渤海典型低孔低滲油藏儲(chǔ)層預(yù)測及效果——以渤海A油田沙河街組二段為例

周軍良，胡勇，李超，趙軍壽，陳華靖

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院）

渤海典型低孔低滲油藏儲(chǔ)層預(yù)測及效果——以渤海A油田沙河街組二段為例

周軍良，胡勇，李超，趙軍壽，陳華靖

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院）

綜合利用地震、鉆井、測井等資料，從渤海A油田古近系沙河街組二段的地層發(fā)育特征入手，以砂體發(fā)育特征與地震資料響應(yīng)的匹配關(guān)系為研究思路，探究古地貌分析、地震屬性分析等手段對(duì)研究區(qū)沙二段儲(chǔ)層預(yù)測的適用性。通過開展最大振幅之和的地震屬性計(jì)算、已鉆井砂體厚度趨勢約束、古地貌聯(lián)合校正的儲(chǔ)層預(yù)測，表明在沙二段沉積時(shí)期研究區(qū)主要為溝谷與洼地被兩凸起分隔的古地貌格局，有利儲(chǔ)層主要發(fā)育在西南及東北古地貌低洼處，東北部是后期開發(fā)調(diào)整的潛力區(qū)?；谠搩?chǔ)層預(yù)測方法的合理性得到了5口設(shè)計(jì)井實(shí)鉆結(jié)果的檢驗(yàn)，證實(shí)了該成果不僅有助于油田下步調(diào)整方案的制定和實(shí)施，而且儲(chǔ)層預(yù)測的思路和方法也可供海上類似中深層油田借鑒。

沙河街組；古地貌；地震屬性；儲(chǔ)層預(yù)測；渤海灣盆地

一般而言，油氣田的中深層儲(chǔ)層多具有埋藏深、構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，且受埋深的影響，儲(chǔ)層往往具有低孔、低滲的特征。因此，儲(chǔ)層預(yù)測問題已成為中深層油氣田勘探開發(fā)的主要技術(shù)瓶頸，尤其是儲(chǔ)層預(yù)測對(duì)調(diào)整井的部署及各種開發(fā)方案的制定起著至關(guān)重要的作用。目前，儲(chǔ)層預(yù)測的方法主要包括層序地層學(xué)分析、古地貌分析、地震反演技術(shù)、地震屬性分析等［1-4］，但對(duì)于海上中深層油田而言，由于受地震資料分辨率低、鉆井資料少、鉆井分布不勻等因素的限制，各種預(yù)測方法都受到了很大程度的制約，尤其對(duì)于渤海A油田而言，沙河街組二段（簡稱沙二段）的地層厚度薄，更加大了儲(chǔ)層預(yù)測的難度。本文以地層發(fā)育特征為切入點(diǎn)，在井震匹配關(guān)系研究的基礎(chǔ)上，討論了各種方法的適用性，進(jìn)而確定有效方法，對(duì)有利儲(chǔ)層進(jìn)行了預(yù)測，并得到了設(shè)計(jì)井驗(yàn)證，該成果不僅有助于油田下步開發(fā)調(diào)整，而且其中的思路和方法對(duì)海上類似中深層油田也有一定的借鑒意義。

1　油田概況

渤海A油田位于渤海南部海域,平均水深20m；構(gòu)造上位于渤海灣盆地渤南低凸起西端、渤中凹陷與黃河口凹陷的分界處（圖1）。A油田為海上中型低孔、低滲油田，油藏類型為構(gòu)造、巖性－構(gòu)造油藏，是海上低滲油田高效開發(fā)的先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)。油田沙二段油藏面積約20 km2，埋深在3100～3300m之間，目的層地震資料的主頻16Hz，地層厚度在21～106m之間，研究階段共計(jì)鉆井20口，儲(chǔ)層為辮狀河三角洲前緣沉積。由于地層厚度薄，且受埋藏深、地震資料分辨率低、鉆井資料少等因素的影響，儲(chǔ)層預(yù)測難度大，嚴(yán)重制約了油田的開發(fā)調(diào)整及滾動(dòng)挖潛。

