梁 旭，范廷恩，胡光義，陳 飛，王海峰，范洪軍

(中海油研究總院，北京 100028)

0 引 言

隨著我國大多數(shù)主力油田進(jìn)入高含水期的開采階段，注采矛盾日益突出，傳統(tǒng)的儲層研究方法已不能解決日益突出的層內(nèi)及平面矛盾，儲層研究的核心已從常規(guī)的儲層研究轉(zhuǎn)向砂體內(nèi)部構(gòu)型及平面分布規(guī)律研究之上[1]。目前陸上油田依托密井網(wǎng)、詳實(shí)的取心以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)已經(jīng)開展了相關(guān)的儲層構(gòu)型研究[2-7]，且取得了一定的研究成果，并已逐漸得到推廣和普及。海上油田開發(fā)特有的長位移、大井距、稀井網(wǎng)的特點(diǎn)，制約了對沉積儲層構(gòu)型的深入認(rèn)識，影響了油田中后期階段剩余油挖潛，因此迫切需求相關(guān)技術(shù)能夠促進(jìn)沉積儲層構(gòu)型研究。高分辨率層序地層學(xué)中的基準(zhǔn)面旋回理論不僅考慮了不同級次界面的等時(shí)性以及儲層結(jié)構(gòu)的沉積過程響應(yīng)，又重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了較長期旋回對較短期地層旋回中砂體成因類型、沉積序列、產(chǎn)出位置、疊加樣式、接觸關(guān)系以及幾何形態(tài)等構(gòu)型要素的控制作用，已經(jīng)成為目前最重要的儲層構(gòu)型研究手段之一[8-10]。目前，國內(nèi)外學(xué)者已開展這方面研究，分別論述了基準(zhǔn)面旋回對地下儲層宏觀非均質(zhì)性及砂體結(jié)構(gòu)的控制作用[11-18]，總結(jié)了不同類型的基準(zhǔn)面旋回對應(yīng)的儲層構(gòu)型特征，為儲層構(gòu)型分析提供了很好的借鑒思路。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過地震和鉆測井資料的結(jié)合，應(yīng)用測井頻譜旋回分析技術(shù)，搭建了西江W油田精細(xì)層序地層格架。在層序格架內(nèi)把海相砂體構(gòu)型樣式劃分為4種構(gòu)型樣式，分別為孤立型、側(cè)疊型、雙向遷移型和堆疊型，并分析了中期基準(zhǔn)面旋回對砂體構(gòu)型的控制作用。該構(gòu)型樣式的建立為儲層的精細(xì)刻畫奠定了基礎(chǔ)，對于調(diào)整階段剩余油的挖潛有實(shí)際指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

西江W油田位于中國南海珠江口盆地北部坳陷帶的惠州凹陷，平均水深100 m，構(gòu)造上呈一個(gè)簡單的逆牽引背斜低幅構(gòu)造，含油區(qū)范圍內(nèi)無斷層發(fā)育，易于開展層序地層學(xué)研究及儲層構(gòu)型分析工作(圖1)。主要目的層位于新近系珠江組，埋藏深度為2 000～2 800 m，含油層段長近800 m，測井解釋23個(gè)油層。綜合地質(zhì)研究認(rèn)為該區(qū)珠江組發(fā)育海相辮狀河三角洲沉積，且以三角洲前緣內(nèi)帶沉積為主，單井分析的結(jié)果表明沉積微相的類型可分為水下分流河道、河道側(cè)緣、河口壩、席狀砂、水下分流河道間等微相[19]。截至2015年，西江W油田動(dòng)用油藏18個(gè)，采出程度35.1%，但與相鄰油田(采出程度53.8%～61.9%)類比顯示，該油田仍富存大量的剩余油。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主因之一在于對地下儲層特征認(rèn)識不清，因此建立精細(xì)的地層格架，開展儲層構(gòu)型分析，對于西江W油田剩余油挖潛意義重大。

