海上油田高彎度曲流河儲層構(gòu)型表征
——以渤海曹妃甸11-1油田主力砂體Lm943為例*

汪 巍 侯東梅 馬佳國 黨勝國 權(quán) 勃 李 博

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

海上油田高彎度曲流河儲層構(gòu)型表征
——以渤海曹妃甸11-1油田主力砂體Lm943為例*

汪 巍 侯東梅 馬佳國 黨勝國 權(quán) 勃 李 博

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海海域曹妃甸11-1油田主力產(chǎn)層為高彎度曲流河沉積，采用350～400 m的大井距進行開發(fā)時儲層構(gòu)型表征存在困難。以該油田主力砂體Lm943為例，對儲層構(gòu)型中的關(guān)鍵參數(shù)進行了刻畫。首先進行小層對比，即利用井震資料，以任意井為基準面向一個方向，逐井對比、相互交織，通過沉積相相控手段分析砂體之間的展布和疊置關(guān)系；然后在“棄砂找河”思路指導下利用多屬性融合地層切片方法對儲層構(gòu)型界面進行刻畫，識別廢棄河道與單一點壩；最后充分利用水平井資料對側(cè)積夾層進行刻畫。應(yīng)用Lm943砂體儲層構(gòu)型表征成果指導了該砂體剩余油挖潛，效果顯著，預計采收率可提高15%。本文方法可為海上類似油田儲層表征提供借鑒。

海上油田；高彎度曲流河；儲層構(gòu)型表征；廢棄河道；點壩；側(cè)積夾層；剩余油挖潛

高彎度曲流河是河道長度與谷底直線距離比超過1.5的河流。目前國內(nèi)外很多學者對陸地油田高彎度曲流河儲層構(gòu)型進行了深入研究，并在油田剩余油挖潛中取得了良好效果[1-5]。相比陸地油田50 m左右的小井距，海上油田主要采用350～400 m的大井距進行開發(fā),井距超出了一個側(cè)積體的寬度，所以目前很少見到關(guān)于海上油田高彎度曲流河儲層構(gòu)型的研究報道。對于切割疊置連片的高彎度曲流河砂體，地震屬性顯然是其最好的量化手段[6]。趙春明 等[7]、劉超 等[8]通過建立沉積微相與高分辨率地震資料波阻抗之間的對應(yīng)性,利用“對子井”、水平井識別側(cè)積層和通過密閉取心描述側(cè)積層產(chǎn)狀，實現(xiàn)了海上油田曲流河儲層內(nèi)部構(gòu)型的精細解剖，并建立了構(gòu)型界面控制下的砂體連通模式，但井間描述特別是河道邊界、彎曲度、走向、規(guī)模甚至河道交切關(guān)系仍存在多解性。隨著渤海海域越來越多的河流相油田投入開發(fā)，如何在“少井高產(chǎn)”的要求下精準刻畫廢棄河道成為開發(fā)中面臨的最大問題，而利用地震沿層相干技術(shù)可以減少人為因素帶來的誤差，降低多解性。 渤海曹妃甸11-1油田為海上典型的高彎度曲流河沉積，其地層結(jié)構(gòu)及地震資料品質(zhì)有利于儲層構(gòu)型研究的開展。本文以曹妃甸11-1油田主力砂體Lm 943為例，利用多屬性融合地層切片及水平井資料對高彎度曲流河構(gòu)型研究中的關(guān)鍵參數(shù)如廢棄河道、側(cè)積夾層等進行刻畫，通過水平井含水上升規(guī)律、新鉆過路井水淹情況總結(jié)構(gòu)型界面對邊水運動規(guī)律的控制作用，指導剩余油挖潛策略的實施，取得了顯著效果。