圖1　研究區(qū)位置圖

2　儲(chǔ)層預(yù)測方法探討

對(duì)于研究區(qū)，儲(chǔ)層預(yù)測的主要難題在于地震資料分辨率低（主頻16Hz），取地層速度3600m/s，則地震資料可分辨厚度下限為56m，而實(shí)際地層厚度又薄，這進(jìn)一步加大了儲(chǔ)層預(yù)測的難度。區(qū)域上，沙河街組三段（簡稱沙三段）沉積末期，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，地層整體抬升遭受剝蝕；進(jìn)入沙二段—東營組沉積時(shí)期，受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)?xùn)|營構(gòu)造幕的影響，盆地進(jìn)入裂后熱沉降階段，整體上處于構(gòu)造衰退期，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱［5-6］。鄧運(yùn)華等［7］研究認(rèn)為沙二段以砂泥巖互層為特征，為辮狀河三角洲沉積，且各井區(qū)地層厚度均有一定幅度的變化。因此，尋找地層發(fā)育特征與地震資料的匹配關(guān)系，充分發(fā)揮已有鉆井、測井和地震資料的作用，深挖有用信息，是研究區(qū)有利儲(chǔ)層預(yù)測的關(guān)鍵。基于以上認(rèn)識(shí)，嘗試尋找已鉆井所揭示的地層特征與地震資料響應(yīng)特征之間的關(guān)系，探討古地貌分析、地震參數(shù)分析等儲(chǔ)層預(yù)測手段的可行性，則有可能對(duì)有利儲(chǔ)層進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。

2.1古地貌分析

作為盆地分析的一個(gè)重要方面，古地貌恢復(fù)已成為沉積體系研究、儲(chǔ)層預(yù)測的一種重要技術(shù)手段。但就目前而言，由于受資料以及技術(shù)的限制，古地貌恢復(fù)仍主要以定性描述為主，且精度也常受多種因素限制［8－9］。一般來說，影響古地貌恢復(fù)精度的因素包括構(gòu)造沉降量恢復(fù)及地層厚度恢復(fù)等，其中地層厚度恢復(fù)的精度又受剝蝕量及壓實(shí)量等因素的影響［10］。研究區(qū)沙二段沉積時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，盆地處于熱沉降階段，可以認(rèn)為古地貌的差異主要是由于區(qū)域熱沉降造成的，構(gòu)造因素對(duì)古地貌的恢復(fù)精度影響較小。此外，研究區(qū)沙二段地層厚度較薄，加?xùn)|輝等［10］認(rèn)為去壓實(shí)校正對(duì)總體地貌形態(tài)影響不大，因此地層厚度恢復(fù)能夠較好地反映研究區(qū)古地貌特征，根據(jù)沉積補(bǔ)償原理，可以認(rèn)為研究區(qū)地層厚度與古地貌近似呈負(fù)相關(guān)性。所以研究區(qū)古地貌恢復(fù)的關(guān)鍵，在于如何利用分辨率較低的地震資料和有限的鉆井資料來對(duì)沙二段的地層厚度進(jìn)行恢復(fù)。

2.1.1古地貌恢復(fù)

井震結(jié)合往往能獲得較好的層位解釋信息，但由于勘探階段的鉆井資料較少，這將導(dǎo)致對(duì)地層厚度的恢復(fù)常存在較大偏差，也會(huì)影響古地貌恢復(fù)的精度。如若基于已鉆開發(fā)井所揭示的地層厚度與地震時(shí)間厚度的匹配關(guān)系，則對(duì)地層厚度的恢復(fù)往往具有較高的精度，這樣也能獲得較為真實(shí)的古地貌形態(tài)。從研究區(qū)井震結(jié)合的剖面上看，鉆井揭示地層厚度與地震資料響應(yīng)雖然存在一定偏差，但整體具有較好的吻合關(guān)系：地震剖面顯示的上超現(xiàn)象與鉆井揭示的特征相似（圖2a），地震資料的時(shí)間厚度變化與鉆井揭示的厚度變化吻合（圖2b），因此研究區(qū)地震資料可以用來恢復(fù)地層厚度，尤其是基于井點(diǎn)約束的地震精細(xì)解釋，能夠較為準(zhǔn)確地獲取沙二段的地層厚度，從而進(jìn)一步來恢復(fù)古地貌的形態(tài)。具體步驟是，以井震標(biāo)定為橋梁，通過對(duì)沙二段頂?shù)捉缑娴木?xì)追蹤對(duì)比，首先獲取沙二段地層時(shí)間厚度，在此基礎(chǔ)上，以實(shí)鉆井的地層厚度為約束條件，通過時(shí)深轉(zhuǎn)換，來恢復(fù)沙二段地層厚度，再利用沉積補(bǔ)償原理，進(jìn)一步對(duì)沙二段古地貌進(jìn)行恢復(fù)（圖3）。

