陳叔陽(yáng),鄭海妮,先偉,鄧鋒
(中國(guó)石化 西北油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院,烏魯木齊 830011)
塔河油田碎屑巖油氣藏自1991年勘探開(kāi)發(fā)以來(lái),主要針對(duì)低幅度構(gòu)造型底水油藏進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)。隨著勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷提高,幅度較大、斷裂易于識(shí)別的斷背斜圈閉越來(lái)越少,滾動(dòng)開(kāi)發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向了巖性油藏。塔河油田巖性油藏儲(chǔ)集層主要為河道沉積,河道寬度大多在300 m內(nèi),延伸長(zhǎng)度可達(dá)10 km,河道被系列北東—南西向斷裂切割為數(shù)段,不同河道段砂體油氣充注程度存在差異,為單獨(dú)的油水系統(tǒng)。河道砂體厚度約10 m,河道段儲(chǔ)集層可分為2~3期,內(nèi)部發(fā)育1~2套隔夾層,隔夾層連續(xù)性較好。針對(duì)以上特征,通過(guò)研究形成了一套河道砂體“四定”識(shí)別與描述技術(shù),在塔河油田刻畫了一系列河道[1-2],并采用導(dǎo)眼評(píng)價(jià)、臺(tái)階狀水平段開(kāi)發(fā)為主的方式進(jìn)行井位部署,在有效降低了評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)量高效動(dòng)用。
塔河油田三疊系阿克庫(kù)勒組整體發(fā)育半深湖—濱淺湖—三角洲沉積體系[2],阿四段分布較穩(wěn)定,厚約100 m,為大套灰色泥巖夾薄層砂巖,阿四段目標(biāo)砂體為濱淺湖三角洲前緣水下分流河道沉積,為灰色中—細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖,砂體橫向展布范圍有限。在沉積微相的指導(dǎo)下,在地震資料疊后提頻處理的基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用多屬性優(yōu)選、時(shí)間切片、分頻混色、三維可視化等技術(shù)對(duì)阿四段河道砂體進(jìn)行了精細(xì)刻畫,形成了一套適合于塔河油田超深層(>4 200 m)、薄砂層(5~10 m)、窄河道(160~280 m)的河道砂體“定標(biāo)志、定邊界、定期次、定厚度”的“四定”識(shí)別與描述技術(shù)。
通過(guò)不同速度、厚度砂體的正演模型及實(shí)鉆砂體的精細(xì)標(biāo)定,明確不同地質(zhì)體與地震反射特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定了河道砂體的地震識(shí)別標(biāo)志[3-4]。最終識(shí)別了塔河油田三疊系深層河道砂體在地震上的頂平下凹反射、平直強(qiáng)反射及透鏡狀反射的3種地震標(biāo)志(圖1)。
圖1 塔河油田三疊系阿四段河道砂體正演地震剖面特征
地震屬性分析技術(shù)在油氣勘探和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)等方面應(yīng)用已成為油氣勘探開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要研究方向[5-6]。地震數(shù)據(jù)體中包含大量的地質(zhì)特征信息,可通過(guò)地震屬性表現(xiàn)出來(lái)。常用的地震屬性有振幅、頻率、相位、相干、波形分類等,在常規(guī)三瞬屬性的基礎(chǔ)上,利用分頻混色技術(shù),進(jìn)一步識(shí)別河道邊界。通過(guò)對(duì)各類屬性綜合分析得出,頂平下凹型河道利用相位屬性,并結(jié)合相干、波形分類屬性檢測(cè)河道邊界效果較好;透鏡狀反射和平直強(qiáng)反射特征的河道利用振幅和分頻屬性檢測(cè)效果較好(圖2,圖3)。
地層切片分析是地震資料解釋的一種常用手段,主要有時(shí)間切片、沿層切片和地層切片3種[7]。地層切片技術(shù)考慮了沉積速率的平面差異性,克服了時(shí)間切片(水平切片)和沿層切片的部分缺點(diǎn),比時(shí)間切片和沿層切片更加具有等時(shí)性。通過(guò)地層切片技術(shù)在塔河油田三疊系YT2井區(qū)的應(yīng)用,不僅清晰刻畫出河道邊界,同時(shí),通過(guò)多切片,能夠清晰地劃分河道的沉積過(guò)程和形成期次,最終在YT2井區(qū)刻畫出4期河道,為后期的河道分期次開(kāi)發(fā)提供了可靠的技術(shù)支撐(圖4)。
