塔河油田三疊系河道砂體識(shí)別及高效井位部署

陳叔陽(yáng)，鄭海妮，先偉，鄧鋒

（中國(guó)石化 西北油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，烏魯木齊 830011）

塔河油田碎屑巖油氣藏自1991年勘探開(kāi)發(fā)以來(lái)，主要針對(duì)低幅度構(gòu)造型底水油藏進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)。隨著勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷提高，幅度較大、斷裂易于識(shí)別的斷背斜圈閉越來(lái)越少，滾動(dòng)開(kāi)發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向了巖性油藏。塔河油田巖性油藏儲(chǔ)集層主要為河道沉積，河道寬度大多在300 m內(nèi)，延伸長(zhǎng)度可達(dá)10 km，河道被系列北東—南西向斷裂切割為數(shù)段，不同河道段砂體油氣充注程度存在差異，為單獨(dú)的油水系統(tǒng)。河道砂體厚度約10 m，河道段儲(chǔ)集層可分為2～3期，內(nèi)部發(fā)育1～2套隔夾層，隔夾層連續(xù)性較好。針對(duì)以上特征，通過(guò)研究形成了一套河道砂體“四定”識(shí)別與描述技術(shù)，在塔河油田刻畫(huà)了一系列河道[1-2]，并采用導(dǎo)眼評(píng)價(jià)、臺(tái)階狀水平段開(kāi)發(fā)為主的方式進(jìn)行井位部署，在有效降低了評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)量高效動(dòng)用。

1 超深河道砂體識(shí)別技術(shù)

塔河油田三疊系阿克庫(kù)勒組整體發(fā)育半深湖—濱淺湖—三角洲沉積體系[2]，阿四段分布較穩(wěn)定，厚約100 m，為大套灰色泥巖夾薄層砂巖，阿四段目標(biāo)砂體為濱淺湖三角洲前緣水下分流河道沉積，為灰色中—細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖，砂體橫向展布范圍有限。在沉積微相的指導(dǎo)下，在地震資料疊后提頻處理的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用多屬性優(yōu)選、時(shí)間切片、分頻混色、三維可視化等技術(shù)對(duì)阿四段河道砂體進(jìn)行了精細(xì)刻畫(huà)，形成了一套適合于塔河油田超深層（＞4 200 m）、薄砂層（5～10 m）、窄河道（160～280 m）的河道砂體“定標(biāo)志、定邊界、定期次、定厚度”的“四定”識(shí)別與描述技術(shù)。

1.1 正演模擬技術(shù)定標(biāo)志

通過(guò)不同速度、厚度砂體的正演模型及實(shí)鉆砂體的精細(xì)標(biāo)定，明確不同地質(zhì)體與地震反射特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定了河道砂體的地震識(shí)別標(biāo)志[3-4]。最終識(shí)別了塔河油田三疊系深層河道砂體在地震上的頂平下凹反射、平直強(qiáng)反射及透鏡狀反射的3種地震標(biāo)志（圖1）。

圖1 塔河油田三疊系阿四段河道砂體正演地震剖面特征

1.2 地震多屬性識(shí)別技術(shù)定邊界

地震屬性分析技術(shù)在油氣勘探和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)等方面應(yīng)用已成為油氣勘探開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要研究方向[5-6]。地震數(shù)據(jù)體中包含大量的地質(zhì)特征信息，可通過(guò)地震屬性表現(xiàn)出來(lái)。常用的地震屬性有振幅、頻率、相位、相干、波形分類等，在常規(guī)三瞬屬性的基礎(chǔ)上，利用分頻混色技術(shù)，進(jìn)一步識(shí)別河道邊界。通過(guò)對(duì)各類屬性綜合分析得出，頂平下凹型河道利用相位屬性，并結(jié)合相干、波形分類屬性檢測(cè)河道邊界效果較好；透鏡狀反射和平直強(qiáng)反射特征的河道利用振幅和分頻屬性檢測(cè)效果較好（圖2，圖3）。

1.3 地層切片技術(shù)定期次

地層切片分析是地震資料解釋的一種常用手段，主要有時(shí)間切片、沿層切片和地層切片3種[7]。地層切片技術(shù)考慮了沉積速率的平面差異性，克服了時(shí)間切片（水平切片）和沿層切片的部分缺點(diǎn)，比時(shí)間切片和沿層切片更加具有等時(shí)性。通過(guò)地層切片技術(shù)在塔河油田三疊系YT2井區(qū)的應(yīng)用，不僅清晰刻畫(huà)出河道邊界，同時(shí)，通過(guò)多切片，能夠清晰地劃分河道的沉積過(guò)程和形成期次，最終在YT2井區(qū)刻畫(huà)出4期河道，為后期的河道分期次開(kāi)發(fā)提供了可靠的技術(shù)支撐（圖4）。

