LandMark軟件在牛居油田深層滾動(dòng)勘探中的應(yīng)用

王石光，杜文拓

1. 中石化東北油氣分公司松南采氣廠，吉林 長(zhǎng)春 130062；2. 中油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010

牛居油田位于遼寧省遼中縣和燈塔縣境內(nèi)，其構(gòu)造位置處于遼河斷陷東部凹陷北部的牛居—青龍臺(tái)斷裂背斜構(gòu)造帶，西以茨東斷層為界，東至營(yíng)口－佟二堡斷層，南到龍40 井，北臨頭4 井，工區(qū)面積約200 km2。牛居油田歷經(jīng)20 多年的開發(fā)，在東營(yíng)組油層、沙一中油層和沙二油層取得了量好的開發(fā)效果。對(duì)深層的油氣層滾動(dòng)勘探研究一直處于停滯狀態(tài)，牛居油田深層探井少，資料差、勘探及認(rèn)識(shí)程度較低，在豐富向斜成藏理論研究基礎(chǔ)上，對(duì)牛居油田進(jìn)行構(gòu)造分析、巖性預(yù)測(cè)、砂體展布及油水分布規(guī)律研究、產(chǎn)能評(píng)價(jià)、成藏規(guī)律研究。從而優(yōu)選有利含油區(qū)，增加新的石油探明儲(chǔ)量，對(duì)于保持原油穩(wěn)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)油田可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1-3]。

該區(qū)1965 年開始地震工作， 1974 年12 月鉆探牛5 井，從而發(fā)現(xiàn)了牛居油田。隨后經(jīng)過幾年勘探工作，證實(shí)東營(yíng)組油層、沙一中油層和沙二油層是牛居油田的主要開發(fā)目的層。1994 年進(jìn)行了120 km2的三維地震勘探實(shí)現(xiàn)牛居—青龍臺(tái)油田連片。

2003 年在牛74 塊沙二段難采儲(chǔ)量評(píng)價(jià)研究中，改變了原有的油藏認(rèn)識(shí)，使得牛74 塊沙二段油層滾動(dòng)開發(fā)并獲得巨大的成功[4-5]。并且在沙三段頂部見有良好的油氣顯示，科研人員在長(zhǎng)期的滾動(dòng)勘探研究中深刻的認(rèn)識(shí)到，滾動(dòng)勘探開發(fā)工作在精細(xì)研究部署的同時(shí)，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，但在這樣的區(qū)塊往往具有更大的潛力，應(yīng)用LandMark 軟件進(jìn)一步落實(shí)了牛居油田沙三段油層的小斷層、微幅度構(gòu)造特征,為尋找有利圈閉，增加后備儲(chǔ)量，提供了更為準(zhǔn)確的資料。

1 精細(xì)構(gòu)造解釋

地震構(gòu)造解釋工作主要利用LandMark 解釋系統(tǒng),采用剖面解釋與全三維體追蹤、雕刻交互等方式完成。

1.1 層位標(biāo)定

層位標(biāo)定是建立地震反射層與地質(zhì)層位對(duì)應(yīng)關(guān)系的重要工作，是地震資料解釋和地震儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的前提和基礎(chǔ)，是將鉆井資料垂向高分辨性與地震資料豐富橫向信息有機(jī)聯(lián)系的橋梁和紐帶。經(jīng)過篩選，最后選取了牛56、牛83、牛74、牛深2 等二十余口井制作人工合成地震記錄用以層位標(biāo)定。合成記錄制作利用 SynTooL 模塊完成。SynTool 提供了建立精確的合成地震記錄所需的特征參數(shù)，它允許用戶將井間對(duì)比，地質(zhì)分層,巖性與地震數(shù)據(jù)精確地聯(lián)結(jié)起來(lái)。方法是使用 SynTool 的 SeisWell模塊從井旁地震道計(jì)算地震子波，進(jìn)行頻譜分析，確定地震分辨率，并對(duì)提取的子波在相位和時(shí)間延遲上進(jìn)行處理，最后顯示和應(yīng)用它，推導(dǎo)出準(zhǔn)確的合成地震記錄。利用SynTool 特有的厚度編輯器和層段編輯器，對(duì)所用井的電性進(jìn)行濾波，有效的剔除干擾，使地震合成記錄的波形最大程度地相似于地震波形，并利用地震波形與合成記錄波形相關(guān)分析功能加以控制，相關(guān)系數(shù)越大，說明標(biāo)定越合理。然后反復(fù)的對(duì)比；利用伸縮功能局部微調(diào)，使標(biāo)定效果達(dá)到最佳，最后將最終結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，東營(yíng)組底界、沙一段底界、沙二Ⅲ油組底界、沙二段底界、沙三上底界、沙三中底界等具有比較明顯的聲速測(cè)井和密度測(cè)井響應(yīng)的重要地質(zhì)界面，均對(duì)應(yīng)特征比較明顯的地震響應(yīng)，各反射界面垂向特征清晰，平面上易于追蹤（圖1）。