1 油藏概況

曹妃甸11-1油田位于渤海灣盆地埕寧隆起區(qū)沙壘田凸起東塊東部，平均水深為22.5～28.0 m，是中外多方合作開發(fā)的大型億噸級油田，也是渤海海域首次全部采用水平井開發(fā)且以單個油藏作為開發(fā)層系的油田。該油田縱向上發(fā)育多套砂體，主力砂體Lm943位于明化鎮(zhèn)組下段，為邊水油藏，儲層為明顯的曲流河二元結(jié)構(gòu)，橫向變化較快，平面上分布廣泛，呈鱗片狀、連通復雜的復合曲流帶，平均油層厚度為7 m。該油田利用天然能量開發(fā)，截至2015年底Lm943砂體采出程度為19%，綜合含水率為91%。大量新鉆過路井揭示該油田存在次生底水突破現(xiàn)象，各區(qū)域水淹程度不均，個別區(qū)域為原始狀態(tài)，表明井間仍存在大量的剩余油。由于廢棄河道及側(cè)積夾層具有一定的滲流遮擋作用[9]，因此進一步分析儲層內(nèi)部構(gòu)型對于該油田剩余油挖潛尤為重要。

2 儲層構(gòu)型表征方法

廢棄河道、單一點壩及側(cè)積夾層是曲流河儲層構(gòu)型研究的主要內(nèi)容?？紤]到點壩總是緊鄰廢棄河道分布，曹妃甸11-1油田Lm943砂體高彎度曲流河儲層構(gòu)型研究分為3個層次：第1層次開展小層精細對比，厘清明下段砂體演化規(guī)律；第2層次確定Lm943砂體關(guān)鍵沉積微相規(guī)模，包括廢棄河道、單一曲流帶；第3層次為單一點壩內(nèi)部規(guī)?？坍?，包括側(cè)積夾層和側(cè)積體刻畫。

2.1 小層精細對比

Lm943砂體平均厚度為7 m，為處于泥巖背景下高彎度曲流河沉積，地震主頻為50 Hz，反演資料對單砂體識別精度高，因此借鑒“三步法”[10]中的第2步進行小層精細對比，具體做法為：井震相互印證，以任意井為基準面向一個方向進行逐井對比、相互交織，通過沉積相相控手段分析砂體之間的展布和疊置關(guān)系，使得各井儲層界限達到等時沉積和平面閉合的目的(圖1)。

小層對比顯示,Lm943砂體沉積時期可容納空間達到最大，中期基準面緩慢下降，主要以側(cè)向侵蝕作用為主，使得河道砂體橫向分布穩(wěn)定，縱向上均有穩(wěn)定的泥巖隔層。為了便于構(gòu)型研究，本次依據(jù)河道下切模式將Lm943砂體與部分疊置砂體、下部規(guī)模較小的Lm961砂體嚴格區(qū)分開來，形成了單一成因等時砂體。

2.2 廢棄河道識別

河流相儲層中的廢棄河道在砂體剖面上表現(xiàn)為砂體下部連通而上部偏泥質(zhì)。為了區(qū)別廢棄河道與點壩，將明下段及明上段的地層分界線拉平，Lm943砂體在A30井鉆遇儲層與周邊鄰井A61H井所鉆點壩顯示一定的高程差，GR測井曲線呈指形[11]，單層厚度2.7 m，為典型的廢棄河道特征，地震剖面上則表現(xiàn)為振幅的突然減小或弱連續(xù)性(圖2)。為了驗證其正確性，對寬20 m、厚3 m的廢棄河道以及圍巖為泥巖的砂巖儲層采用30 Hz垂直入射、50 Hz垂直入射、50 Hz聲波進行正演模擬，結(jié)果表明50 Hz垂直入射時廢棄河道響應(yīng)最為明顯(圖3)，而50 Hz與該油田地震主頻一致。

圖1 曹妃甸11-1油田明化鎮(zhèn)組下段連井剖面

圖2 曹妃甸11-1油田Lm943砂體波阻抗反演剖面(a)及地層對比圖(b)