圖2 AT9井區(qū)三疊系阿四段瞬時(shí)相位平面分布

圖3 TK15井區(qū)三疊系阿四段分頻混色平面分布

圖4 YT2井區(qū)三疊系地層切片平面分布

1.4 擬聲波測(cè)井約束波阻抗反演技術(shù)定厚度

在儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)過(guò)程中，反演是一種非常重要的手段[8-9]。一般情況下，儲(chǔ)集層和非儲(chǔ)集層的密度和速度都不相同，用聲波時(shí)差測(cè)井曲線就能有效地反映巖性的變化，但當(dāng)聲波時(shí)差測(cè)井曲線中的高頻信息不能很好地反映儲(chǔ)集層和圍巖的差異時(shí)，就需要進(jìn)行擬聲波阻抗反演。通過(guò)分析，塔河油田三疊系聲波時(shí)差測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)集層反應(yīng)不敏感，而自然電位測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)集層反應(yīng)比較敏感。對(duì)兩者進(jìn)行交會(huì)分析，自然電位測(cè)井曲線與聲波時(shí)差測(cè)井曲線具有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72，所以選擇自然電位測(cè)井曲線重構(gòu)聲波時(shí)差測(cè)井曲線。

由于河道砂體中砂巖比較薄，在波形剖面上難以分辨，從圖5的擬聲波阻抗反演剖面看出，河道砂巖和泥巖通過(guò)波阻抗高低能明顯區(qū)分。河道砂巖表現(xiàn)為中高波阻抗，泥巖表現(xiàn)為低波阻抗，波阻抗的高低變化反映了儲(chǔ)集層相對(duì)發(fā)育程度。通過(guò)與實(shí)鉆井對(duì)比，反演結(jié)果與實(shí)鉆儲(chǔ)集層發(fā)育程度吻合度好，對(duì)小于10 m薄砂層的響應(yīng)也較清楚，表明反演結(jié)果可靠程度較高。

圖5 TK146井區(qū)過(guò)TK146井?dāng)M聲波阻抗反演剖面

綜合四定識(shí)別與描述技術(shù)，在塔河油田阿四段共識(shí)別出17條河道，其中桑塔木地區(qū)6條（圖6），河道多呈北西—南東向展布。

圖6 塔河油田桑塔木地區(qū)三疊系阿四段河道展布

2 河道砂體內(nèi)部隔夾層特征

塔河油田三疊系阿四段河道整體呈北西—南東向展布，延伸長(zhǎng)度可達(dá)10 km（圖6），河道寬度大多小于300 m，砂體厚度約10 m左右，具有明顯的透鏡狀特征，砂體中間厚、兩邊薄，向兩邊迅速尖滅，沿河道方向，砂體厚度變化不大，中部?jī)?chǔ)集層物性較好，滲透率約200 mD.研究區(qū)主要發(fā)育北東—南西向雁行斷裂，斷距較大的斷裂斷至古生界，為油氣運(yùn)移的有利通道，斷距較小的次級(jí)斷裂、規(guī)模相對(duì)較大斷裂與儲(chǔ)集體組合在一起，將阿四段河道砂體切割分為多段，共同組成了“斷-砂”復(fù)式油氣疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)[1]。河道砂體縱向可分為2～3期，內(nèi)部發(fā)育1～2套隔夾層。

2.1 隔夾層性質(zhì)

按照成因，隔夾層主要分為泥巖、物性和瀝青條帶隔夾層。泥巖隔夾層為沉積時(shí)期形成，受沉積環(huán)境控制；物性隔夾層為成巖期形成的膠結(jié)條帶，在一定程度上也受沉積環(huán)境控制，包括鈣質(zhì)隔夾層、硅質(zhì)隔夾層等；瀝青條帶隔夾層為石油運(yùn)移過(guò)程中產(chǎn)生的瀝青或重質(zhì)油充填帶形成的隔夾層[10]。

研究區(qū)阿四段河道砂體主要發(fā)育泥巖及鈣質(zhì)隔夾層。泥巖隔夾層自然電位測(cè)井曲線幅度較小，接近于泥巖基線，自然伽馬增大，電阻率有所增大，但增大的幅度較小，中子孔隙度增大，密度減??；鈣質(zhì)隔夾層表現(xiàn)為自然電位測(cè)井曲線幅度較小，自然伽馬減小，電阻率測(cè)井曲線具明顯的高阻尖峰，中子孔隙度和聲波時(shí)差小，密度大。根據(jù)單井實(shí)鉆情況建立了TK15井區(qū)隔夾層判別標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2.2 隔夾層產(chǎn)狀及展布特征

