馬東油田沙一段重力流沉積有效儲層預(yù)測研究

王晶晶，莊紅妹，劉 璐，陳小欣，趙永峰，魏朋朋

1 研究區(qū)概況

馬東油田地理上位于天津市大港區(qū)的渤海之濱，構(gòu)造上位于北大港潛山構(gòu)造帶南側(cè)；北部緊鄰唐家河油田，南部為歧口生油凹陷，西邊與馬西深層油田相鄰，東部與渤海相接。馬東油田構(gòu)造形態(tài)為典型的滾動背斜，軸向北東，背斜形態(tài)自下而上具有繼承性，構(gòu)造高點逐漸北移，背斜幅度略有減小，范圍逐漸擴大[1]。

馬東油田沙一段到東營組地層沉積時期是黃驊坳陷處于擴張深陷和斷陷活動穩(wěn)定發(fā)展階段[2]。馬東地區(qū)介于燕山褶皺帶和埕寧隆起之間，主要存在北部燕山和西部滄縣隆起兩大物源體系，具有緊鄰活躍物源區(qū)、邊界斷層活動強烈、湖岸坡短而陡且快速下陷的地質(zhì)背景，具備各種碎屑物質(zhì)直接搬運入湖形成三角洲和各種重力流沉積的條件。

馬東油田主要含油目的層段位于沙一段下部，按沉積旋回自上向下分為板2、板3、板4、濱I四個油組。目前研究區(qū)已經(jīng)進入開發(fā)準備階段，但是由于目的層埋藏較深，儲層厚度薄且變化大，對儲層的識別和追蹤非常困難，編制開發(fā)概念方案具有較大風(fēng)險。因此，選取合適的儲層預(yù)測方法[3-5]，落實儲層變化，成為研究區(qū)能否成功開發(fā)的關(guān)鍵。

2 有利沉積相帶預(yù)測技術(shù)

針對研究區(qū)沙一下段埋藏較深、儲層厚度橫向變化快、非均質(zhì)性強的特點，本次研究采取了有針對性的技術(shù)手段，利用擬聲波反演技術(shù)進行儲層的空間展布特征研究[6-13]，完成有利沉積相帶的預(yù)測。

2.1 儲層敏感曲線優(yōu)選

儲層敏感參數(shù)分析主要是研究目的層段內(nèi)測井曲線的變化規(guī)律，以及測井?dāng)?shù)據(jù)所指示的巖電特征。聲波測井常受到井孔環(huán)境的差異、測井系列、儀器刻度、測量時間及操作者不同等因素影響而產(chǎn)生誤差，測井值有時會產(chǎn)生很大的歧異，導(dǎo)致對儲層的識別能力變?nèi)?。從研究區(qū)的聲波曲線和自然伽馬曲線的交會圖（圖1）可以看出，目的層砂泥巖聲波時差均為230～400 μs/m，兩者存在重疊現(xiàn)象，因此聲波曲線反映儲層和圍巖的差異性能力不足。自然伽馬曲線分辨巖性的能力較強，雖然砂泥巖的自然伽馬值也存在著重疊區(qū)域，但是范圍很小。

2.2 擬聲波曲線構(gòu)建

在考慮地層背景、儲層與圍巖波阻抗差異基礎(chǔ)上，本次擬聲波曲線構(gòu)建主要應(yīng)用EPT反演軟件的擬聲波構(gòu)建程序，融合能反映砂泥巖變化的自然伽馬的高頻信息和聲波的低頻信息，由信息融合的方法來合成擬聲波曲線，擬聲波曲線具有聲波的量綱。

圖1 測井曲線儲層敏感性分析

目前常用的重構(gòu)曲線方法為經(jīng)驗公式或統(tǒng)計擬合、信息統(tǒng)計加權(quán)等。本次擬聲波曲線構(gòu)建主要采用信息統(tǒng)計加權(quán)法，即選取對儲層識別能力有貢獻的曲線，用數(shù)學(xué)加權(quán)算法對聲波測井曲線進行重構(gòu)，使重構(gòu)曲線能夠突出巖性的差異。重構(gòu)聲波曲線主要有3個步驟：①優(yōu)選能夠識別儲層變化的曲線，根據(jù)各曲線對儲層特征反應(yīng)能力不同，設(shè)置不同的加權(quán)系數(shù)；②利用簡單的歸一化數(shù)學(xué)算法對各曲線進行處理，調(diào)整到聲波曲線值范圍；③擬聲波融合重構(gòu)，將各曲線分別乘以各自的權(quán)系數(shù)，使重構(gòu)聲波曲線較好地保持各曲線響應(yīng)對應(yīng)的原有地質(zhì)特征。

本次主要應(yīng)用的曲線包括：自然伽馬曲線、電阻率曲線和原始聲波曲線，根據(jù)這3條曲線反映儲層能力的強弱，分別賦予不同的權(quán)系數(shù)，其中自然伽馬曲線的權(quán)系數(shù)最大，原始聲波曲線的權(quán)系數(shù)最小。重構(gòu)得到的聲波曲線對儲層的識別能力大大增強，又保持了地層速度背景信息（圖2），為后續(xù)擬聲波阻抗反演的分辨率和精度提供了保障。