2 基準(zhǔn)面旋回劃分與對比

自1995年高分辨率層序地層學(xué)引入中國以來，逐漸應(yīng)用到國內(nèi)各個(gè)油田勘探和開發(fā)領(lǐng)域，其理論和方法也日臻完善[8]，但應(yīng)用中也存在著一些問題。受制于研究者理解的差異性，同一套地層不同的地質(zhì)工作者可能得出截然不同的劃分方案，且基準(zhǔn)面旋回的識別多通過手工作業(yè)和定性研究的方法，在劃分的精度、劃分的效率以及定量化的科學(xué)性等方面仍有待進(jìn)一步提高。吳義杰、王志坤等人也嘗試了利用測井小波變化等方法來進(jìn)行基準(zhǔn)面的自動(dòng)識別[20-21]，但因過分偏重?cái)?shù)學(xué)算法在國內(nèi)地質(zhì)工作者研究中普及程度不高。2007年路順行等人引入國外一種用于研究地層分析的頻譜屬性趨勢分析技術(shù)——INPEFA (Integrated Prediction Error Filter Analysis)[22]，對于自動(dòng)識別基準(zhǔn)面旋回有一定的啟發(fā)意義，因此本文在西江W油田嘗試應(yīng)用該技術(shù)來進(jìn)行基準(zhǔn)面旋回劃分，以期建立更為合理的地層格架，為后續(xù)格架內(nèi)開展構(gòu)型研究奠定扎實(shí)的工作基礎(chǔ)。

圖1 珠江口盆地西江W油田構(gòu)造位置(據(jù)李勝利等， 2004修改)Fig.1 Location of Xijiang W oilfield in the Pearl River estuary basin

2.1 基準(zhǔn)面旋回劃分原理及方法

層序地層學(xué)中一個(gè)很重要的觀點(diǎn)是層序的級次性，不同的級次受控于不同的外力驅(qū)動(dòng)(綜合響應(yīng)為基準(zhǔn)面旋回)。但由于不同級次旋回外力的疊加效應(yīng)使得在常規(guī)測井曲線上往往難以直觀地分解、識別不同級別的地層層序。測井頻譜分析技術(shù)充分利用測井曲線高密度采樣的特點(diǎn)，通過傅立葉變換進(jìn)行頻譜分析，從而得到PEFA(預(yù)測誤差濾波分析)曲線，INPEFA(頻譜屬性趨勢分析)曲線則是對PEFA曲線采用特定的積分處理后所獲得，可以方便靈活地提取隱藏在常規(guī)測井曲線中不同級次的旋回信息，從而達(dá)到不同級次地層對比的目的[22-23]。通過測井旋回濾波參數(shù)的優(yōu)選，輔助以地震標(biāo)志層，迅速識別出層序界面，劃分中、長期旋回，從而針對厚層儲層進(jìn)行地層旋回劃分和對比。

測井頻譜分析識別基準(zhǔn)面旋回，主要應(yīng)用的是GR曲線，對其進(jìn)行PEFA和INPEFA的變換。其中INPEFA-GR曲線由低值向高值增大的過程反映的是自然伽馬曲線實(shí)際泥巖含量比預(yù)測值高，稱之為正向趨勢，指示該段地層形成于基準(zhǔn)面上升期；曲線由高值向低值減小的過程反映的是自然伽馬曲線泥巖含量比預(yù)測值低，稱之為負(fù)向趨勢，指示該段地層形成于基準(zhǔn)面下降期。不同趨勢之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)代表沉積作用轉(zhuǎn)換面，其中從正向趨勢到負(fù)向趨勢的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為負(fù)向拐點(diǎn)，代表海泛面；從負(fù)向趨勢到正向趨勢的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為正向拐點(diǎn)，代表層序界面[22]。明確了INPEFA- GR曲線地質(zhì)意義，通過曲線的濾波，配置合理的濾波參數(shù)，其中INPEFA-GR低頻曲線多用于劃分長期基準(zhǔn)面旋回，INPEFA-GR中頻曲線用于劃分中期基準(zhǔn)面旋回，進(jìn)而得到基準(zhǔn)面旋回劃分方案。

2.2 基準(zhǔn)面旋回細(xì)分和對比

基于高分辨率層序地層學(xué)方法，應(yīng)用測井頻譜旋回分析技術(shù)，并綜合巖心、測井等資料，在西江W油田珠江組內(nèi)部識別出5個(gè)長期和18個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回，其中長期旋回均為對稱型旋回，中期旋回以對稱型旋回為主，發(fā)育少量向上變深或變淺的半旋回(圖2)，在此基礎(chǔ)上搭建了西江W油田層序地層格架(圖3)。

