埕島油田北部沙一段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

高喜龍

(中石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257237)

引 言

埕島油田位于山東省東營(yíng)市河口區(qū)東北部，區(qū)域構(gòu)造上處于渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷、渤中凹陷及埕寧隆起三者的交匯處，西鄰埕北凹陷，東、北面分別被樁東、渤中及沙南凹陷包圍，西北以微弱的鞍部與埕北潛山披覆構(gòu)造帶的西高點(diǎn)相隔，油氣成藏條件優(yōu)越，有利勘探面積約為650 km2[1]。自1988年鉆探埕北12井發(fā)現(xiàn)油田以來(lái)，相繼在Pz、Mz、Es、Ng、Nm等8套含油層系中獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，形成了一個(gè)以潛山披覆構(gòu)造為主的前第三系、古近系及新近系多層系富含油的大型復(fù)式油氣聚集區(qū)[2]，建成了中國(guó)淺海地區(qū)第1個(gè)年產(chǎn)原油能力達(dá)2×106t的大型油氣田。

近年來(lái)，CB819井(砂巖儲(chǔ)層)和 CBG11、CBG110井(生物灰?guī)r儲(chǔ)層)在沙一段勘探中獲得突破，展示了埕島油田北部沙一段油藏廣闊的勘探前景。但有利儲(chǔ)層薄、類型多、分布廣，緊貼在前第三系區(qū)域不整合面上，受下覆中生界高速地層對(duì)地球物理信息的屏蔽作用，沙一段油藏的隱蔽性較強(qiáng)，有效儲(chǔ)層難以有效識(shí)別?；诖?，筆者在綜合地質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)沙一段儲(chǔ)層的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，開(kāi)展并應(yīng)用地質(zhì)與地震相結(jié)合技術(shù)對(duì)有利儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)，以期為下步尋找有利勘探區(qū)塊提供參考。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

埕島油田北部沙一段為濱淺湖—半深湖沉積，分布范圍較廣，地層沉積厚度約為30～135 m，平均為75 m。

沙一段沉積時(shí)期為1個(gè)湖侵過(guò)程，水動(dòng)力條件隨著水體加深、湖平面擴(kuò)大，由強(qiáng)變?nèi)?，不同期次之間沉積類型也有所差異。既有碳酸鹽灘壩儲(chǔ)層，也有砂巖灘壩儲(chǔ)層，局部可能發(fā)育小型扇三角洲儲(chǔ)層。巖性以泥巖、油泥巖和油頁(yè)巖為主，自下而上可細(xì)分為3個(gè)巖性段:下部以砂巖、油頁(yè)巖為特征;中部以灰?guī)r、油泥巖為特征;上部以生物灰?guī)r、泥巖為特征。儲(chǔ)層由高到低，依次發(fā)育生物灰?guī)r、灰?guī)r和砂巖，由下到上層層超覆，平面上看，溝谷處砂巖儲(chǔ)層較發(fā)育，而生物灰?guī)r等儲(chǔ)層主要分布于古地形高的區(qū)域。

埕島油田北部沙一段斷裂和不整合面發(fā)育，東營(yíng)組底部的厚層泥巖及下覆中生界頂面的致密巖層可作為良好的頂?shù)装鍡l件。區(qū)域上，埕北、沙南及渤中凹陷3大生油凹陷供烴，油氣運(yùn)至沙一段儲(chǔ)層中，形成了地層－巖性和構(gòu)造－巖性2類圈閉油藏。

2 儲(chǔ)層地球物理特征

淺海地區(qū)在地震資料野外采集、處理過(guò)程中采取了一些特殊的技術(shù)方法，在一定程度上提高了地震資料的信噪比和縱、橫向分辨率。新采集的埕島東三維地震資料進(jìn)行雙檢技術(shù)采集、處理后，沙一段地震資料的頻帶寬度為7～85 Hz，主頻為25～30 Hz，振幅為4000～6500 m，速度為3200～3950 m/s，平均速度為 3650 m/s。

通過(guò)對(duì)已鉆井進(jìn)行合成地震記錄標(biāo)定，鉆遇沙一段不同巖性儲(chǔ)層砂體與非儲(chǔ)層，在地震剖面上均呈中—強(qiáng)振幅地震反射特征，且與下覆不整合面(T2或Tr反射界面)形成一個(gè)地震強(qiáng)反射軸，連續(xù)性好，識(shí)別難度大。儲(chǔ)層發(fā)育段的地震反射為中—強(qiáng)“寬”波形特征，儲(chǔ)層欠發(fā)育段的地震反射為中—強(qiáng)“窄”波形特征，尤其是多種巖性砂體發(fā)育的互層段，其地震反射同相軸并不能代表單個(gè)巖性砂體的反射界面，而是幾個(gè)巖性砂體多層疊加的反射界面(圖1)。因此，儲(chǔ)層的有效識(shí)別難度較大。

