丁 娜

(中國(guó)石化江蘇油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

斷層識(shí)別的傳統(tǒng)方法是在二維地震剖面上將同相軸不連續(xù)點(diǎn)連接成斷層線。在此基礎(chǔ)上，人們通常輔以多種物探手段，例如相干體分析、方差分析、邊緣檢測(cè)[1-2]、疊后目標(biāo)處理、正演模型分析[3]和全三維解釋[4]等方法提高斷層識(shí)別的準(zhǔn)確性和可靠性。上述手段在斷層識(shí)別中發(fā)揮了巨大作用，但它們都是基于地震資料展開(kāi)的，因此，其斷層識(shí)別效果往往受到地震資料品質(zhì)、算法可靠性以及參數(shù)設(shè)置誤差等因素的影響。

在油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中，充足的資料數(shù)據(jù)和相對(duì)深入的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，可使人們?cè)诘刭|(zhì)、物探和油藏工程等多學(xué)科綜合分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)開(kāi)發(fā)矛盾的分析提高斷層識(shí)別精度[5]。此外，對(duì)處于開(kāi)發(fā)后期的油田而言，僅靠地震資料識(shí)別出的斷層往往難以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求[6-7]。

蘇北盆地高郵凹陷馬家嘴油田馬8斷塊于1986年投入開(kāi)發(fā)。該塊油氣資源豐富，且儲(chǔ)層埋深較淺，但已處于開(kāi)發(fā)后期，存在大部分井高含水、井間優(yōu)勢(shì)滲流通道明顯等問(wèn)題。前人對(duì)馬8斷塊的斷層研究主要集中在相干體切片技術(shù)及屬性提取技術(shù)等方面[8]，尚未結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)該塊開(kāi)展系統(tǒng)分析，因此，該斷塊的油氣開(kāi)發(fā)仍有較大提升空間。為進(jìn)一步提高采收率，本次研究綜合利用地質(zhì)、地震、測(cè)井和動(dòng)態(tài)分析等資料，重新梳理了馬8斷塊斷層格局，取得了較好的開(kāi)發(fā)效果。

1 概況

高郵凹陷位于蘇北盆地南部，東起吳堡低凸起，西至菱塘橋低凸起，南為通揚(yáng)隆起，北接柘垛低凸起。馬家嘴油田位于高郵凹陷邵伯次凹西南，真②斷層與漢留斷裂帶之間[9]，由一系列受斷層控制以及被巖性復(fù)雜化的小型斷塊油藏組成(見(jiàn)圖1)。其中馬8斷塊位于近東西向的馬8斷層上升盤(pán)(見(jiàn)圖1)，是具有非統(tǒng)一油水界面的構(gòu)造-巖性油藏。

圖1 蘇北盆地高郵凹陷馬家嘴油田E2d12頂面構(gòu)造及馬8斷塊區(qū)域位置

高郵凹陷自下而上沉積了古近系阜寧組、戴南組等地層，其中戴南組自下而上分為戴一段E2d1和戴二段E2d2；戴一段可細(xì)分為三個(gè)亞段，戴二段可細(xì)分為五個(gè)亞段。馬8斷塊主力含油層系為E2d25、E2d21和E2d12，主要發(fā)育扇三角洲沉積[10]。

2 斷層綜合識(shí)別方法

馬8斷塊受馬8斷層主控，同時(shí)被多條近南北向次級(jí)斷層切割(見(jiàn)圖2)。

圖2 蘇北盆地高郵凹陷馬8斷塊E2d12頂面構(gòu)造認(rèn)識(shí)方案

斷塊內(nèi)部小斷層發(fā)育，構(gòu)造較為復(fù)雜，并且由于地震資料品質(zhì)較差，構(gòu)造解釋往往存在多解性。針對(duì)地震資料品質(zhì)不能滿(mǎn)足研究區(qū)開(kāi)發(fā)后期斷層識(shí)別精度的現(xiàn)狀，本次研究一方面在大量開(kāi)發(fā)井資料的基礎(chǔ)上，井震結(jié)合優(yōu)化地震解釋?zhuān)涣硪环矫嬉造o、動(dòng)態(tài)矛盾為導(dǎo)向，進(jìn)一步刻畫(huà)隱蔽性斷層；同時(shí)在三維空間內(nèi)優(yōu)化斷面形態(tài)，調(diào)整斷點(diǎn)位置。

2.1 利用測(cè)井資料指導(dǎo)地震解釋

2.1.1 跳出開(kāi)發(fā)區(qū)塊，明確區(qū)域標(biāo)志層特征，輔助地震解釋

區(qū)域標(biāo)志層是地層對(duì)比及斷層識(shí)別等工作的基礎(chǔ)。三垛組沉積早期高郵凹陷曾遭受湖侵，發(fā)育一套幾乎全區(qū)分布的暗色泥巖標(biāo)志層[11]，大致對(duì)應(yīng)T23地震同相軸(見(jiàn)圖3)。但該套暗色泥巖在黃玨地區(qū)(馬家嘴地區(qū)以南)等盆地邊緣部位的部分井中發(fā)生相變。馬8地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，地層變化較快，部分井中該套標(biāo)志層特征不典型，這可能是相變?cè)斐?，也可能是地層缺失。本次研究通過(guò)擴(kuò)大研究范圍，明確了該泥巖標(biāo)志層在馬8塊的沉積展布特征。