2.1.2古地貌類型及特征

徐長貴等［2］認(rèn)為渤海海域古近系大型侵蝕溝谷主要發(fā)育在剝蝕區(qū)。研究區(qū)沙三段抬升遭受剝蝕，但沙二段沉積時(shí)期位于凸起末端，古地貌差異不大，僅發(fā)育小型溝谷（圖3）。根據(jù)古地貌的差異可以區(qū)分出四種古地貌類型，即溝谷、凸起、洼地、斜坡。古地貌整體表現(xiàn)為溝谷與洼地被凸起分隔的格局，其中溝谷主要分布在西南部，表現(xiàn)為長條狀溝槽，整體呈北東向展布，目前鉆井分布較多；凸起位于中部，古地形高于周圍地區(qū)，范圍相對(duì)較小，整體呈北東向展布，其中Z1井附近凸起位置較高，Z1井、A5井揭示該部位不發(fā)育沙二段；洼地主要分布于東北部，古地形低于周圍地區(qū)，低洼區(qū)面積相對(duì)較大，地形坡度整體平緩，內(nèi)部可見小型溝槽，該區(qū)域目前未鉆井；斜坡位于北部，為向東逐漸傾斜變深的單一斜坡面，古地貌相對(duì)較高，但坡度較緩，分布范圍相對(duì)較大，Z3井揭示地層厚度較薄。

2.2地震屬性分析

地震數(shù)據(jù)體中包含有大量的地質(zhì)特征信息，地震屬性分析可以提取隱含于地震數(shù)據(jù)體中的流體、巖性和地層等信息［3，11］。地震屬性分析對(duì)儲(chǔ)層的預(yù)測取決于地震資料的分辨率。

圖2　渤海A油田沙河街組二段井震分析示意圖（剖面位置見圖3）

圖3　渤海A油田沙河街組二段古地貌分析圖

圖4　渤海A油田沙河街組二段實(shí)鉆砂厚與最大振幅之和的關(guān)系

研究區(qū)地震資料分辨率低、地層厚度薄，通過分析反映儲(chǔ)層特征的地震參數(shù)后，發(fā)現(xiàn)地震最大振幅之和這一屬性與已鉆井揭示的儲(chǔ)層分布特征具有較好的匹配關(guān)系，且具有一定的正相關(guān)性（圖4）：地震最大振幅之和大，反映儲(chǔ)層厚度有增大的趨勢。但是，在該屬性值差別不大的情況下，實(shí)鉆砂巖厚度仍有超過10m的差異，如C11井點(diǎn)處的屬性值為6502，實(shí)鉆砂巖厚度為30.8m，C25井點(diǎn)處的屬性值為6980，實(shí)鉆砂巖厚度為18.3m。此外，對(duì)于靠近地層缺失區(qū)域，受地層厚度薄等因素的影響，井點(diǎn)屬性值與實(shí)鉆地層厚度的匹配關(guān)系較差，如A12井地層厚度僅25m，井點(diǎn)屬性值為1240，而實(shí)鉆砂巖厚度為17m。因此，可以認(rèn)為受地震資料分辨率、地層厚度等因素的影響，最大振幅之和屬性難以滿足砂巖厚度定量預(yù)測的要求，但可以用來反映砂巖厚度的整體分布趨勢，并進(jìn)行半定量預(yù)測?；诖送茢啵梢岳玫卣鹱畲笳穹偷钠矫鎸傩詠磉M(jìn)行砂巖平面分布特征的研究。從提取的地震最大振幅之和屬性平面圖來看（圖5），對(duì)于西南部鉆井區(qū)域，屬性值表現(xiàn)為由西南向東北有降低的趨勢，說明砂巖厚度具有沿西南向東北變薄的趨勢，這與鄧運(yùn)華等［7］對(duì)該油田沙二段沉積物源的認(rèn)識(shí)一致，即研究區(qū)主要受西南方向古物源的影響，發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積；對(duì)于東北部未鉆井區(qū)域，同樣存在屬性值較高區(qū)域，表現(xiàn)為由東北向西南屬性值降低，且從地震剖面C—C′（圖6）可以看出，東北部未鉆井低洼區(qū)域的地震同相軸與西南部已鉆井溝谷區(qū)域的特征具有一定的相似性，屬性及同相軸特征均說明該區(qū)域存在受渤南低凸起古物源影響的可能，儲(chǔ)層較為發(fā)育。