1.2 構(gòu)造解釋

對(duì)本區(qū)地震資料解釋，主要采取以下步驟進(jìn)行：

（1）在層位標(biāo)定基礎(chǔ)上，首先采用三維可視化模塊，對(duì)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行瀏覽，通過旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)體，進(jìn)行多角度，多方位觀察，并沿縱測(cè)線（InLine）、橫測(cè)線（ Crossline ）、垂向（time）開展工區(qū)內(nèi)層位和斷層空間展布調(diào)查，初步了解其構(gòu)造模型。然后選擇連井剖面和控制性典型剖面，建立骨干剖面網(wǎng)絡(luò)，與時(shí)間切片相結(jié)合，了解和認(rèn)識(shí)各目的層段的反射特征、資料品質(zhì)，分析主要斷裂的產(chǎn)狀、落差及其變化特征；了解和認(rèn)識(shí)各目的層段的構(gòu)造形態(tài)、高點(diǎn)位置、構(gòu)造復(fù)雜程度以及構(gòu)造帶的基本特征和主控因素，解釋出大、中型斷層，準(zhǔn)確的定位斷層的橫向、垂向分布及斷層間的相位交割關(guān)系。初步建立工區(qū)的基本構(gòu)造格架（圖2）。

圖1 牛深2井合成記錄Fig.1 Synthetic result of Well Niushen 2

（2）在骨干剖面網(wǎng)初步解釋的基礎(chǔ)上，確定主要目的層段，逐漸增加解釋的密度，對(duì)不同規(guī)模的構(gòu)造圈閉和斷裂系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)刻畫。在解釋過程中，通常打開四類窗口，即剖面窗口（Line、Crossline ），平面窗口（ Mapview ），切片窗口（相干體時(shí)間切片，時(shí)間切片），立體顯示窗口，用多模塊交互解釋，相互驗(yàn)證，隨時(shí)解釋，隨時(shí)觀察，不斷修正。這種解釋方法大大提高了解釋的精度。

（3）在精細(xì)構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上，充分利用全區(qū)主要鉆井的速度資料，建立工區(qū)的空變速度場(chǎng)，進(jìn)行變速的時(shí)深轉(zhuǎn)換，編制各主要目的層段的構(gòu)造圖。從斷層的組合關(guān)系、圈閉的成因類型和組合特點(diǎn)及其與區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系等方面，對(duì)構(gòu)造解釋的合理性進(jìn)行分析，并對(duì)解釋工作進(jìn)行修改和完善。編制出東營(yíng)組底界、沙一段底界、沙二段Ⅲ油組底界、沙二段Ⅳ油組底界、沙二段底界、沙三上段底界、沙三中底界、?！嘟雍喜课簧橙孝笥徒M底界、牛居地區(qū)北部潛山頂界等九層構(gòu)造圖。

在解釋過程中主要做法如下：

（1）對(duì)于解釋層位的選擇和確定，主要根據(jù)該區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況，增加對(duì)含油氣目的層組界面追蹤，將鉆井的含油氣層組劃分與地震層位解釋相匹配，為目標(biāo)選擇和評(píng)價(jià)提供更為充分的科學(xué)依據(jù)。

（2）層位追蹤對(duì)比時(shí)，遵循同一層位相位保持一致的原則。

（3）從主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)線和任意方向的剖面上以及相干體切片和時(shí)間切片對(duì)斷層的產(chǎn)狀和落差進(jìn)行全方位的觀測(cè)和解釋，確保斷裂系統(tǒng)解釋的可靠性和組合的合理性。

（4）將主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)線和任意方向的剖面上的垂向觀測(cè)與時(shí)間切片的觀測(cè)相結(jié)合，輔以立體顯示等手段對(duì)圈閉的產(chǎn)狀進(jìn)行全方位的解釋。

（5）充分利用工區(qū)內(nèi)豐富的鉆井信息，將鉆井分析與地震分析緊密結(jié)合起來(lái)，最大程度上保證解釋的可靠性和合理性。其做法主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