圖3 寬20 m、厚3 m的廢棄河道正演模擬結(jié)果

對于“滿目皆砂”的Lm943砂體，直接參照均方根振幅屬性刻畫廢棄河道邊界、彎曲度、走向、規(guī)模甚至河道交切關(guān)系會存在多解性(圖4a)， 因此采取了“棄砂找河”的思路，即運用相干技術(shù)先進行河道刻畫，進而尋找河道砂體[12]。目前國內(nèi)針對河道識別常用的手段為地震相干切片[13-14]，包括時間切片、沿層切片和地層切片，考慮到Lm943砂體為非平臥地層，采用沿層切片比較貼近實際。圖4b為在9×9算子得到的相干體基礎(chǔ)上提取的沿層相干切片，可以看出在砂體中部發(fā)育一條近南北走向高彎度曲流河，因此，以2 ms為一個時間單元，由下而上進行等時地層切片，得出不同時間單元的地層演化特征，可以看出該河道南段向北遷移，雖然在末期被晚期斷層切斷，亦能清晰地看出廢棄河道的延伸(圖4c)。為了更清晰地顯示所有主干河道，采用多屬性融合手段大大提高了該河道識別精度(圖4d)。

多條過廢棄河道的連井剖面(圖5a)證實，多屬性融合地層切片上顯示的Lm943砂體廢棄河道邊界基本可靠，砂體橫向上呈現(xiàn)明顯的“厚-薄-厚”的特征，點壩的GR測井曲線為典型的鐘形或箱形，由于底部存在較薄的砂層，廢棄河道GR測井曲線呈現(xiàn)指形或塔松形(圖5a)。直接測量切片上該砂體河道寬度為46～180 m，利用Leeder經(jīng)驗公式并根據(jù)河道滿岸深度計算得到該砂體廢棄河道的滿岸寬度在50～210 m，二者具有較高吻合度。

圖4 曹妃甸11-1油田Lm943砂體均方根振幅(a)、沿層相干切片(b、c)及多屬性融合地層切片(d)

圖5 曹妃甸11-1油田Lm943砂體過廢棄河道連井剖面(a)、水平井A7H測井曲線(b)、波阻抗反演剖面圖(c)

受水平井軌跡、測井噪音的影響，利用水平井資料識別廢棄河道仍然是一個較大的難題，需要測井與地震資料的相互印證。以典型水平井A7H井為例，根據(jù)地震標定及探邊工具顯示A7H井水平段處于Lm943砂體儲層之中(圖5b)，但在水平段中部突然鉆遇46 m的泥巖，測井曲線響應(yīng)幅度與側(cè)積夾層的尖峰明顯不同，而與地層相干切片河道位置高度吻合，表明該井水平段橫穿廢棄河道(圖5c)。

2.3 點壩及側(cè)積體識別

Lm943砂體以廢棄河道為邊界形成形態(tài)各異、厚度不等的點壩群，屬于河流側(cè)向遷移導致砂體側(cè)向拼接而成的多條單一曲流帶?？紤]水平井在不同區(qū)域的產(chǎn)液量、含水上升率以及累產(chǎn)油呈現(xiàn)較大差異，將Lm943砂體點壩分為7個區(qū)域：區(qū)域①、④受西部巖性邊界、北邊斷層及內(nèi)部廢棄河道的遮擋，整體處于一種缺能量的狀態(tài)；區(qū)域③受兩側(cè)廢棄河道遮擋以及東南部邊水影響，整體表現(xiàn)為產(chǎn)液量低、含水率突破90%的時間大于40個月、無水采油期長以及累產(chǎn)油較高；區(qū)域②、⑤、⑥、⑦靠近邊水，整體表現(xiàn)為產(chǎn)液量高、沒有無水采油期以及1年內(nèi)含水率突破90%，但含水上升速度有所差異，其中區(qū)域⑥由于離邊水較遠，含水上升速度最小(圖6)。

側(cè)積體是Lm943砂體點壩最重要的部分，各側(cè)積體之間以泥質(zhì)夾層為主。在明下段沉積末期，研究區(qū)水體開始擴張，水位變化不大，古地表地形平緩，氣候為濕潤型，主要形成水平斜列式側(cè)積夾層，即相當于Miall的3級界面限定的構(gòu)型單元[1]。Lm943砂體過路井及水平井較多，利用豐富的井信息可以有效地刻畫側(cè)積夾層，但由于側(cè)積夾層厚度較薄，在過路井的常規(guī)測井系列上響應(yīng)相對不明顯，僅在GR曲線上有細微的響應(yīng)特征，并且過路井井距較大，沒有發(fā)現(xiàn)任何“對子井”存在同一套側(cè)積夾層；而水平井的常規(guī)測井系列響應(yīng)較明顯，其響應(yīng)特征與大段純泥巖、廢棄河道以及純砂巖存在一定的區(qū)別，表現(xiàn)為GR曲線上出現(xiàn)一系列尖峰，其平面間距常在50 m之內(nèi)(圖7)。因此，按照水平井這種尖峰測井響應(yīng)特征對Lm943砂體大部分側(cè)積夾層進行刻畫，即通過測井曲線標準化處理及去除測井噪音后，再綜合考慮水平井軌跡，確保水平井全井段處于點壩之中，按照識別泥巖的方法來識別側(cè)積夾層。