圖5　渤海A油田沙河街組二段最大振幅之和屬性平面圖

圖6　渤海A油田沙河街組二段頂拉平原始地震剖面

2.3有利儲(chǔ)層分析

基于以上分析，以古地貌控砂機(jī)理為依據(jù)，運(yùn)用地震最大振幅之和屬性的砂體厚度半定量預(yù)測方法，并結(jié)合已鉆井資料進(jìn)行輔助修正，對(duì)研究區(qū)沙二段砂巖厚度進(jìn)行了預(yù)測，得出了儲(chǔ)層的宏觀分布特征（圖7）。綜合研究表明，沙二段儲(chǔ)層較厚的區(qū)域主要分布在西南部古溝谷及東北部古洼地區(qū)域，其中西南部已鉆井區(qū)域具有較好的加密調(diào)整空間，而東北部目前未鉆井，是下一步滾動(dòng)挖潛的有利區(qū)塊。對(duì)于古地形較高區(qū)域，尋找次一級(jí)低洼區(qū)則是尋找有利儲(chǔ)層的關(guān)鍵，如研究區(qū)兩凸起所夾持的低洼區(qū)域（A12井附近），實(shí)鉆揭示儲(chǔ)層厚度為17m，周邊具有一定的調(diào)整挖潛空間。而Z3井附近的古斜坡周邊，儲(chǔ)層厚度較薄，Z3井揭示儲(chǔ)層厚度僅為2.3m，潛力較小。此外，由于兩個(gè)方向的物源在局部地區(qū)可能交互疊置沉積，后期滾動(dòng)開發(fā)進(jìn)行有利儲(chǔ)層預(yù)測時(shí)，要注意砂泥巖薄互層對(duì)調(diào)整井的不利影響。

圖7　渤海A油田沙河街組二段砂巖厚度等值線圖

3　應(yīng)用效果

上述分析表明，用研究區(qū)最大振幅之和的屬性值來預(yù)測砂巖厚度尚存在一定誤差，不能僅靠單一屬性值進(jìn)行砂巖厚度精細(xì)預(yù)測。有鑒于此，本次預(yù)測結(jié)合了古地貌特征和已鉆井的砂巖厚度。在對(duì)西南部已鉆井區(qū)域利用屬性值預(yù)測砂巖厚度的同時(shí)，引入了砂體厚度趨勢校正值，即以周邊兩口井實(shí)鉆砂巖厚度變化值的二分之一作為校正值，以古地貌的相對(duì)高低關(guān)系作為正負(fù)系數(shù)（如果設(shè)計(jì)井的古地貌位置相對(duì)較高則引入負(fù)校正值，古地貌位置相對(duì)較低則引入正校正值），通過校正，盡量縮小厚度預(yù)測誤差；而對(duì)于東北部鉆井較少的區(qū)域，則參考古地貌特征，運(yùn)用地震最大振幅之和屬性值進(jìn)行預(yù)測。

