地震剖面上為一負(fù)相位，反映界面上下波阻抗由高阻向低阻變化，該位置在地震剖面上可見(jiàn)下切谷、削截現(xiàn)象，為區(qū)域不整合面[5-7]（圖1）。

圖1 渭北油田長(zhǎng)3油層底界面下削截現(xiàn)象Fig.1Truncation phenomenon under bottom interface of Chang-3 formation in Weibei oilfield

渭北油田長(zhǎng)3油層頂界面在地震剖面上特征為頻率中等、連續(xù)性較好的反射同向軸。反射波組的特征明顯，一般為單一強(qiáng)反射，局部出現(xiàn)復(fù)波，與上覆地層呈整合接觸。地震反射主要特征較穩(wěn)定，能量中等—較強(qiáng)，中等頻率、連續(xù)性好，與下伏反射波主體呈平行、亞平行關(guān)系，局部見(jiàn)下伏地層削截，為一個(gè)三級(jí)層序內(nèi)部相轉(zhuǎn)換面。

長(zhǎng)3油層組內(nèi)部地震反射結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為順物源或斜切物源方向（近北西向），明顯具多期前積結(jié)構(gòu)；垂直物源或斜切物源方向（近北東向）見(jiàn)多個(gè)或多期透鏡體疊置結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出長(zhǎng)3沉積期三角洲沉積體多期進(jìn)積的沉積過(guò)程。

2.2 鉆測(cè)井響應(yīng)特征

根據(jù)油田最新調(diào)整分層方案，判定長(zhǎng)3頂?shù)捉缑鏄?biāo)志層后進(jìn)行井間小層對(duì)比，并確定各界面的地質(zhì)含義。

具體特征如下：長(zhǎng)3頂界對(duì)應(yīng)相轉(zhuǎn)換界面，界面之上為長(zhǎng)2的辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩砂體沉積。自然電位、自然伽馬曲線呈鐘型、箱型，視電阻率曲線呈峰狀高阻。界面之下為長(zhǎng)3頂部，表現(xiàn)為間灣凝灰質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖沉積，電性特征明顯，表現(xiàn)為高聲波時(shí)差、高自然伽馬值、高自然電位。

2.3 垂向高分辨率層序地層劃分

在界定頂?shù)捉缑娴幕A(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征研究，根據(jù)相控—準(zhǔn)層序組等時(shí)小層對(duì)比原理和方法，選擇橫貫區(qū)內(nèi)NE向7條、NW向5條勘探井連井大剖面、重點(diǎn)方案區(qū)內(nèi)7條勘探井—開(kāi)發(fā)井連井剖面進(jìn)行長(zhǎng)3油層組和砂體的劃分與對(duì)比，建立長(zhǎng)3油層組高精度小層對(duì)比格架。本次研究對(duì)長(zhǎng)3油層組以準(zhǔn)層序組為單元?jiǎng)澐譃?個(gè)小層：長(zhǎng)31（pps1）、長(zhǎng)32（pps2）、長(zhǎng)331（pps3）、長(zhǎng)332（pps4）和長(zhǎng)333（pps5），界面嚴(yán)格以河道侵蝕面或湖泛面即巖性表現(xiàn)為砂泥截變面（砂底或泥底）進(jìn)行標(biāo)定，建立起該區(qū)長(zhǎng)3油層垂向高分辨率層序[8]（圖2）。

根據(jù)高分辨率層序地層學(xué)方法原理，對(duì)渭北油田探井劃分沉積旋回，并進(jìn)行旋回對(duì)比，從而建立了該地區(qū)高分辨率層序地層格架。

按照準(zhǔn)層序的定義，將長(zhǎng)3油層組準(zhǔn)層序組分為兩種類型：進(jìn)積準(zhǔn)層序組和退積準(zhǔn)層序組。進(jìn)積準(zhǔn)層序組是在沉積速率大于可容空間增加速率的情況下，形成向上砂巖厚度增大、泥巖厚度減薄、砂泥比值加大、水體變淺的準(zhǔn)層序堆砌樣式，為高位體系域的沉積特征，長(zhǎng)31、長(zhǎng)32、長(zhǎng)331和長(zhǎng)332分別對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)積準(zhǔn)層序組。退積準(zhǔn)層序組是在沉積速率小于可容空間增長(zhǎng)速率的情況下形成的，所以較年輕的準(zhǔn)層序依次向陸地方向退卻，退積準(zhǔn)層序組向上水體變深、單層砂巖減薄、泥巖加厚、砂泥比值減低的特征，是湖擴(kuò)體系域的沉積響應(yīng)，長(zhǎng)333對(duì)應(yīng)一個(gè)退積準(zhǔn)層序組。從已建立的層序地層格架可以看出，渭北地區(qū)層序構(gòu)成樣式為盆地陡坡前積型。由于研究區(qū)地形坡度較大、沉積物供給充足等因素影響，在層序內(nèi)河道沉積不發(fā)育，以長(zhǎng)3沉積為代表，其沉積充填特征表現(xiàn)為多期疊置前積的三角洲沉積[9-10]。