圖2 西江W油田珠江組中、長期旋回層序結(jié)構(gòu)、界面特征Fig.2 Structure and boundary surface of middle- and long-term base level cyclic sequences of the Zhujiang Formation, Xijiang W oilfield

圖3 西江W油田珠江組中、長期旋回層序?qū)Ρ绕拭鍲ig.3 Division and correlation of of middle- and long-term base level cyclic sequences of the Zhujiang Formation

3 層序格架內(nèi)砂體疊置特征

3.1 儲層砂體類型

通過對西江W油田取心井的觀察，結(jié)合測井和錄井信息以及前人研究成果[19,24-25]，認(rèn)為研究區(qū)應(yīng)該為辮狀河三角洲前緣內(nèi)帶沉積，并且沉積砂體主體為水下分流河道，伴有河道側(cè)緣、水下分流河道間、河口壩、席狀砂等微相。

3.1.1 水下分流河道微相

水下分流河道為辮狀河三角洲平原上的辮狀河道向海進(jìn)一步的延續(xù)，一般具有粒度向上變細(xì)的正粒序或塊狀韻律結(jié)構(gòu)，巖性以含礫中粗砂巖和細(xì)砂巖為主，分選較好，沉積構(gòu)造底部多見凹凸不平的沖刷面，常見礫石順層排列，發(fā)育楔狀、板狀交錯(cuò)層理以及塊狀構(gòu)造，向上發(fā)育波狀層理，泥質(zhì)紋層向上逐漸增多，在測井曲線上表現(xiàn)為高幅度值的鐘型或箱型特征(圖4)。

圖4 研究區(qū)典型水下分流河道巖心特征Fig.4 Typical features of subaqueous distributary channels in the study area(a)1X井，2 727.5 m，楔狀交錯(cuò)層理，含礫粗砂巖；(b)1X井，2 737.3 m，槽狀交錯(cuò)層理，細(xì)砂巖，見炭質(zhì)紋層；(c)B1井，水下分流河道巖-電響應(yīng)特征

3.1.2 河道側(cè)緣

相比河道主體，河道側(cè)緣沉積物粒度變細(xì)，河道厚度減薄。研究區(qū)厚度統(tǒng)計(jì)來看，多分布在3～4 m之間,主要由細(xì)砂巖和粉細(xì)砂巖組成，呈正韻律，測井曲線主要呈中高幅齒狀。

3.1.3 水下分流河道間

研究區(qū)水下分流河道間以細(xì)粒粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，顏色主要為深灰色、灰綠色。具水平層理和波紋層理，測井曲線呈低幅平直狀。

3.1.4 河口壩

辮狀河三角洲沉積水下河道遷移性較強(qiáng)，河口不穩(wěn)定，因此河口壩保存不完整，但多期疊加也可形成一定規(guī)模的儲層(H12油組)。河口壩巖性主要為灰、深灰色細(xì)砂巖，分選磨圓好，具有典型的粒度向上變粗、泥質(zhì)含量減少的反粒序結(jié)構(gòu)，在測井曲線上常表現(xiàn)為漏斗狀。

3.1.5 席狀砂

席狀砂連片分布于河口壩的前部或者側(cè)翼，是河口壩遭受水流作用后再沉積形成的，巖性較細(xì)，多為粉細(xì)砂巖或粉砂巖，韻律特征不明顯，測井曲線上呈中幅指型。

3.2 疊置樣式

在地層基準(zhǔn)面旋回發(fā)育過程中，不同成因微相單元砂體的幾何形態(tài)及相互之間的接觸疊置樣式與其所處的地層位置及層序發(fā)育特征是密切相關(guān)的。在之前建立的層序地層格架的控制下，綜合利用鉆井、地震相、沉積相和動(dòng)態(tài)等資料，在垂向上進(jìn)行了河道期次劃分和砂體剖面對比，在橫向上進(jìn)行了砂體邊界識別。最后將研究區(qū)海相儲層的復(fù)合砂體劃分為4種構(gòu)型樣式(表1)，分別為孤立型、側(cè)疊型、雙向遷移型和堆疊型，并對砂體幾何參數(shù)進(jìn)行了定量的統(tǒng)計(jì)和分布規(guī)律的總結(jié)。