通過(guò)將馬8塊各井與周邊地區(qū)進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為三垛組暗色泥巖應(yīng)當(dāng)在馬家嘴地區(qū)穩(wěn)定發(fā)育，因此研究區(qū)部分井，例如cm21井的暗色泥巖缺失更可能是因?yàn)榇嬖跀鄬?，而非?biāo)志層發(fā)生了相變。以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)了地震解釋(見(jiàn)圖3)，認(rèn)為馬8斷塊邊界斷層?xùn)|段應(yīng)當(dāng)向南外推(見(jiàn)圖2)。

圖3 蘇北盆地高郵凹陷馬8斷塊邊界斷層?xùn)|段調(diào)整方案(剖面位置參見(jiàn)圖2)

2.1.2 細(xì)分地層，識(shí)別輔助標(biāo)志層，指導(dǎo)小斷層解釋

測(cè)井資料的分辨率遠(yuǎn)高于地震資料，因此在精細(xì)地層對(duì)比與準(zhǔn)確時(shí)深標(biāo)定的基礎(chǔ)上，可借助測(cè)井?dāng)帱c(diǎn)位置指導(dǎo)地震斷層解釋。本次研究結(jié)合前人在馬8地區(qū)戴南組(E2d)的地層劃分方案，對(duì)全區(qū)30余口開(kāi)發(fā)井進(jìn)行了重新對(duì)比。根據(jù)沉積旋回、砂泥巖發(fā)育規(guī)律和各類(lèi)測(cè)井曲線特征，明確了馬8斷塊內(nèi)存在諸如E2d24頂部發(fā)育的正旋回、E2d25中部GR值存在突變等特征(見(jiàn)圖4)，并識(shí)別出相應(yīng)輔助標(biāo)志層。最終將E2d24、E2d25、E1d11亞段各劃分為8個(gè)單層，將E2d12劃分為3個(gè)單層，共計(jì)27個(gè)單層。在上述分層約束下，明確了研究區(qū)E2d25-3、E2d21-4、E2d11-5、E2d12-1和E2d12-2等5個(gè)單層的砂體橫向相對(duì)穩(wěn)定，而其余層段連續(xù)性較差，并在此基礎(chǔ)上重新分析了各井?dāng)帱c(diǎn)位置，從而指導(dǎo)地震解釋。通過(guò)上述方法，本次研究在馬8塊中部新增一條近北東—南西向的斷層，斷距約50 m(見(jiàn)圖2)。該條斷層將馬8塊分為南北兩個(gè)小塊(下文將介紹)，該條斷層亦得到了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的驗(yàn)證。

圖4 蘇北盆地高郵凹陷馬8斷塊E2d25亞段中部輔助標(biāo)志層(剖面位置參見(jiàn)圖2)

2.2 利用動(dòng)靜態(tài)矛盾落實(shí)隱蔽性斷層

隨著開(kāi)發(fā)井的增多，地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深入，而地層對(duì)比矛盾也會(huì)逐漸顯現(xiàn)，利用相鄰開(kāi)發(fā)井的反復(fù)對(duì)比來(lái)發(fā)現(xiàn)矛盾是開(kāi)發(fā)后期尋找潛力的方法之一。本次研究通過(guò)該方法發(fā)現(xiàn)了原先構(gòu)造解釋中的一些問(wèn)題，例如在m8p1井的水平段中(水平段向南鉆至馬8塊邊界斷層附近，見(jiàn)圖2)，原先解釋的斷層并不存在；cm8-7井E2d11頂部缺失部分高導(dǎo)標(biāo)志層，應(yīng)當(dāng)加開(kāi)斷層，等等(見(jiàn)圖2)。在上述認(rèn)識(shí)的指導(dǎo)下，馬8斷塊主控?cái)鄬拥奈鞫螒?yīng)向北內(nèi)收，東段應(yīng)向南外推(見(jiàn)圖2)。

此外，開(kāi)發(fā)后期充足的動(dòng)態(tài)資料也可幫助識(shí)別隱蔽斷層。隱蔽性斷層是指通過(guò)常規(guī)地震解釋難以識(shí)別，或通過(guò)地層對(duì)比難以明確的斷層[12]。本次研究從油水矛盾和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征等方面開(kāi)展了分析。例如m8-18井的E2d11-5單層為水層，但深度淺于m17-1井的相應(yīng)油層段，油水矛盾的存在表明有隱蔽斷層存在的可能(見(jiàn)圖2)；再比如距離較近的m13-4井、m16井和m17井3口井(見(jiàn)圖2)，僅憑地震資料很難開(kāi)出斷層。但通過(guò)動(dòng)態(tài)資料分析，發(fā)現(xiàn)m16井注水時(shí)m17井日產(chǎn)液量明顯上升；而m16井和m17井的轉(zhuǎn)注對(duì)m13-4井的生產(chǎn)卻沒(méi)有影響(見(jiàn)圖5)，因此認(rèn)為m13-4井東部應(yīng)存在隱蔽斷層(見(jiàn)圖2)。