圖2 渭北油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)3段沉積相和高分辨率層序地層綜合柱狀圖（以WB86井為例）Fig.2Integrated histogram of sedimentary facies and high-resolution sequences of Chang-3 formation in Weibei oilfield (taking well WB86 as an example)

圖3 渭北油田長(zhǎng)3段典型剖面地層格架中的小層砂體等時(shí)對(duì)比Fig.3Isochronous contrast of small sandbody layers in the framework of Chang-3 formation in Weibei oilfield

以WB1—WB4—WB9—WB5—WB8—WB6—WB14—WB17—WB12—WB3井（NW1）為例（圖3），該剖面為順或斜切物源方向的連井剖面。剖面內(nèi)10口井長(zhǎng)3油層組的5個(gè)準(zhǔn)層序組均發(fā)育，長(zhǎng)3底界以K6標(biāo)志層為界，頂界面以“三高”突變?yōu)闃?biāo)志。長(zhǎng)31準(zhǔn)層序組（pps1）底界面為河道侵蝕面，因側(cè)向相變至WB12、WB3井區(qū)為湖泛面，內(nèi)部砂體結(jié)構(gòu)可分出4套砂體，均為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，為河道—壩型和河口壩型砂體。該剖面自WB1到WB3井，具有砂層減少減薄、粒度變細(xì)的特征，反映順物源方向沉積微相變化，至WB17、WB3井區(qū)砂層增多增厚、粒度變粗，反映為不同物源影響所致。長(zhǎng)32準(zhǔn)層序組（pps2）底界為河道侵蝕面，因側(cè)向相變至WB4、WB1井區(qū)為湖泛面，內(nèi)部砂體可分出2套砂體+泥巖+1套河道砂體，均為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，為河道—壩型和河口壩型砂體，該剖面自WB1到WB14井，具有砂層減少減薄、粒度變細(xì)特征，反映出順物源方向沉積微相變化，至WB17、WB3井區(qū)砂層增多增厚、粒度變粗，反映為不同物源影響所致。長(zhǎng)331準(zhǔn)層序組（pps3）底界為湖泛面，內(nèi)部砂體結(jié)構(gòu)可分為兩套進(jìn)積砂體，為辮狀河三角洲前緣亞相水道—壩型、河口壩和遠(yuǎn)端壩型砂體，其他特征同pps2。長(zhǎng)332準(zhǔn)層序組（pps4）底界為最大湖泛面，內(nèi)部砂體可分出兩套砂體，近源區(qū)為辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，逐漸過(guò)渡為河口壩和遠(yuǎn)端壩型砂體。長(zhǎng)333準(zhǔn)層序組（pps5）對(duì)應(yīng)于湖擴(kuò)體系域，內(nèi)部砂體不發(fā)育，個(gè)別井見(jiàn)有辮狀河三角洲前緣亞相小水道—壩型砂體。

3 渭北2井區(qū)長(zhǎng)3超前注水實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)用

在鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組砂體對(duì)比研究中，以往主要利用測(cè)井資料，選用巖性旋回對(duì)比，以凝灰?guī)r和泥頁(yè)巖標(biāo)志為等時(shí)對(duì)比依據(jù)的砂對(duì)砂、泥對(duì)泥（或測(cè)井曲線的尖對(duì)尖、凹對(duì)凹）的韻律層逐層對(duì)比法，但由于陸相地層巖相變化快，標(biāo)志層橫向追蹤對(duì)比難度大，造成以往傳統(tǒng)分層或多或少存在穿時(shí)現(xiàn)象，往往會(huì)出現(xiàn)串層和錯(cuò)層，于是在超前注水開(kāi)發(fā)中小層注水中往往不能見(jiàn)效。而在短期和超短期層序級(jí)別的近井距（或高密度鉆井區(qū)）的砂體等時(shí)追蹤對(duì)比研究中，對(duì)比精度的極限可達(dá)數(shù)米至分米級(jí)（單砂體），因而非常有效地提高了砂體等時(shí)對(duì)比精度，渭北2井區(qū)有較好的注采關(guān)系，注水效果開(kāi)發(fā)顯著提高[11-12]（圖4）。

圖4 渭北油田長(zhǎng)3油層組前積式對(duì)比—等時(shí)對(duì)比模式Fig.4Progradational type comparison-isochronous contrast model of Chang-3 formation in Weibei oilfield