圖2 過牛深2井LINE1311地震剖面Fig.2 Seismic section of LINE1311 through Well Niushen 2

①采用人工合成地震記錄，將鉆井地質(zhì)分層與地震反射層進(jìn)行嚴(yán)格對(duì)比，盡最大可能保證鉆井分層與地震解釋層位的一致性，使相關(guān)地質(zhì)圖件地質(zhì)信息得到良好的匹配。②在區(qū)域構(gòu)造格架解釋與分析的過程中，充分利用關(guān)鍵探井的地質(zhì)信息。例如對(duì)于茨東斷層的解釋充分借鑒了牛76 井的地質(zhì)信息；對(duì)?！鄶鄬拥慕忉尳梃b了牛64、牛30 等相關(guān)探井的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。③嚴(yán)格貫徹鉆井、地震斷點(diǎn)處理的一致性原則。一方面，在過井地震剖面上解釋的斷層一定要相應(yīng)得到鉆井對(duì)比地層斷失情況的驗(yàn)證；另一方面，某些在鉆井對(duì)比過程中地層斷失情況落實(shí)或者由于井間存在小斷層造成油氣水關(guān)系出現(xiàn)明顯變化的情況下，限于地震資料分辨率的制約，地震剖面上并無(wú)顯著的地層錯(cuò)斷斷層特征不清楚，此時(shí)要借鑒鉆井資料的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行地震剖面上的斷層解釋。④在斷層解釋過程中，除了依據(jù)地震反射同相軸明顯的錯(cuò)斷特征外，同時(shí)充分考慮其它相關(guān)地質(zhì)信息，例如地層產(chǎn)狀的突變、地層厚度的突然加厚等。⑤對(duì)于斷層和圈閉的解釋，充分結(jié)合油氣水關(guān)系等地質(zhì)信息，確保相關(guān)地質(zhì)認(rèn)識(shí)相互匹配、協(xié)調(diào)一致。

1.3 構(gòu)造特征

通過本次構(gòu)造研究得出沙三期構(gòu)造具有以下特點(diǎn)：一是圈閉數(shù)量多、規(guī)模大、形態(tài)好。僅牛74南斷層以北地區(qū)即發(fā)育5 個(gè)面積較大的圈閉，圈閉類型以斷鼻構(gòu)造為主，上傾方向受斷層遮擋，下傾方向及側(cè)翼回傾明顯。圈閉面積5～10 km2，最大面積達(dá)12 km2；二是構(gòu)造形成時(shí)間早，后期改造弱。

結(jié)合構(gòu)造演化史分析，沙三期是本區(qū)早第三紀(jì)構(gòu)造演化一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的階段，無(wú)論是斷裂系統(tǒng)還是構(gòu)造樣式，均與沙一二期和東營(yíng)期具有明顯的差異。沙三段的主要圈閉多定型于沙三末期，具有伸展構(gòu)造和同沉積作用的特點(diǎn)。

從斷裂發(fā)育的情況看，工區(qū)下第三系斷裂系統(tǒng)可以分為三個(gè)期次，除控凹控帶的深大斷層外，晚期活動(dòng)的斷層很少卷入沙三段，沒有對(duì)沙三期圈閉產(chǎn)生明顯的破壞作用[6-8]。總體來(lái)看，沙三段具有形成規(guī)模油氣藏良好的圈閉條件。牛居油田沙三上構(gòu)造圖上可以看出，牛居地區(qū)受同生斷層的控制，構(gòu)造形態(tài)以斷鼻和斷背斜為主，構(gòu)造形態(tài)比較完整，圈閉規(guī)模較大，主要圈閉包括牛17 斷鼻、牛17東半背斜、牛居北1 號(hào)斷鼻和牛居北2 號(hào)斷鼻（表1）。

相向掉落的牛青斷層和營(yíng)口—佟二堡斷層之間為深陷的狹長(zhǎng)斷槽。

2 井位部署

根據(jù)LandMark 軟件構(gòu)造解釋結(jié)果，以及結(jié)合儲(chǔ)層砂體特征和油氣藏分布規(guī)律，在沙三中上段深層領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)5 個(gè)有利勘探目標(biāo)，即牛17 圈閉、牛17 東、牛深2 北、牛居北1、牛居北2 圈閉，構(gòu)造解釋結(jié)果表明，沙三中上發(fā)育一系列圈閉，具有圈閉數(shù)量多，規(guī)模大，構(gòu)造比較整裝的特點(diǎn)，這些圈閉地質(zhì)成因相似，成藏地質(zhì)條件相近，一旦取得突破，將展示巨大的勘探開發(fā)潛力[9]。