圖2 港深32井聲波曲線重構(gòu)

2.3 擬聲波阻抗反演

擬聲波阻抗反演的實質(zhì)是測井約束地震反演。多解性是測井約束反演面臨的問題，減小多解性的關(guān)鍵在于建立合理的初始波阻抗模型。本次儲層反演建模的過程中，采用了反距離加權(quán)建模和分形建模兩種算法（圖3）。

比較分析認為，分形建模能夠結(jié)合地震資料振幅屬性變化來綜合預(yù)測儲層展布，識別的各砂體邊界更加清晰，解決了砂體橫向變化快的難點，砂體的連通性和橫向變化與地質(zhì)認識吻合程度更好（圖4），反演結(jié)果更加可信。

圖3 初始波阻抗模型連井剖面

3 有效儲層預(yù)測

在明確砂巖儲層空間展布特征預(yù)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，對砂巖儲層的物性即含油氣性進行分析和判斷，進而預(yù)測出有效儲層的分布范圍。

3.1 衰減屬性分析

本次主要采用疊后衰減屬性技術(shù)分析砂巖儲層的含油氣性。地質(zhì)體中含流體如水、油或氣時，會引起地震波的散射和地震能量的衰減[14-17]；當(dāng)砂巖富含油氣時，高頻能量的衰減則更加明顯（圖5）。研究區(qū)儲層主要以油層為主，少量砂巖氣層發(fā)育，因此通過檢測高頻能量衰減程度來預(yù)測儲層含油氣性的方法是可行的。

引起地震波衰減的因素很多，例如相鄰巖相界面以及斷層、裂縫處的反射機理、同相介質(zhì)中的球面擴散、以及同相介質(zhì)內(nèi)的物性變化（含油、氣、水）等，而本次研究最為關(guān)注的是同相介質(zhì)內(nèi)的物性變化引起的能量衰減。因此對馬東油田儲層的衰減屬性分析，必須保證相同地質(zhì)背景，才能克服其他因素的干擾，保證預(yù)測結(jié)果的可信程度。本次含油氣性預(yù)測主要是利用之前儲層反演的巖性解釋結(jié)果，分析砂巖內(nèi)能量的衰減，檢測含油氣性。

圖4 板2油組反演預(yù)測砂巖厚度

3.2 有效儲層展布特征

從頻率域能量衰減梯度屬性分析結(jié)果（圖6）可以看到，頻率域衰減梯度與試油結(jié)果之間有較好對應(yīng)關(guān)系，反映了利用衰減屬性預(yù)測研究區(qū)砂巖含油氣性的方案是可行的。同時，泥巖對衰減屬性分析結(jié)果的影響很大，利用波阻抗反演結(jié)果對衰減梯度屬性進行泥巖過濾，避免巖性變化對油氣檢測結(jié)果的影響，保證衰減梯度屬性結(jié)果的可靠性。

圖6 地震頻率域衰減梯度剖面

為了更好地反映有效儲層內(nèi)的含油氣特征，本次研究嘗試性地采用砂巖分布與能量衰減屬性分布信息融合后的綜合指數(shù)來指示有效儲層的分布。首先利用擬聲波阻抗反演技術(shù)對儲層的空間展布特征進行分析，再利用疊后純波地震數(shù)據(jù)頻率域能量衰減梯度屬性對儲層內(nèi)的物性進行分析和判斷，最終分析認為，有效儲層為砂巖內(nèi)衰減梯度大于一定值且具有一定的累積厚度。

從板2油組衰減梯度平面提取結(jié)果上看（圖7a），衰減梯度較大的區(qū)域分別位于研究區(qū)的東北方向，結(jié)合波阻抗反演預(yù)測的砂巖分布結(jié)果（圖4b），選擇砂巖內(nèi)衰減梯度大于 0.6的砂體作為有效儲層，完成該油組有效儲層平面分布預(yù)測（圖7b）。研究結(jié)果顯示，該油組有效儲層呈現(xiàn)明顯北東向條帶分布，體現(xiàn)了重力流水道沉積特征，西南部儲層和東北部最為發(fā)育；結(jié)合研究區(qū)的構(gòu)造特征，西南部位于滾動背斜構(gòu)造的高部位，構(gòu)造位置更加有利，因此西南部可以作為有利目標區(qū)進行深入研究。

4 結(jié)論

（1）擬聲波波阻抗反演在研究區(qū)取得了較好的效果，擬聲波曲線融合了能反映砂泥巖變化的自然伽馬高頻信息和聲波的低頻信息。利用分形建模結(jié)合地震資料振幅屬性變化來綜合預(yù)測儲層展布，反演結(jié)果識別的砂體邊界更加清晰，解決了重力流沉積砂體橫向變化快的預(yù)測難題。

圖7 板2油組有效儲層預(yù)測結(jié)果

（2）通過疊后衰減屬性分析技術(shù)檢測儲層含油氣性的方法是可行的。利用波阻抗反演結(jié)果對衰減梯度屬性進行泥巖過濾，避免巖性變化對油氣檢測結(jié)果的影響，有效儲層預(yù)測結(jié)果與實際鉆探結(jié)果吻合良好，并指出了有利目標區(qū)，為下一步編制開發(fā)概念方案提供重要依據(jù)。

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