3.2.1 孤立型

研究區(qū)H6B層發(fā)育孤立型砂體。孤立型砂體發(fā)育于基準(zhǔn)面相對較高的位置，可容納空間與沉積物供給的比值(A/S值)較大，受原始地貌要素保存程度的增強(qiáng)等因素的影響，河道砂體以側(cè)向加積和填積為主，沉積物以細(xì)粒為主。

表1不同成因砂體構(gòu)型幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

Table1Statisticaltableofdifferentgeometricparametersofgeneticsandbodyconfiguration

圖5 西江W油田H6B層連井剖面圖Fig.5 Division and correlation of H6B layer in Xijiang W oilfield

從連井剖面上看，孤立型砂體主要地質(zhì)成因?yàn)樗路至骱拥?、河口壩和席狀?種，它們孤立地分布在三角洲前緣泥質(zhì)沉積中，地震剖面上反射同相軸有較為明顯的不連續(xù)現(xiàn)象，測井曲線主要為鐘形、漏斗型和指狀(圖5)。孤立型砂體之間的接觸關(guān)系為突變接觸，橫向延伸范圍不大，基本不連通。

3.2.2 側(cè)疊型

該類砂體常發(fā)育于可容納空間較高的位置，其地質(zhì)成因主要為4種(表1)。(1)河道遷移擺動(dòng)型。側(cè)疊型砂體為水下分流河道側(cè)向遷移擺動(dòng)并伴隨著垂向充填作用形成的，平面上多呈側(cè)向拼接狀，且橫向連通性好(圖6(a))；(2)水下分流河道與河口壩側(cè)向疊加型。砂體成因上為較高容納空間下，增生的河口壩兩側(cè)水下分流河道垂下充填而成，平面上兩種砂體連通；(3)河口壩側(cè)向疊加型。伴隨可容納空間的升高，沉積物供給增強(qiáng)，河口壩順流加積而成；(4)河口壩與席狀砂側(cè)疊型。砂體主要為河口壩前部遭受波浪破壞作用再沉積形成的席狀砂與河口壩側(cè)向疊加而成。

圖6 西江W油田H5A層井震對比剖面圖Fig.6 Cross section and correlation of H5A layer in Xijiang W oilfield

圖7 西江W油田H8層連井剖面圖Fig.7 Division and correlation of H8 layer in Xijiang W oilfield

圖8 西江W油田H11層井震對比剖面圖Fig.8 Cross section and correlation of H11 layer in Xijiang W oilfield

圖9 基準(zhǔn)面旋回控制下的砂體構(gòu)型演化規(guī)律Fig.9 Evolution of sandbody configurations under the control of medium-term base-level cycles

側(cè)疊型砂體最顯著的特征是砂體在橫向上具有一定的單向遷移性，西江W油田地震分辨率在15 m左右，雖然很難識別復(fù)合砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但是對于砂體宏觀遷移規(guī)律的把握還是起到了關(guān)鍵的作用。如圖6(b)所示，地震反射同相軸自右向左有明顯的搭接現(xiàn)象，反映A7-A10井河道砂體向A3-A9井遷移特征明顯。

3.2.3 雙向遷移型

分流河道入海以后的側(cè)向遷移作用導(dǎo)致河道分叉或者合并，沉積以大規(guī)模側(cè)向增生為主，砂體相互疊置，相應(yīng)地砂體也分為分叉型和合并型兩種。

在研究區(qū)，河道遷移分叉型砂體在H8層相對更發(fā)育，沉積在河道分叉處，剖面上砂體從底部以“V”字形向兩側(cè)發(fā)育(圖7)；河道合并型砂體在H5B層更發(fā)育，沉積在河道合并處，剖面上砂體從底部以倒“V”字形向兩側(cè)發(fā)育。該砂體一般發(fā)育在中高可容納空間下，側(cè)向連續(xù)性較好。

3.2.4 堆疊型

堆疊型砂體由不同期次、不同級次砂體彼此切割、相互疊置形成，整體呈楔狀體，且多處于中期旋回上升早期或者下降晚期，A/S值較小。

本區(qū)的H11層發(fā)育水下分流河道砂體，砂體厚度大(平均20 m)。地震反射為一條中低頻中強(qiáng)連續(xù)同相軸，測井曲線主要為箱型，是典型的堆疊型砂體(圖8)。對于該類砂體很難通過地震反射直接識別內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過先行確定宏觀砂體在地震反射同相軸上波形變化的位置，局部波形的拉伸反映砂體間的疊置特征，再結(jié)合井間對比最終確定砂體內(nèi)部的構(gòu)型樣式。