在超前注水實(shí)驗(yàn)區(qū)中WB2-10-5注水井組中注水井WB2-10-4、WB2-10-6的長(zhǎng)332、長(zhǎng)333小層對(duì)應(yīng)采油井WB2-10-5的長(zhǎng)332、長(zhǎng)333小層。該井組長(zhǎng)3油層組砂體較發(fā)育，砂體連通率高。注水井目的層砂體總厚度25.5 m，砂體連通率89.0%。采油井WB2-10-5投產(chǎn)時(shí)，WB2-10-6（注水井）累積注水199 m3，累積注水強(qiáng)度13 m3/m。WB2-10-4（注水井）累積注水13.8 m3，累積注水強(qiáng)度0.6 m3/m。油井最高日產(chǎn)0.5 t，產(chǎn)油強(qiáng)度0.02 t/m，初產(chǎn)0.3 t，產(chǎn)油強(qiáng)度0.01 t/m，目前日產(chǎn)液3.4 t，含水率近100%。目前累積生產(chǎn)237天，累產(chǎn)液1 551 t，累產(chǎn)油25 t，注水水淹，油井投產(chǎn)時(shí)即高含水，日產(chǎn)液量近20 t。

運(yùn)用傳統(tǒng)巖性旋回對(duì)比方法時(shí)出現(xiàn)串層，砂體對(duì)應(yīng)性低，效果較差，注水效果不明顯。而相控—準(zhǔn)層序組等時(shí)小層對(duì)比方法極大提高了超前注水實(shí)驗(yàn)區(qū)的砂體對(duì)應(yīng)性，超前注水開(kāi)發(fā)效果顯著，射孔對(duì)應(yīng)率達(dá)到95.6%，吸水對(duì)應(yīng)率達(dá)到97.1%，目前注水見(jiàn)效。

4 結(jié)論

以渭北油田渭北2井區(qū)長(zhǎng)3油藏相控—準(zhǔn)層序組等時(shí)小層對(duì)比方法分析及其在超前注水開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，已證明該理論體系及其技術(shù)方法在油氣田開(kāi)發(fā)工程中有廣闊的應(yīng)用前景。在不同級(jí)次基準(zhǔn)面旋回層序劃分的基礎(chǔ)上，利用超短期旋回界面和湖泛面在地表露頭、鉆井及地震剖面中的容易識(shí)別和可對(duì)比性，作為進(jìn)行等時(shí)地層單元對(duì)比的框架和標(biāo)志，可以建立不同時(shí)間尺度的高時(shí)間精度分辨率的層序地層格架，為長(zhǎng)3段生儲(chǔ)蓋組合分析和有利儲(chǔ)集砂體預(yù)測(cè)提供基本資料，同時(shí)也可應(yīng)用于十?dāng)?shù)米級(jí)、數(shù)米級(jí)至亞米級(jí)砂體的等時(shí)追蹤對(duì)比和編制大比例尺的等時(shí)沉積微相圖或單砂體分布圖，從而為油氣藏和儲(chǔ)層精細(xì)描述、流體流動(dòng)單元?jiǎng)澐?、?chǔ)層建模和流體流動(dòng)數(shù)值模擬，乃至注采工藝的布署或調(diào)整，提供更為可靠的地質(zhì)模型。

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（編輯：楊友勝）

Application of high-resolution sequence analysis in advanced water injection development——taking Chang-3 formation in 2ndwell block of Weibei oilfield as an example

Gu Lina1,Yin chao1,Li Xiwei2and Shao Longkan1
(1.Petroleum Exploration and Development Institute,North China Company,SINOPEC,Henan,Zhengzhou 450006,China; 2.Petroleum Research Institute of Exploration and Development,Huabei Oilfield Company,PetroChina,Renqiu,Hebei 062552,China)

By base-level cycle principle of high-resolution sequence stratigraphy,based on the comprehensive study of drilling and logging data,and combined with the sequence stratigraphic characteristics and the seismic profile data of continental lake ba?sin,the sequence boundary characteristics and identification marks under different class of base-level cycle of Chang-3 formation in 2ndwell block of Weibei oilfield were analyzed to divide the oil layer into five short-term base-level cycles and establish the stratigraphic framework of high-resolution sequence.The new phase control-sequence group thin layer isochronous contrast tech?nology greatly improved the single sand body correspondence of the advanced water injection test area and laid the foundation of the transport system.

Ordos Basin,high-resolution sequence stratigraphy,base-level cycle,stratigraphic framework,Yanchang formation

TE121.3

A

2014-11-17。

顧麗娜（1985—），女，助理工程師，油氣田開(kāi)發(fā)研究。