圖2 AT9井區(qū)三疊系阿四段瞬時(shí)相位平面分布
圖3 TK15井區(qū)三疊系阿四段分頻混色平面分布
圖4 YT2井區(qū)三疊系地層切片平面分布
在儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)過(guò)程中,反演是一種非常重要的手段[8-9]。一般情況下,儲(chǔ)集層和非儲(chǔ)集層的密度和速度都不相同,用聲波時(shí)差測(cè)井曲線就能有效地反映巖性的變化,但當(dāng)聲波時(shí)差測(cè)井曲線中的高頻信息不能很好地反映儲(chǔ)集層和圍巖的差異時(shí),就需要進(jìn)行擬聲波阻抗反演。通過(guò)分析,塔河油田三疊系聲波時(shí)差測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)集層反應(yīng)不敏感,而自然電位測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)集層反應(yīng)比較敏感。對(duì)兩者進(jìn)行交會(huì)分析,自然電位測(cè)井曲線與聲波時(shí)差測(cè)井曲線具有較好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72,所以選擇自然電位測(cè)井曲線重構(gòu)聲波時(shí)差測(cè)井曲線。
由于河道砂體中砂巖比較薄,在波形剖面上難以分辨,從圖5的擬聲波阻抗反演剖面看出,河道砂巖和泥巖通過(guò)波阻抗高低能明顯區(qū)分。河道砂巖表現(xiàn)為中高波阻抗,泥巖表現(xiàn)為低波阻抗,波阻抗的高低變化反映了儲(chǔ)集層相對(duì)發(fā)育程度。通過(guò)與實(shí)鉆井對(duì)比,反演結(jié)果與實(shí)鉆儲(chǔ)集層發(fā)育程度吻合度好,對(duì)小于10 m薄砂層的響應(yīng)也較清楚,表明反演結(jié)果可靠程度較高。
圖5 TK146井區(qū)過(guò)TK146井?dāng)M聲波阻抗反演剖面
綜合四定識(shí)別與描述技術(shù),在塔河油田阿四段共識(shí)別出17條河道,其中桑塔木地區(qū)6條(圖6),河道多呈北西—南東向展布。
圖6 塔河油田桑塔木地區(qū)三疊系阿四段河道展布
塔河油田三疊系阿四段河道整體呈北西—南東向展布,延伸長(zhǎng)度可達(dá)10 km(圖6),河道寬度大多小于300 m,砂體厚度約10 m左右,具有明顯的透鏡狀特征,砂體中間厚、兩邊薄,向兩邊迅速尖滅,沿河道方向,砂體厚度變化不大,中部?jī)?chǔ)集層物性較好,滲透率約200 mD.研究區(qū)主要發(fā)育北東—南西向雁行斷裂,斷距較大的斷裂斷至古生界,為油氣運(yùn)移的有利通道,斷距較小的次級(jí)斷裂、規(guī)模相對(duì)較大斷裂與儲(chǔ)集體組合在一起,將阿四段河道砂體切割分為多段,共同組成了“斷-砂”復(fù)式油氣疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)[1]。河道砂體縱向可分為2~3期,內(nèi)部發(fā)育1~2套隔夾層。
按照成因,隔夾層主要分為泥巖、物性和瀝青條帶隔夾層。泥巖隔夾層為沉積時(shí)期形成,受沉積環(huán)境控制;物性隔夾層為成巖期形成的膠結(jié)條帶,在一定程度上也受沉積環(huán)境控制,包括鈣質(zhì)隔夾層、硅質(zhì)隔夾層等;瀝青條帶隔夾層為石油運(yùn)移過(guò)程中產(chǎn)生的瀝青或重質(zhì)油充填帶形成的隔夾層[10]。
研究區(qū)阿四段河道砂體主要發(fā)育泥巖及鈣質(zhì)隔夾層。泥巖隔夾層自然電位測(cè)井曲線幅度較小,接近于泥巖基線,自然伽馬增大,電阻率有所增大,但增大的幅度較小,中子孔隙度增大,密度減??;鈣質(zhì)隔夾層表現(xiàn)為自然電位測(cè)井曲線幅度較小,自然伽馬減小,電阻率測(cè)井曲線具明顯的高阻尖峰,中子孔隙度和聲波時(shí)差小,密度大。根據(jù)單井實(shí)鉆情況建立了TK15井區(qū)隔夾層判別標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
對(duì)于泥巖隔夾層,前人總結(jié)了8類不同的沉積方式[11],可形成5種產(chǎn)狀及展布的隔夾層,對(duì)于鈣質(zhì)隔夾層,易形成不連續(xù)的條帶或團(tuán)塊,隔夾層橫向變化快,難以預(yù)測(cè)[11],但根據(jù)最新研究資料,該類隔夾層在一定程度上也受沉積環(huán)境控制,可形成連續(xù)分布的隔夾層[12]。因此,不論鈣質(zhì)還是泥巖隔夾層,從隔夾層的產(chǎn)狀及展布特征方面來(lái)分析,都可以將隔夾層劃分為5類(圖7):①連續(xù)的平行隔夾層;②不連續(xù)的平行隔夾層;③發(fā)育于砂體上部、斜交于層面、不完全阻隔單砂體的隔夾層;④發(fā)育于砂體下部、斜交于層面、不完全阻隔單砂體的隔夾層;⑤發(fā)育于單砂體之間、斜交于層面、完全阻隔單砂體的隔夾層。