3.3 基準(zhǔn)面旋回控制下的砂體疊置樣式及演化規(guī)律

研究區(qū)發(fā)育4種構(gòu)型樣式的砂體，將其置于層序格架中，不難發(fā)現(xiàn)其發(fā)育位置受控于基準(zhǔn)面旋回的變化。其中，中期基準(zhǔn)面旋回對于構(gòu)型樣式的發(fā)育起到了主控作用，而長期基準(zhǔn)面旋回則通過對中期旋回的作用間接影響了儲層砂體構(gòu)型樣式。

以H13到H8油組為例(圖9)，該時(shí)期經(jīng)歷了兩個(gè)完整的中期基準(zhǔn)面旋回變化的過程。中期基準(zhǔn)面旋回上升初期或下降晚期三角洲前緣水下分流河道發(fā)育，砂體厚度大，砂地比高，且砂體在較低的可容納空間下呈堆疊-側(cè)疊的特征，砂體橫向連通性好；而在基準(zhǔn)面上升中晚期以及下降早期，隨著可容納空間的增加，物源供給的下降，砂體厚度減小，平面規(guī)模也隨之降低，砂體則是以雙向遷移和孤立型為主， 砂體橫向連通性變差，甚至不連通。

而從長期旋回的角度來看，H13-H11油組對應(yīng)的中期旋回處于長期下降半旋回的晚期，H10C-H8油組處于長期上升半旋回的早期，在其基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換附近(H11油組)，為可容納空間最低的時(shí)期，砂體堆疊-側(cè)疊特征明顯。

4 應(yīng)用效果分析

應(yīng)用測井頻譜分析技術(shù)，在疊置樣式分析的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)H11層，垂向分為3期(圖10(a))，平面表現(xiàn)為3套砂體的疊置(圖10(b))，綜合表現(xiàn)為堆疊型砂體的特征，同時(shí)結(jié)合不同批次鉆井的測井解釋成果、油藏?cái)?shù)值模擬以及開發(fā)井產(chǎn)量劈分結(jié)果，找到了油藏水淹方向，如圖10(b)中箭頭所示，為邊水沿著優(yōu)勢儲層向中部推進(jìn)，從而確定了油藏剩余油分布區(qū)。

2014年10月部署了過路評價(jià)井—B2井，鉆遇6.85 m油層(圖10(c)頂部高電阻率曲線層段)，水淹方式為邊水沿著優(yōu)勢儲層向中部推進(jìn)，且為中下部水淹。該實(shí)鉆結(jié)果更加證實(shí)了剩余油分布區(qū)預(yù)測的準(zhǔn)確性，調(diào)整井B8H的實(shí)施也獲得了成功，該井日初產(chǎn)油430方，預(yù)測累產(chǎn)油23.56萬方，增油4.35萬方(圖10(d))。可見，該構(gòu)型分析的成果對于油田剩余油的挖潛起到了積極的促進(jìn)作用，同時(shí)也期望該方法能夠成為海上油田的高效開發(fā)的常規(guī)做法，為相似油田提供借鑒意義。

5 結(jié) 論

(1)基于高分辨率層序地層學(xué)原理，創(chuàng)新的應(yīng)用測井頻譜旋回分析技術(shù)，在西江W油田珠江組內(nèi)部識別出5個(gè)長期和18個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回，搭建了精細(xì)層序地層格架。

(2)在層序格架內(nèi)把西江W油田海相砂體構(gòu)型樣式劃分為4種，分別為孤立型、側(cè)疊型、雙向遷移型和堆疊型。研究表明基準(zhǔn)面旋回變化控制了儲層構(gòu)型疊置樣式和演化規(guī)律，在中期基準(zhǔn)面旋回上升早期或下降晚期，砂體以堆疊和側(cè)疊為主，而中期基準(zhǔn)面旋回上升晚期或下降早期則以雙向遷移型和孤立型為主。

(3)通過西江W油田海相儲層構(gòu)型樣式的實(shí)例分析，有效指導(dǎo)了該油田H11層剩余油的挖潛，并為海上油田儲層構(gòu)型研究提供了一定思路。