圖1 沙一段地震反射特征

3 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

3.1 古地貌恢復(fù)研究

古地貌控制了埕島油田北部沙一段儲(chǔ)層發(fā)育分布范圍。在區(qū)域沉積背景研究基礎(chǔ)上，通過(guò)精細(xì)構(gòu)造解釋、地層等時(shí)對(duì)比及平衡剖面等技術(shù)的綜合應(yīng)用，定量地對(duì)沙一段的古構(gòu)造進(jìn)行了恢復(fù)(圖2)。現(xiàn)今構(gòu)造表明，埕島地區(qū)早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使前第三系潛山頂面形成西南高、東北低的大型斜坡帶。而通過(guò)對(duì)古地貌特征的恢復(fù)，埕島北部地區(qū)整體呈現(xiàn)西高東低。受埕北斷層、埕北20古斷層及埕北30斷層控制，形成的高潛山凸起帶把埕島北部地區(qū)分割成2個(gè)部分，即地形坡降大、沉積相帶窄的東部斜坡帶和地形平緩、沉積相帶寬的西部洼陷帶。

圖2 沙一段古地貌分布

古地貌特征恢復(fù)顯示，在埕島潛山周緣地帶發(fā)育了多條大小不一的溝谷和坡折帶，在北部區(qū)域發(fā)育了2個(gè)近東西向的淺水高臺(tái)。潛山與溝谷、坡折帶及淺水高臺(tái)等相互匹配，形成半封閉的淺水湖灣區(qū)，這些區(qū)域均可成為小型扇三角洲及砂質(zhì)灘壩砂體發(fā)育沉積的有利場(chǎng)所。

3.2 沉積相研究

根據(jù)儲(chǔ)層的巖石相組合、韻律特征及測(cè)井曲線形態(tài)，在單井相劃分的基礎(chǔ)上，結(jié)合剖面相以及地震相分析，編制了沙一段儲(chǔ)層沉積相圖。從研究的結(jié)果分析，沙一段主要發(fā)育碳酸鹽灘壩和砂巖灘壩沉積。

古物源控制了儲(chǔ)層的發(fā)育程度。其中埕北斷層上升盤高部位可為周邊淺水區(qū)提供充沛物源;南北向展布的中部潛山高地長(zhǎng)期出露水面，成為東西兩側(cè)物源供給區(qū)及分水嶺。從實(shí)鉆情況分析，中部潛山帶向東部斜坡帶提供物源比較有限，多數(shù)井儲(chǔ)層厚度小于15 m，到CBX821井一帶粒度變細(xì)，厚度變薄，說(shuō)明坡降大，推進(jìn)范圍小。而西部形成的半封閉淺水湖灣，由于各潛山帶環(huán)繞，物源充足，周緣存在一系列溝谷，成為良好物源通道。淺水湖灣寬緩平坦，易于接受碎屑沉積。

經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為沙一段的沉積可分為3個(gè)區(qū)帶。東部斜坡帶為寬闊的湖岸環(huán)境，可容空間大，但埕島潛山物源供給有限，沿湖岸線主要發(fā)育薄層砂質(zhì)灘壩沉積，東西相帶窄;西部淺水湖灣可容空間小，但周緣潛山物源供給充足，推測(cè)近岸扇體經(jīng)后期湖浪改造、再次攤平，可形成厚度大、分布廣的砂質(zhì)灘壩沉積;北部淺水高臺(tái)相對(duì)孤立，受物源及水動(dòng)力影響小，發(fā)育生物灰?guī)r灘壩沉積。

3.3 地震屬性預(yù)測(cè)

3.3.1 瞬時(shí)頻率屬性

由于油氣的存在會(huì)引起地震資料高頻成分的衰減，因此，瞬時(shí)頻率的快速變化可以幫助確定含油砂體的尖滅邊界，且低頻位移往往指示含油氣藏[3－4]。

圖3 沙一段瞬時(shí)頻率屬性平面分布

通過(guò)對(duì)鉆遇沙一段不同類型巖性儲(chǔ)層與地震資料的分析統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)層發(fā)育程度與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系相關(guān)性較好，頻率在16～18 Hz之間，吻合率達(dá)89%。由沿T2(Tr)強(qiáng)反射標(biāo)準(zhǔn)層上下5 ms開(kāi)時(shí)窗提取瞬時(shí)頻率屬性(圖3)。由圖3可知，紅—黃色低頻值(小于20 Hz)指示儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，黃綠色—藍(lán)色高頻值(大于20 Hz)指示儲(chǔ)層欠發(fā)育區(qū)。瞬時(shí)頻率所預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布規(guī)律、沉積規(guī)律及實(shí)際鉆遇井認(rèn)識(shí)一致，沿埕島凸起呈環(huán)帶分布，自西向東形成了3個(gè)北西向展布的條帶，即東部坡折帶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)、埕島北部主體斜坡帶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)以及埕島主體凸起帶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