根據(jù)渤海油田水平井常用的測井系列，識別側(cè)積夾層有2種方法：第1種根據(jù)自然伽馬與電阻率曲線的交會來識別，高伽馬低電阻為泥巖；第2種根據(jù)密度與中子曲線的交會來識別，高密度低中子孔隙度為泥巖。據(jù)此建立了適合Lm943砂體側(cè)積夾層識別標準：側(cè)積夾層密度>2.1 g/cm3,中子曲線10%～36%，自然伽馬>70 API，電阻率0～8 Ω·m。對圖6橫穿點壩水平井資料進行測量統(tǒng)計，結(jié)果顯示Lm943砂體側(cè)積夾層水平寬度為0.7～4.6 m，大部分寬度在1.3～3.1 m；側(cè)積體水平寬度為22～65 m，大部分寬度在30～52 m(表1)。

圖6 曹妃甸11-1油田Lm943砂體點壩分區(qū)及側(cè)積夾層分布圖

圖7 曹妃甸11-1油田Lm943砂體水平井A7H測井曲線及側(cè)積夾層刻畫

表1 曹妃甸11-1油田Lm943砂體側(cè)積夾層及側(cè)積體水平寬度統(tǒng)計

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用以上構(gòu)型研究成果指導了Lm943砂體剩余油挖潛，效果顯著，預計采收率可提高15%。具體體現(xiàn)在以下3個方面：

1) 邊水沿河道砂體展布方向高滲突破，沿井擴展，平面上受廢棄河道、河間砂(泥)等物性變差相帶的遮擋作用，連通關(guān)系變差，使得單一河道間的剩余油主要存在于廢棄河道等各種遮擋部位，這部分剩余油是挖潛的“甜點”和重點。A69H1井是2013年實施的1口加密水平生產(chǎn)井，位于廢棄河道形成的“天然港灣”，與周邊井距150～250 m，周邊的4口生產(chǎn)井累產(chǎn)較高，但是該井通過2年多的生產(chǎn)，累產(chǎn)已超過5萬m3，且含水率仍未超過90%。

2) 點壩砂體的頂部與底部屬于不同的成因流動單元，頂部側(cè)積夾層發(fā)育，底部連通好而頂部較差，形成半連通體，造成厚油層頂部富集剩余油，因此利用水平井垂直穿越側(cè)積夾層可最大程度地動用夾層間的剩余油。對比區(qū)域⑥水平井A27H、A45H及先導實驗定向井A20，發(fā)現(xiàn)水平井初期產(chǎn)能為定向井的3～5倍。

3) 在目前開發(fā)井網(wǎng)為200～300 m條件下，即使處于同一點壩，受物性差異的影響井間仍有剩余油富集。通過近幾年共計12口新鉆過路井證實，若生產(chǎn)井累產(chǎn)液量小于100萬m3，距離生產(chǎn)井150 m左右新鉆過路井無明顯水淹特征；若生產(chǎn)井累產(chǎn)液量介于100萬～300萬m3，距離生產(chǎn)井250 m左右新鉆過路井水淹厚度在1～5 m，而且產(chǎn)液量與點壩體積比越大，水淹厚度越大。這些實際取得的數(shù)據(jù)為后期井間加密提供了參考依據(jù)。