根據(jù)以上砂巖厚度預(yù)測分析方法，結(jié)合油田實(shí)際生產(chǎn)情況以及現(xiàn)有的井網(wǎng)、井距，綜合部署了5口井（圖3，圖5，圖7），其中利用A6、A10、A15、A17井對(duì)西南部已鉆井區(qū)域內(nèi)加密調(diào)整，利用A23井對(duì)東北區(qū)域邊部滾動(dòng)挖潛。A6、A10井由屬性值計(jì)算砂體厚度為25.1m、27.7m，周邊井B4、A12井砂體厚度變化值的二分之一為5.7m，A6、A10井的古地貌均較B4井的高，引入負(fù)校正量-5.7m，預(yù)測砂厚分別為19.4m、22.0m；A15井由屬性值計(jì)算砂厚為27.3m，周邊井A8、A4井砂體厚度變化值的二分之一為5.1m，A15井的古地貌較A8井的高，引入負(fù)校正量-5.1m，預(yù)測砂體厚度為22.2m；A17井由屬性值計(jì)算砂體厚度為22.6m，周邊井C2、A8井砂體厚度變化值的二分之一為4.4m，A17井的古地貌位置較低，引入正校正量4.4m，預(yù)測砂體厚度為27.0m；A23井周邊已鉆井較少，通過屬性值預(yù)測砂厚為9.2m（表1）。從設(shè)計(jì)井的實(shí)鉆結(jié)果來看，誤差范圍在5m以內(nèi)（表1），屬于較好的應(yīng)用效果，說明了基于地震最大振幅之和的屬性計(jì)算、已鉆井砂體厚度趨勢約束、古地貌聯(lián)合校正砂巖厚度的預(yù)測方法的合理性，這不僅提高了砂厚預(yù)測精度，也證明了東北部未鉆井區(qū)域具有一定潛力，為下一步研究深化及油田開發(fā)調(diào)整打下了一定基礎(chǔ)。

表1　渤海A油田設(shè)計(jì)井預(yù)測砂厚與實(shí)鉆砂厚誤差統(tǒng)計(jì)

4　結(jié)束語

本次研究通過尋求已鉆井所揭示的砂體特征與地震資料的匹配關(guān)系，利用基于地震最大振幅之和的屬性計(jì)算、已鉆井砂體厚度趨勢約束、古地貌聯(lián)合校正砂體厚度等，綜合進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測，較好地解決了由于資料限制所帶來的難題，該方法的合理性得到了實(shí)鉆結(jié)果的驗(yàn)證，其思路和方法本身也可供類似的海上油田借鑒。但對(duì)于中深層儲(chǔ)層預(yù)測而言,在基于以上思路和方法進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測時(shí)，也要關(guān)注砂層組內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化和儲(chǔ)層物性變化給開發(fā)調(diào)整帶來的不利影響，以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

［1］肖玉茹，何峰煜.高分辨層序地層學(xué)在儲(chǔ)層預(yù)測中的應(yīng)用［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25(2)：169-173.

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編輯：黃革萍

Zhou Junliang：Geology Engineer.Add:Bohai Oilfield Research Institute of CNOOC Tianjin Branch Company,609 Zhabei Rd.,Tanggu,Tianjin,300452,China

Reservoir Prediction and Result of Classical Eocene Shahejie-2 Reservoir w ith Low Porosity and Low Permeability in Oilfield A,Bohaiwan Basin

Zhou Junliang,Hu Yong,LiChao,Zhao Junshou,Chen Huajing

Based on the results of reservoir prediction by calculating the seismic attribute ofmaximum amplitude,using the trend constraint of the thickness of drilled sand body and combining the correction w ith the palaeogeomorphology,it is shown that the palaeogeomorphological framework consisted of valleys and swales that were separated from two arches during Paleogene Shahejie-2 sedimentation in Oilfield A.It is believed that the potential reservoirs are distributed in the palaeogeomorphologically low-lying areas in the northeast and especially the southw est.These methods of this reservoir prediction have been proved effective by drilling results of five designed wells and helpful to the future development and implementation.

Eocene;Shahejie Fm.;Palaeotopography;Reservoir prediction;Bohaiwan Basin

TE122.2+4

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.04.009

1672-9854(2016)-04-0073-05

2014-12-25；改回日期：2016-03-23

本文受中海石油(中國)有限公司科技攻關(guān)項(xiàng)目“渤海典型低孔低滲油藏勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐”（編號(hào)：CNOOCKJ125ZDXM07LTDTJ02）資助

周軍良：1983年生，工程師，主要從事油田開發(fā)地質(zhì)相關(guān)工作。通訊地址：300452天津市塘沽區(qū)閘北路609信箱渤海石油研究院；E-mail：zhoujl4@cnooc.com.cn