表1 塔河油田三疊系阿四段隔夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)三疊系阿四段河道砂體及隔夾層的精細(xì)對(duì)比來(lái)看,目標(biāo)砂體厚度在10 m左右,砂體內(nèi)部發(fā)育2期平行于層面的連續(xù)或不連續(xù)隔夾層:①號(hào)隔夾層包括泥巖和鈣質(zhì)2種隔夾層,以鈣質(zhì)隔夾層為主,鉆遇率為87.5%,厚度0.4~1.5 m,比較發(fā)育,連續(xù)性較好,延伸長(zhǎng)度可達(dá)3 km(圖7a);②號(hào)隔夾層以泥巖隔夾層為主,鉆遇率為37.5%,厚度1.0~1.6 m,在平面上零星分布,延伸長(zhǎng)度可達(dá)1 km(圖7b)。阿四段隔夾層的分布范圍一般大于水平段長(zhǎng)度或水平井井距,局部甚至達(dá)到水平段長(zhǎng)度的10倍,隔夾層連續(xù)性較好,隔夾層的存在增加了儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性。
圖7 塔河油田TK15井區(qū)河道砂體隔夾層分布
在油藏評(píng)價(jià)中,因阿四段河道砂體油藏為“次生調(diào)整、晚期成藏”的遠(yuǎn)源供給油藏,受斷裂在油氣縱向調(diào)整、遮擋成藏方面的雙重作用以及油氣差異聚集的影響,導(dǎo)致不同河道段充注程度不同,每個(gè)河道段具有不同的油水關(guān)系,油藏評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)較大。在含油氣性不落實(shí)的情況,為了降低風(fēng)險(xiǎn),提出“導(dǎo)眼評(píng)價(jià),水平段開(kāi)發(fā)”的對(duì)策:①導(dǎo)眼評(píng)價(jià)不同河道砂體含油氣性,若鉆遇油氣層可根據(jù)儲(chǔ)量規(guī)模及地質(zhì)特征,采用導(dǎo)眼完井(圖8中TK15-3井)或采用水平段(圖8中TK15-6H井)開(kāi)發(fā);②直導(dǎo)眼評(píng)價(jià)不同河道段含油氣性,若未鉆遇油氣層,回填直導(dǎo)眼,采用水平段開(kāi)發(fā)已落實(shí)河道段(圖8中TK15井);③采用直導(dǎo)眼探同一河道段油水邊界,采用水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)(圖8中TK15-8H井)。
圖8 塔河油田三疊系阿四段河道砂體油藏不同井型部署模式
在河道砂體油藏開(kāi)發(fā)中,由于隔夾層的存在導(dǎo)致油藏復(fù)雜化,對(duì)隔夾層的研究不清楚以及開(kāi)發(fā)方式的不合理,可能會(huì)導(dǎo)致大量的儲(chǔ)量無(wú)法動(dòng)用[13]。針對(duì)不同產(chǎn)狀及展布的隔夾層,筆者提出了5種井位部署對(duì)策(圖9):①對(duì)于平行于砂體頂、底面且連續(xù)發(fā)育的隔夾層,隔夾層導(dǎo)致其上、下油層不連通,針對(duì)該類隔夾層,可利用臺(tái)階狀水平井充分動(dòng)用隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量(圖9a);②對(duì)于平行于砂體頂?shù)酌娴贿B續(xù)發(fā)育的隔夾層,隔夾層的發(fā)育情況復(fù)雜,可利用直井探明隔夾層的發(fā)育情況,同時(shí)結(jié)合臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā),從而提高儲(chǔ)量的動(dòng)用程度(圖9b);③對(duì)于側(cè)積形成的正旋回砂體,在砂體上部存在斜交于層面的隔夾層,該類砂體下部物性較好,將常規(guī)水平井部署在隔夾層下部即可較好地動(dòng)用儲(chǔ)量(圖9c);④對(duì)于前積形成的反旋回砂體,在砂體下部存在斜交于層面的隔夾層,該類砂體上部物性較好,將常規(guī)水平井部署在隔夾層上部即可較好地動(dòng)用儲(chǔ)量(圖9d);⑤對(duì)于側(cè)積和前積形成的斜交于層面的連續(xù)的隔夾層,由于連續(xù)隔夾層的存在,砂體呈多套疊置發(fā)育,相互之間不連通,因此可利用常規(guī)水平井垂直于隔夾層走向,穿越多套砂體,從而最大限度地動(dòng)用儲(chǔ)量(圖9e)。
圖9 塔河油田三疊系阿四段河道砂體不同類型隔夾層及相應(yīng)的水平井開(kāi)發(fā)模式