針對(duì)該區(qū)綜合地質(zhì)研究, 對(duì)沙三段深層5 個(gè)有利目標(biāo)圈閉進(jìn)行優(yōu)選，從圈閉的規(guī)模、圈閉的構(gòu)造形態(tài)、圈閉的埋深、油氣運(yùn)聚條件等方面綜合分析排序,反復(fù)論證認(rèn)為牛17 斷鼻圈閉面積較大，構(gòu)造形態(tài)比較完整，埋藏相對(duì)較淺，疊覆其上的牛74 塊沙二段是油氣開采區(qū)塊，預(yù)示該塊具有良好的油氣運(yùn)聚條件，位于該構(gòu)造東北方向深洼區(qū)鉆探的牛深2 井鉆探效果良好,油氣成藏條件及地質(zhì)條件最成熟 ,是本次深層部署的最為有利目標(biāo)區(qū), 最終選擇牛17 斷鼻作為突破深層的油氣勘探的首選鉆探目標(biāo)（圖3）。

表1 牛居油田深層新發(fā)現(xiàn)和落實(shí)的有利圈閉要素表Table 1 Advantage trap elements of the new deep discovery of Niuju oil f ield

牛17 東斷鼻與牛17 斷鼻隔鞍相望，構(gòu)造形態(tài)也比較完整，但面積較小，埋深略大，綜合評(píng)價(jià)較牛17 斷鼻略差,作為第二待選目標(biāo)；

牛深2 北斷塊為斷層圍限較大型斷塊，為各目標(biāo)中面積最大者，且埋深相對(duì)較淺，其上為牛18沙一、二段開采區(qū)塊，對(duì)該塊的勘探可與上部層系的開采及滾動(dòng)勘探相結(jié)合，將其列為第三位待選目標(biāo)；

牛居北2 號(hào)斷鼻上傾方向受反向正斷層控制，但構(gòu)造沿平行斷層方向呈狹長(zhǎng)斷鼻，形態(tài)略差，面積較小，但對(duì)于開拓場(chǎng)面具有較大意義，作為第四位待選鉆探目標(biāo)；

牛居北1 號(hào)斷鼻位于深洼區(qū)，埋深較大，成因特點(diǎn)與牛17 斷鼻相似，但兩側(cè)受斷層切割，整體形態(tài)不夠完整，其勘探部署視牛17 斷鼻鉆探結(jié)果而定。

牛17 圈閉目前僅有2 口完鉆井（牛深2 井、牛17s），牛深2 井處于兩個(gè)斷鼻圍斜低部位，且該井在鉆遇沙三上段地層時(shí)，氣涌活躍，底部解釋氣層16.3 m/3 層，因鉆井工程原因未能試油驗(yàn)證，從鉆井、測(cè)井解釋、錄井顯示及氣測(cè)全烴值等多方面分析，牛深2 井處于該圈閉的低部位，氣涌頻繁出現(xiàn)，依據(jù)油氣聚集規(guī)律，向構(gòu)造高部位應(yīng)具有更好的油氣顯示，因而預(yù)測(cè)牛17 圈閉是整體含氣的斷鼻構(gòu)造。牛17s 井，完鉆井深4 045.00 m，測(cè)井解釋油層17.8 m/5 層；油水同層 2.2 m/1 層；氣層36.3 m/14 層，證實(shí)了對(duì)牛17 圈閉的油氣藏認(rèn)識(shí)。為了探明油氣儲(chǔ)量，根據(jù)上述兩口井的測(cè)井解釋成果，對(duì)牛17 圈閉進(jìn)行整體部署4 口滾動(dòng)控制井（牛602、牛606、牛607、牛608）。優(yōu)先實(shí)施牛602 井，該井設(shè)計(jì)井深4 500 m，目的層位沙三段，在沙三段3 067～3 584 m 井段，測(cè)井解釋油層40.4 m/13層，低產(chǎn)油層18.6 m/9 層，取得較好的油氣顯示。

圖3 牛深2井區(qū)沙三上段滾動(dòng)勘探井位部署圖Fig.3 Rolling exploration well location of the upper of Sha-san of the Well Niushen 2

3 結(jié)論

在牛居油田多年的滾動(dòng)勘探開發(fā)實(shí)踐中，很好的應(yīng)用了LandMark 軟件，對(duì)牛居油田深層構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋，并且結(jié)合該區(qū)儲(chǔ)層特征以及油氣藏分布規(guī)律，找出有利油氣圈閉，成功運(yùn)用與部署實(shí)施中，牛17 s 井、牛602 井的成功鉆探，證實(shí)了沙三段具有較好的油氣資源，也使得遼河油田深層天然氣勘探獲得重大突破，打開牛居深層天然氣滾動(dòng)勘探的局面。同時(shí)也為遼河油田的滾動(dòng)勘探拓展了新的研究領(lǐng)域，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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