4 結(jié)束語

針對海上油田大井距、稀井網(wǎng)的不利條件，借助多屬性融合地層切片方法，對渤海海域曹妃甸11-1油田Lm943砂體廢棄河道進行了刻畫，利用大規(guī)模水平井資料完成了復雜河流相油藏內(nèi)部儲層構(gòu)型研究，并應(yīng)用到油田實際生產(chǎn)中，有效地指導了后期加密調(diào)整，取得了良好的開發(fā)效果。渤海海域目前有大量的復雜河流相油田已投入開發(fā)，且很多已進入中高含水期，儲層結(jié)構(gòu)及油水關(guān)系非常復雜，因此本文研究對該地區(qū)類似油田具有重要指導意義。

[1] MIALL A D．The geology of fluvial deposits：sedimentary fancies，basin analysis and petroleum geology[M].Berlin,Heidelberg，New York：Springer-Verlag,1996:57-98．

[2] 薛培華．河流點壩相儲層模式概論[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1991：51-63．

[3] 岳大力，吳勝和，劉建民．曲流河點壩地下儲層構(gòu)型精細解剖方法[J]．石油學報，2007,28(4)：99-103．Yue Dali,Wu Shenghe,Liu Jianmin.An accurate method for anatomizing architecture of subsurface reservoir in point bar of meandering river[J].Acta Petrolei Sinica,2007,28(4):99-103.

[4] 劉建民，徐守余．河流相儲層沉積模式及對剩余油分布的控制[J]．石油學報，2003,24(1)：58-62．

Liu Jianmin,Xu Shouyu.Reservoir sedimentary model of fluvial facies and its control to remaining oil distribution[J].Acta Petrolei Sinica,2003,24(1):58-62.

[5] 王鳳蘭，白振強，朱偉．曲流河砂體內(nèi)部構(gòu)型及不同開發(fā)階段剩余油分布研究[J]．沉積學報，2011,29(3)：512-519．

Wang Fenglan,Bai Zhenqiang,Zhu Wei.Study on geological 3D reservoir architecture modeling and distribution of remaining oil of different development stage in meandering reservoir[J].Acta Sedimentologica Sinica,2011,29(3):512-519.

[6] 周銀邦，吳勝和，計秉玉，等．曲流河儲層構(gòu)型表征研究進展[J]．地球科學進展，2011,26(7)：695-702．

Zhou Yinbang,Wu Shenghe,Ji Bingyu,et al.Research progress on the characterization of fluvial reservoir architecture[J].Advances in Earth Science,2011,26(7):695-702.

[7] 趙春明，胡景雙，霍春亮，等．曲流河與辮狀河沉積砂體連通模式及開發(fā)特征:以渤海地區(qū)秦皇島32-6油田為例[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2009,16(6)：88-91．

Zhao Chunming,Hu Jingshuang,Huo Chunliang,et al.Sandbody interconnectivity architecture and development characteristics of meandering river and braided river deposits:a case study of Qinhuangdao 32-6 Oilfield,Bohai area[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2009,16(6):88-91.

[8] 劉超，趙春明，廖新武，等．海上油田大井距條件下曲流河儲層內(nèi)部構(gòu)型精細解剖及應(yīng)用分析[J]．中國海上油氣，2014,26(1)：58-64．

Liu Chao,Zhao Chunming,Liao Xinwu,et al.A refined anatomy of the internal structure of meandering river reservoirs under large well spacing in offshore oilfields and its application[J].China Offshore Oil and Gas,2014,26(1):58-64.

[9] 周銀邦，吳勝和，岳大力，等．地下密井網(wǎng)識別廢棄河道方法在薩北油田的應(yīng)用[J]．石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2008,30(4)：33-36．

Zhou Yinbang,Wu Shenghe,Yue Dali,et al.Recognizing abandoned channel with underground dense well pattern and its application in Sabei oilfield[J].Journal of Oil and Gas Technology(J JPI),2008,30(4):33-36.

[10] 申春生，羅憲波，孟鵬，等．渤海L油田小層對比研究[J]．中國海上油氣，2012,24(增刊1)：97-100．

Shen Chunsheng,Luo Xianbo,Meng Peng,et al.Subzone correlation in L oilfield,Bohai water[J].China Offshore Oil and Gas,2012,24(S1):97-100.