在河道砂體油藏砂體發(fā)育特征認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,針對(duì)河道段儲(chǔ)量差異大、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng)、隔夾層發(fā)育且分布較連續(xù)等特征[14-15],形成了一套直井、水平井、臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā)相結(jié)合的高效井位部署技術(shù),尤其是臺(tái)階狀水平井的應(yīng)用,大幅提高了河道砂體油藏的儲(chǔ)量動(dòng)用程度。由于阿四段河道砂體油藏中油層厚度在10 m左右,且油藏內(nèi)部發(fā)育2期平行于層面的隔夾層,通常情況下,若河道砂體段較短、儲(chǔ)量規(guī)模有限,可采用直井開(kāi)發(fā),若儲(chǔ)量規(guī)模較大,隔夾層連續(xù)性較差,可采用常規(guī)水平井開(kāi)發(fā)。而如果儲(chǔ)量規(guī)模較大,且在隔夾層的連續(xù)性中等偏好的情況下,采用直井動(dòng)用范圍有限,采用常規(guī)水平井無(wú)法完全控制隔夾層上、下儲(chǔ)量。對(duì)于隔夾層分布范圍較廣的情況,選取臺(tái)階狀水平井穿越各套隔夾層,可充分動(dòng)用隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量。
目前,直井、水平井及臺(tái)階狀水平井相結(jié)合的方式已在碎屑巖巖性油藏中得到了廣泛的應(yīng)用,在5個(gè)已完全投入開(kāi)發(fā)的河道砂體油藏中,共部署54口井,其中臺(tái)階狀水平井25口,占總井?dāng)?shù)的46.3%.根據(jù)25口臺(tái)階狀水平井的生產(chǎn)情況來(lái)看,臺(tái)階狀水平井單井日產(chǎn)油量達(dá)33.7 t,平均單井累計(jì)產(chǎn)油量已達(dá)1.8×104t,累計(jì)產(chǎn)油量45.0×104t.臺(tái)階狀水平井的應(yīng)用取得了較好的效果,有效控制了隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量。
(1)塔河油田三疊系阿四段河道砂體為濱淺湖背景下,三角洲前緣水下分流河道沉積的超深、薄層窄河道砂體,“四定”識(shí)別與描述技術(shù)可有效識(shí)別該類河道砂體。
(2)每個(gè)河道段為一個(gè)單獨(dú)的油水系統(tǒng),評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)大,實(shí)際滾動(dòng)開(kāi)發(fā)效果證實(shí),采用導(dǎo)眼評(píng)價(jià)與臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā)的方式,可有效降低河道砂體評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。
(3)儲(chǔ)量規(guī)模較大的河道砂體油藏,對(duì)于隔夾層發(fā)育且連續(xù)性較好的情況,采用直井開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量動(dòng)用有限,僅靠常規(guī)水平井難于有效動(dòng)用,臺(tái)階狀水平井可高效動(dòng)用河道內(nèi)儲(chǔ)量,可在類似的巖性油藏中推廣應(yīng)用。
[1] 梁宏剛,先偉,李文平.塔河油田超深層、薄儲(chǔ)層、窄河道砂體識(shí)別與描述技術(shù)[J].地質(zhì)科技情報(bào),2015,34(5):180-183.LIANG Honggang,XIAN Wei,LI Wenping.Identification and de?scription technique for ultra?deep,thin reservoir,narrow channel sand,Tahe oilfield[J].Geological Science and Technology Informa?tion,2015,34(5):180-183.
[2] 云露,蔣華山.塔河油田成藏條件與富集規(guī)律[J].石油與天然氣地質(zhì),2007,28(6):768-775.YUN Lu,JIANG Huashan.Hydrocarbon accumulation conditions and enrichment rules in Tahe oilfield[J].Oil&Gas Geology,2007,28(6):768-775.