對(duì)于泥巖隔夾層，前人總結(jié)了8類不同的沉積方式[11]，可形成5種產(chǎn)狀及展布的隔夾層，對(duì)于鈣質(zhì)隔夾層，易形成不連續(xù)的條帶或團(tuán)塊，隔夾層橫向變化快，難以預(yù)測(cè)[11]，但根據(jù)最新研究資料，該類隔夾層在一定程度上也受沉積環(huán)境控制，可形成連續(xù)分布的隔夾層[12]。因此，不論鈣質(zhì)還是泥巖隔夾層，從隔夾層的產(chǎn)狀及展布特征方面來(lái)分析，都可以將隔夾層劃分為5類（圖7）：①連續(xù)的平行隔夾層；②不連續(xù)的平行隔夾層；③發(fā)育于砂體上部、斜交于層面、不完全阻隔單砂體的隔夾層；④發(fā)育于砂體下部、斜交于層面、不完全阻隔單砂體的隔夾層；⑤發(fā)育于單砂體之間、斜交于層面、完全阻隔單砂體的隔夾層。

表1 塔河油田三疊系阿四段隔夾層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)三疊系阿四段河道砂體及隔夾層的精細(xì)對(duì)比來(lái)看，目標(biāo)砂體厚度在10 m左右，砂體內(nèi)部發(fā)育2期平行于層面的連續(xù)或不連續(xù)隔夾層：①號(hào)隔夾層包括泥巖和鈣質(zhì)2種隔夾層，以鈣質(zhì)隔夾層為主，鉆遇率為87.5%，厚度0.4～1.5 m，比較發(fā)育，連續(xù)性較好，延伸長(zhǎng)度可達(dá)3 km（圖7a）；②號(hào)隔夾層以泥巖隔夾層為主，鉆遇率為37.5%，厚度1.0～1.6 m，在平面上零星分布，延伸長(zhǎng)度可達(dá)1 km（圖7b）。阿四段隔夾層的分布范圍一般大于水平段長(zhǎng)度或水平井井距，局部甚至達(dá)到水平段長(zhǎng)度的10倍，隔夾層連續(xù)性較好，隔夾層的存在增加了儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性。

圖7 塔河油田TK15井區(qū)河道砂體隔夾層分布

3 高效井位部署技術(shù)

在油藏評(píng)價(jià)中，因阿四段河道砂體油藏為“次生調(diào)整、晚期成藏”的遠(yuǎn)源供給油藏，受斷裂在油氣縱向調(diào)整、遮擋成藏方面的雙重作用以及油氣差異聚集的影響，導(dǎo)致不同河道段充注程度不同，每個(gè)河道段具有不同的油水關(guān)系，油藏評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)較大。在含油氣性不落實(shí)的情況，為了降低風(fēng)險(xiǎn)，提出“導(dǎo)眼評(píng)價(jià)，水平段開(kāi)發(fā)”的對(duì)策：①導(dǎo)眼評(píng)價(jià)不同河道砂體含油氣性，若鉆遇油氣層可根據(jù)儲(chǔ)量規(guī)模及地質(zhì)特征，采用導(dǎo)眼完井（圖8中TK15-3井）或采用水平段（圖8中TK15-6H井）開(kāi)發(fā)；②直導(dǎo)眼評(píng)價(jià)不同河道段含油氣性，若未鉆遇油氣層，回填直導(dǎo)眼，采用水平段開(kāi)發(fā)已落實(shí)河道段（圖8中TK15井）；③采用直導(dǎo)眼探同一河道段油水邊界，采用水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)（圖8中TK15-8H井）。