3.3.2 振幅屬性

振幅類屬性能反應(yīng)儲(chǔ)層流體性質(zhì)、巖性及物性參數(shù)等變化，是目前對(duì)各類砂體研究運(yùn)用最為廣泛的一種研究技術(shù)手段[5－7]。其中均方根振幅屬性對(duì)薄層砂體的巖性變化有較為敏感的反應(yīng)[8]，在沙一段的應(yīng)用，拓寬了儲(chǔ)層砂體在平面、空間上的展布規(guī)律。通過(guò)對(duì)沿不整合面附近鉆遇不同類型巖性儲(chǔ)層的井－震標(biāo)定，不整合附近地震強(qiáng)振幅代表了儲(chǔ)層反射，且含灰質(zhì)成分的儲(chǔ)層振幅明顯強(qiáng)于砂巖儲(chǔ)層。沿T2(Tr)強(qiáng)反射標(biāo)準(zhǔn)層提取均方根振幅屬性顯示(圖4)，強(qiáng)(紅色顯示區(qū))—中等(黃色顯示區(qū))振幅的區(qū)域清晰明確，主要為灰?guī)r和生物灰?guī)r儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，而弱(綠色顯示區(qū))振幅屬性顯示范圍較大，主要為砂巖儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。均方根振幅屬性顯示與實(shí)際井鉆遇的儲(chǔ)層砂體展布對(duì)比看(圖5)，雖存在局部的差異，但仍具有較好的一致性，可有效地落實(shí)不同巖性儲(chǔ)層的分布規(guī)律。

圖4 沙一段均方根振幅屬性平面分布

圖5 沙一段儲(chǔ)層平面分布

3.4 分頻處理預(yù)測(cè)

分頻處理技術(shù)是一種頻率域的解釋方法，屬于地震屬性的重要組成部分，它能夠排除時(shí)間域內(nèi)不同頻率成分的相互干擾，得到高于傳統(tǒng)分辨率的解釋結(jié)果，尤其是在薄互層等復(fù)雜儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中取得了良好的勘探開(kāi)發(fā)效果[9－12]。根據(jù)實(shí)際地震資料的特點(diǎn)，首先建立了地震正演模型，分析了儲(chǔ)層與頻率響應(yīng)的特征，其次對(duì)純波地震資料進(jìn)行了“拓頻”處理，將目的層段的頻帶進(jìn)行拓寬處理，優(yōu)選能夠反映儲(chǔ)層高頻波形信息，然后是對(duì)拓頻體進(jìn)行分頻處理，產(chǎn)生一系列不同主頻的地震數(shù)據(jù)體，最后利用井—震結(jié)合確定儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)關(guān)系，并進(jìn)行三維空間上的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)解釋。

從處理過(guò)程看，隨著地震分辨率的提高，在地震剖面上儲(chǔ)層位置相互之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系更明確，地震剖面反射同相軸清楚、斷點(diǎn)更干脆，更有利于層位和砂體的追蹤解釋。而實(shí)際鉆遇井資料與地震反射特征對(duì)比，主頻為60 Hz的地震剖面可以將儲(chǔ)層頂面與前第三系頂面逐漸分離開(kāi)，能較好地指示儲(chǔ)層發(fā)育的空間展布特征，因此利用主頻為60 Hz的數(shù)據(jù)體進(jìn)行了儲(chǔ)層描述。預(yù)測(cè)沙一段有利儲(chǔ)層面積為25 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量為2300×104t。

4 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果

在對(duì)埕島油田北部沙一段儲(chǔ)層精細(xì)研究的基礎(chǔ)上，利用多種技術(shù)預(yù)測(cè)了儲(chǔ)層的展布規(guī)律，相繼部署了探井10口。其中針對(duì)東部斜坡帶不同類型巖性儲(chǔ)層部署了 CB819、X820、X821、823、G11、G110、G111及G12井;針對(duì)西部洼陷帶不同類型巖性儲(chǔ)層部署了CB293井。

目前，共完鉆探井7口，6口井已鉆遇到儲(chǔ)層，且有4口井試油獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成功率達(dá)85.7%，儲(chǔ)層吻合度較高。這些勘探成果說(shuō)明，所應(yīng)用的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)適合該區(qū)不同類型巖性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

5 結(jié)論

(1)針對(duì)埕島油田北部沙一段“儲(chǔ)層薄、類型多、分布廣”等沉積特征，應(yīng)用古地貌恢復(fù)技術(shù)、沉積相研究技術(shù)、頻率和振幅屬性提取技術(shù)以及分頻處理技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)層的展布規(guī)律進(jìn)行了預(yù)測(cè)描述。

(2)通過(guò)多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，提取了地質(zhì)、地震資料中蘊(yùn)含的豐富信息，在不同類型巖性儲(chǔ)層中成功部署了多口探井，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成功率達(dá)85.7%，取得了理想的勘探效果，為該地區(qū)隱蔽油氣藏勘探開(kāi)發(fā)提供了一定的指導(dǎo)作用。

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