[11] 寧士華，肖斐，束寧凱．特高含水開發(fā)期曲流河儲層構(gòu)型深化研究及應(yīng)用[J]．斷塊油氣田，2013,20(3)：354-358．

Ning Shihua,Xiao Fei,Shu Ningkai.Deepening research and application of meandering river reservoir configuration at extra-high water cut development period[J].Fault-Block Oil&Gas Field,2013,20(3):354-358.

[12] 曹卿榮，李佩，孫凱，等．應(yīng)用地震屬性分析技術(shù)刻畫河道砂體[J]．巖性油氣藏，2007,19(2)：93-96．

Cao Qingrong,Li Pei,Sun Kai,et al.Using seisimic attributes to identify channel sand body[J].Lithologic Reservoirs,2007,19(2):93-96.

[13] 史忠生，王天琦，王建功，等．地震沉積學在不同地質(zhì)條件下砂體識別中的應(yīng)用：以松遼盆地西斜坡和長垣地區(qū)為例[J]．巖性油氣藏，2012,24(3)：5-10，20．

Shi Zhongsheng,Wang Tianqi,Wang Jiangong,et al.Application of seismic sedimentology to sand body identification under different geological settings:A case study from the western slope and placanticline of Songliao Basin[J].Lithologic Reservoirs,2012,24(3):5-10,20.

[14] 張延章，韓品龍，池永紅，等．地震相干技術(shù)的應(yīng)用及效果分析[J]．中國海上油氣(地質(zhì))，2003，17(3)：215-217．

Zhang Yanzhang,Han Pinlong,Chi Yonghong,et al.The application and efficiency analysis of seismic coherence slice[J].China Offshore Oil and Gas(Geology),2003,17(3):215-217.

(編輯：楊 濱)

Reservoir architecture characterization of high sinuosity meandering river in offshore oilfields:a case study of Lm943 main sand body of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea

Wang Wei Hou Dongmei Ma Jiaguo Dang Shengguo Quan Bo Li Bo

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

The main producing layers of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea is high sinuosity meandering river deposition, so the reservoir architecture characterization is difficult with wide spacing from 350 to 400 m. Taking Lm943 sand body in the oilfield as an example, the key parameters in reservoir architecture are described. Firstly, subzone correlation is carried out using logging and seismic data. Taking an arbitrary well as a reference orientation in one direction, contrasting well by well from intertwined direction, the distribution and superimposed relationships of the sand body are analyzed with sedimentary facies-controlled method. Secondly, the abandoned channel and single point bar are identified using the idea of “abandon the point bar to find the abandoned channel” and the method of multi-attribute fusion stratal slice to guide the characterization of reservoir configuration interface. Finally, the characterization of lateral accretion interlayer is completed with the horizontal well data. The result of Lm943 sand body reservoir architecture characterization effectively guides remaining oil development and the recovery is expected to be increased by 15%. The proposed method can provide reference for similar reservoir characterization in offshore oilfields.

offshore oilfield; high sinuosity meandering river; reservoir architecture characterization; abandoned channel; point bar; lateral accretion interlayer; remaining oil development

*中海石油(中國)有限公司綜合科研項目“曹妃甸油田群新近系河流相構(gòu)造-巖性復合體成藏模式研究(編號：ZYKY-2012-TJ-01)”部分研究成果。

汪巍，男，工程師，2006年畢業(yè)于成都理工大學礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)從事油田開發(fā)地質(zhì)工作。地址：天津市塘沽區(qū)閘北路609信箱渤海石油研究院(郵編：300452)。E-mail:wangwei16@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)04-0055-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.04.009

TE32+1

A

2015-11-04 改回日期：2016-01-19

汪巍,侯東梅,馬佳國，等.海上油田高彎度曲流河儲層構(gòu)型表征——以渤海曹妃甸11-1油田主力砂體Lm943為例[J].中國海上油氣，2016,28(4)：55-62.

Wang Wei,Hou Dongmei,Ma Jiaguo,et al.Reservoir architecture characterization of high sinuosity meandering river in offshore oilfields: a case study of Lm943 main sand body of CFD 11-1 oilfield in Bohai sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(4):55-62.