圖5 蘇北盆地高郵凹陷馬8斷塊單井生產(chǎn)曲線

2.3 全三維解釋方法優(yōu)化斷點(diǎn)位置

傳統(tǒng)的斷層識(shí)別方法多依賴(lài)一維(井)和二維(地震剖面)手段開(kāi)展。馬8斷塊受其復(fù)雜的構(gòu)造特征和井震資料品質(zhì)等客觀條件約束，僅依靠上述手段難以精確刻畫(huà)斷層。針對(duì)這一問(wèn)題，本次研究利用Petrel軟件實(shí)現(xiàn)了三維空間可視化構(gòu)造解釋(見(jiàn)圖6)。

通過(guò)將井上斷點(diǎn)投影至三維空間，除了可以有效調(diào)整原先不合理的斷點(diǎn)組合方案，還能通過(guò)微調(diào)部分井中的斷點(diǎn)位置(研究區(qū)部分層段旋回特征不典型，測(cè)井對(duì)比難以精確定位斷點(diǎn)位置)使斷面形態(tài)更加平滑。通過(guò)上述方法，本次研究共在m21等8口井中新開(kāi)了斷層，并調(diào)整了m21等12口井的斷點(diǎn)位置。

圖6 蘇北盆地高郵凹陷馬8斷塊邊界斷層三維模型

3 馬8塊斷層新認(rèn)識(shí)及應(yīng)用效果

3.1 斷層調(diào)整方案

本次研究通過(guò)以上5種方法手段，重新梳理了馬8斷塊構(gòu)造格局：整體而言馬8斷塊的邊界斷層西部應(yīng)向北內(nèi)收，東部應(yīng)當(dāng)向南外推；同時(shí)馬8斷塊中間應(yīng)增加一條北東—南西走向的隱蔽性斷層(見(jiàn)圖2)；此外，馬8斷塊內(nèi)部還可能發(fā)育其他小型隱蔽斷層。新的構(gòu)造認(rèn)識(shí)向南擴(kuò)大了馬8斷塊面積，并且解釋了馬8斷塊南北地區(qū)的開(kāi)發(fā)特征差異(南部較北部含水上升更快)，同時(shí)指明了下步挖潛方向。

3.2 斷層識(shí)別方法應(yīng)用效果

馬8斷塊生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)有采油井及注水井十余口，綜合含水84%，標(biāo)定采收率38.4%，截至2017年9月，采出程度為31.6%，仍有提高空間。剩余油的形成受儲(chǔ)層的非均質(zhì)性、注采井網(wǎng)和生產(chǎn)管理等因素控制，而構(gòu)造新認(rèn)識(shí)也可帶來(lái)新的潛力方向。

本次研究通過(guò)重新刻畫(huà)馬8斷塊邊界斷層形態(tài)，擴(kuò)大了斷塊南部圈閉面積；同時(shí)由于馬8斷塊主力層系砂體發(fā)育且連續(xù)性較好，普遍具有單井累產(chǎn)較高的特征，因此認(rèn)為本區(qū)南部應(yīng)當(dāng)存在剩余油富集區(qū)，由此設(shè)計(jì)實(shí)施的cm8-17井獲得成功，初期日產(chǎn)油4 t/d，證實(shí)了斷層外推的正確性。

此外，通過(guò)隱蔽性斷層的識(shí)別，結(jié)合注采井網(wǎng)現(xiàn)狀，研究認(rèn)為馬8斷塊內(nèi)部仍然存在挖潛空間。例如馬8塊中部隱蔽性小斷層的上、下盤(pán)均可能存在未受注水波及的區(qū)域(斷層上升盤(pán)m13-4井以南，下降盤(pán)m16、m17井以北，等等，見(jiàn)圖2)，應(yīng)當(dāng)是剩余油富集區(qū)。

4 結(jié)論

(1)對(duì)于開(kāi)發(fā)后期的老油田，隨著資料的不斷豐富，需要不斷深化構(gòu)造認(rèn)識(shí)，提高開(kāi)發(fā)效果。通過(guò)老井復(fù)查，充分利用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)資料發(fā)現(xiàn)矛盾，以問(wèn)題為導(dǎo)向，建立更加合理的構(gòu)造解釋方案，是挖潛調(diào)整的有效手段。

(2)本次研究通過(guò)動(dòng)靜結(jié)合、三維可視化解釋等多種手段，落實(shí)了斷點(diǎn)位置，重塑斷點(diǎn)組合并識(shí)別了隱蔽性斷層。該方法在分析馬8斷塊這種構(gòu)造復(fù)雜且處于開(kāi)發(fā)后期(資料充足)的油藏效果顯著，可在其他開(kāi)發(fā)區(qū)塊推廣。