圖8 塔河油田三疊系阿四段河道砂體油藏不同井型部署模式

在河道砂體油藏開(kāi)發(fā)中，由于隔夾層的存在導(dǎo)致油藏復(fù)雜化，對(duì)隔夾層的研究不清楚以及開(kāi)發(fā)方式的不合理，可能會(huì)導(dǎo)致大量的儲(chǔ)量無(wú)法動(dòng)用[13]。針對(duì)不同產(chǎn)狀及展布的隔夾層，筆者提出了5種井位部署對(duì)策（圖9）：①對(duì)于平行于砂體頂、底面且連續(xù)發(fā)育的隔夾層，隔夾層導(dǎo)致其上、下油層不連通，針對(duì)該類隔夾層，可利用臺(tái)階狀水平井充分動(dòng)用隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量（圖9a）；②對(duì)于平行于砂體頂?shù)酌娴贿B續(xù)發(fā)育的隔夾層，隔夾層的發(fā)育情況復(fù)雜，可利用直井探明隔夾層的發(fā)育情況，同時(shí)結(jié)合臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā)，從而提高儲(chǔ)量的動(dòng)用程度（圖9b）；③對(duì)于側(cè)積形成的正旋回砂體，在砂體上部存在斜交于層面的隔夾層，該類砂體下部物性較好，將常規(guī)水平井部署在隔夾層下部即可較好地動(dòng)用儲(chǔ)量（圖9c）；④對(duì)于前積形成的反旋回砂體，在砂體下部存在斜交于層面的隔夾層，該類砂體上部物性較好，將常規(guī)水平井部署在隔夾層上部即可較好地動(dòng)用儲(chǔ)量（圖9d）；⑤對(duì)于側(cè)積和前積形成的斜交于層面的連續(xù)的隔夾層，由于連續(xù)隔夾層的存在，砂體呈多套疊置發(fā)育，相互之間不連通，因此可利用常規(guī)水平井垂直于隔夾層走向，穿越多套砂體，從而最大限度地動(dòng)用儲(chǔ)量（圖9e）。

圖9 塔河油田三疊系阿四段河道砂體不同類型隔夾層及相應(yīng)的水平井開(kāi)發(fā)模式

在河道砂體油藏砂體發(fā)育特征認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)河道段儲(chǔ)量差異大、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng)、隔夾層發(fā)育且分布較連續(xù)等特征[14-15]，形成了一套直井、水平井、臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā)相結(jié)合的高效井位部署技術(shù)，尤其是臺(tái)階狀水平井的應(yīng)用，大幅提高了河道砂體油藏的儲(chǔ)量動(dòng)用程度。由于阿四段河道砂體油藏中油層厚度在10 m左右，且油藏內(nèi)部發(fā)育2期平行于層面的隔夾層，通常情況下，若河道砂體段較短、儲(chǔ)量規(guī)模有限，可采用直井開(kāi)發(fā)，若儲(chǔ)量規(guī)模較大，隔夾層連續(xù)性較差，可采用常規(guī)水平井開(kāi)發(fā)。而如果儲(chǔ)量規(guī)模較大，且在隔夾層的連續(xù)性中等偏好的情況下，采用直井動(dòng)用范圍有限，采用常規(guī)水平井無(wú)法完全控制隔夾層上、下儲(chǔ)量。對(duì)于隔夾層分布范圍較廣的情況，選取臺(tái)階狀水平井穿越各套隔夾層，可充分動(dòng)用隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量。

目前，直井、水平井及臺(tái)階狀水平井相結(jié)合的方式已在碎屑巖巖性油藏中得到了廣泛的應(yīng)用，在5個(gè)已完全投入開(kāi)發(fā)的河道砂體油藏中，共部署54口井，其中臺(tái)階狀水平井25口，占總井?dāng)?shù)的46.3%.根據(jù)25口臺(tái)階狀水平井的生產(chǎn)情況來(lái)看，臺(tái)階狀水平井單井日產(chǎn)油量達(dá)33.7 t，平均單井累計(jì)產(chǎn)油量已達(dá)1.8×104t，累計(jì)產(chǎn)油量45.0×104t.臺(tái)階狀水平井的應(yīng)用取得了較好的效果，有效控制了隔夾層上、下的油氣儲(chǔ)量。

4 結(jié)論

（1）塔河油田三疊系阿四段河道砂體為濱淺湖背景下，三角洲前緣水下分流河道沉積的超深、薄層窄河道砂體，“四定”識(shí)別與描述技術(shù)可有效識(shí)別該類河道砂體。

（2）每個(gè)河道段為一個(gè)單獨(dú)的油水系統(tǒng)，評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)大，實(shí)際滾動(dòng)開(kāi)發(fā)效果證實(shí)，采用導(dǎo)眼評(píng)價(jià)與臺(tái)階狀水平井開(kāi)發(fā)的方式，可有效降低河道砂體評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。

（3）儲(chǔ)量規(guī)模較大的河道砂體油藏，對(duì)于隔夾層發(fā)育且連續(xù)性較好的情況，采用直井開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量動(dòng)用有限，僅靠常規(guī)水平井難于有效動(dòng)用，臺(tái)階狀水平井可高效動(dòng)用河道內(nèi)儲(chǔ)量，可在類似的巖性油藏中推廣應(yīng)用。

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