[3] 夏媛媛,趙民,藏歌,等.正演模擬技術(shù)在解釋反演中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2014,11(6):842-846.XIA Yuanyuan,ZHAO Min,ZANG Ge,et al.The application of for?ward simulation technology to inversion explanation[J].Chinese Journal of Engineering Geophysics,2014,11(6):842-846.
[4] 漆立新,顧漢明,李宗杰,等.塔河油田三疊系碎屑巖儲(chǔ)層地震分辨率及頻譜特征理論分析[J].地質(zhì)科技情報(bào),2011,30(1):114-117.QI Lixin,GU Hanming,LI Zongjie,et al.Theoretical study of seis?mic spetra characters and seismic resolution of Triassic sandstones in Tahe oilfield[J].Geological Science and Technology Information,2011,30(1):114-117.
[5] 姜秀娣,翁斌,劉亞茹.分頻混色技術(shù)在高精度地震解釋中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2013,28(2):882-887.JIANG Xiudi,WENG Bin,LIU Yaru.Application of spectral decom?position RGB plotting technique for spectral components in high ac?curacy in high accuracy seismic interpretation[J].Progress in Geo?physics,2013,28(2):882-887.
[6] 劉文嶺,牛彥良,李剛,等.多信息儲(chǔ)層預(yù)測(cè)地震屬性提取與有效性分析方法[J].石油物探,2002,41(1):100-106.LIU Wenling,NIU Yanliang,LI Gang,et al.Seismic attribute extrac?tion and effectiveness analysis of multi?attribute reservoir prediction[J].Geophysical Prospecting for Pertroleum,2002,41(1):100-106.
[7] 陳兆明,袁立忠,周江江.地層切片技術(shù)在水下分流河道砂體解釋中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2012,34(10):55-58.CHEN Zhaoming,YUAN Lizhong,ZHOU Jiangjiang.Application of stratigraphic slicing in sandbody interpretation of underwater distrib?utary channel[J].Journal of Oil and Gas Technology,2012,34(10):55-58.
[8] 鄒才能,張穎.油氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)用地震新技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002:202-258.ZOU Caineng,ZHANG Ying.A new practical technique for oil and gas exploration and development[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2002:202-258.
[9] 王香文,劉紅,滕彬彬,等.地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)在薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(5):730-735.WANG Xiangwen,LIU Hong,TENG Binbin,et al.Application of geostatistical inversion to thin reservoir prediction[J].Oil&Gas Geology,2012,33(5):730-735.
[10] 吳勝和,熊琦華.油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998:209-212.WU Shenghe,XIONG Qihua.Petroleum reservoir geology[M].Bei?jing:Petroleum Industry Press,1998:209-212.
[11] 裘亦楠,許仕策,肖敬修.沉積方式與碎屑巖儲(chǔ)層的層內(nèi)非均質(zhì)性[J].石油學(xué)報(bào),1985,6(1):41-49.QIU Yinan,XU Shice,XIAO Jingxiu.Deposition pattern and in?layer heterogeneity of clastic reservoirs[J].Acta Petrolei Sinica,1985,6(1):41-49.
[12] 王健,徐守余,仲維蘋.河流相儲(chǔ)層隔夾層成因及其分布特征[J].地質(zhì)科技情報(bào),2010,29(4):84-88.WANG Jian,XU Shouyu,ZHONG Weiping.Genesis and distribu?tion of the interlayer in fluvial reservoir[J].Geological Science and Technology Information,2010,29(4):84-88.
[13] 李虎,李相方,趙林,等.隔夾層發(fā)育碎屑巖氣藏水平井開(kāi)發(fā)對(duì)策研究[J].石油鉆采工藝,2009,31(6):96-99.LI Hu,LI Xiangfang,ZHAO Lin,et al.Developing strategy of inter?layer gas reservoir with horizontal well[J].Oil Drilling&Produc?tion Technology,2009,31(6):96-99.
[14] 鄒元榮,金曉輝,閆相賓.塔河油田三疊系層序地層與沉積相研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,23(5):11-14.ZOU Yuanrong,JIN Xiaohui,YAN Xiangbin.Study on the sequence stratigraphy and sedimentary facies of the Triassic in Tahe oilfield[J].Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition),2008,23(5):11-14.
[15] 徐麗萍.塔河油田AT9井區(qū)三疊系阿四段灘壩砂儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[J].石油物探,2010,49(3):275-279.XU Liping.Beach?bar sand reservoir prediction for the 4th member of Triassic Akekule formation in Tahe oilfield[J].Geophysical Prospecting for Pertroleum,2010,49(3):275-279.